DE10213489A1

DE10213489A1 - Sinterlegierungslager auf Kupferbasis und Motorkraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE10213489A1
Application number: DE10213489A
Authority: DE
Inventors: Noboru Kanezaki; Tsuneo Maruyama; Yoshio Ebihara
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Denso Corp
Current assignee: Denso Corp; Diamet Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: KR20020077127A; US20020197149A1; DE10213489B4; CN1215268C; SG93933A1; MY126265A; KR100867905B1; CN1379192A; US6663344B2

Abstract

Das Sinterlegierungslager auf Cu-Basis der vorliegenden Erfindung ist aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit einer Zusammensetzung hergestellt, die gewichtsbezogen aus Ni: 10 bis 25%, Zn: 10 bis 25%, P: 0,1 bis 0,9%, C: 0 bis 5%, Molybdändisulfid: 0,5 bis 5% und Cu unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest besteht. Die Sinterlegierung auf Cu-Basis hat ein Gefüge aus einer Cu-P-Verbindung, freiem Graphit und Molübdändisulfid, die in einem Basismaterial dispergiert sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und die Porosität ist im Bereich von 5 bis 25%.

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sinterlegierungslager auf Cu-Basis, das zur Verwendung in einer Motorkraftstoffpumpe geeignet ist, die eine verringerte Größe besitzt und mit hoher Antriebskraft arbeitet, und sie betrifft eine Motorkraftstoffpumpe damit.

Stand der Technik

Eine Maschine, die als Treibstoff einen flüssigen Treibstoff wie Benzin oder Diesel verwendet, ist allgemein mit einer Motorkraftstoffpumpe ausgerüstet. Z. B. ist diejenige mit einer Struktur wie in Fig. 1 gezeigt als Motorkraftstoffpumpe für einen Benzinmotor bekannt.

Diese Motorkraftstoffpumpe hat eine solche Struktur, daß in einer Verkleidung 1 eine Drehwelle 2, die an beiden Enden eines Motors 5 angebracht ist, durch Lager 3a und 3b gestützt wird und ein Laufrad 4 an einem Ende der Drehwelle 2 eingefügt ist, und eine enge Benzinleitung ist entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Laufrads 4, der äußeren Umfangsoberfläche eines Motors (Armatur) 5 und des Raums (nicht gezeigt) zwischen den Lagern 3a und 3b und der Drehwelle 2 gebildet. Die Lager 3a und 3b sind aus verschiedenen Sinterlegierungen auf Cu-Basis hergestellt.

Bei der Rotation des Laufrads 4 durch Rotation des Motors 5 wird Benzin in die Verkleidung 1 durch die Rotation des Laufrads 4 eingeführt, und das eingeführte Benzin wird einem separat angebrachten Benzinmotor zugeführt, indem es durch die Benzinleitung gelangt, die entlang der äußeren Umfangsoberfläche des Laufrads 4 und der äußeren Umfangsoberfläche des Motors 5 gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt gelangt eine Spur des Treibstoffs durch den Raum zwischen der inneren Umfangsoberfläche beider Lager 3a und 3b und der äußeren Umfangsoberfläche der Drehwelle 2 und dient als Schmieröl für das Gleiten der Drehwelle.

Bei der derzeitigen deutlichen Gewichtsreduzierung und Ermöglichung hoher Leistung in Kraftfahrzeugmotoren ist eine Größenreduzierung für die in Motoren verwendeten Motorkraftstoffpumpen besonders erforderlich. Im Falle der Motorkraftstoffpumpe mit der oben beschriebenen Struktur ist eine hohe Antriebskraft, d. h. hohe Rotationsgeschwindigkeit, erforderlich, um eine ausreichende Auswurfleistung sicherzustellen und die Größe zu reduzieren. Unter diesen Bedingungen sind höhere Festigkeit und höhere Verschleißfestigkeit für die Lager erforderlich.

