專利名稱：滑動構(gòu)件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種滑動構(gòu)件，其具有成型的載體層和在該成型的載體 層上以電鍍方式施加的滑動層，該滑動層由具有合金組份錫、銻和銅的
合金形成，重量百分含量為銻5至20%，銅0.5至20%，其余為錫， 其中鉛含量小于0.7%，其余元素的總含量小于0.5%。本發(fā)明還涉及一 種通過在成型載體層上電解施加由具有合金組份錫、銻和銅的合金形成 的滑動層以制造滑動構(gòu)件的方法。
背景技術(shù)：
例如DE 82 06 353 U1公開了前述類型的滑動軸承鍍層。在此，將滑 動軸承鍍層以電鍍方式施加至位于鋼質(zhì)軸瓦上的載體層上。在此，該滑 動軸承鍍層具有約為20 pm的厚度。此外，因為相比之下更高的銅含量 對滑動軸承鍍層的耐久性有不利的影響，所以努力使滑動軸承鍍層的銅 含量低于0.5重量％。
已知的滑動軸承鍍層實際上是使用潤濕劑以電鍍方式制造的，該潤 濕劑是RhodiaNove-care公司以商品名Igepal CO 880銷售的，是一種具 有30個乙氧基(EO)單元的壬基酚乙氧基化物。該電解層結(jié)構(gòu)以柱狀 晶體出現(xiàn)，并且無法形成明顯大于20 pm的可使用的層。因此，由于不 可避免的磨損，滑動軸承鍍層的使用壽命自然是很有限的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供具有改善的耐用性能的滑動軸承鍍層。 在前述類型的滑動軸承的情況下，根據(jù)本發(fā)明通過在滑動軸承鍍層 中基本上以球形形成錫晶體而實現(xiàn)該目的。為了解決所述問題，根據(jù)本發(fā)明的另一個前述類型的方法的特征在 于，使用在水溶液中的基于氟硼酸和金屬氟硼酸鹽的電解質(zhì)，該電解質(zhì)
含有如下組分
Sn2+15 至80 g/l
Sb3+0.5至20 g/l
Cn2+0.05至10 g/l
HBF420 至200 g/l
潤濕劑0.05至5 g/I
以及某些不引入所制滑動構(gòu)件層中的助劑，其中根據(jù)它們的分子量利用 至少一種助劑控制形成滑動層的元素的離子的遷移速度，從而產(chǎn)生基本 上以球形形成的錫晶體。
已發(fā)現(xiàn)，通過以如下方式制造滑動層，錫晶體的主要部分(大小50%) 具有球形組織，而不是以前的針狀或柱狀組織，從而實現(xiàn)滑動層的非常 均勻的結(jié)構(gòu)。以如下方式實現(xiàn)錫晶體的球形組織，通過添加大分子的助 劑，特別是明膠和/或間笨二酚，來控制沉積速度，從而以所期望的方式 調(diào)節(jié)滑動層的組成以及形成的組織。在此，針對性地使用由乙氧基化度
為10至30的d3d5-羰基合成醇、C,6d8-脂肪醇或C,8-羰基合成醇形成
的潤濕劑。優(yōu)選的潤濕劑是乙氧基化度為20的羰基合成醇。
根據(jù)本發(fā)明形成的組織具有非常均勻的結(jié)構(gòu)，其中獲得分布均勻的、 同時基本上為球形的富銻的析出物。由此獲得明顯更穩(wěn)定的滑動層，其 可以20pm，尤其是超過50 pm的厚度，穩(wěn)定且均勻地以不分層的方式 使用。因此，可以毫無問題地形成厚度例如為500 pm的滑動層。
有關(guān)組織和結(jié)晶的"球形"應(yīng)理解為晶粒尺寸的最大伸長與最小伸 長之比小于3，優(yōu)選小于2的晶粒。
合適的潤濕劑尤其是由BASF公司以Lutensol的商品名銷售。特別合適的潤濕劑(EO代表乙氧基化度)有
LutensoIAOll C13C15—羰基合成醇，EO=ll
Lute腦l AO 30 Lutensol AT 13 Lutensol AT 25 Lutensol TO 12 Lutensol TO 20 Lutensol ON U0
C13C15-羰基合成醇，EO-30 C16C18—脂肪醇，EO=13 C16C18—脂肪醇，EO = 25 C13-羰基合成醇，EO=12 C13-羰基合成醇，EO = 20 C13-羰基合成醇，EO = 20。
潤濕劑Lutensol ON 110和TO 20特別適合于制造根據(jù)本發(fā)明的滑動 軸承鍍層以及避免形成枝晶。特別優(yōu)選為Lutensol ON 110，即乙氧基化 度為20的C,3-羰基合成醇。
在根據(jù)本發(fā)明的滑動構(gòu)件的一個優(yōu)選的實施方案中，滑動層中的銅 含量為3至6%。與實用新型82 06 353 Ul的教導(dǎo)相反，升高的銅含量 導(dǎo)致滑動層的容許負(fù)荷和使用壽命的提高。因此，根據(jù)本發(fā)明可以預(yù)先 設(shè)定銅含量，不僅可以超過有利地努力達(dá)到的小于0.5重量％的銅含量， 而且還可以超過主要在所述文獻(xiàn)中所考慮的最大值為2%的銅含量。
滑動層中優(yōu)選的銻含量為8至17重量％ 。
優(yōu)選的銅含量為2至7%。
在滑動層中以球形形成的錫晶體的比例優(yōu)選大于70%，更優(yōu)選大于 80%。
根據(jù)本發(fā)明的滑動構(gòu)件可以是通常的圓柱形滑動軸承套、此類滑動 軸承套的部件或者是基本上為平面的構(gòu)件。成形的支撐構(gòu)件由金屬組成， 可以常規(guī)方式由具有所施加的軸承合金的鋼材組成，該軸承合金具有緊 急潤滑性能。在該支撐構(gòu)件上施加根據(jù)本發(fā)明的滑動層。因為可以高穩(wěn) 定性施加根據(jù)本發(fā)明的具有厚的層厚度的滑動層，所以還可以省略軸承 金屬層，而將滑動層直接施加在由金屬制成的成型的支撐構(gòu)件上。
