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DE2809797A1 - Mehrschichtiges metallager - Google Patents

Mehrschichtiges metallager

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Publication number
DE2809797A1
DE2809797A1 DE19782809797 DE2809797A DE2809797A1 DE 2809797 A1 DE2809797 A1 DE 2809797A1 DE 19782809797 DE19782809797 DE 19782809797 DE 2809797 A DE2809797 A DE 2809797A DE 2809797 A1 DE2809797 A1 DE 2809797A1
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DE
Germany
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bearing
layer
alloy
less
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782809797
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English (en)
Inventor
Sanae Mori
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Metal Co Ltd
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Metal Co Ltd filed Critical Daido Metal Co Ltd
Publication of DE2809797A1 publication Critical patent/DE2809797A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Description

KRAUS & WEISERT
PATENTANWÄLTE C. O U d /CJ /
DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING, ANNEKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMSARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-79 7078 · TELEX O5-212156 kpat d
TELEGRAMM KRAUSPATENT
1814 WK/rm
DAIDO METAL COMPANY LTD. Nagoya / Japan
Mehrschichtiges Metallager
90980 9/0643
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Metallager zur Verwendung in großdimensionierten Motoren und dergleichen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Verbesserung einer früheren Erfindung gemäß P (JA-PA 54 620/1976).
Gemäß dieser früheren Erfindung wurde ein mehrschichtiges Metallager vorgeschlagen, das eine Stahlunterlageschicht, eine Bindungsschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und eine Schicht aus einem Lagermetall aufweist. Das vielschichtige Metallager hatte weiterhin zusätzlich zu den drei obengenannten Metallschichten eine weitere Oberflächenschicht. Dieses Material ist für großdimensionierte Motoren und dergleichen geeignet. Bei dem genannten vielschichtigen Metalllager beträgt die Zusammensetzung der Schicht aus der Lagerlegierung a) 45 bis 65 Gew.-% Zinn (Sn) und zum Rest im wesentlichen Aluminium (Al), b) 45 bis 65 Gew.-% Sn, 0,5 Gew.-% oder weniger Kupfer (Cu) und zum Rest im wesentlichen Al, c) Zusammensetzung der Lagerlegierung, wie oben unter a) und b) angegeben, plus insgesamt 2 Gew.-?o oder weniger eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe Ni, Si, Sb, Mn, Pb und Zn. Die Härte der Lagerlegierung bei einer Temperatur von 1000C oder mehr liegt im mittleren Bereich zwischen den bekannten Al/Sn-Lagerlegierungen mit einem Sn-Gehalt von 50 Gew.-?o oder weniger und den herkömmlichen Weißmetall-Lagerlegierungen.
Erfindungsgemäß wurde nunmehr festgestellt, daß - im Gegensatz zu den oben beschriebenen herkömmlichen Lagerlegierungen - durch eine besondere Begrenzung des Sn-Gehalts auf 50 bis 65 Gew.-% und weiterhin durch Definition des Cu-Gehalts im Bereich von 0,5 bis 1,5 Ge\>T.-% bei der oben angegebenen Legierungszusammensetzung die Beständigkeit gegen Last und
909809/0643
Ermüdung, die sehr signifikante Eigenschaften für Lagermaterialien sind, in einem erheblichen Ausmaß verbessert werden können, ohne daß irgendwelche Einbußen der Antifestfressungseigenschaften in Kauf genommen werden müssen. Es ist schon eine Vielzahl von Al/Sn-Lagerlegierungen bekannt, die 50 Gew.-% oder weniger Sn enthalten. Typische Beispiele von Zusammensetzungen von solchen Al/Sn-Lagerlegierungen sind ungefähr 15 bis 45 Gew.-% Sn, 0 bis 1 Gew.-% Cu und Rest im wesentlichen Aluminium.
