BRPI0721845B1

BRPI0721845B1 - mancal e método de produzir um mancal.

Info

Publication number: BRPI0721845B1
Application number: BRPI0721845A
Authority: BR
Inventors: David M Saxton; Gerd Andler; Gregory W Sevenski; Holger Schmitt; James M Carpenter
Original assignee: Federal Mogul Corp
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2016-07-12
Also published as: CN101801567A; EP2185303A1; KR20100065288A; EP2185303A4; RU2462330C2; EP2185303B1; BRPI0721845A2; EP2185303B9; JP2010535287A; JP5374722B2; US8679641B2; US9657777B2; CN101801567B; US20080166578A1; RU2010105926A; WO2009017501A1; US20140272128A1; KR101374493B1

Description

“MANCAL E MÉTODO DE PRODUZIR UM MANCAL” REFERÊNCIA CRUZADA EM PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido de patente reivindica prioridade ao pedido de patente provisório US Serial Nos. 60/883,636 e 60/883,643 que foram ambos depositados em 5 de janeiro de 2007, e que foram aqui incorporados por referência em sua totalidade. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo da invenção Esta invenção refere-se geralmente a mancais do tipo de deslizamento, e mais particularmente àqueles que têm um material de mancai de bronze de metal em pó sinterizado aplicado a um suporte de aço, tal como usado em mancais de motor. Técnica relacionada É comum em aplicações de mancai de deslizamento, incluindo mancais de motor, ligar uma liga de bronze de metal em pó a um suporte de aço para suportar um eixo de manivela ou similar. A matriz de liga de cobre-estanho provê uma forte superfície de suporte que pode resistir às cargas sujeitas sobre o mancai, no uso. Tais mancais também devem exibir propriedades de desgaste e resistência ao gripamento apropriadas, e para esta finalidade é comum adicionar certos componentes de liga adicionais, incluindo chumbo à matriz de bronze. Chumbo atua como um lubrificante na superfície de mancai. É também comum adicionar um revestimento delgado de estanho à superfície de mancai para melhorar ainda mais as características de desgaste e gripamento do mancai.

Devido às considerações ambientais, vários substitutos para o chumbo foram explorados, mas até hoje em dia nenhum demonstrou a capacidade de substituir verdadeiramente o chumbo sem sacrificar indevidamente a resistência, desgaste, gripamento e várias outras propriedades em muitas aplicações de mancai de deslizamento, incluindo mancais de motor.

Os requerentes verificaram que o bismuto, quando pré-ligado com bronze de metal em pó em uma quantidade controlada juntamente com uma quantidade controlada de fósforo, pode ser sinterizado e ligado a um suporte de aço para prover um resultante mancai de motor com suporte de aço revestido com bronze sinterizado, cujas propriedades físicas são iguais ou melhores que aquelas de mancais de bronze-chumbo, enquanto também exibe propriedades de resistência ao desgaste e gripamento iguais ou que excedem àquelas de mancais de motor de bronze-chumbo de metal em pó com suporte de aço.

Um mancai de motor construído de acordo com a invenção anterior de propriedade do requerente (mais especificamente, a Patente US 6.746.154) compreende um material de mancai de metal de pó de bronze essencialmente sem chumbo, ligado a um suporte de aço. O material de mancai consiste essencialmente de 8 a 12% em peso de estanho, 1 a menos que 5% em peso de bismuto, e 0,03 a 0,8% em peso de fósforo, com o balanço sendo feito essencialmente de cobre.

Mancais de motor de bronze-bismuto-fósforo construídos de acordo com a invenção anterior exibem propriedades físicas de resistência à tração maior que ou igual a 400 MPa, carga de ruptura maior que ou igual a 290 MPa, alongamento maior que ou igual a 10% e dureza maior que ou igual a 130 HV 0,5/15. Para comparação, um mancai de cobre-estanho-chumbo que tem 10% em peso de estanho, e 10% em peso de chumbo exibe, em média, uma carga de ruptura consideravelmente mais baixa de 223 MPa, uma resistência à tração comparável de 301 MPa, um reduzido alongamento de aproximadamente 8%, e uma dureza reduzida de aproximadamente 96 HV 0,5/15. Para outra comparação, um teste de desgaste de motor idêntico foi conduzido em mancais de bronze-bismuito-fósforo preparados de acordo com a invenção anterior com relação aos mancais de cobre-estanho-chumbo mais tradicionais do tipo descrito acima. Os mancais de cobre-estanho-chumbo mais tradicionais exibiram uma perda de aproximadamente 12 mícrons devido a desgaste, enquanto os mancais preparados de acordo com a invenção exibiram uma média de aproximadamente 10-11 mícrons, demonstrando que a resistência ao desgaste e gripamento dos mancais de acordo com a invenção são pelo menos tão bons, senão melhores, que aquela dos mancais de motor de cobre-estanho-chumbo tradicionais.

Foi surpreendentemente verificado que os mancais preparados de acordo com a invenção anterior do Requerente exibem a propriedade benéfica, quando sujeitos ao carregamento de deslizamento friccional, no uso, de terem uma certa quantidade de estanho, que está em solução sólida com o cobre, que migra para a superfície de mancai, com o resultado sendo que uma camada rica em estanho é formada na superfície de mancai que não estava presente depois da sinterização ou antes da instalação e uso do mancai. Esta migração de estanho e formação de uma camada altamente rica em estanho na superfície de mancai aumenta grandemente a capacidade de lubrificação do mancai e contribui assim às melhoradas características de resistência ao desgaste e gripamento do mancai, uma vez quando o mancai é colocado em uso. Tal migração de estanho não foi observada nos mancais de cobre-estanho-chumbo tradicionais, nem com os outros substitutos de chumbo propostos, tais como níquel. Embora inteiramente não entendido, acredita-se que, quando sujeito à carga de carregamento de deslizamento friccional, o bismuto reage com o estanho na matriz e efetivamente mobiliza o estanho, impulsionando-o para a superfície de mancai. O seguinte teste, uma inspeção visual dos mancais de motor preparada de acordo com a invenção, mostrou uma superfície de mancai que tem uma superfície de suporte lustrosa, em cor de estanho, e uma análise química conduzida sobre o mancai mostrou uma concentração de estanho consideravelmente mais alta na superfície que em porções da matriz de cobre-estanho abaixo da superfície, que permaneceu uniforme em sua concentração de estanho.