Jedoch haben keine Sinterlegierungslager auf Cu-Basis, die in herkömmlichen Motorkraftstoffpumpen verwendet werden, ausreichende Festigkeit und ausreichende Verschleißfestigkeit, und daher nimmt der Verschleiß schnell zu. Der Verschleiß wird beschleunigt, wenn ein flüssiger Kraftstoff Schwefel oder eine Verbindung daraus als Verunreinigungen enthält, was in einer relativ kurzen Lebensdauer resultiert.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Zur Entwicklung eines zur Verwendung in einer Motorkraftstoffpumpe geeigneten Lagers, wobei das Lager kleiner ist und mit hoher Antriebskraft betrieben wird, haben die Autoren der vorliegenden Erfindung umfangreiche Forschung betrieben. Als Ergebnis ist ihnen die Entwicklung eines Sinterlegierungslagers auf Cu-Basis und einer nachfolgend beschriebenen Motorkraftstoffpumpe gelungen.

Das Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit einer Zusammensetzung hergestellt, die gewichtsbezogen aus Ni: 10 bis 25%, Zn: 10 bis 25%, P: 0,1 bis 0,9%, Molybdändisulfid: 0,5 bis 5% und Cu und unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest besteht. Die Sinterlegierung auf Cu-Basis hat ein Gefüge aus einer Cu-P- Verbindung und Molybdändisulfid, die in einem Basismaterial dispergiert sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und ihre Porosität liegt im Bereich von 5 bis 25%.

Das Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit einer Zusammensetzung hergestellt, die gewichtsbezogen aus Ni: 10 bis 25%, Zn: 10 bis 25%, P: 0,1 bis 0,9%, C: 5% oder weniger, Molybdändisulfid: 0,5 bis 5% und Cu und unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest besteht. Die Sinterlegierung auf Cu-Basis hat ein solches Gefüge, das eine Cu-P-Verbindung, freier Graphit und Molybdändisulfid in einem Basismaterial dispergiert sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und die Porosität ist im Bereich von 5 bis 25%.

Gemäß dem Sinterlegierungslager auf Cu-Basis mit einer der oben beschriebenen Zusammensetzungen wird ein flüssiger Treibstoff aus der äußeren Umfangsoberfläche eines Lagers der inneren Umfangsoberfläche eines Lagers durch Poren im Lager zugeführt, und ein fluider Gleitfilm wird auf der inneren Umfangsoberfläche des Lagers durch diesen flüssigen Treibstoff gebildet. Der an ein Lager während der hohen Drehzahl eines Motors angelegte Reibungswiderstand wird durch diesen fluiden Schmierfilm abgebaut. Obwohl die Verschleißfestigkeit abnimmt, wenn Poren gebildet werden, überdeckt die Dispersion aus einer harten Cu-P-Verbindung und MoS₂ (oder MoS₂ und freiem Graphit), die eine hohe Schmierfähigkeit in einem Basismaterial haben, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, die Verringerung der Verschleißfestigkeit. Daher weist das Sinterlegierungslager auf Cu-Basis eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit selbst in einer Umgebung bei Exposition mit hohem Druckhoher Fließgeschwindigkeit eines flüssigen Treibstoffs auf, zusammen mit hoher Festigkeit und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit der Cu-Ni-Zn- Legierung, die das Basismaterial bildet. Ebenfalls weist die Sinterlegierung auf Cu-Basis eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit gegenüber einem flüssigen Treibstoff auf, der Schwefel und eine Verbindung daraus als Verunreinigungen enthält.

Die Motorkraftstoffpumpe gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Verkleidung, eine in der Verkleidung angebrachte Drehwelle, Lager, die rotationsfähig die Drehwelle in der Verkleidung tragen, und ein Laufrad, das an der Drehwelle befestigt ist, und die Lager sind Sinterlegierungslager auf Cu-Basis des ersten oder zweiten Aspekts.

Gemäß dieser Motorkraftstoffpumpe kann eine lange Lebensdauer selbst bei hoher Rotationsgeschwindigkeit erhalten werden, und eine Größenreduktion kann ebenfalls erreicht werden.