具體實施例方式
對實施例的以下試驗結(jié)果進(jìn)行說明，以闡述本發(fā)明 制備具有如下組成的基體電解質(zhì)(不含潤濕劑)
Sn2+ 33至35 g/1 Sb3+ 2.4至3.0 g/1 Cu2+0.23至0.26 g/1 HBF4 35至45 g/1 間苯二酚3至4g/1 明膠 0.25 g/1
間苯二酚和明膠是影響所形成的層的組成和沉積速度的助劑。間苯 二酚主要影響組成，而明膠的大分子則影響結(jié)晶結(jié)構(gòu)、粗糙度和層組成。 對此可以針對性地調(diào)節(jié)明膠濃度為0.1至0.5 g/l。
在22至24。C的熔池溫度下，使用錫電極以2 A/dm2的恒定電流進(jìn)行 電解沉積。
對鋼基體(以電解方式)預(yù)先涂覆鎳層。
在旋轉(zhuǎn)的棒式電極上以及在條帶上進(jìn)行SnSbCu沉積。在旋轉(zhuǎn)的棒 式電極上進(jìn)行沉積避免了有可能損害試驗結(jié)果的不受控的枝晶生長。
與目前常用的參比標(biāo)準(zhǔn)潤濕劑相比，上述的所有試驗的潤濕劑在沉 積時產(chǎn)生其他不同的組織。特別是明顯減少枝晶生長。
在此，特別有利地使用潤濕劑Lutensol ON 110和Lutensol TO 20。
利用所述潤濕劑，特別是利用優(yōu)選使用的潤濕劑，所實現(xiàn)的滑動層 在其晶體結(jié)構(gòu)方面區(qū)別于目前的滑動層，并且具有明顯的操作優(yōu)勢。特 別是可以形成具有幾乎任意的厚度的層，從而由此實現(xiàn)目前在滑動構(gòu)件 的層厚度和構(gòu)成方面尚不存在的自由性。
權(quán)利要求
1、滑動構(gòu)件，其具有成型的載體層和在該載體層上以電鍍方式施加的滑動層，該滑動層由具有合金組份錫、銻和銅的合金形成，重量百分含量為銻5至20％，銅0.5至20％，其余為錫，其中鉛含量小于0.7％，其余元素的總含量小于0.5％，其特征在于，在滑動軸承鍍層中基本上以球形形成錫晶體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的滑動構(gòu)件，其特征在于，所施加的滑動軸承鍍 層的厚度大于20pm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2的滑動構(gòu)件，其特征在于，滑動軸承鍍層中 銅的含量為3%至6%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的滑動構(gòu)件，其特征在于，滑動軸承鍍 層中銻的含量為8%至17%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的滑動構(gòu)件，其特征在于，銅含量為 0.5%至7%。
6、 通過在成型的載體層上電解施加滑動層而制造滑動構(gòu)件的方法， 該滑動層由具有合金組份錫、銻和銅的合金組成，其特征在于，使用在 水溶液中的基于氟硼酸和金屬氟硼酸鹽的電解質(zhì)，該電解質(zhì)含有如下成 分Sn2+ 15至80g/1Sb3+ 0.5至20g/1Cu2+ 0.05至10g/1HBF420至200g/1 潤濕劑 0.05至5g/1以及某些不引入所制滑動軸承鍍層中的助劑，其中根據(jù)它們的分子量利 用助劑控制形成滑動層的元素的離子的遷移速度，從而產(chǎn)生基本上以球 形形成的錫晶體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述潤濕劑是乙氧基化度 為10至30的CI3C15-羰基合成醇、C16C18-脂肪醇或C18-羰基合成醇，
8、 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，使用乙氧基化度為20的 羰基合成醇作為所述潤濕劑。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6或8的方法，其特征在于，所述潤濕劑以0.1至 3.0g/l的濃度使用。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6至9之一的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)電解沉積 速度為0.3至1.5 1^im/min。
全文摘要
一種滑動構(gòu)件，其具有成型的載體層和在該載體層上以電鍍方式施加的滑動層，該滑動層由具有合金組份錫、銻和銅的合金形成，重量百分含量為銻5至20％，銅0.5至20％，其余為錫，其中鉛含量小于0.7％，其余元素的總含量小于0.5％，通過在滑動軸承鍍層中基本上以球形形成錫晶體從而改善其滑動軸承鍍層的性能。這是通過用電解質(zhì)進(jìn)行電解沉積而實現(xiàn)的，該電解質(zhì)作為潤濕劑優(yōu)選為乙氧基化度為10至30的C₁₃C₁₅-羰基合成醇、C₁₆C₁₈-脂肪醇或C₁₃-羰基合成醇，其中通過添加大分子的助劑來調(diào)節(jié)沉積物組成和沉積速度。
文檔編號F16C33/12GK101413542SQ20081017997
公開日2009年4月22日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者A·d·圭達(dá), P·雅恩 申請人:卓輪Bhw滑動軸承兩合公司