Nach der allgemein anerkannten Klassifizierung von Lagerlegierungen können die herkömmlichen Lagerlegierungen vom Weißmetalltyp in Weißmetalle auf Sn-Basis und Weißmetalle auf Pb-Basis aufgeteilt werden. Wach der JIS-Klassifizierung für ebene Lagermaterialien erfolgt eine Aufteilung in Materialien der Weißmetallklasse 1 bis Klasse 10 (WJ 1 bis 10). Die Temperaturen der Gleitoberfläche von solchen Metallagern, die im allgemeinen vorliegen, sind unter im allgemeinen Grenzschmierbedingungen höher als 1000C.
Die Härte beim Gebrauch bei 1000C oder höher des mehrschichtigen Lagermetalls, das für großdimensionierte Motoren verwendet werden kann, liegt in einem Bereich, der niedriger ist als derjenige der bekannten Al/Sn-Lagerlegierungen mit 50 G&tT.-% oder weniger Sn, und er liegt höher als derjenige von herkömmlichen Weißmetallagerlegierungen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein mehrschichtiges Metallager für großdimensionierte Motoren oder dergleichen zur Verfügung zu stellen, das im Vergleich zu den herkömmlichen Metallagern eine erheblich verbesserte Beständigkeit gegenüber Belastung und Ermüdung hat.
909809/0643
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Durch die Erfindung wird folgendes zur Verfügung gestellt:
1) Ein mehrschichtiges Metallager, bestehend aus einer Stahlunterlageschicht, einer Bindungsschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und einer Schicht aus einer Lagerlegierung, wobei die Schicht aus der Lagerlegierung aus 50 bis 65 Gew.-% Sn, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Cu und zum Rest im wesentlichen aus Al besteht und wobei diese Schicht bei 1000C oder höher eine Hochtemperaturhärte hat, die in der Mitte zwischen derjenigen der allgemein bekannten Al/Sn-Lagerlegierungen mit 5O?6 oder weniger Sn und derjenigen der herkömmlichen Weißmetalle liegt.
2) Ein mehrschichtiges Metallager, bestehend aus einer Stahlunterlageschicht, einer Bindungsschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, einer Schicht aus einer Lagerlegierung und einer weiteren Oberflächenschicht, wobei die Schicht aus der Lagerlegierung aus 50 bis 65 Gew.-% Sn, 0,5 bis 1,5 Ge\T.-% Cu und zum Rest im wesentlichen aus Al besteht und eine solche Hochtemperaturhärte bei 1000C oder höher hat, die zwischen derjenigen der allgemein bekannten Al/Sn-Lagerlegie-. rungen mit 5O?6 oder weniger Sn und derjenigen der bekannten Weißmetalle liegt; und
3) ein mehrschichtiges Metallager mit der oben unter 1) und 2) angegebenen Zusammensetzung und zusätzlich insgesamt 2% oder weniger eines oder mehrerer Elemente aus der Gruppe Ni, Si, Sb, Mn, Pb und Zn.
Die Zusammensetzungen der allgemein bekannten Al/Sn-Lagerlegierungen, wie oben erwähnt, sind typischerweise so, wie sie in der folgenden Tabelle I zusammengestellt sind.
909809/0643
Tabelle I
Nr. Sn 0,7 Cu 1,3 Ni Si Al (Gew.-%)
1 5,5 bis 7,0 0,7 bis 1,3 0,7 bis 1,3 - Rest Bemerkungen
2 5,5 bis 7,0 0,7 bis 1,3 0,3 bis 0,7 1,0 bis 2,0 ditto Al-Lagerlegierung mit
niedrigem Sn-Gehalt
3 17,5 bis 22,5 0,7 bis 1,3 - - ditto ditto
co
O
4 26,5 bis 32,5 0,7 bis 1,3 - - ditto Al-Lagerlegierung mit
hohem Sn-Gehalt
co
co
5 35,0 bis 42,0 bis - - ditto ditto
VA/
O
6 50 oder weniger ditto ditto
9/06 ditto
OO O CD -J CD
Die Zusammensetzungen der allgemein bekannten Weißmetalle, wie oben erwähnt, sind typischerweise so, v/ie sie in der folgenden Tabelle II zusammengestellt sind.