Kurze Beschreibung der Abbildung

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Motorkraftstoffpumpe für einen Benzinmotor.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Ausführungsformen eines Sinterlegierungslagers auf Cu-Basis und einer Motorkraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben. In allen Ausführungsformen ist die Form des Sinterlegierungslagers auf Cu-Basis nicht spezifisch beschränkt und kann jede Form und Größe aufweisen. Z. B. kann es die gleiche Form und Größe wie die in Fig. 1 gezeigten Lager 3a und 3b haben.

Erste Ausführungsform

Das Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit einer Zusammensetzung hergestellt, die gewichtsbezogen aus Ni: 10 bis 25%, Zn: 10 bis 25%, P: 0,1 bis 0,9%, Molybdändisulfid: 0,5 bis 5% und Cu und unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest besteht. Die Sinterlegierung auf Cu-Basis hat ein Gefüge aus einer Cu-P- Verbindung und Molybdändisulfid, die in einem Basismaterial dispergiert sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und ihre Porosität ist im Bereich von 5 bis 25%.

Der Grund, daß die Zusammensetzung und Porosität des Sinterkörpers auf Cu-Basis, der das Lager dieser Ausführungsform bildet, wie oben beschrieben beschränkt wurden, wird nachfolgend beschrieben.

(1) Zusammensetzung (a) Ni und Zn

Diese Komponenten haben die Wirkung, in Kupfer in Form einer festen Lösung eingebaut zu werden, so daß ein Basismaterial gebildet wird, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, wodurch die Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit des Lagers verbessert werden. Selbst wenn der Ni-Gehalt geringer als 10 Gew.-% oder höher als 25 Gew.-% ist, ist die Festigkeit des Lagers reduziert. Besonders bevorzugt ist der Ni-Gehalt innerhalb eines Bereiches von 15 bis 20 Gew.-%.

Wenn der Zn-Gehalt geringer als 10 Gew.-% ist, ist die Korrosionsbeständigkeit des Lagers verringert. Wenn andererseits der Gehalt weniger als 25 Gew.-% ist, wird die Festigkeit rapide reduziert. Ein besonders bevorzugter Zn- Gehalt ist innerhalb eines Bereiches von 15 bis 20 Gew.-%.

(b) P

Die Komponente P hat die Wirkung der Verbesserung der Sinterfähigkeit, wodurch sie zu einer Verbesserung der Festigkeit eines Lagers beiträgt, und der Bildung einer harten Cu-P-Legierung, die im Basismaterial dispergiert ist, wodurch die Verschleißfestigkeit verbessert wird.

Wenn der P-Gehalt weniger als 0,1 Gew.-% beträgt, kann der gewünschte Effekt der Verbesserung der oben beschriebenen Wirkung nicht erhalten werden. Wenn andererseits der Gehalt höher als 0,9 Gew.-% ist, neigt die Festigkeit reduziert zu werden, was es schwierig macht, die gewünschte hohe Festigkeit in stabiler Weiser sicherzustellen. Besonders bevorzugt ist der P-Gehalt innerhalb eines Bereiches von 0,3 bis 0,6 Gew.-%.

(c) MoS₂

MoS₂ ist im Basismaterial in Form von MoS₂-Teilchen dispergiert und verteilt und hat die Wirkung, dem Lager eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit zu verleihen und die Verschleißfestigkeit des Lagers zu verbessern. Wenn der MoS₂- Gehalt geringer als 0,5 Gew.-% ist, kann die gewünschte Wirkung der Verbesserung der Gleitfähigkeit nicht erhalten werden. Wenn andererseits der Gehalt höher als 5 Gew.-% ist, kann eine Reduzierung der Festigkeit nicht vermieden werden. Besonders bevorzugt ist der MoS₂-Gehalt innerhalb eines Bereiches von 1 bis 3 Gew.-%.

