DE69908837T2

DE69908837T2 - Hubkolbenmaschine mit Aluminium-Block und Aluminium-Kolben

Info

Publication number: DE69908837T2
Application number: DE69908837T
Authority: DE
Inventors: Yucong Wang; Peter Vernia; Simon Chin-Yu Tung
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2019-01-22
Also published as: JP3113643B2; EP0937889A2; DE69908837D1; EP0937889B1; KR19990072707A; US5884600A; EP0937889A3; JPH11324793A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft Hubkolbenmotoren mit Aluminiumzylinderbohrungen und abrieb- und verschleißfesten Aluminiumkolben.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, Hubkolbenmotorblöcke aus Aluminiumlegierungen wie etwa den Al-Si-Legierungen herzustellen. Bisher wurden Motorblöcke aus eutektischen und untereutektischen Aluminium-Silizium-Legierungen mit Eisen-Zylinderlaufbüchsen zur Verwendung mit Aluminium-Silizium-Kolben hergestellt. Eisenlaufbüchsen erhöhen jedoch Gewicht und Kosten des Motors, und haben in unerwünschter Weise eine unterschiedliche thermische Ausdehnung als der Aluminiumblock und der Kolben. Alternativ hat ein Motorhersteller einen Motorblock hergestellt, indem er eine poröse vorgeformte Laufbüchse, die Aluminiumoxidfasern und Siliziumkarbidpartikelumfasst, in eine Form platziert hat, und eine untereutektische Al-Si-Legierung darum pressgeformt hat, um so die vorgeformte Laufbüchse zu infiltrieren und die Zylinderwandung zu bilden. Dieser Motor wurde mit eisenplattierten Kolben betrieben, um Verschleiß zu vermeiden. Schließlich wurden Blöcke aus einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung (z. B. 390-Legierung) gegossen, und die Aluminiummatrix rückgeätzt, um hartes Silizium an der Oberfläche der Zylinderwandung freizulegen. Diese Motoren mit den Bohrungen in übereutektischem Aluminium wurden mit Aluminiumkolben betrieben, die mit Eisen, Chrom, Nickel, MoS₂- oder graphithaltigen Lacken, oder Keramikoxidpartikeln in einer Epoxidharzmatrix (siehe Meise, 4,395,442) beschichtet sind. Siehe auch Rao et al., 5,313,919, Rao et al 5,239,955, Presswood, 4,831,977, Haldeman, 3,890,950, und Fleming et al., 2,817,562 für Kolben, die mit schmierenden Filmen beschichtet sind, um die Gleitreibung zwischen dem Kolbenmantel und der Zylinderwandung zu verringern. Einige dieser schmierenden Filme umfassen feste, schmierende Teilchen in einer wärmebeständigen Polymermatrix, und sind als "Festschmierstofffilm" oder "Verbundpolymerbeschichtungen" bekannt.
Es ist wünschenswert, Motorblöcke aus eutektischen oder untereutektischen Al-Si-Legierungen, anstatt aus übereutektischen Legierungen, herzustellen, da die eutektischen und untereutektischen Legierungen billiger sind und eine gute Gießbarkeit und maschinelle Bearbeitbarkeit aufweisen. Es ist ebenfalls wünschenswert, die Eisenlaufbüchsen und Al₂O₃-SiC-Vorformlinge zu beseitigen, die bisher mit eutektischen und untereutektischen Legierungsblöcken verwendet wurden, um Gewicht und Kosten zu verringern, sowie die Wärmeübertragung zu verbessern. Jedoch führen Aluminiumkolben, die gegen Aluminium-Zylinderwandungen laufen, zu beträchtlichem Verschleiß (d. h. haftender Abrieb zwischen zwei Teilen, die in einem schmiermittelarmen Zustand miteinander gleiten) der Zylinderwandungen und der Kolbenmäntel. Exzellenter Verschleißwiderstand kann zwischen eutektischen und untereutektischen Blöcken und Aluminiumkolben durch Beschichtung des Kolbenmantels mit Festschmierstofffilmen erreicht werden. Jedoch sind die Verschleißfestigkeit und Dauerhaftigkeit solcher Beschichtungen in dieser Anwendung für einen langlebigen Motor ungeeignet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch Erhöhen der Verschleißfestigkeit einer Verbundpolymerbeschichtung, die auf einen Kolben aufgebracht ist, sorgt die vorliegende Erfindung für einen langfristigen Verschleißwiderstand zwischen Aluminiumkolben, die gegen Aluminium-Silizium-Zylinderwandungen laufen, unabhängig davon, ob die Zylinderwandung eine untereutektische, eutektische, oder übereutektische Al-Si-Legierung umfasst. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Hubkolbenmotor mit einem Block aus einer Aluminium-Siliziumlegierung bereitgestellt, mit mindestens einer inneren Zylinderwandung, die eine Zylinderbohrung definiert und dieselbe Zusammensetzung wie der Rest des Blockes aufweist. Wenn daher der Block aus einer untereutektischen Al-Si-Legierung gegossen wird, hat die Zylinderwandung dieselbe Zusammensetzung. Die Zylinderwandung wird maschinell bearbeitet, um eine Oberflächenbeschaffenheit mit einem arithmetischen Mittenrauwert R_a von 0,09 bis 0,25 Mikron bereitzustellen. Der Motor umfasst auch einen Kolben aus einer Aluminium-Siliziumlegierung, der einen Kolbenmantel mit einer äußeren Oberfläche besitzt, die gegen die Zylinderwandung anliegt. Die Oberfläche des Kolbenmantels besitzt eine hartanodisierte Beschichtung, die daran haftet, und eine Verbundpolymerbeschichtung auf der hartanodisierten Beschichtung. Die Verbundpolymerbeschichtung umfasst eine Vielzahl von festen, schmierenden Teilchen in einer wärmebeständigen Polymermatrix, die den Arbeitstemperaturen des Motors standhalten kann. Die hartanodisierte Beschichtung, die unter der Verbundpolymerbeschichtung liegt, fördert eine viel niedrigere Abriebrate, und einen gleichmäßigeren Abrieb der Aluminium-Zylinderwandung sowie eine viel niedrigere Abriebrate der Verbundpolymerbeschichtung an dem Kolben, und verlängert dabei die Nutzlebensdauer des Motors. Tests haben gezeigt, dass die hartanodisierte Unterschicht die Abriebrate der Verbundpolymerbeschichtung um bis zu 30% verglichen mit Kolben, die nur die Verbundpolymerbeschichtung ohne eine anodisierte Unterschicht besitzen, reduziert. Eine beträchtliche Verringerung der Abriebrate der Zylinderwandung wurde ebenfalls beobachtet. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die hartanodisierte Beschichtung eine Dicke von etwa 15 bis etwa 25 Mikron (am meisten bevorzugt etwa 20 Mikron), und die Verbundpolymerbeschichtung hat eine Dicke von etwa 12 bis etwa 18 Mikron (am meisten bevorzugt etwa 15 Mikron). Die Verbundbeschichtung enthält vorzugsweise schmierende Teilchen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Graphit, Kohlenstoffmonofluorid, Bornitrid und den Sulfiden, Seleniden und Telluriden von Molybdän, Wolfram und Titan besteht, welche in einer Polymermatrix gehalten werden, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hochtemperaturepoxidharz, warmhärtenden Polyimiden, Polyamidimid, Polyphenylensulfid und Polyarylsulfon besteht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung ist besser verständlich, wenn sie im Licht der folgenden detaillierten Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform derselben betrachtet wird, welche im Folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen gegeben wird, in welchen:
1 eine geschnittene Seitenansicht eines Kolbens und des umgebenden Blocks ist; und