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Symbol Sn Sb
Cu
Pb
Zn
Tabelle II
Pb Fe
Zusammensetzung Zn Al Bi
As
¥J 1 Rest 5,0- 3,0-
7,0 5,0
¥J 2 Rest 8,0- 5,ΟΙΟ,Ο 6,0
CD ¥J 2B Rest 7,5- 7,5- _
CD 9,5 8,5
OO 28,0
CD
CD
WJ 3 Rest 11,0- 4,0- 3,0 29,0
12,0 5,0 oder
O
CTJ WJ 4 Rest 11,0- 3,0-
CO 13,5 5,0
WJ 5 Rest mm 2,0-
3,0
weniger
13,0-
15,0
0,50 0,08 0,01 0,01 0,08 0,10 oder oder oder oder oder oder weniger weniger weniger weniger weniger weniger
0,50 0,08 0,01 0,01 0,08 0,10 oder oder oder oder oder oder weniger weniger weniger weniger weniger weniger
0,50 0,08 0,01 0,01 0,08 0,10 oder oder oder oder oder oder weniger weniger weniger weniger weniger weniger
0,10 0,01 0,01 0,08 0,10 oder oder oder oder oder weniger weniger weniger weniger weniger
0,10 0,01 0,01 0,08 0,10 oder oder oder oder oder weniger weniger weniger weniger weniger
0,10
oder
weniger
0,05
oder
weniger
WJ 6 44,0-11,0-1,0- Rest 46,0 13,0 3,0
WJ 7 11,0- 13,0- 1,0 Rest 13,0 15,0 oder
weniger 0,10 0,05 0,01
oder oder oder
weniger weniger weniger
0,10 0,05 0,01
oder oder oder
weniger weniger weniger
0,20 oder weniger
0,20 oder weniger
Fortsetzung Tabelle II
WJ 8 6,0-
8,0
16,0-
18,0
1,0
oder
weniger
Rest
WJ 9 5,0-
7,0
9,0-
11,0
Rest
WJ 10 0,8-
1,2
14,0-
15,5
0,1-
0,5
Rest
909809;
Ό643
0,75-1,25
0,10 0,05 0,01 oder oder oder weniger weniger weniger
0,10 0,05 0,01 oder oder oder weniger weniger weniger
0,10 0,05 0,01 oder oder oder weniger weniger weniger
0,20 oder
weniger
0,20 oder weniger
0,30 oder weniger
OO
CD CO
CO
Die Hochtemperaturhärte der erfindungsgemäßen Lagerlegierung bei 1000C oder höher liegt, wie oben ausgeführt, in der Mitte zwischen derjenigen der bekannten Al/Sn-Lagerlegierungen mit 50 Gew.~% oder weniger Sn und derjenigen der herkömmlichen Weißmetall-Lagerlegierungen.Diese Tatsache kann im Zusammenhang mit der Figur 3 weiter diskutiert werden. Ohne Bezugnahme auf die Zeichnung kann jedoch die Hochtemperaturhärte der erfindungsgemäßen Lagerlegierung in folgender Weise beschrieben werden. Die Härte der erfindungsgemäßen Lagerlegierung bei einer Temperatur von 1000C ist ungefähr 18 bis 29 Hv. Die Härte bei 1500C ist ungefähr 14 bis 24 Hv und die Härte bei 2000C ist ungefähr 9 bis 19 Hv. Diese Hochtemperatur-Härtewerte bei der Temperatur von 1000C und höher variieren kontinuierlich innerhalb des oben angegebenen Bereichs.