(2) Porosität

Die im Basismaterial aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung verteilten Poren haben die Wirkung der Verringerung der starken Reibung und des hohen Oberflächendrucks, der an das Lager unter hohem Druckhoher Fließgeschwindigkeit des flüssigen Treibstoffs wie oben beschrieben angelegt wird, wodurch der Verschleiß des Lagers bemerkenswert unterdrückt wird. Wenn die Porosität geringer als 5% ist, ist der Anteil der im Basismaterial verteilten Poren zu gering, um ausreichend die oben beschriebene Wirkung auszuüben. Wenn andererseits die Porosität höher als 25% ist, wird die Festigkeit des Lagers rapide reduziert. Besonders bevorzugt ist die Porosität innerhalb eines Bereiches von 10 bis 20%.

Zweite Ausführungsform

Während nur MoS₂ als Schmiermittelkomponente in der ersten Ausführungsform verwendet wurde, umfaßt das Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zusätzlich 5 Gew.-% oder weniger Kohlenstoff als Schmiermittelkomponente, zusätzlich zu MoS₂. D. h. das Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß dem zweiten Aspekt ist aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit einer Zusammensetzung hergestellt, die gewichtsbezogen aus Ni: 10 bis 25%, Zn: 10 bis 25%, P: 0,1 bis 0,9%, C: 5% oder weniger, Molybdändisulfid: 0,5 bis 5% und Cu und unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest besteht. Die Sinterlegierung auf Cu-Basis hat ein Gefüge aus einer Cu-P- Verbindung, freiem Graphit und Molybdändisulfid, die einem Basismaterial dispergiert sind, das einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und ihre Porosität ist innerhalb eines Bereiches von 5 bis 25%.

Der Grund für die Beschränkung der Komponenten außer Kohlenstoff ist der gleiche wie in der ersten Ausführungsform.

Kohlenstoff ist hauptsächlich im Basismaterial in Form von Teilchen aus freiem Graphit zusammen mit MoS₂-Teilchen dispergiert, wodurch dem Lager eine ausgezeichnete Gleitfähigkeit verliehen wird in dem Zustand, in dem er mit MoS₂-Teilchen koexistiert, und er trägt zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit des Lagers bei.

Wenn der Kohlenstoff-Gehalt der Sinterlegierung auf Cu-Basis höher als 5 Gew.-% ist, ist die Festigkeit des Lagers reduziert. Ein besonders bevorzugter Kohlenstoff-Gehalt ist innerhalb eines Bereiches von 0,5 bis 5 Gew.-%. Wenn der Kohlenstoff-Gehalt geringer als 0,5 Gew.-% ist, wird die Wirkung der Verbesserung der Gleitfähigkeit durch Zugabe von Kohlenstoff weniger wahrscheinlich erhalten. Ebenfalls kann, wenn der Kohlenstoff-Gehalt geringer als 0,5 Gew.-% ist, beinahe der gleiche Effekt wie in der ersten Ausführungsform erhalten werden, indem weitere MoS₂-Teilchen zusätzlich zu freiem Kohlenstoff enthalten sind. Ein besonders bevorzugter Kohlenstoff-Gehalt der Sinterlegierung auf Cu-Basis ist innerhalb eines Bereiches von 1 bis 3 Gew.-%. Wenn der Kohlenstoff-Gehalt innerhalb dieses Bereiches ist, wird ein guter Ausgleich zwischen Festigkeit und Verschleißfestigkeit des Lagers erreicht.

Ausführungsform der Motorkraftstoffpumpe

Wie in Fig. 1 gezeigt wird, umfaßt die Motorkraftstoffpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Verkleidung 1, eine Drehwelle 2, die in der Verkleidung angebracht ist, Lager 3a und 3b, die rotationsfähig die Drehwelle 2 in der Verkleidung 1 stützen, und ein Laufrad 4, das mit der Drehwelle 2 verbunden ist. Die Lager sind Sinterlegierungslager auf Cu-Basis des ersten oder zweiten Aspekts. Der andere Aufbau kann der gleiche wie in Fig. 1 gezeigt sein. Die Motorkraftstoffpumpe der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Struktur beschränkt und kann eine Motorkraftstoffpumpe mit jeder herkömmlich bekannten Struktur sein.