2 eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche des Kolbens ist, wo er in 1 mit der Nummer 2 bezeichnet wurde.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 stellt einen Aluminiumkolben 2 mit einem Scheitel 4 und einem Kolbenmantel 6 dar, der von dem Scheitel 4 abhängig ist, sowie ohne Bezugszeichen eine innere Verstärkungstruktur und eine Bohrung zur Aufnahme eines Schwingzapfens zur Anbringung einer Kolbenstange an den Kolben 2. Ein Paar oberer Ringnuten 8 und 10 nimmt Verdichtungsringe 12 und 14 auf, und eine untere Ringnut 16 nimmt einen Ölring 18 auf. Der Kolben 2 bewegt sich in einer Zylinderbohrung 20 hin und her, die durch eine ringförmige Zylinderwandung 22 in einem Motorblock 24 definiert wird, welcher aus einer Aluminium-Silizium-Legierung gegossen wurde, und vorzugsweise aus einer eutektischen oder untereutektischen Al-Si-Legierung, obwohl er auch aus einer übereutektischen Legierung gegossen sein könnte.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und wie am besten in 2 gezeigt wird, besitzt der Kolbenmantel 6 eine äußere Oberfläche 26, die hartanodisiert wurde, um eine dichte Aluminiumoxidschicht 28 an der Oberfläche 26 zu bilden. Mit hartanodisierter Beschichtung ist eine Aluminiumoxidschicht gemeint, die elektrochemisch in situ an der Oberfläche des Aluminiums gebildet wird, und eine Knoop-Mikrohärte (bei 5 Gramm Last) von zumindest 540 besitzt. Oxidschichten gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen eine Knoop-Mikrohärte (d. h. bei 5 Gramm Last) zwischen etwa 540 und etwa 600, wobei etwa 560 bevorzugt ist. Aluminiumanodisierung ist ein wohl bekanntes Verfahren, wobei ein Aluminiumsubstrat zur Anode in einem Elektrolyten gemacht wird, und, mit dem Durchgang von elektrischem Strom, einer elektrochemischen Umwandlung ihrer Oberfläche zu Aluminiumoxid durch Reaktion mit Sauerstoff unterzogen wird, welcher durch elektrolytische Dissoziation von Wasser geliefert wird. Während eine Anzahl von unterschiedlichen Säuren verwendet worden sind, sind Chromsäure, Schwefelsäure und Oxalsäure sind die üblichsten Elektrolyte, wobei Schwefelsäure die am weitesten verbreitete ist. Schwefelsäure wird bevorzugt, da sie kostengünstig und schnell ist und bei vergleichsweise niedrigen Betriebsspannungen verwendet werden kann, auf Grund der hohen Leitfähigkeit der Schwefelsäure und ihrer Fähigkeit, den Film zu dem darunterliegende Metall zu durchdringen. Die Eigenschaften der anodischen Beschichtung hängen von dem verwendeten Elektrolyten, dessen Konzentration und Temperatur, dem verwendeten Strom und der Verarbeitungszeit ab. Für harte Beschichtungen werden Temperaturen unter jenen der Umgebung, (z. B. ca. –2°C bis 5°C) und mäßig konzentrierte Schwefelsäureelektrolyten bevorzugt (z. B. etwa 10 bis 20 Gew.-%). Ein H₂SO₄-Elektrolyt mit 12 bis 15 Gew.-% ist bevorzugt.
Um eine geeignet harte Beschichtung gemäß einem bevorzugten Verfahren zu bilden, wird der Kolben zuerst chemisch gereinigt, um jegliche(n) Schmierstoff, Korrosionsprodukte und natives (d. h. natürlich vorkommendes) Oxid zu entfernen. Eine geeignete Reinigungstechnik umfasst das Scheuern des Kolbens in einer Seifenlösung mit Raumtemperatur, gefolgt von einer Spülung mit kaltem Wasser und darauf folgendem Eintauchen in eine gewöhnliche handelsübliche alkalische inhibierte Reinigungslösung bei etwa 60°C für etwa 3 Minuten. Eine kalte Spülung schließt die Reinigungsoperation ab. Andere Reinigungsläufe, die dasselbe Ergebnis erzielen, sind ebenfalls wirksam. Der gereinigte Kolben wird dann in einen Elektrolyt mit 0°C umfassend 12% H₂SO₄ eingetaucht, und bei einer Stromdichte von etwa 3 A/dm² für etwa 8 bis etwa 20 Minuten, in Abhängigkeit davon, welche Dicke der Beschichtung gewünscht wird, anodisiert. Die Dicke der Beschichtung liegt im Allgemeinen in dem Bereich von etwa 8 Mikron bis etwa 25 Mikron, wobei etwa 20 Mikron bevorzugt sind. Unter den zuvor genannten Temperatur-, Konzentrations- und Stromdichtebedingungen dauert es etwa 10 Minuten um ein Oxid mit einer Dicke von etwa 20 Mikron zu erzeugen.
