[发明专利]具有功能性表面的无铅铝滑动轴承材料

说明书

本发明涉及一种具有涂层的滑动元件，所述涂层包括至少一个功能层，所述功能层包括混合氧化物基质，并且在混合氧化物基质中，固体润滑剂颗粒和/或硬颗粒嵌入混合氧化物基质中。

技术领域

本发明涉及一种具有混合氧化物基质功能层的滑动元件。根据本发明的滑动元件具有表面性能优越、易于制造的特点。

背景技术

使用氧化物层作为滑动轴承涂层的组成部分在现有技术中是众所周知的。

DE 10 2007 042 382 B3公开了一种适合作为滑动轴承的部件，其中在部件的结构中提供了一种由轻金属材料制成的层，该材料提供了在该部件的滑动表面的方向上具有孔的氧化物层，并且其中将硬质材料引入所述孔中。

DE 196 12 109 C1涉及一种具有可承受摩擦应力的表面的轴承部件。对于此目的，轴承部件由金属基复合材料构成，其基质由比例大于1％重量的SiC颗粒增强的铝合金形成，并且摩擦学应力表面是阳极氧化层表面。

Fürbeth等人的IGF项目302ZBG的最终报告“Hartanodisierschichten als innovativer Verschleiβ-und Korrosionsschutz fürAluminiumwerkstoffe”涉及了将纳米颗粒引入硬质阳极氧化铝材料层中。

最后，Fürbeth等人的IGF项目321ZBG的最终报告“Optimierung derModifizierung von Anodisierschichten auf Aluminiumwerkstoffen durch chemischeNanotechnologie und industrielle Anpassung des Verfahrens”教导了用纳米颗粒浸渍阳极氧化层以改善腐蚀保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有改进的表面性能的滑动元件，特别是关于以下性能的至少一种：硬度、延展性、导热性、润湿性、摩擦系数、磨损性能、粗糙度和/或形貌。

该目的的解决方案通过权利要求1中描述的滑动元件实现。

将固体润滑剂颗粒和/或硬质颗粒嵌入滑动元件涂层的功能层的混合氧化物基质中导致了滑动元件的特别有益的机械性能。特别地，滑动元件的性能轮廓可以通过有针对性地选择固体润滑剂颗粒和/或硬质颗粒而特定地适合于各自的应用。与在滑动轴承的氧化物涂层中使用孔作为润滑剂储存器相比，还获得了对于所使用的颗粒更均匀分布和更大柔韧性的优点。

在其他权利要求中描述了优选的改进。

涂层从内到外有利地包括至少一种由铝基合金组成的铝合金层和功能层。这种结构可以通过铝合金层的电解氧化以特别简单的方式生产。术语“铝合金层”和“铝基合金”还包括纯铝和纯铝层。

优选地，铝基合金由至多10.0wt％的Fe、至多10.0wt％的Mg、至多15.0wt％的Zn、至多15.0wt％的Si、至多30.0wt％的Sn、至多5.0wt％的Cu、至多5.0wt％的Ni、至多5.0wt％的Mn、至多5.0wt％Cr、至多1.0wt％的Zr、V、Sr和/或Ti，以及剩余物为铝和不可避免的杂质组成。上述铝基合金的化学组成使得可以获得金属硬度为30至100HBW 1/5/30的滑动元件。

最优选地，将功能层施加到铝合金层上。铝合金层又优选地施加到由钢构成的基底背衬上，优选为钢种C06-C45中的一种。上述钢的特征在于具有良好的可用性并且可以特别好地粘合铝合金层以形成滑动元件。

另外，在基底背衬和铝合金层之间引入优选由纯铝组成的中间层。中间层改善了基底背衬和涂层之间的粘合。