Gemäß dieser Motorkraftstoffpumpe kann eine lange Lebensdauer selbst bei hoher Rotationsgeschwindigkeit erhalten werden, und es kann ebenfalls eine Größenreduktion erreicht werden.

Beispiele

Die folgenden Beispiele der vorliegenden Erfindung zeigen deren Wirkungen.

Experiment 1

Als Rohpulver wurden verschiedene Cu-Ni-Zn-Legierungspulver mit unterschiedlichen Ni- und Zn-Gehalten, Cu-P-Pulver (enthaltend 33 Gew.-% P) und MoS₂-Pulver hergestellt. Das Cu-Ni-Zn-Legierungspulver wird durch ein Wasserzerstäubungsverfahren gebildet und hat einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 45 µm. Das Cu-P- Legierungspulver ist ein wasserzerstäubtes Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 45 µm. Das MoS₂- Pulver hat einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 75 µm.

Gemäß jeder vorgegebenen Formulierung wurden diese Rohpulver in einer Kugelmühle für 40 Minuten vermischt und unter einem vorgegebenen Druck innerhalb eines Bereiches von 150 bis 300 MPa zum Erhalt eines Grünlings verpreßt. Der resultierende Grünling wurde in einer Gasatmosphäre aus zersetztem Ammoniak unter den Bedingungen einer vorgegebenen Temperatur innerhalb eines Bereichs von 750 bis 900°C für 40 Minuten zur Herstellung der Lager der Beispiele 1 bis 21 gesintert. Jede Zusammensetzung und Porosität der Sinterlegierung auf Cu-Basis, die die Beispiele 1 bis 21 darstellen, sind wie in Tabelle 1 gezeigt. Das Lager ist in der Form eines Zylinders mit einer Größe von 9 mm Außendurchmesser × 5 mm Innendurchmesser × 6 mm Höhe.

Unter Verwendung eines optischen Mikroskops (Vergrößerung: 200-fach) wurden zufällige Querschnitte der Beispiele 1 bis 21 betrachtet. Als Ergebnis hatten alle Proben ein Gefüge aus einer feinen Cu-P-Legierung und feinem MoS₂, die in einem Basismaterial dispergiert und verteilt sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und ebenfalls existierten Poren.

Unter den gleichen Bedingungen wie in den Beispielen 1 bis 21, außer daß die in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung ausgetauscht wurde, wurden die Lager der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 hergestellt. Alle Lager der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 wurden aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis hergestellt, in der ein Parameter aus dem Gehalt der Legierungskomponenten und der Porosität nicht innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung war.

Jedes der Lager der Beispiele 1 bis 21 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 wurde in eine Kraftstoffpumpe mit einer Gesamtgröße von 110 mm Länge × 40 mm Durchmesser eingebaut, und die Kraftstoffpumpe wurde in einen Benzintank eingesetzt. Unter den Bedingungen einer Laufrad- Rotationsgeschwindigkeit von 3000 (minimale Rotationsgeschwindigkeit) bis 12000 (maximale Rotationsgeschwindigkeit), einer Benzinfließgeschwindigkeit von 45 l/h (minimale Fließgeschwindigkeit) bis 170 l/h (maximale Fließgeschwindigkeit), eines an das Lager von einer Hochgeschwindigkeits-Drehwelle angelegten Druckes von maximal 300 KPa und einer Testdauer von 150 Stunden wurden reale Tests durchgeführt, und die maximalen Abnutzungshöhen an der Lageroberfläche nach den Tests wurden gemessen. Gemäß den Bedingungen des realen Maschinentests gelangt Benzin durch enge Räume in der Pumpe mit hoher Geschwindigkeit, und ein hoher Druck wird an das Lager aus der Drehwelle angelegt, die mit hoher Geschwindigkeit dreht, und ebenfalls wird das Lager dem Benzin ausgesetzt, das mit hoher Fließgeschwindigkeit fließt.

Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Für den Zweck der Auswertung der Festigkeit des Lagers sind ebenfalls die Druckfestigkeiten der verschiedenen Lager gezeigt.

Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 1 ersichtlich ist, sind alle Lager der Beispiele 1 bis 21 aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit hoher Festigkeit hergestellt und wiesen ebenfalls eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit selbst unter hohem Druckhoher Fließgeschwindigkeit auf, wenn sie als Lager einer Motorkraftstoffpumpe verwendet wurden, durch die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit der Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung, der im Basismaterial dispergierten und verteilten Poren und der harten Cu-P-Legierung und durch die Wirkung von MoS₂ mit hoher Gleitfähigkeit.

In den Lagern der Vergleichsbeispiele 1 bis 10 war die Festigkeit oder Verschleißfestigkeit verringert, da der Gehalt der Komponenten oder die Porosität der Sinterlegierung auf Cu-Basis nicht im Umfang der vorliegenden Erfindung ist.

Experiment 2

Unter Verwendung von Graphitpulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 75 µm zusätzlich zu den in Beispiel 1 verwendeten Rohmaterialien wurden die Lager der Beispiele 22 bis 46 hergestellt. Jede Zusammensetzung und Porosität dieser Lager sind wie in Tabelle 2 und Tabelle 3 gezeigt.

Unter Verwendung eines optischen Mikroskops (Vergrößerung: 200-fach) wurden zufällige Querschnitte der Beispiele 22 bis 46 betrachtet. Als Ergebnis hatten alle Proben ein Gefüge, in dem eine feine Cu-P-Legierung, freier Graphit und feines MoS₂ im Basismaterial dispergiert und verteilt sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und ebenfalls existieren Poren.

Unter den gleichen Bedingungen wie in den Beispielen 22 bis 46, ausgenommen der Austausch durch die in Tabelle 4 gezeigten Zusammensetzungen, wurden Lager der Vergleichsbeispiele 11 bis 22 hergestellt. Alle Lager der Vergleichsbeispiele 11 bis 22 sind aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis hergestellt, in der ein beliebiger Parameter aus dem Gehalt der Legierungskomponenten und der Porosität nicht im Umfang der vorliegenden Erfindung ist.

Jedes der Lager der Beispiele 22 bis 46 und der Vergleichsbeispiele 11 bis 22 wurde in eine Kraftstoffpumpe mit einer Gesamtgröße von 110 mm Länge × 40 mm Durchmesser montiert, und die Kraftstoffpumpe wurde in einen Benzintank eingesetzt. Unter den Bedingungen einer Laufrad- Rotationsgeschwindigkeit von 3000 (minimale Rotationsgeschwindigkeit) bis 9000 (maximale Rotationsgeschwindigkeit), einer Benzinfließgeschwindigkeit von 45 l/h (minimale Fließgeschwindigkeit) bis 130 l/h (maximale Fließgeschwindigkeit), eines an das Lager von der Hochgeschwindigkeits-Drehwelle angelegten Druckes von maximal 300 KPa und einer Testdauer von 220 Stunden wurden reale Maschinentests durchgeführt, und die maximalen Abnutzungshöhen an den Lageroberflächen nach den Tests wurden gemessen. Gemäß den Bedingungen der tatsächlichen Maschinentests gelangt Benzin durch enge Räume in der Pumpe mit hoher Geschwindigkeit, und ein hoher Druck wird an das Lager von der Drehwelle angelegt, die mit hoher Geschwindigkeit rotiert, und ebenfalls wird das Lager dem Benzin ausgesetzt, das mit hoher Geschwindigkeit fließt.