Vor dem Anodisieren wird der Kolben in geeigneter Weise maskiert, um zu steuern, wo das Oxid gebildet wird und Bereiche auszuschließen, wo das Oxid nicht gebildet werden soll. In dieser Hinsicht würde zumindest der Scheitel typischerweise mit dem Maskiermittel bedeckt werden, so dass nur der Kolbenmantel anodisiert wird. Andererseits ist es bekannt, die Innenseite der oberen Nut 8 für den Verdichtungsring zu anodisieren, um den Heißverschleiß- oder Mikroschweiss-Widerstand zwischen dem Ring 12 und der Nut 8 zu erhöhen. Dementsprechend kann jede durchgeführte Maskierung die obere Nut 8 für den Verdichtungsring freiliegen lassen, so dass eine Schicht 30 aus Oxid darin gebildet werden kann, zur selben Zeit, in der der Kolbenmantel 6 beschichtet wird.
Auf das Anodisieren folgend und wenn der Kolben einer schmutzigen Umgebung ausgesetzt war, kann der Kolben mit Seife und Wasser gereinigt und getrocknet werden, bevor eine Verbundpolymerbeschichtung 32 aufgebracht wird. Auf die Reinigung folgend wird eine Verbundpolymerbeschichtung auf der anodisierten Schicht abgeschieden. Solche Beschichtungen besitzen vorzugsweise eine Dicke zwischen etwa 12 Mikron und etwa 18 Mikron, und umfassen schmierende, feste Teilchen (z. B., Graphit, Kohlenstoffmonofluorid, Bornitrid, und die Sulfide, Selenide und Telluride von Molybdän, Wolfram und Titan), eingefangen in einem wärmebeständigen (d. h. ausreichend, um den Motorbetriebstemperaturen standzuhalten) Polymer wie etwa Hochtemperaturepoxidharz, warmhärtende Polyimide, Polyamidimid, Polyphenylensulfid und Polyarylsulfon. Eine solche Beschichtung, die mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, umfasst etwa 5 bis etwa 30 Vol.-% Graphit in Polyamidimid. Eine weitere geeignete Verbundpolymerbeschichtung umfasst etwa 2 bis etwa 20 Vol.-% Graphitteilchen und etwa 2 bis etwa 20 Vol.-% MoS₂ in Polyamidimid. Lösungen zum Abscheiden der Verbundpolymerbeschichtungen sind kommerziell erhältlich. Eine solche Beschichtungslösung umfasst 31 Gew.-% Polyamidimid, 17 Gew.-% Graphit und 51 Gew.-% N-Methylpyrolidon und ist von der Dow Corning Corporation erhältlich. Eine weitere solche Lösung umfasst 10 Mg/m³ MoS₂, 25 Mg/m³ Graphit, 434 Mg/m³ Xylol, 90 Mg/m³ Dioxan und 35 Mg/m³ Dimethylazetimid, und ist von Kawamura Research Laboratories, Inc., erhältlich. Die schmierende Teilchen können entweder gleichachsig oder länglich in der Form von Fasern mit einem Längenbereich von 3 bis etwa 15 Mikron, und einem Durchmesser zwischen 1 und 5 Mikron sein. Die Verbundpolymerbeschichtungen der vorliegenden Erfindung können in einer Reihe von Wegen einschließlich Aufsprüh-, Siebdruck- oder Stempeltechniken, die dem Fachmann bekannt sind, aufgebracht werden. Während der Aufbringung ist das Polymer in einem dafür geeigneten Lösemittel gelöst. Auf die Beschichtung folgend werden die beschichteten Kolben getrocknet, um das Lösemittel zu entfernen. Wenn Polyamidimid als die Polymermatrix verwendet wird, wird der Kolben bei etwa 180°C bis etwa 200°C für etwa 15 bis etwa 60 Minuten gebrannt, um das Polymer auszuhärten. Andere Bindemittel erfordern unterschiedliche Zeiten und Temperaturen für die Aushärtung, je nach Eignung.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Glattheit der Oberfläche der. Zylinderwandung. In dieser Hinsicht wird die Oberfläche der Zylinderwandung gehont (z. B. mit Diamantbestückung) auf einen arithmetischen Mittenrauwert R_a von 0,09 bis etwa 0,25 um den Abrieb der Verbundpolymerbeschichtung durch die Zylinderwandung zu verringern. Im Gegensatz dazu werden Gußeisen-Zylinderwandungen typischerweise auf einen arithmetischen Mittenrauwert R_a von etwa 0,32 bis 0,80 gehont, und geätzte übereutektische Al-Si-Zylinderwandungen weisen einen R_a von etwa 0,20–0,30 auf. Eine maschinell bearbeitete, aber nicht geätzte, übereutektische Legierung könnte erfolgreich mit dieser Erfindung verwendet werden. Wenn die Bohrungsoberfläche eine Rauheit von weniger als 0,25 Mikron aufweist, wird die Bohrungsoberfläche mit dem förtgesetzten Anlaufen des Kolbens gegen diese progressiv glatter.
