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滑動(dòng)軸承元件的制作方法

文檔序號(hào):11332405閱讀:218來(lái)源:國(guó)知局
滑動(dòng)軸承元件的制造方法與工藝
本發(fā)明涉及一種滑動(dòng)軸承元件、特別是徑向滑動(dòng)軸承元件,按以下順序包括:支承元件,所述支承元件特別是形成支承層;至少一個(gè)滑動(dòng)層;至少一個(gè)另外的層;以及,必要時(shí)在所述支承元件和所述至少一個(gè)滑動(dòng)層之間的至少一個(gè)軸承金屬層,其中,所述至少一個(gè)滑動(dòng)層由至少一種第一錫基合金構(gòu)成,而所述至少一個(gè)另外的層由至少一種另外的錫基合金構(gòu)成,所述第一錫基合金和所述另外的錫基合金包含選自以下組中的至少一種元素,所述組包括:cu、ni、ag、sb、as、pb、bi、te、tl,和/或包含非金屬顆粒,所述至少一種第一錫基合金和所述至少一種另外的錫基合金包含β錫晶粒。
背景技術(shù)
:錫基合金作為所謂的運(yùn)行層或滑動(dòng)層在發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)的滑動(dòng)軸承中的應(yīng)用是長(zhǎng)期以來(lái)就已知的。例如對(duì)此可以參考gb566360a(sn-cu合計(jì),具有75%至99.75%的sn)、de8206353u1(白色金屬,具有最多按重量2%的cu以及必要時(shí)少量的as、ni和cd)、de19728777c2(按重量3%至20%的銅,其余為錫)、de19963385c1(錫基質(zhì)具有嵌入的sn-cu顆粒,所述sn-cu顆粒包括按重量39%至55%的銅并且其余為sn)、at509112a1和dieat509111a1(錫基合金,具有最高按重量20%的sb、最高按重量10%的cu和總和最高為按重量1.5%的pb和bi,其中sb和cu的總份額在按重量2%至22%之間,并且β錫晶粒具有確定的定向或確定的粒度)。在現(xiàn)有技術(shù)中還記載了其他用于構(gòu)成所謂的亮錫(zinn-flash)的錫或錫合金。例如,us6,000,853a記載了,所述亮錫是滑動(dòng)軸承上的一種厚度小于1μm的保護(hù)層,所述保護(hù)層用作防氧化的表面保護(hù)結(jié)構(gòu)并且改進(jìn)滑動(dòng)面的視覺(jué)外觀。亮錫在滑動(dòng)軸承首次使用時(shí)從軸上除去,因?yàn)檫@種亮錫過(guò)軟。通過(guò)亮錫可以實(shí)現(xiàn)對(duì)磨合特性的一定改進(jìn),但實(shí)際的磨合層是位于亮錫下面的滑動(dòng)層,所述滑動(dòng)層實(shí)現(xiàn)了摩擦副幾何上的適配。與此不同,us6,000,853a記載了一種約5μm厚的由純錫組成的功能層。這種功能層設(shè)置在鉛基合金上。由此在接觸面上形成具有相應(yīng)明顯降低的耐高溫性的共熔合金。此外,通過(guò)與鉛材料的直接接觸還會(huì)出現(xiàn)鉛的互擴(kuò)散。de10054461c2記載了一種多層滑動(dòng)軸承,具有由錫基合金連同強(qiáng)化金屬和/或無(wú)機(jī)顆粒組成的覆蓋層,這里,在關(guān)于厚度的中間區(qū)域的含量較高,而在表面區(qū)域中含量為零或小于中央的含量。通常,由錫基合金構(gòu)成多層滑動(dòng)軸承能夠令人滿意地完成對(duì)其提出的任務(wù)。對(duì)于一些特殊的應(yīng)用,如例如高速運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)(約1000轉(zhuǎn)/分鐘至3000轉(zhuǎn)/分鐘),例如載重汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、用于礦山應(yīng)用或船舶應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī),以及對(duì)于中速運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)(約300轉(zhuǎn)/分鐘至1000轉(zhuǎn)分鐘),例如在船舶和發(fā)電應(yīng)用中的發(fā)動(dòng)機(jī),就是說(shuō)通常是高載荷的徑向滑動(dòng)軸承,由于高載荷,在徑向內(nèi)表面上使用強(qiáng)化的表面涂層。這里,通常在涂層之前,在涂層的表面上描繪表面狀態(tài)。精鉆溝紋或拉削溝紋此時(shí)會(huì)導(dǎo)致沿徑向方向或軸向方向形成表面的波紋度。這種波紋度特別是對(duì)于強(qiáng)化的表面涂層會(huì)導(dǎo)致在運(yùn)行開始時(shí)出現(xiàn)極高的局部載荷。由于表面的不平度,軸主要由溝紋頂端經(jīng)由僅非常薄的、在一些情況下甚至破裂的油膜支承。同時(shí),強(qiáng)化的涂層的高耐磨強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致,軸承表面與軸的希望的適配(磨合磨損)過(guò)慢或只能以不足的程度出現(xiàn)。在延長(zhǎng)的磨合磨損階段中,可能由于表面涂層因?yàn)椴煌暾某兄乇嚷?traganteil)導(dǎo)致的過(guò)載而出現(xiàn)疲勞、裂縫和/或斷裂形式的不可逆的損傷。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于,在高載荷的徑向滑動(dòng)軸承的磨合階段降低或避免滑動(dòng)層的局部過(guò)載。高載荷的徑向滑動(dòng)軸承特別是在高速運(yùn)行和中速運(yùn)行的馬達(dá)(對(duì)應(yīng)于前面說(shuō)明的實(shí)施形式)中使用的徑向滑動(dòng)軸承。本發(fā)明的目的在前面所述的滑動(dòng)軸承中這樣來(lái)實(shí)現(xiàn),即,所述至少一種第一錫基合金具有至少為5并且最高為25的強(qiáng)度指數(shù)fi,并且所述至少一種另外的錫基合金具有至少為0.3并且最高為3的強(qiáng)度指數(shù)fi,所述滑動(dòng)層的強(qiáng)度系數(shù)至少是所述至少一個(gè)直接設(shè)置在滑動(dòng)層上的另外的層的強(qiáng)度指數(shù)的五倍,所述強(qiáng)度指數(shù)fi通過(guò)以下公式來(lái)定義:其中c表示元素cu、ni、ag中的至少一種,s表示sb和/或非金屬顆粒,b表示元素pb、bi、te、tl中的至少一種,而ω表示錫基合金分別配設(shè)給字母c、s和b的組成成分的總份額,這里有利的是,由所述至少一種另外的錫基合金組成的較小的固定覆蓋層在磨合期間快速地磨損。但這里磨掉的顆粒不是或不是全部隨著潤(rùn)滑油排出,而是由于這種較軟的層較高的延展性使滑動(dòng)層的表面的波紋度平整。設(shè)置在其下面的具有較高強(qiáng)度指數(shù)的滑動(dòng)層這里對(duì)于所述至少一個(gè)另外的層起支承作用。此外,這種層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是,在滑動(dòng)軸承元件磨合之后,所述至少一個(gè)另外的具有較小強(qiáng)度指數(shù)的層至少部分地保持在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層的表面通過(guò)機(jī)械加工形成的凹谷中。由此,所述至少一個(gè)另外的層在滑動(dòng)軸承元件的正常運(yùn)行中對(duì)其摩擦學(xué)的特性有貢獻(xiàn)作用,特別是在滑動(dòng)軸承元件的異物顆粒嵌入性或潤(rùn)滑特性方面有貢獻(xiàn)作用。這里,通過(guò)所述至少一個(gè)滑動(dòng)層的波紋的凸起部實(shí)現(xiàn)了對(duì)于凹谷中的所述至少一種另外的錫基合金的支承作用。此外,覆蓋層還大面積地改進(jìn)了軸承表面與支承軸頸的適配。這種適配需求由于軸頸、盲孔和軸承形狀(例如圓度、錐度、各體部的對(duì)齊)的表面幾何形狀誤差得到。這些誤差當(dāng)然會(huì)隨著構(gòu)件的尺寸而增大。由現(xiàn)有技術(shù)已知的“亮錫”不能充分地滿足這些要求,因?yàn)樗隽铃a在磨合階段會(huì)迅速磨掉。