[发明专利]滑动轴承或其一部分，其制造方法以及CuCrZr合金作为滑动轴承材料的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种滑动轴承或其一部分，例如滑动轴承半部或滑动轴承衬套，下面为了简化，仅参考滑动轴承及其制造方法，以及用作滑动轴承材料的CuCrZr合金的应用。这种滑动轴承的特征在于高的热导率、优良的机械性能、抗腐蚀性以及可加工性。

现有技术

铜基合金作为滑动轴承材料的应用已在现有技术中披露。

例如，GB 2 281 078 A公开了烧结体作为轴承面的应用，烧结体由铜基合金、按重量计5％～20％的过渡金属和按重量计0.5％～10％的半金属组成。另外，优选按重量计0.1％～0.8％的Zr、Mo、Nb和Al中的至少一种金属作为合金的组分。

此外，铜/铬/锆合金可以在现有技术中计量。

例如，具有按重量计0.5％～1.2％的铬、按重量计0.03％～0.3％的锆和余量铜的铜/铬/锆合金已在材料编号CW106C下列出。从德国铜研究所(DKI)的相应的材料数据表中可以推断出，这种合金作为触点材料和载流弹簧而使用在电气工程、机械工程，还应用于焊接(电极、电极夹和电极轴、喷嘴)以及装备制造中。

US 2006/0086437 A1公开了一种用于制造具有按重量计0.1％～1.5％的铬、按重量计0.01％～0.25％的锆以及余量铜的铜/铬/锆合金的方法，该方法包括连铸、拉拔和沉淀硬化的步骤。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较长使用寿命的滑动轴承。

权利要求1描述的滑动轴承、根据权利要求8的用于制造滑动轴承的方法以及根据权利要求23的CuCrZr合金作为滑动轴承材料的应用可以实现上述目的。

在这种情况下，根据本发明至少部分地使用CuCrZr合金作为滑动轴承材料能够显著地提高滑动轴承的耐久性。

因此，由于CuCrZr合金在200℃下的热导率较高，为320W/(mK)，会产生材料内摩擦热的快速耗散和均匀的热分布，这能够确保热稳定的微观结构。此外，在CuCrZr合金中还会形成能够增大滑动轴承耐磨性的CrZr₃化合物。最终，根据本发明的合金组分具有较高的耐腐蚀性。初步调查发现，对于根据本发明的材料的加工来说，对现有生产设备的花费不大的有利改动是有必要的。优选地，CuCrZr合金由按重量计0.01％～0.5％的锆、按重量计0.01％～4.9％的铬、可选地按重量计多达15.0％的锡、可选地按重量计0.05％～0.25％的铝、镁、钛和/或锰以及余量的铜组成。

在进一步的权利要求中描述了优选的改进方式。

因此，对于元素锆和铬，证明按重量计0.01％～0.5％的锆和按重量计0.01％～4.9％的铬，优选地按重量计多达4.4％的铬的浓度范围是有利的。在这个浓度范围内，能形成足够的CrZr₃化合物并且充分地提高耐腐蚀性而不显著降低铜基体的热导率。

有利地，该CuCrZr合金还包括按重量计0.01％～15.0％的锡，因为这能够进一步增大合金的强度和硬度，但是在更高的锡含量下，热导率会降低过多。

优选地，在不同情况下，向该合金中添加浓度范围为按重量计0.05％～0.25％的元素Al、Mg、Ti和/或Mn中的至少一种。所提及的这些元素有利地用作腐蚀抑制剂并因此降低了铜基体对腐蚀的敏感性，尤其是如果能够确保上述提及的元素在基体中的分布尽可能地均匀。

有利地，该CuCrZr合金具有体积百分数小于0.3的孔隙率，这能够保证足够的强度。

由于添加了硬颗粒，例如氧化物、碳化物、氮化物和磷化物，和/或固体润滑剂，例如h-BN和碳(特别是石墨)，可有利地提高根据本发明制造的滑动轴承材料的滑动摩擦系数和切削性能。进一步地，碲、铋、铅和硫中的至少一种断屑元素可作为所谓的“断屑器”而被加入其中。优选地，例如硬颗粒可以是Al₂O₃、c-BN、MoSi₂、ZrO₂和SiO₂以及所述抗腐蚀金属的所有碳化物。

有利地，将CuCrZr合金应用于基底背衬，优选为钢背衬。这种结构可以在需要CuCrZr合金的滑动轴承的那些部位利用此合金的有益性能，同时，非关键的部位可以用非昂贵的材料制造。

优选地，将CuCrZr合金处理为固体材料，优选地用于形成衬套和轴承，因为这样可以避免基底和CuCrZr合金之间的弱粘接点。