Nachstehend werden die Gründe aufgeführt, warum die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Lagerlegierungsschicht auf den angegebenen Bereich eingeschränkt sind. Weiterhin werden die Effekte und Funktionen erläutert, die davon ableitbar sind. Die Prozentangaben sind alle auf das Gewicht bezogen.
Cu-Gehalt 0,5. bis 1
Wenn der Cu-Gehalt weniger als 0,5% wie bei der früher vorge schlagenen Lagerlegierung beträgt, dann kann zwar aufgrund der niedrigen Härte eine gewisse Verbesserung der Lageroberflächeneigenschaften als anfängliche Einbettungseigenschaften erzielt werden, die jedoch lediglich auf einen derart niedrigen Gehalt von Cu zurückzuführen ist. Es ist jedoch wesentlich, einen Cu-Gehalt von 0,5 bis 1,5% zu haben, um eine genügende Dauerfestigkeit aufrechtzuerhalten, die eines der wichtigen Erfordernisse eines Lagermaterials ist. Wenn
909809/06A3
INSPECTED
es weiterhin erforderlich ist, eine Oberflächenschicht, z.B. eine Oberflächenschicht der Legierung auf Weich-Blei-Basis, vorzusehen, um die Oberflächeneigenschaften, beispielsweise die anfänglichen Einbettungseigenschaften, zu ergänzen, dann ist die Zugabe von 0,5 bis 1,55» Cu ziemlich vorteilhaft, weil die Zugabe von Cu die Verbindung der Legierungsschicht mit der obengenannten Oberflächenschicht erleichtert.
Sn-Gehalt 50 bis 65%
Wenn der Sn-Gehalt 50% oder weniger beträgt, dann hat die Legierung nicht ausreichende Antifestfressungs- und Einbettungseigenschaften. Wenn andererseits der Sn-Gehalt über 65% hinausgeht, dann hat sie eine nicht ausreichende Dauerfestigkeit und zudem wird die Herstellung der Legierung sehr stark erschwert.
Insgesamt 2% oder weniger von einem, zwei oder mehreren Elementen aus der Gruppe Ni, Si, Sb, Mn» Pb und Zn
Diese Elemente werden zugesetzt, um die verbesserte mechanische Festigkeit der Legierung zu erhalten. Wenn die gesamte prozentuale Menge dieser Elemente über 2% hinausgeht, dann werden die anfänglichen Einbettungseigenschaften und die Einbettbarkeit der Legierung schlechter. Eine Gesamtmenge von 2% dieser Elemente wird daher als Maximum spezifiziert.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 und 2 vergrößerte Ansichten, die die Struktur der Lagerlegierung gemäß der Erfindung im Querschnitt darstellen; und
909809/0643
Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zv;ischen der Härte und den Meßtemperatüren bei einer erfindungsgemäßen Lagerlegierung in der Schicht der Lagerlegierung, bei einer Lagerlegierung gemäß dem früheren Vorschlag und bei
einer herkömmlichen Lagerlegierung zeigt.
Die Tabelle III zeigt die Bedingungen des Dauerversuches und
des Wärmefestfressungstests in den Beispielen. Die Tabelle TV zeigt die chemischen Zusammensetzungen und mechanischen
Eigenschaften von Lagerlegierungsschichten und Lagerstrukturen. Die Tabelle V zeigt die Ergebnisse des durchgeführten
Dauerversuchs. Die Tabelle VI zeigt die Ergebnisse des Wärmefestfressungstests .
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Tabelle III
O CD OO O CD "*·«. O
Testbedingungen Dauerversuch.