根據(jù)滑動(dòng)軸承的一個(gè)實(shí)施形式可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層至少還設(shè)置在滑動(dòng)軸承元件背部上。特別優(yōu)選地,所述至少一個(gè)另外的層包裹滑動(dòng)軸承元件的其余各層。由此,在唯一一個(gè)方法步驟中既可以給滑動(dòng)軸承元件背部也可以給所述至少一個(gè)滑動(dòng)層的徑向內(nèi)表面設(shè)置所述至少一種另外的錫基合金,這里所述至少一種另外的錫基合金在所述徑向內(nèi)表面實(shí)現(xiàn)前面所述的效果,但在滑動(dòng)軸承元件背部上可以同時(shí)用作防腐蝕保護(hù)結(jié)構(gòu)。由此,通過(guò)同時(shí)在滑動(dòng)軸承元件的正面和背面進(jìn)行沉積,能夠在滑動(dòng)軸承元件的制造中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)地節(jié)省時(shí)間。同樣的情況也適用于這樣的實(shí)施方案,其中,所述至少一個(gè)另外的層完全包圍其他各層,就是說(shuō),由此所述至少一個(gè)另外的層也沉積在沿軸向方向的端面上。但在這種情況下,所述至少一個(gè)另外的層也可以起軸向滑動(dòng)面的作用。根據(jù)所述滑動(dòng)軸承元件的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層至少在徑向內(nèi)部的表面的區(qū)域中具有這樣的層厚,所述層厚選擇從軸承內(nèi)直徑的至少5×10-6至軸承內(nèi)直徑的50×10-6的范圍,所述至少一個(gè)另外的層的所述層厚至少為1.5μm并且最高為15μm。就是說(shuō),利用這個(gè)實(shí)施方案,在給定的絕對(duì)極值內(nèi)部確定所述至少一個(gè)另外的層的層厚時(shí),對(duì)軸承內(nèi)直徑并且由此進(jìn)一步還對(duì)軸承間隙加以考慮。與由至少兩種不同的錫基合金的層結(jié)構(gòu)相配合,由此可以更好地防止?jié)櫥瑒┠さ钠屏?,由此,在磨合階段可以有效地防止在滑動(dòng)軸承元件上出現(xiàn)損傷。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層的在徑向內(nèi)表面的區(qū)域內(nèi)的層厚大于該表面按dineniso4287:2010的算術(shù)平均粗糙度ra的兩倍和/或所述至少一個(gè)另外的層的在徑向內(nèi)表面的區(qū)域內(nèi)的層厚小于該表面按dineniso4287:2010的平均表面粗糙度rz的兩倍。所述至少一個(gè)另外的層的層厚這樣選擇,使得兩個(gè)條件都滿足。一方面,通過(guò)考慮ra可以在磨合階段期間進(jìn)一步減輕對(duì)在所述至少一個(gè)另外的層的下面的強(qiáng)度較大的滑動(dòng)層的不利影響,但此時(shí)另一方面通過(guò)考慮rz,所述至少一個(gè)另外的層仍具有通過(guò)所述至少一個(gè)滑動(dòng)層實(shí)現(xiàn)的支承作用。所述至少一個(gè)另外的層的在滑動(dòng)軸承元件背部上的層厚在所述至少一個(gè)另外的層的徑向內(nèi)表面的區(qū)域內(nèi)的層厚的0.1倍至0.5倍之間。由于滑動(dòng)軸承元件在軸承座中不應(yīng)旋轉(zhuǎn)并且所述至少一個(gè)另外的層在滑動(dòng)軸承元件背部上設(shè)置在兩個(gè)較硬的材料之間,就是說(shuō)設(shè)置在滑動(dòng)軸承元件的支承層和軸承容納部的材料之間,并且此外在滑動(dòng)軸承元件背部上預(yù)期在軸承容納部與滑動(dòng)軸承元件之間只出現(xiàn)微運(yùn)動(dòng),優(yōu)選減小所述至少一個(gè)另外的層的在滑動(dòng)軸承元件背部上的層厚,這是因?yàn)樵诨瑒?dòng)軸承元件背部上的所述至少一個(gè)另外的層不會(huì)發(fā)生磨損。通過(guò)減小所述層厚,支承層的支承作用可以在所述至少一個(gè)另外的層上更好地生效。另一方面,通過(guò)在滑動(dòng)軸承元件背部上的所述至少一個(gè)另外的層也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)滑動(dòng)軸承元件的防腐蝕保護(hù)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層的層厚是按根據(jù)vda2007“幾何產(chǎn)品規(guī)格,表面特性,主導(dǎo)波紋度的定義和特征量(geometrischeproduktspezifikation,definitionenundderdominantenwelligkeit)”的測(cè)量方法測(cè)得的主導(dǎo)波紋度輪廓wdc的平均高度的0.3倍至5倍,特別是1倍至2倍。所述至少一個(gè)滑動(dòng)層和所述至少一個(gè)另外的層的錫基合金如本身已知的那樣包含β錫晶粒。這里有利的是,所述β錫晶粒的擇優(yōu)取向在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層和/或所述至少一個(gè)另外的層的至少兩個(gè)相互貼靠的層中或者在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層和貼靠在滑動(dòng)層上的所述至少一個(gè)另外層中基本上是相同的,其中兩個(gè)相互貼靠的層優(yōu)選是滑動(dòng)層和一個(gè)另外的層。這里特別優(yōu)選的是,所述另外的層的具有最高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度也是所述滑動(dòng)層的具有最高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度或者滑動(dòng)層的具有最高晶向指數(shù)的三個(gè)x射線衍射強(qiáng)度中的一個(gè),或者所述另外的層的具有第二和/或第三高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度特別也是所述滑動(dòng)層的具有第二和/或第三高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度。指數(shù)低于1.5、特別是低于2的x射線衍射強(qiáng)度這里由于取向過(guò)低而被忽略。由此,可以改善兩個(gè)相互連接的層的結(jié)合強(qiáng)度,因?yàn)樵趦蓚€(gè)相互貼靠的層的邊界面上可以出現(xiàn)一種嚙合效應(yīng),其方式是,一個(gè)層的晶粒更好地配合到另一個(gè)層的“空隙”中。優(yōu)選所述至少一個(gè)滑動(dòng)層的錫基合金包含按重量在0%至40%之間的銻和/或按重量在0%至25%之間的銅,由此,一方面所述至少一個(gè)滑動(dòng)層對(duì)于來(lái)自磨損的異物顆粒有良好的嵌入性,另一方面具有相應(yīng)地高的強(qiáng)度。所述至少一個(gè)另外的層的錫基合金包含按重量在0%至3%之間的銅和/或銻以及包含按重量在0.01%至10%之間的鉍和/或鉛,由此所述至少一個(gè)另外的層可以構(gòu)造成能容易地變形的。這又對(duì)前面所述的在滑動(dòng)軸承元件磨合階段期間利用所述至少一個(gè)另外的層對(duì)所述至少一個(gè)滑動(dòng)層的波紋的平整效應(yīng)起有利的作用。可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層只具有一個(gè)β錫晶粒的晶粒層,由此,可以改進(jìn)所述至少一個(gè)另外的層在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層的表面波紋的凹谷中的結(jié)合強(qiáng)度。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層中的β錫晶粒的平均粒度在所述至少一個(gè)另外的層的層厚的10%至90%之間。通過(guò)構(gòu)成具有在所述范圍內(nèi)的平均粒度的β錫晶粒,由β錫晶粒構(gòu)成的基質(zhì)可以構(gòu)造成能容易地變形的,從而所述基質(zhì)本身具有小的強(qiáng)度指數(shù)。由此,對(duì)于基質(zhì)有提高強(qiáng)度作用的其他元素能以較大的份額加入合金中,而不會(huì)使所述至少一個(gè)另外的層偏離所述強(qiáng)度指數(shù)的范圍,并且以這種方式能夠通過(guò)所述其他合金元素改善所述至少一個(gè)另外的層的摩擦學(xué)特性。