Esta surpreendente propriedade de migração de estanho tem o benefício de eliminar ou minimizar a necessidade de aplicar um revestimento por plasma de estanho à superfície de mancai antes de colocar o mancai em serviço. A eliminação da etapa de revestimento por plasma poupa tempo e equipamento e simplifica bem como reduz o custo de produção dos mancais de motor. A eliminação de chumbo dos mancais de motor tem a vantagem de prover um mancai de motor mais complacente ambientalmente, e a substituição do mesmo por bismuto da maneira chamada pela invenção anterior do Requerente tem a vantagem de prover as mesmas ou melhores propriedades de resistência ao desgaste/gripamento sem requerer alterações substanciais na maneira em que os mancais de motor são feitos. Como tal, mancais de motor preparados de acordo com a invenção anterior já são adaptáveis às novas aplicações ou aplicações existentes que de outra maneira exigiríam mancais de cobre-estanho-chumbo, e um fabricante de mancais de acordo com a invenção pode se adaptar para a produção de tais mancais sem requerer equipamento de fabricação novo ou substancialmente modificado, e talvez eliminar algumas das etapas e equipamento normalmente associados com a fabricação dos mancais de cobre-estanho-chumbo tradicionais.

De acordo com um outro aspecto da invenção anterior do Requerente (Patente US 6.746.154), benefícios particulares foram realizados quando um compacto sinterizado de cobre-estanho-bismuto é produzido a partir de uma mistura de pó de cobre-bismuto atomizado por água e pó de cobre-estanho atomizado por gás. Novamente, embora não inteiramente entendido, acredita-se que o processo pelo qual os pós são feitos contribui para a mobilização do estanho sobre a superfície de mancai.

Outra técnica relacionada da menção notável pode incluir a Patente US No. 6.905.779 cedida a Daido Metal Company, Ltd. Esta patente é dirigida à melhorada resistência ao gripamento, embora seja indiferente de qualquer maneira com ligas que contêm bismuto ou problemas associados com resistência ao desgaste durante o período de quebra. Aqui, uma técnica de produção de liga é usada para atingir uma distribuição uniforme de partículas duras na composição de material.

Ainda outra técnica correlacionada inclui a GB2355016A cedida a Daido Metal Company Ltd. que ensina uma liga de cobre que compreende 0,5-15 % em massa de estanho, 1-20 % em massa de bismuto e 0,1-10 volume % de partículas duras que tem um tamanho médio de 1-45 pm. O bismuto existe como uma fase de bismuto dispersa através da liga. As partículas duras podem compreender um ou mais de boretos, silicietos, óxidos, nitretos, carbonetos e/ou um composto intermetálico. A liga pode compreende ainda não mais que 40 % em massa de Fe, Al, Zn, Mn, Co, Ni, Si e/ou P. Ela pode também compreender ainda não mais que 20 % em volume de um ou mais de MoS2, WS2, BN e grafite. O material de liga de mancai é feito pela sinterização de uma mistura de pós de cobre puro, estanho e bismuto e vários pós de partícula. Esta patente ensina que as partículas duras mencionadas co-existem com a fase de bismuto na matriz de cobre. O tamanho da fase de bismuto é geralmente maior que o diâmetro das partículas duras, pois as partículas são posicionadas na fase de bismuto.

Ainda outra técnica correlacionada inclui a US 2006/0000527 cedida a Taiho Kogyo Co. Ltd. que ensina uma liga à base de Cu-Bi, que pode simultaneamente atingir um alto nível da compatibilidade, resistência à fadiga e resistência à corrosão requeridas para o mancai de uma bomba de injeção de combustível. A patente '527 ensina um mancai sem chumbo, que contém de 1 a 30 % em massa de Bi e de 0,1 a 10 % em massa de partículas duras que tem de 10 a 50 pm de diâmetro de partícula médio, o balanço sendo Cu e impurezas inevitáveis, e ainda a fase de Bi dispersa na matriz de Cu tem um diâmetro de partícula médio menor que aquele das partículas duras. A liga de Cu-Bi é pulverizada por um método de atomização. O pó de Cu-Bi resultante é misturado com um pó de partícula dura e pó dos outros componentes metálicos. Os componentes outros que não o pó de partícula dura pode ser na forma de um pó de liga preparado pelo método de atomização. As partículas duras podem ser carbonetos, tais como Cr2C3, Mo2C, WC, VC e NbC, e preferivelmente Fe2P, Fe3P, FeB, Fe2B, e Fe3B.

Não obstante as vantagens associadas com o uso de materiais de mancai de cobre-estanho-bismuto, como descritas na Patente US

6.746.154, desgaste de bucha ocasionalmente precoce pode ser experimentado quando do uso de buchas sinterizadas feitas a partir da composição. Tais problemas de desgaste tipicamente se manifestam durante o período inicial de quebra de serviço. A despeito dos usos de certas combinações de partículas duras sugeridos acima, outras melhorias de material de mancai são desejáveis, particularmente para melhorar a resistência ao desgaste e gripamento do mancai, incluindo resistência ao desgaste e gripamento precoces, enquanto também é mantida uma combinação apropriada de propriedades físicas e mecânicas, tais como a resistência à tração e ductilidade ou alongamento. É também desejável efetuar as melhorias necessárias enquanto se minimiza a quantidade de materiais de pó de partícula dura adicionais usados, uma vez que esses materiais frequentemente têm um custo associado que é maior que o custo de pós de liga que eles substituem no material de mancai sinterizado. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Esta invenção provê melhorada resistência ao desgaste para buchas ou mancais. O material de base, a liga de cobre-estanho-bismuto com fósforo acrescentado, descrito em detalhe na Patente do Requerente US 6.746.154, tem excelente resistência, devido à solução sólida de cobre, estanho e fósforo. O material também tem boa capacidade de lubrificação como um resultado da presença do bismuto e a migração de estanho associada que ocorre durante o uso do mancai. Em alguns casos, todavia, um conjunto não usual de circunstâncias de operação pode resultar em desgaste muito rápido e excessivo. Essas circunstâncias se referem à conjugação das superfícies da bucha e à conjugação do pino ou mancai, em que o desgaste de bucha pode ocorrer mais rapidamente que a acima descrita migração de estanho pode ocorrer. A adição de pequenas quantidades de partículas duras relativamente pequenas, particularmente Fe3P, MoSi2 ou uma mistura deles, como descria aqui, provê um artefato de superfície dura apropriado para polir o pino ou jornal e assim reduz grandemente o desgaste total, particularmente desgaste precoce associado com a conjugação das superfícies de mancai, como descrito acima.