Wenn umgekehrt jedoch die Oberflächenrauheit größer als 0,25 Mikron ist, wird die Bohrungsoberfläche mit dem fortgesetzten Anlaufen des Kolbens gegen diese progressiv rauer, und die Abriebrate der Verbundpolymerbeschichtung erhöht sich beträchtlich. Wenn die Bohrungsoberfläche weniger als 0,09 Mikron aufweist, ist die Ölretention nicht gut, und es ist nicht genügend Öl für eine entsprechende Schmierung vorhanden.
Beschleunigte Tests (d. h. unter Verwendung einer Cameron Plint-Maschine zur Hin- und Herbewegung) sowie Motordynamometertests wurden durchgeführt, um den Abrieb- und Verschleißwiderstand zu bewerten. Diese Tests wurden an Kolben durchgeführt, die (1) mit nur einer Verbundpolymerbeschichtung, und (2) mit einer Verbundpolymerbeschichtung über einer hartanodisierten Unterschicht an der Oberfläche des Kolbens beschichtet waren. Die Kolben wurden gegen Aluminium-Zylinderbohrungsoberflächen mit Siliziumgehalten zwischen 7 und 18 Gew.-% bewegt.
In dem Cameron Plint-Test wird ein Abschnitt des Kolbenmantels gegen einen Abschnitt der Zylinderbohrungsoberfläche vor und zurück gerieben. Wenn der Test mit Schmierung durchgeführt wird, ist er ein Abriebtest. Wenn er ohne Schmierung durchgefürt wird, ist er ein Verschleißtest. In dem Abriebtest wurde eine Belastung, die eine maximale Kontaktbeanspruchung nach Hertz von 10 MPa erzeugte, bei 125°C aufgebracht. Das Schmiermittel war SAE 5W30. Der Hub betrug 6,77 mm mit einer Frequenz der Hin- und Herbewegung von 10 Hz. Die Testdauer betrug 20 Stunden. Die Abriebtiefen der getesteten Proben wurden dann gemessen. In dem Verschleißtest wurde ein Abschnitt des Kolbenmantels gegen einen Abschnitt der Zylinderbohrungsoberfläche unter unterschiedlichen Belastungen gerieben, wobei die maximale Kontaktbeanspruchung nach Hertz in dem Bereich von 4–10 MPa lag. Die Testtemperatur betrug 85°C, und die Dauer 15 Minuten. Veränderungen in der Reibung und der elektrische Kontaktwiderstand zwischen den zwei Proben wurde kontinuierlich überwacht. Eine Erhöhung in der Reibung und eine Verringerung in dem elektrischen Kontaktwiderstand, zeigte an, dass der Verschleiß während des Tests auftrat. Die Belastung und die Zeit bis zum EInsetzen des Verschleißes wurden verwendet, um den Abriebwiderstand zu reihen.