優(yōu)選所述至少一個(gè)另外的層是電鍍沉積的,因?yàn)橛纱四軌蚋玫乜刂菩纬啥ㄏ虻木ЯIL(zhǎng)。此外,由此還可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)所述至少一個(gè)另外的層前面所述的至少在兩側(cè)、優(yōu)選完整進(jìn)行包裹的沉積。還可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層直接設(shè)置在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層上,由此,能夠進(jìn)一步改善滑動(dòng)軸承元件前面所述的承重比率和縮短磨合時(shí)間以及在磨合時(shí)間期間實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)軸承元件改進(jìn)的承載能力方面的效應(yīng)。附圖說(shuō)明為了更好地理解本發(fā)明,根據(jù)后面的附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖中分別以簡(jiǎn)化的示意圖:圖1用側(cè)視圖示出半殼形式的徑向滑動(dòng)軸承元件;圖2示出粗糙度曲線(左)和承重比率曲線(右);圖3示出根據(jù)圖1的滑動(dòng)軸承元件的一個(gè)局部;圖4示出滑動(dòng)軸承有的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)局部;圖5示出所述另外的層的層厚與rz的商關(guān)于滑動(dòng)軸承元件的承載能力的曲線;圖6示出所述另外的層的層厚與ra的商關(guān)于滑動(dòng)軸承元件的承載能力的曲線;圖7示出所述另外的層的層厚與wdc的商關(guān)于滑動(dòng)軸承元件的承載能力的曲線。具體實(shí)施方式首先要確認(rèn),在不同的實(shí)施形式中,相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記或相同的構(gòu)件名稱,其中,包含在整個(gè)說(shuō)明書中的公開內(nèi)容能合理地轉(zhuǎn)用到具有相同的附圖標(biāo)記或相同的構(gòu)件名稱的相同部件上。在說(shuō)明書中選用的位置表述,如例如上、下、側(cè)等涉及當(dāng)前說(shuō)明以及示出的附圖,并且所述位置表述在位置變化時(shí)能合理地轉(zhuǎn)用到新的位置。在圖1中用側(cè)視圖示出金屬的滑動(dòng)軸承元件1,特別是徑向滑動(dòng)軸承元件。所述滑動(dòng)軸承元件具有滑動(dòng)軸承元件主體2。所述滑動(dòng)軸承元件主體2按以下順序包括支承層3、至少一個(gè)設(shè)置在支承層上的軸承金屬層3a、至少一個(gè)設(shè)置軸承金屬層上的滑動(dòng)層4和至少一個(gè)設(shè)置在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4上的另外的層5(覆蓋層),或者由所述支承層3、所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4和與所述滑動(dòng)層連接的至少一個(gè)另外的層5構(gòu)成。所述至少一個(gè)另外的層5優(yōu)選直接設(shè)置在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4上并與其連接。關(guān)于滑動(dòng)層4和所述另外的層5的表述“至少一個(gè)”應(yīng)用于表達(dá),可能的是,所述滑動(dòng)層4可以由多個(gè)具有不同組分的單滑動(dòng)層構(gòu)成和/或所述另外的層5可以由多個(gè)具有不同組分的單層構(gòu)成,或者說(shuō)可以由所述多個(gè)單層組成。但滑動(dòng)層4和/或所述另外的層5中的至少個(gè)別合金元素的濃度連續(xù)地沿朝向滑動(dòng)軸承元件1的徑向內(nèi)表面的方向降低或增高。在所有這些情況下,根據(jù)下面針對(duì)兩個(gè)層的一般組分的、按表1的數(shù)據(jù),滑動(dòng)層4和所述另外的層5的組分是指,所述數(shù)據(jù)給出在整個(gè)滑動(dòng)層4和整個(gè)另外的層5中各個(gè)合金元素的平均含量。此外,滑動(dòng)層4可以直接設(shè)置在特別是構(gòu)成支承層3上的支承元件上,就是說(shuō),由此可以省去軸承金屬層3a。這種直接涂層例如應(yīng)用在連桿孔中。所述至少一個(gè)另外的層5在該實(shí)施方案中也可以設(shè)置在滑動(dòng)層4上。必要時(shí),在這個(gè)實(shí)施方案中,在支承元件和所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4之間可以設(shè)置結(jié)合層和/或擴(kuò)散鎖定層。如在圖1中用虛線示出的那樣,滑動(dòng)軸承元件主體2也可以具有附加的層,例如至少一個(gè)設(shè)置在所述至少一個(gè)另外的層5和所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4之間的中間層6。所述至少一個(gè)中間層6例如可以是擴(kuò)散鎖定層和/或至少一個(gè)結(jié)合層。此外,所述至少一個(gè)另外的層5可以不僅設(shè)置在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4的徑向內(nèi)表面7上,所述至少一個(gè)另外的層5而是也設(shè)置在滑動(dòng)軸承元件背部8上,如同樣在圖1中用虛線示出的那樣。根據(jù)對(duì)此的另一個(gè)實(shí)施方案可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層5設(shè)置在滑動(dòng)軸承元件主體2的至少接近所有表面上或設(shè)置在所有表面上,就是說(shuō)也設(shè)置在軸向的端面9上和/或徑向的端面9上?;瑒?dòng)軸承元件1與至少一個(gè)另外的滑動(dòng)軸承元件—根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)構(gòu)造也可以存在多于一個(gè)另外的滑動(dòng)軸承元件—一起構(gòu)成滑動(dòng)軸承,如本身已知的那樣。這里優(yōu)選在滑動(dòng)軸承的運(yùn)行中受載荷較高的滑動(dòng)軸承元件通過(guò)按本發(fā)明的滑動(dòng)軸承元件1構(gòu)成。但也存在這樣的可能性,即所述至少一個(gè)另外的滑動(dòng)軸承元件中的至少一個(gè)通過(guò)按本發(fā)明的滑動(dòng)軸承元件1構(gòu)成。根據(jù)圖1的滑動(dòng)軸承元件1構(gòu)造成半殼的形式。此外,也可以將滑動(dòng)軸承元件1構(gòu)造成滑動(dòng)軸承套。在這種情況下,所述滑動(dòng)軸承元件1同時(shí)構(gòu)成滑動(dòng)軸承。此外還存在其他劃分形式的可能性,例如三等分,從而所述滑動(dòng)軸承元件1可以與另外兩個(gè)滑動(dòng)軸承元件一起組成滑動(dòng)軸承,此時(shí),所述另外兩個(gè)滑動(dòng)軸承元件中至少一個(gè)同樣可以通過(guò)滑動(dòng)軸承元件1形成。在這種情況下,滑動(dòng)軸承元件不是覆蓋180°的角度范圍,而是覆蓋120°的角度范圍?;瑒?dòng)軸承元件1特別是設(shè)定為用于在發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)中或在根據(jù)前面所述實(shí)施形式的發(fā)動(dòng)機(jī)中使用。支承層3優(yōu)選由鋼組成,但也可以由其他適當(dāng)?shù)牟牧?、如青銅組成。軸承金屬層3a優(yōu)選由銅基合金或鋁基合金組成,如對(duì)于這個(gè)目的由現(xiàn)有技術(shù)已知的合金。軸承金屬層例如可以由按照diniso4383的銅基合金組成,如例如cusn10、cual10fe5ni5、cuzn31si、cupb24sn2、cusn8bi10、cusn4zn。所述至少一個(gè)中間層6由為此目的由現(xiàn)有技術(shù)已知的材料組成。