Testmaschine Lagertestmaschine vom Radialschwingtyp
Testlast 350 kg/cm2 Anzahl der Schwingbewegungen 300 cpm
Wärmefestfressungstest
Testmaschine Lagertestmaschine vom Radialschwing typ
Winkel der Schwingbewegung Ölmenge
1 0,3 l/min Testlast
Anzahl der Schwing-
beginnend mit einer Last von 350 kg/cm2, die hierauf um 60 kg/cm2 pro 0,5 h erhöht wird
Bestimmungsmetho- Untersuchung des Lagermetalls de der Ermüdung auf eine Rißbildung in regelmäßigen Intervallen
bewegungen Schwing- 300 cpm l/min
Winkel der
bewegung ± 20 U
Ölmenge 0,05
Bestimmungsmethode
der Festfressung
Messung der Oberflächentemperatur der Unterlage. Wenn diese Temperatur 1205C erreicht hat, dann wird angenommen, daß ein Festfressen stattgefunden hat
Fußnote: Die Standardabmessungen von Metallagern für großdimensionierte Schiffsmotoren sind so» daß der normale Außendurchmesser 450 bis 830 mm und die Lagerlänge 120 bis 400 mm betragen. Bei den obigen Tests wurden jedoch aufgrund der speziellen Begrenzungen der Testmaschine kleindimensionierte Metallager mit einem Wellendurchmesser von 100 mm und einer Lagerlänge von 40 mm extra hergestellt und den oben beschriebenen Testbedingungen unterworfen. ,S0
co
CD CD -J CD
- ta- -
Tabelle IV
CD O CO 00 O CO
Lager gemäß der Erfindung Lager gemäß dem früheren Vorschlag herkömmliche Lagerlegierung
Prüfkör per Nr.
1 2
3 A
Chemische Zusammensetzung der Lager- mechanische Eigen- Lagerstruktur Typ
legierung (Gew.-96) schäften
Sn Cu Si Al Zugf e- Normal-
stigkeit tempera-
(kg/cm2) turhärte
(Hv)
55
55
55 40
1,0 0,3 0,4
1,0
1,5
JIS. WJ 2 + Bindemittel Cu 4,5, Sb 9,0, Rest Sn
+ Cr 0,1, Be 0,02, Cd 0,7
Rest Rest
Rest Rest 10,2
9,0
9,4
11,0
10,5
26
24
25
33
32
Stahlunterlageschicht
Al-gebundene Schicht
Lagerlegierungsschicht
Oberflächenschicht (Sn: 10, Pb: Rest)
Stahlunterlageschicht
Lagerlegierungsschicht
Oberflächenschicht (Sn: 10, Pb: Rest)N:
OO
U O •H
feO cd
H H ctf -P Φ Q
CD
Tabelle V
Ergebnisse der Dauerversuche Prüfkörper Testperiode (h)
Nr. 40 56
Lager gemäß
der Erfindung 1 ο ο
Lager gemäß dem 2 * *
früheren Vorschlag 3 ο *
co . herkömmliches A ο
g Lager ß
00 Fußnote: 1. Das Symbol * bezeichnet einen Prüfkörper, bei dem bei der angegebenen Testzeit auf Q der Lageroberfläche eine Rißbildung auftrat,
OT 2. Das Symbol ο bezeichnet einen Prüfkörper, bei dem bei der angegebenen Testzeit keine
*"" Rißbildung auf der Lageroberfläche auftrat.
3. Anzahl der Tests mit dem gleichen Prüfkörper: Mit dem Prüfkörper A wurde ein Test vorgenommen, während mit den Prüfkörpern Nr. 1, 2, 3 und B jeweils zwei Tests vorgenommen wurden.
Tabelle VI
Prüfkörper
Nr.
Ergebnisse der Wärmefestfressungstests
Lager-Oberflächendruck (kg/cm2) 470 530 590 650
Lager gemäß der Erfindung
Lager gemäß dem früheren Vorschlag
herkömmliches Laser
A B
Fußnote: 1. Das Symbol * bezeichnet einen Prüfkörper, bei dem bei dem angegebenen Lager-Oberflächendruck (Last) ein Festfressen beobachtet wurde.
2. Das Symbol ο bezeichnet einen Prüfkörper, bei dem bei dem angegebenen Lager-Oberflächendruck (Last) kein Festfressen erfolgte.