Diese Tests zeigten, dass die Verbundpolymerbeschichtungen allein (d. h. keine anodisierte Unterschicht) oder über einer hartanodisierten Beschichtung überlegenen Verschleißwiderstand gegenüber Kolben hatten, die mit Eisen oder Ni-basierten Legierungen plattiert wurden, wenn sie gegen Bohrungen aus untereutektischen, übereutektischen oder eutektischen Legierungen bewegt wurden. Diese Tests zeigten auch, dass Verbundpolymerbeschichtungen auf einer hartanodisierten Beschichtung viel geringeren (etwa 1/5 bis etwa 1/3) und gleichmäßigeren Abrieb auf Aluminium-Bohrungsoberflächen erzeugten als dieselbe Verbundbeschichtung direkt auf dem Aluminium. In dieser Hinsicht wurde nach 20 Stunden der Abriebprüfung die Dicke der Verbundpolymerbeschichtung gemessen und mit ihrer Ausgangsdicke verglichen. Diese Tests zeigten, dass die Kolben mit der hartanodisierten Unterschicht einen durchschnittlich um etwa 30% geringeren Abrieb als jene ohne die Oxidunterschicht aufwiesen. Schließlich haben Motoren, die mit Kolben zusammengebaut wurden, welche die Verbundpolymerbeschichtung auf einer anodisierten Unterschicht und sowohl auf einer unter- als auch übereutektischen Al-Si-Zylinderwandungsoberfläche aufwiesen, sowohl den Kaltverschleißtest der Reynolds Metals Company als auch den Heißverschleißtest der General Motors Corporation bestanden.
Obwohl der Grund für die Erhöhung der Verschleißfestigkeit, die der anodisierten Beschichtung zugeschrieben wird, nicht bekannt ist, nimmt man an, dass sie auftritt, weil entweder (a) die Hartanodisierung ein hartes und festes Substrat liefert, welches die weiche Polymerbeschichtung besser trägt als das unbeschichtete Aluminium, oder (b) die Hartanodisierung eine geringfügig rauere Oberfläche liefert, welche die Verbundpolymerbeschichtung aufnimmt, was eine bessere Haftung der Verbundpolymerbeschichtung an dem Kolben fördert.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte spezifische Ausführungsformen derselben offenbart wurde, ist nicht beabsichtigt, dass sie auf diese beschränkt wird, sondern ausschließlich durch den Umfang, der durch die folgenden Patentansprüche dargelegt wird.

Claims

Hubkolbenmotor mit einen Block (24) aus einer ersten Aluminiumlegierung, mindestens einer inneren Zylinderwandung (22) in dem Block (24), die die erste Aluminiumlegierung umfasst und eine Zylinderbohrung (20) definiert, und einem Kolben (2) aus einer zweiten Aluminiumlegierung, der sich in der Bohrung (20) hin- und herbewegt, wobei die Wandung (22) einen arithmetischen Mittenrauwert R_a von 0,09 bis 0,25 Mikron aufweist und der Kolben (2) einen Kolbenmantel (6) umfasst, der eine äußere Oberfläche (26) aufweist, die der Wand gegenübersteht, wobei die Oberfläche eine erste hartanodisierte Beschichtung (28), die an der Oberfläche haftet, und eine zweite Verbundpolymerbeschichtung (32) auf der hartanodisierten Beschichtung (28) aufweist, die eine Vielzahl von festen, schmierenden Teilchen in einer wärmebeständigen Polymermatrix, die den Arbeitstemperaturen- des Motors standhalten kann, umfasst.
Motor nach Anspruch 1, wobei die hartanodisierte Beschichtung (28) eine Dicke von ungefähr 8 bis ungefähr 25 Mikron aufweist, und die Verbundpolymerbeschichtung (32) eine Dicke von ungefähr 12 bis ungefähr 18 Mikron aufweist.
Motor nach Anspruch 1, wobei die schmierenden Teilchen aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Graphit, Kohlenstoffmonofluorid, Bornitrid und die Sulfide, Selenide und Telluride von Molybdän, Wolfram und Titan besteht, und die Polymermatrix aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hochtemperaturepoxidharz, warmhärtenden Polyimiden, Polyamidimid, Polyphenylensulfid und Polyarylsulfon besteht.