Em um aspecto, a invenção é um mancai que compreende um material de mancai compacto de pó sinterizado de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto e um pó de composto de metal que é ligado a uma coquilha de suporte de aço, em que o pó de composto de metal tem um tamanho de partícula médio de menos que 10 μτη.

Em outro aspecto, o pó de composto de metal é selecionado de um grupo que consiste de boreto de metal, silicieto de metal, óxido de metal, nitreto de metal, carboneto de metal, fosfeto de metal e compostos intermetálicos. Pós de composto de metal podem incluir Fe3P, MoSi2 ou uma mistura deles.

Em outro aspecto, o pó de composto de metal compreende 0,1-10% em volume do pó compacto sinterizado.

Em outro aspecto, o pó de liga de cobre-estanho-bismuto pode incluir, em peso, 8-15% de estanho, 1-30% de bismuto e o balanço essencialmente de cobre, e mais particularmente 8-12% de estanho, l-<5% de bismuto e o balanço essencialmente de cobre. O pó de liga de cobre-estanho-bismuto pode incluir ou um pó atomizado por gás ou um pó atomizado por água, e mais particularmente pode incluir uma mistura de um pó atomizado por gás e um pó atomizado por água.

Em outro aspecto, o pó de liga de cobre-estanho-bismuto também pode incluir fósforo, e mais particularmente, em peso, 0,03-0,8% do pó de liga de cobre-estanho-bismuto, e até mesmo mais particularmente, em peso, 0,03-0,08% do pó de liga de cobre-estanho- bismuto.

Em outro aspecto, a invenção é um mancai que inclui um pó compacto sinterizado de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto, um pó de Fe3P e um pó de MoSi2 que são ligados a uma coquilha de suporte de aço.

Em outro aspecto, o pó de Fe3P e o pó de MoSi2 juntos compreendem 0,1-10% em volume do pó compacto sinterizado.

Em outro aspecto, cada do pó de Fe3P e do pó de MoSi2 tem um tamanho de partícula médio de menos que 10 pm.

Em outro aspecto, a invenção inclui um método de produzir um mancai incluindo as etapas de: aplicar uma mistura de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto e um pó de composto de metal que tem um tamanho de partícula médio de menos que 10 pm em uma coquilha de suporte de aço; aquecer a mistura de pó e coquilha de suporte de aço para produzir uma mistura de pó sinterizada e ligar a mistura de pó sinterizada à coquilha de suporte de aço; e laminar a mistura de pó sinterizada e coquilha de suporte de aço para reduzir uma porosidade do pó sinterizado e para produzir um material de mancai compacto sinterizado completamente denso.

Em outro aspecto, a invenção inclui uma etapa de aquecer o mancai completamente denso para promover difusão interna dentro do material de mancai em locais associados com a porosidade.

Em outro aspecto, a invenção inclui um método de produzir um mancai incluindo as etapas de: aplicar uma mistura de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto, um pó de Fe3P e um pó de MoSi2 em uma coquilha de suporte de aço; aquecer a mistura de pó e coquilha de suporte de aço para produzir uma mistura de pó sinterizada e ligar a mistura de pó sinterizada à coquilha de suporte de aço; e laminar a mistura de pó sinterizada e coquilha de suporte de aço para reduzir a porosidade do pó sinterizado e produzir um material de mancai compacto sinterizado completamente denso.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Essas e outras características e vantagens da presente invenção serão mais facilmente apreciadas quando consideradas em conexão com a seguinte descrição detalhada e desenhos anexos, em que os mesmos elementos têm os mesmo números de referência através de toda descrição: a figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática de um mancai de motor construído de acordo com a presente invenção; a figura 2 é uma vista em perspectiva de uma bucha de pino construída de acordo com a invenção; a figura 3 é uma vista em seção transversal fragmentada ampliada de um mancai de acordo com a invenção em sua condição fabricado, mas de pré-uso; a figura 4 é uma vista como a figura 3, mas mostrando o mancai em seguida a um período de uso em serviço; a figura 5 é uma fotomicrografia SEM mostrando partículas aglomeradas de Fe3P; a figura 6 é uma segunda fotomicrografia SEM de partículas de Fe3P que não estão aglomeradas; a figura 7 é uma fotomicrografia SEM de partículas de MoSi2; a figura 8 é uma fotomicrografia SEM das partículas de MoSi2 da figura 7 tomada em uma ampliação mais alta; a figura 9 é uma fotomicrografia óptica do material de mancai LFC-63; a figura 10 é uma fotomicrografia por elétrons secundária do material de mancai da figura 9; a figura 11 é fotomicrografia por retrodispersão de elétrons do material de mancai da figura 9; a figura 12 é uma fotomicrografia óptica do material de mancai LFC-64; a figura 13 é uma fotomicrografia por elétrons secundária do material de mancai da figura 12; a figura 14 é fotomicrografia por retrodispersão de elétrons do material de mancai da figura 12; a figura 15 é uma fotomicrografia óptica do material de mancai LFC-65; a figura 16 é uma fotomicrografia por elétrons secundária do material de mancai da figura 15; a figura 17 é fotomicrografia por retrodispersão de elétrons do material de mancai da figura 15; a figura 18 é uma fotomicrografia óptica do material de mancai LFC-66; a figura 19 é uma fotomicrografia por elétrons secundária do material de mancai da figura 18; a figura 20 é fotomicrografia por retrodispersão de elétrons do material de mancai da figura 18; e a figura 21 é um registro do desempenho de desgaste de vários materiais de mancai da invenção e um material de mancai comparativo. DESCRIÇÃO DETALHADA DA FORMA DE CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA

Com referência às figuras, em que os mesmos números indicam as mesmas partes ou partes correspondentes através de todas das várias vistas, um mancai construído de acordo com a presente invenção é mostrado geralmente com 10 na figura 1 na forma de um mancai de motor, e com 10' na figura 2 que representa uma bucha de pino, tal como aquele usado na pequena abertura de extremidade de uma haste de conexão para suportar um pino de êmbolo de um pistão. Por simplicidade, o restante da descrição será feita com referência ao mancai de motor 10, mas deve ser entendido que a descrição é igualmente aplicável à bucha de pino 10'. O mancai de motor 10 é do tipo que compreende uma semi-coquilha usada em combinação com um mancai de semi-coquilha de contraparte em um motor, ou similar, para suportar um eixo rotativo, tal como o eixo de manivela de um motor. O mancai 10 tem uma coquilha de suporte de aço 12 que tem uma superfície interna côncava 14 e uma superfície externa convexa 16. O material de mancai 18 é aplicado à superfície interna 14 como uma mistura de pó solta de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto e pó de partícula dura e é sinterizado e laminado para formar um pó compacto sinterizado. A liga de material de mancai de cobre-estanho-bismuto 18 é sem chumbo. Por sem chumbo é entendido que o material de mancai contém ou nenhum ou somente quantidades incidentais de chumbo devidas às impurezas (isto é, menores que aproximadamente 0,5% em peso). O material de mancai 18 é fabricado de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto, ou mistura de pós de liga de cobre-estanho-bismuto, que também inclui pelo menos um pó de partícula dura, e preferivelmente pelo menos dois pós de partícula dura. O pelo menos um pó de partícula dura é um pó de composto de metal em uma quantidade de 0,1-10%, em volume, de material de mancai 18 e do compacto sinterizado e tem um tamanho de partícula médio de menos que 10 μπι. Enquanto acredita-se que 0,1-10% em volume do pó de composto de metal representem a faixa mais ampla deste material, acredita-se que 0,5-5% em volume deste material representam uma faixa mais preferida e 1-2% em volume é uma faixa mais preferida deste material. Acredita-se que o pó de composto de metal pode ser selecionado dentre um grupo que consiste de um boreto de metal, silicieto de metal, óxido de metal, nitreto de metal, carboneto de metal, fosfeto de metal e composto intermetálico, e que o pó de composto de metal também pode incluir vários compostos de metal misturados desses materiais, tais como vários oxinitretos de metal, carbonitretos de metal, carboxinitretos de metal, oxicarbonetos de metal e similar. Os requerentes determinaram que ou o Fe3P e M0SÍ2 são apropriados para uso como o composto de metal nas quantidades e tamanhos indicados acima, com M0SÍ2 sendo um pouco preferido na medida em que ele produziu resistência ao desgaste e ductilidade pouco superiores, mas com Fe3P geralmente sendo um pouco preferido com respeito ao seu custo relativamente mais baixo. Todavia, acredita-se que é até mesmo mais preferido usar uma mistura de Fe3P e M0S12 nas quantidades e tamanhos descritos acima para explorar as vantagens de ambos os materiais. O uso de partículas duras nessas quantidades e tamanhos, particularmente de Fe3P ou M0S12, e mais particularmente como uma mistura de Fe3P e M0S12, não foi discutido nas patentes e publicações correlacionadas.

De forma importante, o cobre, estanho e bismuto são ligados juntos antes da formação do pó de cobre-estanho-bismuto em contraste com outros mancais de liga de cobre-estanho-bismuto que foram relatados anteriormente usando uma mistura de pós de metal puro de cada um desses componentes, como os Requerentes observaram, consistentemente com o que foi relatado na GB2355016, que o uso de pós de metal puro para fazer o material de mancai sinterizado aumenta a tendência de as partículas duras descritas aqui serem preferencialmente posicionadas na ou próximas à fase de bismuto. O uso de pós de liga de cobre-estanho-bismuto para produzir compactos sinterizados da invenção foi observado que produz compactos onde as partículas duras são geralmente uniformemente distribuídas através de toda a microestrutura de liga, particularmente dentro da matriz de cobre-estanho. Embora algumas partículas duras tenham sido observadas na fase de bismuto, como seria esperado assumindo uma distribuição geralmente homogênea das partículas de liga de cobre-estanho-bismuto e das partículas de composto de metal, a incorporação preferencial das partículas duras na fase de bismuto não foi notada. A formação de liga feita antes da formação do pó de cobre-estanho-bismuto pode incluir formação de liga conjuntamente de todos dos componentes de liga desejados, de modo que um único pó pode ser formado, preferivelmente como um pó atomizado por água ou pó atomizado por gás, ou mais preferivelmente como uma mistura de pós atomizados por gás e pós atomizados por água. Todavia, a invenção e as referências feitas aqui a pós de cobre-estanho-bismuto também contemplam a formação de liga conjuntamente de certas combinações de componentes para formar pós de liga que podem então ser misturados juntos para atingir a desejada composição de liga do compacto sinterizado, tal como por formar separadamente liga de cobre-estanho e pós de liga de cobre-bismuto e então os misturando juntos antes da sinterização, como descrito na US 6.746.154 e de modo que pó de bismuto puro não é usado. Quando diferentes pós de liga são usados, eles também podem ser formados como pós atomizados por gás e pós atomizados por água. O pó de partícula dura é misturado com o pó de liga de cobre-estanho-bismuto nas quantidades descritas acima usando métodos de mistura conhecidos para formar o material de mancai 18. A mistura de pó de cobre-estanho-bismuto e pó de partícula dura usada para formar material de mancai de metal 18 é sinterizada e ligada à coquilha de suporte de aço 12 para prover um revestimento do material de mancai de cobre-estanho-bismuto que contém partículas duras dispersas no mesmo, particularmente dentro da matriz de liga de cobre-estanho, contra a superfície interna 14 da coquilha de suporte 12. Como é conhecido geralmente para aqueles especializados na técnica de mancai de bronze, incluindo mancais de bronze-bismuto, a técnica usada para ligar o pó de liga de cobre-estanho-bismuto com as partículas duras dispersas como o material de mancai 18 à coquilha de suporte de aço 12 envolve aplicar o material de mancai 18 em forma de pó solto à superfície interna 14, depois do que o material de mancai em pó é aquecido, sinterizado e laminado para desenvolver essencialmente uma camada completamente densificada, isenta de porosidade, do material de mancai 18 que é permanentemente ligado metalurgicamente e unido à coquilha de suporte de aço 12 para formar uma estrutura de mancai multi-camada unida. Por completamente denso é entendido que o material de mancai em pó 18 é comprimido e sinterizado até próximo à densidade completamente teórica e sinterizado até a densidade totalmente teórica para formar um compacto sinterizado que é substancialmente impermeável a óleo ou outras substâncias em contraste com mancais de bronze porosos que retêm óleo, aos quais esta invenção não é dirigida. Por conseguinte, será entendido que completamente denso ou aproximadamente completamente denso significa que o material de mancai 18 tem uma densidade que excede 99% da densidade completamente teórica, e preferivelmente maior que 99,5%, e ainda mais preferivelmente 99,9% ou mais. Em seguida à etapa de laminação, é preferido que a estrutura de mancai multicamada seja aquecida novamente suficientemente (isto é, por um suficiente tempo e temperatura) para promover difusão interna dentro do material de mancai 18 em locais associados com a porosidade, que foi efetivamente fechado pela etapa de laminação. Esta etapa aumenta a resistência do material de mancai 18 consideravelmente por aumentar a homogeneidade da microestrutura e remover através de difusão interna o que seria efetivamente uma rede de microfissuras associadas com a porosidade que foi fechada pela laminação.