3. Mit dem gleichen Prüfkörper wurden jeweils zwei Tests durchgeführt.
Beispiel 1
Prüfkörper wurden wie folgt hergestellt: Ein Streifen jeder Lagerlegierung mit der chemischen Zusammensetzung gemäß den Prüfkörpern 1, 2, 3 und A in Tabelle IV wurde jeweils mit einer Platte oder einer Folie von Aluminium überlegt. Das erhaltene Material wurde durch eine Walzmaschine geleitet, wodurch ein integral verdichtetes oder verbundenes Stück erhalten wurde. Sodann wurde es weiterhin mit einer Stahlplatte unterlegt und erneut durch die Walzmaschine geleitet. Auf diese Weise wurden integral verbundene Streifen mit einer dreischichtigen Struktur erhalten. Sodann wurden die so erhaltenen Streifen zu einem halbkreisförmigen Querschnitt preßverformt (oder sie wurden zusätzlich mit einer Legierung, die 10% Sn und zum Rest im wesentlichen Pb enthielt, auf der Oberfläche der obengenannten Legierung elektroplattiert). Auf diese Weise wurde ein Prüfkörper des Metallagers mit halbkreisförmigem Querschnitt erhalten, der eine Stahlunterlageschicht, eine gebundene Schicht von reinem Aluminium 2 und eine Schicht aus der Lagerlegierung aufwies (vgl. die vergrößerten Querschnitte gemäß Figuren 1 und 2).
Der Prüfkörper B wurde so hergestellt, daß die Oberfläche der Stahlplatte mit geschmolzenem Weißmetall auf Sn-Basis mit der in Tabelle II angegebenen Zusammensetzung überzogen wurde. Sodann wurde das erhaltene Gebilde zu einem halbkreisförmigen Querschnitt preßgeformt (oder weiterhin mit einer Legierung, die 10% Sn und zum Rest im wesentlichen Pb enthielt, auf der Oberfläche der aufgebrachten Legierung elektroplattiert). Auf diese Weise wurde ein halbkreisförmiger Prüfkörper des Metallagers erhalten.
Wie aus den Tabellen V und VI ersichtlich wird, hat der Prüfkörper Nr. 1 gemäß der Erfindung eine erheblich verbesserte
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Dauerfestigkeit als die Prüfkörper gemäß dem früheren Vorschlag (Prüfkörper 2 und 3) und die herkömmlichen Metalllager (Prüfkörper A und B). Wie weiterhin aus Figur 3 ersichtlich wird, wurde unter Beweis gestellt, daß die erfindungsgemäße Lagerlegierung eine Hochtemperaturhärte bei 10O0C oder höher hat, die zwischen denjenigen der herkömmlichen Lagerlegierungen (beispielsweise der Prüfkörper A und B) liegt.
Die Oberflächenschicht der Legierung 4, die einen wesentlichen Gehalt an Pb enthält, und die in Figur 2 dargestellt ist, ist deswegen vorgesehen, um eine Verbesserung hinsichtlich der Antifestfressungseigenschaften, der Einbettbarkeit und der anfänglichen Einbettbarkeit der Legierung zu erhalten. Dieser Schicht werden gewöhnlich die Elemente Sn, Cu, In etc. zugesetzt.
Wenn die Oberflächenschicht 4 elektroplattiert wird, dann wird auch eine dünne Oberschicht eines Zink- und/oder Nickelüberzugs zwischen der Lagerlegierungsschicht 3 und der Oberflächenschicht auf Pb-Basis 4 vorgesehen. Diese Oberflächenschicht 4 kann auch durch eine andere Technik als durch Elektroplattierung aufgebunden werden, beispielsweise durch Aufsprühen.
Obgleich oben ausgeführt wurde, daß die Oberflächenschicht aus einer Legierung auf Pb-Basis besteht, ist dies kein wesentliches Erfordernis. Vielmehr kann auch ein geeignetes Typ eines anderen Metalls oder einer anderen Legierung aufgebracht werden.