所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4由至少一種第一錫基合金組成。所述至少一個(gè)另外的層5由至少一種另外的錫基合金組成。所述至少一種第一錫基合金和所述至少一種另外的錫基合金包括由β錫晶粒組成基質(zhì)和由以下組中選出的一種或多種元素,所述組包括以下元素或由以下元素組成:cu、ni、ag、sb、pb、bi、te、tl。此外,備選于或附加于所述至少一種元素所述至少一種第一錫基合金和/或所述至少一種另外的錫基合金中還可以包含非金屬顆粒。所述非金屬顆粒特別是無(wú)機(jī)顆粒,如例如al2o3,si3n4,tio2,sic等。所述無(wú)機(jī)顆粒優(yōu)選具有在0.05μm至5μm之間、特別是在0.1μm至2μm之間的最大粒度。所述最大粒度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)iso13320:2009通過(guò)激光衍射確定。在圖2中(圖的左部)示出粗糙度分布和承重比率曲線(圖的右部)。應(yīng)由此來(lái)詳細(xì)說(shuō)明構(gòu)成本發(fā)明基礎(chǔ)的問(wèn)題。如前面所述,高負(fù)載的徑向滑動(dòng)軸承中采用加強(qiáng)的表面涂層。在基質(zhì)進(jìn)行涂層之后進(jìn)行的常見(jiàn)的最終加工、如精鉆或拉削會(huì)由于形成溝紋(riefen)而沿徑向或軸向方向?qū)е卤砻娌y度。這種微波紋對(duì)于強(qiáng)化的表面涂層會(huì)導(dǎo)致在運(yùn)行開始時(shí)出現(xiàn)極高的局部載荷。由于表面不平度,軸主要由溝紋尖端通過(guò)僅非常薄的、在一些情況下甚至破裂的油膜支承。在圖2的左部示出粗糙度分布,如通過(guò)精鉆得到的粗糙度分布,其中,記錄了沿軸向方向的剖面記錄。通過(guò)精鉆主軸的旋轉(zhuǎn)得到波形,通過(guò)每轉(zhuǎn)的進(jìn)給得到波頂之間例如為0.1至0.2mm的距離11。這種波紋與固有的隨機(jī)粗糙度相疊加,所述隨機(jī)粗糙度的帶寬通常僅為輪廓高度的一小部分,在當(dāng)前情況下大致為四分之一,如在圖2中通過(guò)波紋的“鋸齒形”輪廓示出的那樣。在圖2中右邊示出了相對(duì)于左邊示出的粗糙度輪廓的承重比率曲線(表面粗糙度曲線)。由于粗糙度尖端很小的塑性變形和磨損,在這個(gè)示例中在滑動(dòng)軸承元件的磨合開始時(shí)承重比率設(shè)定僅為約20%。潤(rùn)滑劑將大部分力傳遞到了較低的輪廓區(qū)域,這里特別是在采用稀薄的潤(rùn)滑油時(shí),這個(gè)比例較小。就是說(shuō),在表面上可能會(huì)出現(xiàn)約2倍至5倍高的局部載荷。由于加強(qiáng)的涂層非常高的耐磨強(qiáng)度,磨合階段,即直到約80%的輪廓(并且在考慮潤(rùn)滑劑的情況下因此約100%的表面)對(duì)軸的支承有貢獻(xiàn)的時(shí)間明顯延遲。約2至5倍過(guò)高的局部載荷還可能超過(guò)了強(qiáng)化的層的疲勞強(qiáng)度并且由此導(dǎo)致提早損壞。不僅表面在約0.1mm的范圍內(nèi)的小偏差可以降低局部承重比率,而且類似大小的、數(shù)量級(jí)為毫米(例如在邊緣上)或厘米(例如在滑動(dòng)面的壁厚波動(dòng)中)的形狀偏差也可能對(duì)承重比率產(chǎn)生不利影響。為了能夠更好地處理高載荷滑動(dòng)軸承元件的所述問(wèn)題,根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)軸承元件1具有由所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4和所述至少一個(gè)另外的層5組成的組合,所述至少一個(gè)另外的層優(yōu)選直接設(shè)置在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4上。為此,在圖3中示出根據(jù)圖1的滑動(dòng)軸承元件1的一個(gè)局部。如該圖所示,所述至少一個(gè)另外的層5跟隨所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4的表面的波紋。這里所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4由所述至少一種第一錫基合金組成,其中所述至少一種錫基合金具有最少為5而最高為25、特別是至少為10而最高為25的強(qiáng)度指數(shù)fi。所述至少一個(gè)另外的層5由至少一種另外的錫基合金組成,其中,這種錫基合金僅具有最低為0.3而最高為3、特別是最低為0.3而最高為1.5的強(qiáng)度指數(shù)fi。通過(guò)這兩種層的這種組合實(shí)現(xiàn)了,所述至少一個(gè)另外的層5的少數(shù)幾微米的磨損實(shí)現(xiàn)了承重比率的明顯改善并由此實(shí)現(xiàn)了局部過(guò)載的明顯降低。強(qiáng)度指數(shù)fi通過(guò)以下公式定義:其中,c表示元素cu、ni、ag、s、sb在中的至少一個(gè)和/或非金屬顆粒,b表示元素pb、bi、te、tl中的至少一個(gè),而ω表示分別錫基合金配設(shè)給字母c、s和b的組成成分的總份額。所述另外的層5的強(qiáng)度指數(shù)為0.3,相對(duì)于具有純錫層的滑動(dòng)軸承元件,對(duì)于滑動(dòng)軸承元件1的摩擦學(xué)特性沒(méi)有明顯的改進(jìn)。其原因可能在于,技術(shù)上的純錫必然具有雜質(zhì)。目前,通常可以獲得純度>99.95%的錫。由鉛、銻和鉍(三種主要雜質(zhì)元素)導(dǎo)致的單一雜質(zhì)分別在約0.005%至0.01%的范圍內(nèi)。在采用電鍍制造工藝時(shí),元素銻和鉍通常會(huì)進(jìn)一步減少,因?yàn)檫@些元素只能少量地從陽(yáng)極溶解到電解液中。由此例如用于所謂的亮錫的沉積的錫具有更低的“雜質(zhì)”含量。就是說(shuō),利用帶有常見(jiàn)雜質(zhì)的純錫不能實(shí)現(xiàn)至少0.3的強(qiáng)度指數(shù)。沒(méi)有摻雜鉛、銻或鉍的錫合金在低溫存放時(shí)不能以足夠的程度針對(duì)同素異形轉(zhuǎn)化提供保護(hù)。到轉(zhuǎn)換開始的時(shí)間和轉(zhuǎn)化速度通過(guò)總份額為0.04%的鉛、鉍和銻就已經(jīng)能充分地延遲。在所述另外的層5強(qiáng)度指數(shù)大于3時(shí),所述另外的層5的適應(yīng)能力由于此時(shí)已經(jīng)提高的強(qiáng)度而降低。此外,可以在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4和所述至少一個(gè)另外的層5之間構(gòu)成過(guò)渡區(qū)域。出于這個(gè)原因,在本說(shuō)明書采用了表述方式“至少一個(gè)滑動(dòng)層4”和“至少一個(gè)另外的層5”,因?yàn)橛纱丝梢詫⒒瑒?dòng)層4和/或所述另外的層5視為構(gòu)造成多層的?;瑒?dòng)層4和所述另外的層5之間的過(guò)渡區(qū)域可以具有至少為3且最高為5的強(qiáng)度指數(shù)fi。由此,由滑動(dòng)層4和另外的層5組成的層系統(tǒng)在強(qiáng)度指數(shù)沿徑向方向的分布上也可以構(gòu)造成梯度層。所述過(guò)渡區(qū)域優(yōu)選具有這樣的層厚,所述層厚不大于所述另外的層5的層厚15。前面給出的所述另外的層5的層厚15的值因此也適用于過(guò)渡區(qū)域。所述滑動(dòng)層4優(yōu)選包含至少為0.04%的鉛、鉍和銻的總份額。在滑動(dòng)層4的強(qiáng)度指數(shù)fi小于5時(shí),所述滑動(dòng)層具有這樣耐磨強(qiáng)度,所述耐磨強(qiáng)度不是對(duì)應(yīng)于滑動(dòng)軸承元件1希望的特性配置。另一方面,在強(qiáng)度指數(shù)大于25時(shí),適應(yīng)能力和異物嵌入性(即使在已磨合的狀態(tài)下)明顯降低。所述至少一個(gè)另外的層5優(yōu)選是電鍍沉積的。所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4也優(yōu)選是電鍍沉積的。