Dependendo das propriedades requeridas na aplicação de mancai, pós de liga de cobre-estanho-bismuto que têm uma faixa de composições de liga são apropriados para uso para produzir o material de mancai 18 da invenção. Todavia, pós de liga de cobre-estanho-bismuto-fósforo são particularmente úteis em um número de aplicações de mancai, uma vez que adições de fósforo reforçam o compacto sinterizado. O cobre-estanho-bismuto ou materiais de mancai de pó de liga de cobre-estanho-bismuto-fósforo 18 contêm, em peso, uma quantidade de estanho na faixa de 8 a 15%, e mais preferivelmente 8 a 12%, e até mesmo mais preferivelmente 9 a 11%; uma quantidade de bismuto de 1 a menos que 5%, e mais preferivelmente 3 a 4%; e quando presente, uma quantidade de fósforo de 0,03 a 0,8% e mais preferivelmente 0,03 a 0,08%, com o balanço de cobre, admitindo impurezas acidentais. Embora tenha quantidades maiores que 0,5%, foi reportado que o fósforo promove fragilidade de materiais de mancai de liga de cobre-estanho-bismuto, acredita-se que tendo uma quantidade maior deste material, tal como 0,8% em peso, pode ser útil em conjunção com partículas duras que são adaptadas para reagir com fósforo, tal como MoSi2, de modo que os materiais, em virtude de sua reação com o fósforo, abaixarão a quantidade de fósforo na matriz de cobre-estanho para níveis que estão em ou abaixo de 0,5% em peso. As quantidades de fósforo usadas em excesso de 0,5% em peso para as finalidades descritas acima dependerão da natureza da reação com o composto de metal usado para as partículas duras bem como a quantidade de partículas duras que são usadas. Outras adições de liga que não prejudicam o desgaste tribológico físico ou outras propriedades do material de mancai, tal como a mobilização de estanho, também podem ser incorporadas. A camada ligada de material de mancai 18 tem uma matriz 22 de cobre e estanho, com o estanho sendo dissolvido em solução sólida no cobre. Quando presente, o fósforo está igualmente em solução sólida na matriz. O bismuto tem solubilidade muito baixa no cobre e existe como uma distinta fase rica em bismuto 20 na forma de ilhas finamente dispersas dentro da matriz de cobre-estanho ou cobre-estanho-fósforo. A fase rica em bismuto 20 é dispersa substancialmente uniformemente através de todo o volume da matriz de cobre-estanho 22, como representado esquematicamente nas figuras 3 e 4.

Como descrito na US 6.746.154, quando do uso de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto em um mancai sinterizado de acordo com a invenção, bismuto serve como um substituto para o chumbo, e tem mostrado que promove as propriedades adicionais não compartilhadas pelo chumbo quando usado na quantidade controlada requerida pela invenção (isto é, entre 1 a menos que 5 por cento em peso). Material de mancai completamente denso, ligado por laminação e sinterizado, de cobre-estanho-bismuto, e sem a adição de partículas duras, foi mostrado que exibe foi mostrado que exibe as seguintes propriedades físicas incluindo a resistência à tração maior que ou igual a 400MPa, a carga de ruptura maior que ou igual a 200MPa, e alongamento de mais que 10% e uma dureza (HV) menor que 130 (0,5/15).

Essas propriedades físicas satisfazem ou excedem às de mancais de motor tradicionais de cobre-estanho-chumbo, como discutido na seção prévia. Em adição, mancais de motor construídos de acordo com a invenção têm propriedades de resistência ao desgaste e gripamento tão boas ou melhores quando comparadas a mancais de motor de cobre-estanho-chumbo tradicionais. Em um teste de motor comparativo, o mancai de motor construído de acordo com a invenção exibiu uma perda de material de aproximadamente 10 a 11 mícrons, enquanto os mancais de cobre-estanho-chumbo tradicionais testados sob as mesmas condições exibiram uma perda de 12 mícrons, indicando aproximadamente uma diminuição de aproximadamente 10% em desgaste de mancais de cobre-estanho-bismuto sobre os mancais de cobre-estanho-chumbo tradicionais.

Em um estudo conduzido nos materiais de mancai de cobre-estanho-bismuto, foi surpreendentemente verificado que, quando mancais de motor são preparados de acordo com a invenção dentro dos limites expostos acima, as propriedades físicas excepcionais são atingidas, as quais permitem que mancais construídos de acordo com a invenção sejam substituídos por aquelas aplicações novas ou que aparecerão no futuro para os mancais de motor de cobre-estanho-chumbo tradicionais. Embora não inteiramente entendido, um dos fatores-chave que são atribuídos às propriedades físicas extraordinárias é a presença do fósforo que é eficaz na desgaseificação da liga durante a fusão e atomização no pó, e a ligação por laminação completamente densa e sinterização do material de mancai sobre o suporte 12. Adicionalmente, as propriedades físicas mencionadas acima bem como resistência à fadiga são mantidas pelo controle da quantidade de bismuto acrescentada à liga. Se acrescentado em quantidades de 5% ou mais, o bismuto tem o efeito de enfraquecer a estrutura de matriz uma vez que ele não se dissolve na matriz 22 e as ilhas de bismuto 20 atingem, efetivamente, os furos ou bolsas cheios de bismuto na matriz de outra maneira forte. Se demasiado bismuto está presente, as ilhas (e assim os furos que elas enchem) tomam-se demasiadamente grandes e as propriedades físicas desejadas do material são perdidas. Como tal, a adição de bismuto na faixa requerida pela invenção e recitada acima foi mostrada não para reduzir as propriedades físicas da matriz para abaixo da que é desejada para aplicações de mancai de rotor.