Es wird bevorzugt, die Verbindung zwischen der Stahlunterlageschicht 1, der Bindungsschicht aus Aluminium oder einer
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Aluminiumlegierung 2 und auch die Bindung zwischen der Bindungsschicht 2 und der Lagerlegierungsschicht 3 mittels Druckverschweißens unter Verwendung einer Walzmaschine vorzunehmen. Dies ist jedoch nicht wesentlich. Der gleiche Bindungseffekt kann auch beispielsweise durch Diffusionsverbinden, Explosionsverformen oder dergleichen erhalten werden.
Wenn der oben beschriebene Walzdruckbindeprozeß angewendet wird, dann ist es zweckmäßig, wenn während eines Glühprozesses zu viel Sn heraussickert, eine Schicht aus reinem Aluminium auf der Oberfläche der Lagerlegierungsschicht bei der Herstellung eines Lagerstreifens vorzusehen. Diese Schicht aus reinem Aluminium kann während eines mechanischen Bearbeitungsvorgangs entfernt v/erden.
Ende der Beschreibung.
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Leerseite

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    Iy Mehrschichtiges Metallager für großdimensionierte Motoren mit drei Schichten, nämlich einer Stahlunterlageschicht, einer Bindungsschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und einer Lagerlegierungsschicht, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerlegierungsschicht 50 bis 65 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Kupfer und zum Rest im wesentlichen Aluminium enthält und daß die Lagerlegierung eine Hochtemperaturhärte bei 1000C oder mehr hat, die kontinuierlich innerhalb des folgenden Bereichs:
    bei 1000C 18 bis 29 Hv
    bei 1500C 14 bis 24 Hv
    bei 2000C 9 bis 19 Hv
    variiert.
  2. 2. Mehrschichtiges Metallager für großdimensionierte Motoren mit drei Schichten, nämlich einer Stahlunterlageschicht, einer Bindungsschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, einer Lagerlegierungsschicht und mit einer Oberflächenschicht, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerlegierungsschicht 50 bis 65 Gew.-% Zinn, 0,5 bis 1,5 Gew.-% Kupfer und zum Rest im wesentlichen Aluminium enthält und daß die Lagerlegierung eine Hochtemperaturhärte bei 1000C oder mehr hat, die kontinuierlich innerhalb des folgenden Bereichs:
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    INSPECTED
    bei 1OO°C 18 bis 29 Hv
    bei 15O0C 14 bis 24 Hv
    bei 2000C 9 bis 19 Hv
    variiert.
  3. 3. Metallager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerlegierungsschicht weiterhin insgesamt 2 Gew.-% oder weniger von einem, von zwei
    oder von mehreren Elementen aus der Gruppe Ni, Si, Sb, Mh, Pb und Zn enthält.
  4. 4. Metallager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerlegierungsschicht weiterhin insgesamt 2 Gew.-% oder weniger von einem
    oder von mehreren Elementen aus der Gruppe Ni, Si, Sb, Mn, Pb und Zn enthält.