由于電鍍沉積本身是已知的,對(duì)此可以參考所引用的現(xiàn)有技術(shù),例如來(lái)自本申請(qǐng)人的at509111b1或at509867b1,這些現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于錫基合金的電鍍沉積條件的內(nèi)容包含在本說(shuō)明書中。優(yōu)選在所述至少一個(gè)另外的層5沉積之后,不再通過(guò)例如精鉆對(duì)滑動(dòng)軸承元件1進(jìn)行最終加工,或者說(shuō)不再需要最終加工。如果所述至少一個(gè)另外的層5也應(yīng)沉積在滑動(dòng)軸承元件背部8上或滑動(dòng)軸承元件1的其他表面上,特別是以視覺(jué)上美觀并且起防銹保護(hù)作用的亮錫的形式沉積,這可以與所述至少一個(gè)另外的層5在滑動(dòng)軸承元件1徑向內(nèi)側(cè)上的沉積相結(jié)合。此時(shí),在滑動(dòng)軸承元件背部8上可以降低層厚,其方式是,在徑向內(nèi)部和徑向外部相應(yīng)不同地選擇電流強(qiáng)度和/或涂層時(shí)間。所述非金屬顆??梢蕴砑咏o這種電鍍?cè)≈胁⑴c錫一起沉積。所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4和所述至少一個(gè)另外的層5各自的強(qiáng)度指數(shù)通過(guò)相應(yīng)層的組分來(lái)調(diào)整。一般而言,這些層可以具有在下面的表1中給出的各個(gè)組成成分的比例,其中按重量100%的剩余部分分別由錫構(gòu)成。所有表1中的量份額數(shù)據(jù)以及一般而言在整個(gè)說(shuō)明書中(如果沒(méi)有明確地另行說(shuō)明)都應(yīng)理解為按重量的百分比。表1:錫基合金的量比例這些關(guān)于組分的數(shù)據(jù)這里這樣理解,滑動(dòng)層4和所述另外的層5錫基合金總是至少包含表1中的這些合金元素,因?yàn)榉駝t無(wú)法達(dá)到這些層希望的強(qiáng)度指數(shù)。就是說(shuō),對(duì)于滑動(dòng)層4排除了純錫,并且對(duì)于所述另外的層5也排除了純錫。根據(jù)滑動(dòng)軸承元件1的優(yōu)選實(shí)施方案可以設(shè)定,所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4的錫基合金包含按重量在2%至12%之間的銻和/或按重量在2%至12%之間的銅,和/或所述至少一個(gè)另外的層5包含按重量在0至0.5%之間的銅或按重量在0%至0.5%之間的銻或按重量在0%至0.5%之間的銅和銻,以及按重量在0.01%至10%之間的鉍或按重量在0.01%至2%之間的鉛或按重量在0.01%至10%之間的鉍和鉛。根據(jù)滑動(dòng)軸承元件1的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案,可以設(shè)定,所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4和/或所述至少一個(gè)另外的層5的錫基合金包含表1中列出的合金元素、特別是元素錫、銻和鉍的總比例為按重量至少為0.04%、特別是按重量至少為0.3%,其中所述層中這些元素含量的上限通過(guò)前面給出的數(shù)據(jù)限定。在后面的表格中給出幾個(gè)對(duì)比示例以及根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)軸承元件1的實(shí)施形式。將所述另外的層5的不同實(shí)施方案施加在滑動(dòng)軸承半殼(寬度25mm、直徑80mm)上并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)滑動(dòng)軸承測(cè)試。所使用的滑動(dòng)軸承半殼具有不利的表面特性(ra=0.7μm、rq=0.8μm、rz=2.8μm、rt=3μm)。分別執(zhí)行兩個(gè)測(cè)試,一個(gè)在滑動(dòng)面沒(méi)有傾斜位置的情況下進(jìn)行測(cè)試(方案1)、第二個(gè)測(cè)試滑動(dòng)面有0.5μm/mm的傾斜位置(方案2)。第二個(gè)測(cè)試向一個(gè)邊緣施加極高的載荷,如在孔沒(méi)有理想地對(duì)齊或例如連桿彎曲時(shí)出現(xiàn)的載荷。第一次測(cè)試在磨損后進(jìn)行并分析評(píng)估顯微檢驗(yàn)結(jié)果,第二個(gè)檢測(cè)通過(guò)視覺(jué)和顯微評(píng)估進(jìn)行。每次試驗(yàn)的單次分析評(píng)估總結(jié)為總評(píng)估分?jǐn)?shù)0-5(0=非常差,5=非常好)。為了實(shí)現(xiàn)更好的可比性,滑動(dòng)軸承元件1包括滑動(dòng)層4在內(nèi)的層結(jié)構(gòu)保持不變,并且只有所述另外的層5變化。在列組成中,元素后面數(shù)字表示的是該元素的質(zhì)量百分比(例如snte1表示具有按重量1%的碲的錫)??s寫fi表示強(qiáng)度指數(shù)。在結(jié)構(gòu)表中,左邊的列中數(shù)字5表示所述另外的層,數(shù)字4表示滑動(dòng)層。在結(jié)果表中,在左邊的列中,數(shù)字1表示方案1,數(shù)字2表示方案2。這些術(shù)語(yǔ)表適用于整個(gè)說(shuō)明書中關(guān)于示例的所有表格。對(duì)比示例1結(jié)構(gòu)層厚組成fi51μmsnpb0.1,其他元素<0.005%0.4419μmsncu2pb0.5,其他元素<0.005%3.4結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果122μm完全磨損,進(jìn)入支承金屬中12-完全磨損,進(jìn)入支承金屬中1這里顯示,所述另外的層5過(guò)薄,而所述滑動(dòng)層4過(guò)軟。對(duì)比示例2結(jié)構(gòu)層厚組成fi51.5μmsn,其他元素<0.005%<0.3418.5μmsncu8pb0.1,其他元素<0.005%8.6結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果16μm磨損較少,強(qiáng)烈的疲勞斷裂32-單側(cè)完全磨損,強(qiáng)烈的疲勞斷裂2這里顯示,所述另外的層5過(guò)軟。對(duì)比示例3結(jié)構(gòu)層厚組成fi50μm420μmsncu16sb3bi0.15,其他元素<0.005%18.3結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果14μm磨損非常少,強(qiáng)烈的疲勞斷裂32-破壞(verreiber)0對(duì)比示例4結(jié)構(gòu)層厚組成fi52μmsnpb0.2sb0.1,其他元素<0.005%0.5419μmsnsb6cu0.5pb0.25,其他元素<0.005%4.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果110μm磨損明顯,疲勞斷裂32-單側(cè)完全磨損,強(qiáng)烈的疲勞斷裂2在這種層結(jié)構(gòu)中,滑動(dòng)層4過(guò)軟。對(duì)比示例5結(jié)構(gòu)結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果17μm明顯磨損,疲勞斷裂32-單側(cè)完全磨損,強(qiáng)烈疲勞斷裂2所述另外的層5過(guò)薄。對(duì)比示例6結(jié)構(gòu)層厚組成fi51μmsn,其他元素<0.005%<0.3419μmsnag5cu1,其他元素<0.005%6結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果17μm明顯磨損,疲勞斷裂32-單側(cè)完全磨損,強(qiáng)烈疲勞斷裂2所述另外的層5過(guò)薄且過(guò)軟。對(duì)比示例7結(jié)構(gòu)層厚組成fi51μmsn,其他元素<0.005%<0.3419μmsnni8te0.5,其他元素<0.005%(噴涂)9.4結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果18μm明顯磨損,疲勞斷裂32-單側(cè)完全磨損,強(qiáng)烈疲勞斷裂2所述另外的層5過(guò)軟。對(duì)比示例8結(jié)構(gòu)層厚組成fi51μmsnsb1cu1,其他元素<0.005%1.5419μmsnsb15cu5,其他元素<0.005%12.