Foi surpreendentemente também mostrado que o bismuto tem um efeito positivo muito desejável sobre as propriedades de resistência ao desgaste e gripamento da camada de mancai 18. Como mostrado na figura 3, quando o mancai 10 é fabricado e instalado em um motor, o estanho é completamente dissolvido no cobre para produzir uma matriz de cobre-estanho uniforme 22. Todavia, foi surpreendentemente verificado que durante a operação quando uma carga deslizante de compressão friccional é aplicada à superfície de suporte exposta 24 da camada de mancai 18, uma certa quantidade de estanho na matriz é causada com que migre através da matriz para a superfície de mancai 24, desenvolvendo uma camada rica em estanho 26 na superfície de mancai 24, como ilustrado na figura 4. Esta camada rica em estanho 26 serve como um lubrificante na superfície de mancai 24 e tem o efeito de reduzir a resistência ao desgaste e gripamento do mancai total 10, À medida que o mancai 10 se desgasta, o material de mancai 18 tem a característica de reabastecer continuamente a camada rica em estanho, de modo que a camada 26 está sempre presente e em desenvolvimento devido à mobilização do estanho na matriz 22. Acredita-se que a mobilização do estanho resulta de uma reação entre o estanho em solução e o bismuto sob as condições de carga/fricção de uso de mancai. A presença do bismuto em combinação com a estrutura de metal em pó completamente densa da matriz 22 provê o veículo para transportar o estanho da matriz para a superfície 24 no desenvolvimento da camada rica em estanho 26. Uma vez que o material de mancai de cobre-estanho-bismuto 18 tem a característica de desenvolvimento de sua própria camada rica em estanho 26 na superfície de mancai 24, geralmente não existe nenhuma necessidade de aplicar um revestimento por plasma de estanho ou outro overlay de estanho ao material de mancai 18, como é frequentemente aplicado aos mancais de motor de bronze-chumbo do tipo tradicional mencionado acima. A camada de mancai 18 da invenção que também inclui partículas duras nas quantidades descritas aqui também foi observada que exibe mobilização de estanho como descrita acima, comparável com aquela que foi observada nas ligas em ligas de cobre-estanho-bismuto que não incluem partículas duras.

Para comparação, não é conhecido que existe a mobilidade de estanho em mancais de cobre-estanho-chumbo. Testes foram também conduzidos em uma liga de cobre-estanho-níquel e igualmente nenhuma mobilização de estanho foi verificada estar presente. Somente bismuto, na quantidade especificada pela invenção, mostrou prover mobilização de estanho para melhorar características de desgaste e gripamento, enquanto não inibe indevidamente as propriedades físicas da matriz de cobre-estanho.

Como notado previamente, espécimes de teste foram similarmente preparados a partir de composições comparáveis de cobre-estanho-bismuto feitas de somente pó atomizado por gás e um outro conjunto de espécimes de teste feitos de somente pó atomizado por água, mas de composição comparável à mistura de gás/água dos primeiros espécimes de teste. Foi surpreendentemente verificado que a mistura atomizada de gás/água tinha propriedades físicas significantemente melhoradas em comparação com os espécimes de teste de composições comparáveis feitas de ou 100% de gás atomizado ou 100% de pó atomizado por água. As propriedades físicas melhoradas incluem carga de ruptura, resistência à tração, ductilidade, dureza e resistência ao gripamento; todas das quais desempenham um papel importante em aplicações de bucha e mancai de metal de pó sinterizado baseado em cobre.

Os Requerentes observaram que as vantagens e melhoramentos descritos acima, que são associados com o uso de materiais de mancai de liga de cobre-estanho-bismuto, são também geralmente característicos de, e até mesmo melhorados por, materiais de mancai da invenção que também incluem partículas duras. Por exemplo, a resistência ao desgaste é melhorada e a mobilidade de estanho e capacidade de lubrificação associada ao bismuto são também observadas nos materiais de mancai da invenção. Algumas diferenças foram notadas, tal como uma redução geral da resistência à tração e alongamento, mas essas propriedades são ainda geralmente suficientes para prover um material de mancai que tem resistência e ductilidade apropriadas para muitas aplicações de mancai, incluindo mancais de motor principais para motores de combustão interna.

Os materiais de mancai da invenção são mais detalhadamente descritos abaixo com respeito a vários exemplos, incluindo exemplos comparativos. Os Requerentes têm fabricado vários materiais de mancai da invenção para a avaliação, incluindo avaliação metalográfica e de varredura por microscópio eletrônico das microestruturas resultantes, medida de porosidade, e também teste de desgaste.

EXEMPLO

As amostras feitas foram de mancais principais de mancais de motor. O pó de cobre-estanho-bismuto usado foi como descrito geralmente aqui e na Patente US 6.746.154. As partículas duras incluíam pó de Fe3P e M0S12 usado individualmente e em combinação na quantidade e tamanhos descritos na Tabela 1.

Tabela 1: Misturas de nós A LF-5 usada para amostras LFC-63 a LFC-66 foi um pó de liga de Cu-Sn-Bi. Isto é, cada um dos componentes foi acrescentado em uma fusão para formar a liga, a qual foi então atomizada para formar um pó de liga. Este material tinha as propriedades como mostradas nas Tabelas 2 e 3 abaixo.

Tabela 2: Química de LF-5 Tabela 3: Propriedades de pó de LF-5 O pó de Fe3P usado para as amostras LFC-63 a LFC-66 foi adquirido de F. W. Winter Co, grau FEP-R1 5-F4. O pó de Fe3P tinha a análise química e propriedades de pó como mostradas na Tabela 4.

Tabela 4: Propriedades do Pó de Fe3P

Fotografias por microscópio eletrônico de varredura do pó de Fe3P são mostradas nas figuras 5 e 6 abaixo. A figura 5 revela alguma aglomeração das partículas de Fe3P, em comparação com aquelas mostradas na figura 6. Acredita-se que é desejável usar o pó de Fe3P na forma mostrada na figura 6. A LF-5 e pó de Fe3Ps foram misturados juntos em uma relação de peso de 400 libras de LF-5 e 4,0 libras de pó de Fe3P como partículas duras para produzir a amostra LFC-63. A mistura de pó solto misturado LFC-63 foi aplicada a várias tiras de aço de amostra e sinterizadas a 8O50C. A porosidade das tiras sinterizadas foi medida como mostrado na Tabela 5.