Die Meßergebnisse sind in Tabelle 2 bis Tabelle 4 gezeigt. Für den Zweck der Auswertung der Festigkeit des Lagers sind ebenfalls die Druckfestigkeiten der verschiedenen Lager gezeigt.

Wie aus den Ergebnissen aus Tabelle 2 und Tabelle 3 ersichtlich ist, sind alle Lager der Beispiele 22 bis 46 aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit hoher Festigkeit hergestellt und wiesen ebenfalls eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit selbst unter hohem Druckhoher Fließgeschwindigkeit auf, wenn sie als Lager für eine Motorkraftstoffpumpe verwendet wurden, aufgrund der ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit der Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung, von im Basismaterial dispergierten und verteilten Poren und der harten Cu-P- Legierung und aufgrund der Wirkung des freien Kohlenstoffs und von MoS₂, die eine hohe Gleitfähigkeit aufweisen.

In den Lagern der Vergleichsbeispiele 11 bis 22 war die Festigkeit oder Verschleißfestigkeit reduziert, da der Komponentengehalt oder die Porosität der Sinterlegierung auf Cu-Basis nicht im Umfang der vorliegenden Erfindung ist.

Claims

1. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis, hergestellt aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit einer Zusammensetzung, die gewichtsbezogen aus
Ni: 10 bis 25%,
Zn: 10 bis 25%,
P: 0,1 bis 0,9%,
Molybdändisulfid: 0,5 bis 5% und
Cu und unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest besteht,
wobei die Sinterlegierung auf Cu-Basis ein Gefüge aus einer Cu-P-Verbindung und Molybdändisulfid hat, die in einem Basismaterial dispergiert sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und wobei die Porosität im Bereich von 5 bis 25% ist.

2. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis, hergestellt aus einer Sinterlegierung auf Cu-Basis mit einer Zusammensetzung, die gewichtsbezogen aus
Ni: 10 bis 25%,
Zn: 10 bis 25%,
P: 0,1 bis 0,9%,
C: 5% oder weniger,
Molybdändisulfid: 0,5 bis 5% und
Cu und unvermeidlichen Verunreinigungen als Rest besteht,
wobei die Sinterlegierung auf Cu-Basis ein Gefüge aus einer Cu-P-Verbindung, freiem Graphit und Molybdändisulfid hat, die in einem Basismaterial dispergiert sind, das aus einer Festlösungsphase aus einer Cu-Ni-Zn-Legierung hergestellt ist, und wobei die Porosität im Bereich von 5 bis 25% ist.

3. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß Anspruch 2, worin der Kohlenstoff-Gehalt der Sinterlegierung auf Cu- Basis im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-% ist.

4. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß Anspruch 1 oder 2, worin der Ni-Gehalt der Sinterlegierung auf Cu-Basis im Bereich von 15 bis 20 Gew.-% und der Zn-Gehalt im Bereich von 15 bis 20 Gew.-% ist.

5. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß Anspruch 1 oder 2, worin der P-Gehalt der Sinterlegierung auf Cu-Basis im Bereich von 0,3 bis 0,6 Gew.-% ist.

6. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß Anspruch 1 oder 2, worin der Molybdändisulfid-Gehalt der Sinterlegierung auf Cu-Basis im Bereich von 1 bis 3 Gew.-% ist.

7. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Porosität der Sinterlegierung auf Cu-Basis im Bereich von 10 bis % ist.

8. Sinterlegierungslager auf Cu-Basis gemäß Anspruch 2, worin der Kohlenstoff-Gehalt der Sinterlegierung auf Cu- Basis im Bereich von 1 bis 3 Gew.-% ist.

9. Motorkraftstoffpumpe, umfassend:
eine Verkleidung, eine in der Verkleidung angebrachte Drehwelle, Lager, die die Drehwelle rotationsfähig in der Verkleidung stützen, und ein mit der Drehwelle verbundenes Laufrad, worin die Lager Sinterlegierungslager auf Cu-Basis des Anspruchs 1 oder 2 sind.