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果14μm磨損很小,強(qiáng)烈的疲勞斷裂32-破壞0所述另外的層5過(guò)薄。對(duì)比示例9(類似于gb2375801a,第9頁(yè),示例3和4)結(jié)構(gòu)層厚組成fi518μmsncu4sb0.6,其他元素<0.005%4.342μmsncu15sb2,其他元素<0.005%16結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果115μm強(qiáng)烈磨損,疲勞斷裂22-完全磨損,進(jìn)入軸承金屬1所述另外的層5過(guò)厚。根據(jù)本發(fā)明的示例1結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsnpb0.1,其他元素<0.005%0.6417μmsncu8pb0.1,其他元素<0.005%8.6結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果17μm磨損明顯,輕微的疲勞斷裂42-單側(cè)強(qiáng)烈磨損,強(qiáng)烈的疲勞斷裂2與對(duì)比示例2相比,實(shí)現(xiàn)了滑動(dòng)軸承元件1承載能力的改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例2結(jié)構(gòu)結(jié)果在這個(gè)示例中也顯示,與對(duì)比示例3相比,實(shí)現(xiàn)了滑動(dòng)軸承元件1承載能力的改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例3結(jié)構(gòu)層厚組成fi52μmsnpb0.2sb0.1,其他元素<0.005%0.5418μmsnsb9cu1pb0.25,其他元素<0.005%6.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果17μm磨損明顯,疲勞斷裂32-單側(cè)磨損,疲勞斷裂3這里顯示,與對(duì)比示例4相比,在兩個(gè)測(cè)試中都實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例4結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsnag1,其他元素<0.005%1417μmsnag8cu1,其他元素<0.005%6結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果16μm磨損明顯,輕微的疲勞斷裂42-單側(cè)磨損,疲勞斷裂3與對(duì)比示例2相比,這里也顯示出在滑動(dòng)軸承元件1承載能力方面的改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例5結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsncu1,其他元素<0.005%1417μmsnni8te0.5,其他元素<0.005%9.4結(jié)果與對(duì)比示例7相比,實(shí)現(xiàn)了疲勞斷裂方面的改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例6結(jié)構(gòu)層厚組成fi55μmsnsb1cu1,其他元素<0.005%1.5415μmsnsb15cu5,其他元素<0.005%12.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果17μm明顯磨損,沒(méi)有疲勞斷裂42-單側(cè)磨損,輕微疲勞斷裂4與對(duì)比示例8相比,盡管沿垂直于滑動(dòng)面方向的磨損較大,但對(duì)于測(cè)試方案2實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例7結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsncu2sb0.6,其他元素<0.005%2.3417μmsncu15sb2,其他元素<0.005%16結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果15μm磨損較小,沒(méi)有疲勞斷裂52-單側(cè)磨損,輕微疲勞斷裂4與對(duì)比示例9相比,在未傾斜和傾斜的支承方面都顯示出改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例8結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsncu2sb0.6pb0.05,其他元素<0.005%2.7417μmsncu18sb8pb1,其他元素<0.005%24結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果15μm磨損很小,沒(méi)有疲勞斷裂52-破壞0如根據(jù)結(jié)果可以看到的那樣,這個(gè)實(shí)施方案非常好地適用于無(wú)傾斜支承。根據(jù)本發(fā)明的示例9結(jié)構(gòu)層厚組成fi55μmsncu1sb0.6pb0.05,其他元素<0.005%1.7415μmsnsb26pb1,其他元素<0.005%15結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果18μm磨損明顯,輕微的疲勞斷裂42-單側(cè)完全磨損,強(qiáng)烈的疲勞斷裂2高sb結(jié)果類似于前面的示例9,但這里在傾斜支承方面實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的示例10結(jié)構(gòu)層厚組成fi56μmsncu2bi0.5,其他元素<0.005%2.4414μmsncu23bi1,其他元素<0.005%25結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果110μm磨損明顯,輕微的疲勞斷裂42-單側(cè)完全磨損,強(qiáng)烈的疲勞斷裂2這個(gè)滑動(dòng)軸承元件1顯示出類似于示例10的承載能力。根據(jù)本發(fā)明的示例11結(jié)構(gòu)層厚組成fi58μmsncu1sb0.5,其他元素<0.005%1.25412μmsncu7sb7bi0.1pb0.1,其他元素<0.005%11.4結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果110μm磨損明顯,輕微的疲勞斷裂42-單側(cè)磨損,疲勞斷裂3由于所述另外的層5相對(duì)于滑動(dòng)層4具有非常高的厚度,關(guān)于垂直于滑動(dòng)面的載荷的磨損增大。根據(jù)本發(fā)明的示例12結(jié)構(gòu)層厚組成fi52.5μmsnpb0.01bi0.02,其他元素<0.005%0.35418μmsncu9sb5bi0.2pb0.1,其他元素<0.005%12.6結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果16μm磨損較小,輕微的疲勞斷裂52-單側(cè)磨損,輕微的疲勞斷裂4根據(jù)示例12的結(jié)構(gòu)對(duì)于兩個(gè)測(cè)試方案都顯示出良好的結(jié)果,從而這種結(jié)構(gòu)既能用于傾斜支承也能用于無(wú)傾斜的支承。根據(jù)本發(fā)明的示例13結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsnbi2,其他元素<0.005%2.8417μmsncu8bi8,其他元素<0.005%13.7結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果15μm磨損較小,輕微的疲勞斷裂52-單側(cè)磨損,疲勞斷裂3此外還進(jìn)行了利用連桿孔的直接涂層的盲孔進(jìn)行了兩個(gè)試驗(yàn),其中在兩種情況下完成的孔內(nèi)徑和在測(cè)試軸承中一樣具有明顯更大的40μm的層厚。在這些試驗(yàn)中,涂層直接涂覆在設(shè)有薄的增附中間層的鋼上。對(duì)比示例10結(jié)構(gòu)層厚組成fi5---440μmsnsb15cu5,其他元素<0.005%12.