Tabela 5: Porosidade Pós-Sinterizacão Com referência à figura 9, as fotomicrografias da amostra LFC-63 mostram áreas cinza mais escuras (partículas de Fe3P) tanto adjacentes quanto independentes da fase de bismuto cinza mais claro. Note que as partículas de Fe3P parecem favorecer os locais na intersecção da fase de bismuto e dos limites de grão de partícula de bronze, possivelmente fixando o bismuto.

Com referência às figuras 10 e 11, respectivamente, fotografias eletrônicas secundárias (SE) e por retrodispersão (BS) da microestrutura mostram claramente a fase de bismuto (branco na SE, escura na BS), enquanto as partículas de Fe3P mostram-se como áreas cinza escuras na fotografia de SE e áreas brancas na fotografia de BS. O revestimento de cada amostra de LFC 63 foi analisado para composição. Os resultados são mostrados na seguinte Tabela 6.

Tabela 6: LFC-63 Química A dureza do aço e revestimento foram medidas como mostrado na Tabela 7.

Tabela 7: LFC-63 Dureza As propriedades de tração e carga de ruptura foram medidas como mostrado na seguinte Tabela 8.

Tabela 8: Resistência à Tracão/Carea de Ruotura A análise SEM também indicou a presença de Fe3P na matriz de cobre, em adição a ser posicionada na fase de bismuto. A LF-5 e pós de MoSi2 foram misturados juntos em uma relação de peso de 352 libras de LF-5 e 3,52 libras de MoSi2 como partículas duras para produzir amostra LFC-64. Pó de MoSi2 pode ser adquirido de ABCR GmbH & Co. KG. O pó de MoSi2 tinha a análise química e propriedades de pó como mostrados na Tabela 9.

Tabela 9: Propriedades do Pó de MoSL

Fotografias por microscópio eletrônico de varredura do pó de MoSi2 são mostradas nas figuras 7 e 8 em duas diferentes ampliações. Em contraste com as partículas de Fe3P, as partículas de pó de MoSi2 não mostraram evidência de aglomeração, como pode ser visto nas figuras 7 e 8. Acredita-se que é desejável usar o pó de MoSi2 na forma mostrada nas figuras 7 e 8. A mistura de pó solto misturado LFC-64 foi aplicada a várias tiras de aço de amostra e sinterizadas a 805°C. A fotomicrografia óptica com baixa ampliação da microestrutura da amostra de material LFC-64 feita de acordo com esta invenção mostra um número significante de áreas escuras que parecem ser porosidade. Sob ampliação mais alta, como mostrado na figura 12, muitas dessas áreas escuras são reveladas serem pequenas partículas de M0S12. Por causa disto, técnicas de análise de imagem não fornecem uma medição acurada da porosidade. Como pode ser visto na figura 12, a microestrutura mostra muitas áreas escuras, bem como áreas de bismuto de fase secundária cinzas. As partículas de M0S12 geralmente não são adjacentes à ou associadas com a fase de bismuto, embora elas pareçam ser bem distribuídas ao longo dos limites de grão da matriz de Cu.

Com referência às figuras 13 e 14, respectivamente, fotografias eletrônicas secundárias (SE) e por retrodispersão (BS) da microestrutura mostram claramente a fase de bismuto (branco na SE, escura na BS), enquanto as partículas de M0S12 mostram-se como áreas cinza escuro na SE e ou cinza claro ou branco na fotomicrografia BS. Áreas brancas são mais altas em Si que as áreas cinza claro. O revestimento de cada amostra de LFC 64 foi analisado quando à composição. Os resultados são mostrados na seguinte Tabela 10. Tabela 10: LFC-64 Química A dureza do aço e revestimento foram medidas como mostrado na Tabela 11.

Tabela 11: LFC-64 Dureza As propriedades de tração e carga de ruptura foram medidas como mostrado na seguinte Tabela 12.

Tabela 12: Resistência à Tracão/Carea de Ruptura A LF-5, pós de Fe3P e M0S12 foram misturados juntos em uma relação de peso de 247,5 libras de LF-5, 22,5 libras de Fe3P e 2,5 libras de pó de M0S12 como partículas duras para produzir a amostra LFC-65, e uma relação de peso de 247,5 libras de LF-5, 12,5 libras de Fe3P e 12,5 libras de pó de MoSi2 como partículas duras para produzir a amostra LFC-66. Os mesmos pós de Fe3P e M0S12 usados para produzir a LFC-63 e LFC-64, respectivamente, foram usados para produzir a LFC-65 e LFC-66 A mistura de pó solto misturado LFC-63 foi aplicada a várias tiras de aço de amostra e sinterizadas a 805°C.

Os materiais de mancai de LFC-65 e LFC-66 ainda não foram testados quando à dureza, resistência à tração e carga de ruptura, resistência ao desgaste e química da liga, mas é antecipado que eles terão valores para essas propriedades intermediários àqueles de LFC-63 e LFC-64.

Com referência à figura 15, as fotomicrografias das amostras de LFC-65 mostram áreas cinza mais escuro (Fe3P e partículas de M0S12) adjacentes a e independentes da fase de bismuto cinza mais claro. Os Requerentes observaram que, quando partículas duras ocorrem na fase de bismuto, elas tendem a ser partículas de Fe3P. Como foi o caso com LFC-64, as partículas de MoSi2 tendem a ser posicionadas nos limites de grão, mas não tendem a ser encontradas na fase de bismuto Com referência às figuras 16 e 17, respectivamente, fotografias eletrônicas secundárias (SE) e por retrodispersão (BS) da microestrutura mostram claramente a fase de bismuto (branco na SE, escura na BS), enquanto as partículas de Fe3P se mostram como áreas cinza escuro na fotografia de SE e áreas brancas na fotografia de BS. As partículas de M0S12 não estão presentes no campo de vista nas figuras 16 e 17, o que não é surpreendente na medida em que existe somente 0,1 por cento em peso dessa partícula em LFC-65.

Com referência à figura 15, as fotomicrografias das amostras de LFC-65 mostram áreas cinza mais escuro (Fe3P e partículas de MoSi2 ) adjacentes e independentes da fase de bismuto cinza mais claro. Os Requerentes observaram que, quando partículas duras ocorrem na fase de bismuto, elas tendem a ser partículas de Fe3P. Como foi o caso com LFC-64, as partículas de MoSi2 tendem a ser posicionadas nos limites de grão, mas não tendem a ser encontradas na fase de bismuto Com referência às figuras 16 e 17, respectivamente, fotografias eletrônicas secundárias (SE) e por retrodispersão (BS) da microestrutura mostram claramente a fase de bismuto (branco na SE, escuro em BS), enquanto as partículas de Fe3P se mostram como áreas cinza escuro na fotografia de SE e áreas brancas na fotografia de BS. As partículas de MoSi2 não estão presentes no campo de vista nas figuras 16 e 17.

