[发明专利]多层滑动轴承元件

说明书

本发明涉及由复合材料制成的多层滑动轴承元件(14)，所述复合材料包括支撑层(2)、与所述支撑层(2)相连的结合层(3)和与所述结合层(3)相连的轴承金属层(4)，其中所述结合层(3)由铝或第一无软相铝基合金制成并且所述轴承金属层(4)由含有至少一种软相的第二铝基合金组成，并且所述结合层(3)与所述轴承金属层(4)通过熔体冶金连接而彼此相连，同时形成布置在所述结合层(3)与所述轴承金属层(4)之间的结合区，其中在所述结合区中形成晶粒(9，10)，并且在所述结合区中在所述结合层(3)与所述轴承金属层(4)之间形成连续的晶粒边界曲线。

本发明涉及由复合材料制成的多层滑动轴承元件，所述复合材料包括支撑层、与所述支撑层相连的结合层和与所述结合层相连的轴承金属层，其中所述结合层由铝或第一无软相铝基合金制成并且所述轴承金属层由含有至少一种软相的第二铝基合金组成，并且所述结合层与所述轴承金属层通过熔体冶金连接而彼此相连，同时形成布置在所述结合层与所述轴承金属层之间的结合区，其中在所述结合区中形成晶粒。

另外，本发明涉及制造多层滑动轴承元件的方法，包括以下步骤：通过复合铸造从第一铝基合金和第二铝基合金制造双层的前体材料，所述第一铝基合金构成所述前体材料的第一层，所述第二铝基合金构成所述前体材料的第二层；通过辊轧包覆将所述双层的前体材料与构成所述多层滑动轴承元件的支撑层的基底连接；并且将所述辊轧复合材料最终加工成所述多层滑动轴承元件。

当今用于钢-铝复合滑动轴承的前体材料首先通过辊轧包覆方法制造。其中将基于无锡铝合金的轴承材料直接辊轧包覆到钢上。为了与钢连接，经典的含锡铝合金，例如像AlSn6Cu或AlSn40Cu，需要布置在钢与轴承金属之间的额外的结合膜，例如由纯铝制成。其中轴承金属与结合膜的预复合物仅仅通过辊轧包覆来生产。但是经包覆的复合物具有以下缺点，即它在形成连接时仅形成了粘性的结合。

从现有技术(例如像EP 0 966 333 A1或者DE 103 33 589 B4)还已知如下方法，根据所述方法，将轴承金属合金浇铸到钢载体上。然而，此类的前体材料方法不能应用于钢-铝材料组合。其原因为，铁在铝中几乎没有溶解度(在655℃为0.052重量％Fe，在600℃为0.025重量％Fe，在500℃为0.006重量％Fe)。在升高的温度(例如高于400℃)，铁和铝之间发生由热动力学导致的扩散反应和因此造成的复杂金属间相的形成。这导致复合物的粘附强度的显著降低并且因此是不希望的。

从EP 0 947 260 A1已知偏晶合金用于通过以高铸造和冷却速度对被加热到分离温度以上的温度的熔体进行棒铸造来制造滑动轴承的用途，以便在不使用中间层的情况下直接包覆钢载体。非偏晶合金(例如常规的铝-锡轴承合金)被排除并且不能用于直接包覆，因为尤其锡元素在辊轧包覆时与钢不形成粘合或不形成充分的粘附性。

从DE 20 14 497 A已知一种用于制造滑动轴承的方法，根据所述方法，在根据热浸镀铝(Aludip)法的第一步骤中在钢带上产生Al-Si合金并且在另一个步骤中在后者上浇铸带有Sn和Pb的铝合金。

GB 749,529 A描述了一种制造滑动轴承的方法，其中首先通过向铝板上浇铸铝-锡合金来制造两层的前体材料，然后将这个前体材料辊轧并且在辊轧后在不含锡的侧面包覆到钢载体上。

在新世代发动机中未来可期待的最多20％的功率提升也导致了提高的轴承负载。

因此，本发明的目的是提供更好地承受更高轴承负载的、具有铝基合金作为轴承合金层的多层滑动轴承元件。

本发明的这个目的通过开篇所述的多层滑动轴承元件来实现，其中在所述结合区中在所述结合层与所述轴承金属层之间形成连续的晶粒边界曲线。