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果2-破壞0根據(jù)本發(fā)明的示例14結(jié)構(gòu)層厚組成fi55μmsnsb1cu1,其他元素<0.005%1.5435μmsnsb15cu5,其他元素<0.005%12.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果110μm磨損明顯,疲勞斷裂3對(duì)比示例11結(jié)構(gòu)層厚組成fi51μmsn,其他元素<0.005%<0.3439μmsnsb15cu5,其他元素<0.005%17.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果1-破壞0根據(jù)本發(fā)明的示例15結(jié)構(gòu)層厚組成fi510μmsnsb2cu2,其他元素<0.005%3.0430μmsncu15sb5,其他元素<0.005%17.5結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果115μm磨損明顯,輕微的疲勞斷裂4如上所述,滑動(dòng)層4可以由多個(gè)不同組成的分層組合而成。由此,這些分層的強(qiáng)度指數(shù)沿朝向滑動(dòng)軸承元件背部8的方向變大。相同的情況也適用于所述至少一個(gè)另外的層5。各個(gè)分層的組成可以根據(jù)在表2中給出的示例或一般而言由在表1中給出的錫基合金的各個(gè)組成成分的份額的數(shù)值來(lái)選擇。下面舉例說(shuō)明包括多個(gè)分層的滑動(dòng)層4和另外的層5的制造。在對(duì)于所給出的電解液的可能的添加劑方面參考at509112b1,在此方面這里明確引用該文獻(xiàn)的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明的示例16用于沉積滑動(dòng)層4的電解液sn....50g/l(作為四氟硼酸錫(ii))sb....7g/l(作為三氟化銻)cu...7g/l(作為四氟硼酸銅)浴溫度40℃電流密度時(shí)長(zhǎng)厚度組成fi分層11a/dm210分鐘4.5μmsnsb15cu15,其余<0.005%22.5分層22a/dm25分鐘4.5μmsnsb10cu10,其余<0.005%15.0分層34a/dm23分鐘5μmsnsb6cu7,其余<0.005%10.0分層46a/dm21.5分鐘4.5μmsnsb4cu5,其余<0.005%7.0用于沉積所述另外的層5的電解液sn....40g/l(作為四氟硼酸錫(ii))sb....0.5g/l(作為三氟化銻)cu...0.2g/l(作為四氟硼酸銅)浴溫度25℃電流密度時(shí)長(zhǎng)厚度組成fi分層11a/dm23分鐘1.5μmsnsb2cu0.5,其余<0.005%1.5分層22a/dm22分鐘2μmsnsb1cu0.2,其余<0.005%0.7根據(jù)本發(fā)明的示例17用于沉積滑動(dòng)層4的電解液sn....50g/l(作為甲基磺酸錫(ⅱ))cu...7g/l(作為四氟硼酸銅)bi....5g/l(作為甲基磺酸鉍)溫度40℃電流密度時(shí)長(zhǎng)厚度組成fi分層11a/dm210分鐘4.5μmsncu10bi7,其余<0.005%15.3分層22a/dm25分鐘4.5μmsncu8bi5,其余<0.005%12.5分層34a/dm23分鐘5μmsncu6bi4,其余<0.005%10.0用于沉積所述另外的層5的電解液sn....20g/l(作為甲基磺酸錫(ⅱ))bi....1g/l(作為甲基磺酸鉍)cu...0,5g/l(作為四氟硼酸銅)浴溫度40℃電流密度時(shí)長(zhǎng)厚度組成fi分層11a/dm23分鐘1.5μmsnbi1.5cu0.4,其余<0.005%2.8分層22a/dm22分鐘2μmsnbi0.5cu0.2,其余<0.005%1.6下面說(shuō)明滑動(dòng)軸承元件1的其他實(shí)施形式。如圖4所示,所述另外的層5僅由β錫晶粒13的晶粒層12構(gòu)成。這里,所述另外的層5的金屬間的相14或與所述另外的層的錫基合金的其他組成成分一起或者非金屬顆粒在顆粒邊界處嵌接在所述β錫晶粒13之間。如圖4所示,由于滑動(dòng)層4的β錫晶粒13不同的粒度在與所述另外的層5的邊界面處形成不平的滑動(dòng)層表面,這里,所述另外的層5的β錫晶粒13直接在滑動(dòng)層4的β錫晶粒13上生長(zhǎng)。由此可以實(shí)現(xiàn)一種嚙合效應(yīng),這種嚙合效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了所述另外的層5在滑動(dòng)層4上較高的結(jié)合強(qiáng)度。出于前面所述的原因,優(yōu)選在所述至少一個(gè)另外的層5中的所述β錫晶粒13可以具有這樣的平均粒度,所述粒度在所述至少一個(gè)另外的層5的層厚15(圖3)的10%至90%之間。所述平均粒度如前面所述通過(guò)激光衍射確定。進(jìn)一步優(yōu)選的是,在所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4和/或所述至少一個(gè)另外的層5的至少兩個(gè)相互貼靠的層中的β錫晶粒13的擇優(yōu)取向是相同的。特別是所述滑動(dòng)層4和設(shè)置在滑動(dòng)層上的并與滑動(dòng)層連接的所述另外的層5的β錫晶粒13具有相同的擇優(yōu)取向。這里特別優(yōu)選的是,所述另外的層5的具有最高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度也是滑動(dòng)層4的具有最高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度或者是滑動(dòng)層4的具有最高晶向指數(shù)的三個(gè)x射線衍射強(qiáng)度中的一個(gè),或者所述另外的層5的具有第二和/或第三高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度特別也是所述滑動(dòng)層4的具有第二和/或第三高晶向指數(shù)的x射線衍射強(qiáng)度。指數(shù)低于1.5、特別是低于2的x射線衍射強(qiáng)度這里由于取向過(guò)低而被忽略。優(yōu)選β錫晶粒13按{220}和/或{321}(米勒指數(shù))取向。為了定量地說(shuō)明擇優(yōu)取向,采用符合下面的等式的晶向指數(shù)m{hkl}:其中,i{hkl}表示對(duì)于滑動(dòng)層的{hkl}平面的xrd強(qiáng)度(x射線衍射強(qiáng)度),而i0{hkl}表示完全無(wú)定向的錫粉末樣品(icddpdf00-004-0673)的xrd強(qiáng)度。衍射強(qiáng)度的和∑i{hkl}或∑i0{hkl}必須在相同的區(qū)域上求得,例如包括所有反射{200}至{431}的強(qiáng)度,在采用cukα射線時(shí)這對(duì)應(yīng)于衍射角2θ在30°至90°之間的所有反射。在下面的表格中給出以下滑動(dòng)層的x射線衍射強(qiáng)度(第3至5行)以及所屬的晶向指數(shù)(第6至8行):sncu10sb5滑動(dòng)層4,其他合金元素的含量按重量小于0.005%,強(qiáng)度指數(shù)fi為12.5(簡(jiǎn)稱qz2);sncu10sb5滑動(dòng)層4,其他合金元素的含量按重量小于0.005%,強(qiáng)度指數(shù)fi為12.5,并具有設(shè)置在其上的sncu1bi0.02合金作為另外的層5,所述另外的層的其他合金元素的含量按重量小于0.005%,強(qiáng)度指數(shù)fi為1.3(簡(jiǎn)稱qz4);和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的sncu6pb1滑動(dòng)層(簡(jiǎn)稱ref.1)。縮寫sn-ref.代表完全無(wú)定向的錫粉末(icddpdf00-004-0673)。表:x射線衍射強(qiáng)度和晶向指數(shù)對(duì)于下面給出的測(cè)試結(jié)果,qz02的取向用定向a表示,qz04的取向用定向b表示,ref.1的取向用定向c表示。