Com referência à figura 18, as fotomicrografias das amostras de LFC-66 mostram áreas cinza mais escuro (Fe3P e partículas de MoSi2 ) adjacentes à e independentes da fase de bismuto cinza mais claro. Os requerentes observaram que, quando partículas duras ocorrem na fase de bismuto, elas tendem a ser partículas de Fe3P. Como foi o caso com LFC-64, as partículas de MoSi2 tendem a ser posicionadas nos limites de grão, mas não tendem a ser encontradas na fase de bismuto Com referência às figuras 16 e 17, respectivamente, fotografias eletrônicas secundárias (SE) e por retrodispersão (BS) da microestrutura mostram claramente a fase de bismuto (branco na SE, escuro na BS) que é designada com o número de referência 3, enquanto as partículas de MoSi2 se mostram como áreas cinza escuro na fotografia de SE e áreas cinza mais claro ou brancas na fotografia de BS e são designadas com o número de referência 2. Esses materiais foram identificados usando análise por energia dispersiva de raios X (EDX). Surpreendentemente, essas fotomicrografias também revelam a presença de um composto de fósforo molibdênio (MoPx) que é designado com o número de referência 1. Isto pode ser a evidência de uma reação entre as partículas de MoSi2 e o fósforo encontrado ou em uma matriz de liga ou em uma partícula de Fe3P adjacente.

Os Requerentes observaram o surpreendente desenvolvimento que a adição de pequenas quantidades, menos que um por cento, de partículas de MoSí2j significantemente melhora a formabilidade e manufaturabilidade do mancai, como foi o caso com LFC-64 a LFC-66. Foi observado que esses materiais são menos suscetíveis à fissuração transversal durante a etapa de laminação que o material LFC-63, com os materiais com as quantidades máximas de MoSi2 sendo menos suscetíveis à fissuração transversal. Como pode ser visto a partir da comparação dos dados tubulares de LFC-63 e LFC-64, o alongamento da LFC-64 é significantemente maior que aqueles da LFC-63. Acredita-se também que esta ductilidade melhorada é associada com o fenômeno de fissuração transversal. A adição de quantidades mesmo relativamente pequenas de partículas de MoSi2 parece ter um efeito significante sobre as propriedades que são muito importantes para a fabricação dos mancais.

Com referência à figura 21, o desempenho de desgaste de motor de LFC-63 e LFC-64 é registrado, junto dados de desgaste comparativos de uma outra liga, mais precisamente uma convencional liga de mancai de cobre- 10 % em peso de estanho- 10 % em peso de chumbo (HF-2F). Os resultados indicam um aumento significante em resistência ao desgaste associado com a adição de partículas duras, com uma melhoria algo maior associada com adições de partícula de MoSi2 na melhoria algo menor observada com a adição de Fe3P de adições de partícula. Todavia, a melhoria associada com a adição de ou partículas de MoSi2 ou partículas de Fe3P foi significante. A liga de mancai de cobre-estanho-chumbo foi usada para determinar a melhoria em resistência ao desgaste associada com a incorporação de partículas duras. Dado o desempenho significante comparável ou ligeiramente melhorado de ligas de cobre-estanho-bismuto em comparação com as ligas cobre-estanho-chumbo com respeito à resistência ao desgaste, melhorias comparáveis de resistência ao desgaste para os materiais de mancai da invenção que incorporam partículas duras seriam também esperadas em comparação com os materiais de mancai liga de cobre-estanho-bismuto que não incorporam partículas duras. A invenção precedente foi descrita de acordo com as normas legais relevantes, assim a descrição é exemplificativa ao invés de ser limitativa em natureza. Variações e modificações na forma de concretização exposta podem se tomar aparentes para aqueles especializados na técnica e caem dentro do escopo da invenção. Por conseguinte, o escopo de proteção legal requerido esta invenção pode somente ser determinado pelo estudo das seguintes reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Mancai (10, 10’) compreendendo um material de mancai compacto em pó sinterizado (18) de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto e um pó de composto de metal que é ligado a uma eoquilha de suporte de aço (12), caracterizado pelo fato de que o dito pó de composto de metal tem um tamanho de partícula médio de menos que 10 pm e em que o dito pó de composto de metal compreende um pó de Fe^P e um pó de MoSi2,

2. Mancai (10, 10’) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita liga de cobre-estanho-bismuto compreende, em peso: 8-15¾ de estanho, 1-30% de bismuto e o resto essencial mente de cobre.

3. Mancai (10, 10’) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fósforo corno um componente de liga do pó de liga de cobre-estanho-bismuto.

4. Mancai (10, 10’) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pó de MoSE compreende 0.1-0,5% em peso do material de mancai compacto,

5. Mancai (10, 10’) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pó dc composto de metal compreende 0,1-10% em volume do material de mancai compacto.

6. Mancai (10, 10’) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pó de liga de cobre-estanho-bismuto compreende uma mistura de um pó atomizado por gás e um pó atomizado por água.

7. Método de produzir um mancai (10, 10’), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: aplicar uma mistura de um pó de liga de cobre-estanho-bismuto e um pó de composto de metal que tem um tamanho de partícula médio de menos que 10 μιη a uma eoquilha de suporte de aço (12), em que o dito pó de composto de metal compreende um pó de Fe3P e um pó de MoSi2; aquecer a mistura de pó e a coquilha de suporte de aço para produzir uma mistura de pó sinterizado e ligar a mistura de pó sinterizado à coquilha de suporte de aço; e laminar a mistura de pó sinterizado e a coquilha de suporte de aço para reduzir uma porosidade da mistura de pó sinterizado e produzir um material de mancai compacto sinterizado completamente denso (18).

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito pó de liga de cobre-estanho-bismuto compreende, em peso: 8-15% de estanho, 1-30% de bismuto, e o resto essencialmente de cobre.

9. Método de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fósforo como um componente de liga do pó de liga de cobre-estanho-bismuto.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o material de mancai compacto sinterizado completamente denso compreende um composto de fósforo e molibdênio como um produto de reação do dito pó de MoSi2 e pelo menos um dentre o pó de Fe3P ou o fósforo.