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GB (1) GB1583638A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4645360A (en) * 1984-12-18 1987-02-24 Aeplc Plain bearings and a method for manufacturing plain bearings
DE4201793A1 (de) * 1991-02-08 1992-10-22 Daido Metal Co Ltd Lagermetall fuer gross-dimensionierte motoren

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1983000381A1 (en) * 1981-07-15 1983-02-03 Turbine Metal Technology Inc Bearing surfaces in nuclear reactor heat exchangers and the like
DE3236376C2 (de) * 1982-10-01 1986-06-19 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Verfahren zum Schützen von metallischen, kraftschlüssig gepaarten Maschinenteilen vor Reibkorrosion
DE3304740C2 (de) * 1983-02-11 1985-02-21 Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden Mehrschichten-Gleitlager
ATA110186A (de) * 1986-04-24 1989-01-15 Austria Metall Verbundgleitlager und verfahren zur herstellung desselben
DE3621184A1 (de) * 1986-06-25 1988-01-07 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff sowie verfahren zu seiner herstellung durch vakuum-plasma-spritzen
CH671239A5 (de) * 1986-07-15 1989-08-15 Balzers Hochvakuum
JPS63149140A (ja) * 1986-12-15 1988-06-21 大同メタル工業株式会社 複合摺動体
JPH0689780B2 (ja) * 1986-12-27 1994-11-14 エヌデーシー株式会社 裏金付アルミニウム合金軸受の製造方法
JPH0719246B2 (ja) * 1988-01-11 1995-03-06 三洋電機株式会社 デジタル信号処理装置
GB8720915D0 (en) * 1987-09-05 1987-10-14 Coussinets Ste Indle Bearings
JP2584156B2 (ja) * 1990-09-03 1997-02-19 松下電器産業株式会社 プログラム制御型プロセッサ
JP2705781B2 (ja) * 1991-02-08 1998-01-28 大同メタル工業 株式会社 大型機関用軸受メタル
JP2532778B2 (ja) * 1991-10-02 1996-09-11 大同メタル工業株式会社 大型機関用軸受メタル
JPH0819946B2 (ja) * 1992-04-28 1996-03-04 大同メタル工業株式会社 なじみ性及び耐疲労性に優れた多層アルミニウム基合金軸受
JP2679920B2 (ja) * 1992-09-28 1997-11-19 大同メタル工業株式会社 非焼付性に優れたオーバーレイを有するすべり軸受材料
JP2657143B2 (ja) * 1992-10-26 1997-09-24 大同メタル工業株式会社 Al−Sn系軸受合金摺動層を有する耐疲労性、なじみ性に優れた多層すべり軸受
JP2863900B2 (ja) * 1995-04-05 1999-03-03 大同メタル工業株式会社 銅系複層軸受
RU2154754C2 (ru) * 1996-06-14 2000-08-20 Полное товарищество "Ремкомплект и Квалитет" Вкладыш подшипника скольжения форсированного двигателя внутреннего сгорания
US6321712B1 (en) * 2000-04-07 2001-11-27 Dana Corporation Racing engine having trimetal bearings with a thick overlay for high speed and/or high load applications
CN114074463B (zh) * 2020-08-13 2025-03-18 大道工业技术(江苏)有限公司 一种薄壁滑动轴承用多层金属板材

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2741018A (en) * 1947-07-16 1956-04-10 Clevite Corp Bearing
GB722552A (en) 1952-06-06 1955-01-26 Glacier Co Ltd Improvements in or relating to plain bearings
US2741016A (en) * 1953-07-08 1956-04-10 Gen Motors Corp Composite bearing and method of making same
US2852365A (en) * 1955-12-19 1958-09-16 Gen Motors Corp Aluminum base bearing
JPS5212131B1 (de) * 1970-11-28 1977-04-05
JPS4953110A (de) * 1972-09-26 1974-05-23
JPS52136818A (en) * 1976-05-13 1977-11-15 Daido Metal Co Ltd Bearing metal for large size engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4645360A (en) * 1984-12-18 1987-02-24 Aeplc Plain bearings and a method for manufacturing plain bearings
DE4201793A1 (de) * 1991-02-08 1992-10-22 Daido Metal Co Ltd Lagermetall fuer gross-dimensionierte motoren
DE4201793C2 (de) * 1991-02-08 1999-07-22 Daido Metal Co Ltd Lagermetall für groß-dimensionierte Motoren

Also Published As

Publication number Publication date
JPS616138B2 (de) 1986-02-24
US4188079A (en) 1980-02-12
JPS5433825A (en) 1979-03-12
GB1583638A (en) 1981-01-28

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