根據(jù)本發(fā)明的示例18結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsncu1bi0.02,<0.005%(定向a)2.8417μmsncu10bi5,其他元素<0.005%(定向a)13.7結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果15μm磨損較小,沒(méi)有疲勞斷裂52-單側(cè)磨損,輕微的疲勞斷裂4對(duì)比示例結(jié)構(gòu)層厚組成fi53μmsncu1bi0.02,<0.005%(定向c)2.8417μmsncu10bi5,其他元素<0.005%(定向a)13.7結(jié)果磨損視覺(jué)和顯微檢驗(yàn)結(jié)果17μm磨損明顯,輕微的疲勞斷裂42-單側(cè)磨損,疲勞斷裂3這里如圖4中所示,β錫晶粒13可以具有細(xì)長(zhǎng)的外觀,β錫晶粒13以其縱軸線沿垂直于滑動(dòng)軸承元件1的徑向內(nèi)表面17(圖1)的方向定向。這里特別有利的是,細(xì)長(zhǎng)的β錫晶粒13具有至少接近正方形的橫截面(沿平行于所述另外的層5的滑動(dòng)表面觀察),因?yàn)橛纱丝梢越档皖w粒邊界的面積。由此可以改進(jìn)滑動(dòng)軸承元件1的承載能力。但出于相同的原因,也可能有利的是,β錫晶粒13具有至少接近正方體形的結(jié)構(gòu)。在測(cè)試過(guò)程中,在不同的另外的層5上已經(jīng)確定,在β錫晶粒13的粒度小于0.2μm時(shí),在所述另外的層5中出現(xiàn)非常高的內(nèi)應(yīng)力。在粒度大于10μm時(shí),形成這樣的表面,所述表面妨礙均勻地保持潤(rùn)滑油并由此會(huì)妨礙潤(rùn)滑劑間隙的優(yōu)選構(gòu)成。根據(jù)滑動(dòng)軸承元件1的另一個(gè)實(shí)施方案可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層4中的β錫晶粒13的平均粒度、特別粒度大于滑動(dòng)層4中的β錫晶粒13的平均粒度、特別是粒度。這例如可以通過(guò)改變電鍍沉積期間的沉積參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),其方式例如是,提高浴溫度和/或降低沉積速度和/或電鍍?cè)≈械腻a濃度。為此目的也可以事后對(duì)滑動(dòng)軸承元件1進(jìn)行熱處理。優(yōu)選所述至少一個(gè)另外的層5的β錫晶粒13直接在滑動(dòng)層5的β錫晶粒13上生長(zhǎng)。此外優(yōu)選的是,所述至少一個(gè)另外的層5至少在滑動(dòng)層4的徑向內(nèi)表面7(圖3)的區(qū)域內(nèi)具有這樣的層厚15(圖3),所述層厚選自從軸承內(nèi)直徑16的至少5×10-6至軸承內(nèi)直徑16的50×10-6的范圍,所述至少一個(gè)另外的層5的所述層厚15至少為1.5μm并且最高為15μm,優(yōu)選最少為2μm并且最高為10μm,特別是至少為2.5μm并且最高為7.5μm,或者至少為2μm并且最高為6μm。徑向內(nèi)部的另外的層5可以具有這樣的層厚15,所述層厚為由滑動(dòng)層4和所述另外的層5的層厚的總層厚的10%至50%之間,特別是在15%至30%之間。此外優(yōu)選的是,滑動(dòng)層4的層厚大于所述另外的層5的層厚,特別是大于所述另外的層5的層厚的三倍。軸承內(nèi)直徑16是滑動(dòng)軸承元件1在其徑向內(nèi)表面上的直徑,如由圖1示出的那樣。所述表面的波紋度這里通過(guò)測(cè)量波紋的一半高度來(lái)加以考慮。如針對(duì)前面給出的根據(jù)本發(fā)明的示例的測(cè)試結(jié)果可以看到的那樣,在層厚小于1.5μm時(shí),所述至少一個(gè)另外的層5的前面所述的效果表現(xiàn)得較弱,從而不能以希望的程度提高滑動(dòng)軸承元件1的承重比率。就是說(shuō),因此可能只能不令人滿意地避免滑動(dòng)面的局部過(guò)載。另一方面,在所述另外的層5的層厚15大于15μm時(shí),所述另外的層5的厚度會(huì)延長(zhǎng)磨合階段,因?yàn)闉榱瞬糠帜サ羲隽硗獾膶?需要更多時(shí)間。此外,在層厚15大于15μm時(shí),位于其下面的強(qiáng)度更高的滑動(dòng)層4只能向所述至少一個(gè)另外的層5提供不充分的支撐。為了更好地對(duì)所述至少一個(gè)滑動(dòng)層4的表面形貌加以考慮而設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層5的層厚15在徑向內(nèi)表面17(圖1)的區(qū)域內(nèi)大于該表面按dineniso4287:2010的算術(shù)平均粗糙度ra的兩倍和/或所述至少一個(gè)另外的層5的層厚15在徑向內(nèi)部的表面17的區(qū)域內(nèi)小于該表面17按dineniso4287:2010的平均表面粗糙度rz的兩倍。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層5的層厚15(圖3)是該層5的表面17(圖1)的主導(dǎo)波紋度輪廓wdc的平均高度18的0.3倍至5倍,特別是1倍至2倍,所述波紋度輪廓根據(jù)前面所述的vda2007垂直于加工方向測(cè)量。為了研究所述至少一個(gè)另外的層5的厚度與表面粗糙度的協(xié)同作用,執(zhí)行如前面所述的試驗(yàn)(沒(méi)有傾斜位置的方案1)。軸承可具有在ra0.3-0.7μm和rz2-5的范圍內(nèi)的粗糙度。此外,對(duì)于軸承殼的兩個(gè)三分之一部,發(fā)現(xiàn)了wdc為0.5–2.5μm的主導(dǎo)波紋度。根據(jù)本發(fā)明的示例11對(duì)軸承殼進(jìn)行涂層,其中所述至少一個(gè)另外的層5的層厚15在0.1至12μm之間變化。圖5至7與由sncu1sb0.5組成的所述至少一個(gè)另外的層5的層厚15與相應(yīng)的粗糙度參數(shù)的比例相關(guān)地示出檢測(cè)的結(jié)果。在各坐標(biāo)上這里相應(yīng)地標(biāo)注前面的方案1的測(cè)試結(jié)果。在橫坐標(biāo)上是所述至少一個(gè)另外的層5的層厚15與rz(圖5)或ra(圖6)或wdc(圖7)的比例。對(duì)于這個(gè)測(cè)試,滑動(dòng)層4由sncu7sb7bipb組成。由所述圖5至7可以清楚地看到,有利的是,層厚15小于兩倍的rz和/或大于兩倍的ra和/或在wdc=0.5至5的范圍內(nèi)。此外可以設(shè)定,所述至少一個(gè)另外的層5在滑動(dòng)軸承背部8上的層厚19(圖1)為所述至少一個(gè)另外的層5的徑向內(nèi)部表面17的區(qū)域內(nèi)的層厚15的0.1倍至0.5倍之間。在背部層厚為5μm或更大時(shí),材料在運(yùn)行中發(fā)生移動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)增高,這可能導(dǎo)致孔變形以及背部貼靠變差。徑向內(nèi)部的所述另外的層5的層厚15的0.1至0.5倍的范圍在電鍍制造工藝中提供了這樣的優(yōu)點(diǎn),即,通過(guò)適當(dāng)?shù)?例如以2-3的倍數(shù))縮短在背部上的涂層時(shí)長(zhǎng)和/或減小電流密度可以設(shè)置這樣的層厚19,該層厚提供充分防腐蝕保護(hù),但仍不會(huì)提高材料移動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。電流密度過(guò)強(qiáng)的降低可能例如會(huì)導(dǎo)致沉積的組成成分發(fā)生明顯變化并由此導(dǎo)致防腐蝕保護(hù)作用降低。各個(gè)實(shí)施例示出滑動(dòng)軸承元件1可能的實(shí)施方案,這里應(yīng)指出的是,各個(gè)實(shí)施方案相互之間可以進(jìn)行各種不同的組合。為了符合規(guī)定,最后還要指出,為了更好地理解滑動(dòng)軸承元件1的結(jié)構(gòu),所述滑動(dòng)軸承元件或其組成部分部分地不是符合比例地和/或是放大和/或縮小地示出的。附圖標(biāo)記列表1滑動(dòng)軸承元件2滑動(dòng)軸承元件主體3支承層3a軸承金屬層4滑動(dòng)層5層6中間層7表面8滑動(dòng)軸承元件背部9端面10端面11距離12晶粒層13β錫晶粒14相15層厚16軸承內(nèi)直徑17表面18高度19層厚當(dāng)前第1頁(yè)12
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