ES2224493T3 - Cojinete de friccion y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Cojinete de friccion y procedimiento para su fabricacion.

Info

Publication number
ES2224493T3
ES2224493T3 ES99110453T ES99110453T ES2224493T3 ES 2224493 T3 ES2224493 T3 ES 2224493T3 ES 99110453 T ES99110453 T ES 99110453T ES 99110453 T ES99110453 T ES 99110453T ES 2224493 T3 ES2224493 T3 ES 2224493T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
elevations
bearing
evaporation
support body
sliding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES99110453T
Other languages
English (en)
Inventor
Gerd Andler
Jens-Peter Dr. Heinss
Klaus Goedicke
Christoph Metzner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Federal Mogul Wiesbaden GmbH
Original Assignee
Federal Mogul Wiesbaden GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Wiesbaden GmbH filed Critical Federal Mogul Wiesbaden GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2224493T3 publication Critical patent/ES2224493T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • C23C14/16—Metallic material, boron or silicon on metallic substrates or on substrates of boron or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/28—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
    • C23C14/30—Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation by electron bombardment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122—Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/20—Alloys based on aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/20—Alloys based on aluminium
    • F16C2204/22—Alloys based on aluminium with tin as the next major constituent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S384/00—Bearings
    • Y10S384/90—Cooling or heating
    • Y10S384/912—Metallic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49636—Process for making bearing or component thereof
    • Y10T29/49643—Rotary bearing
    • Y10T29/49647—Plain bearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49636—Process for making bearing or component thereof
    • Y10T29/49705—Coating or casting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

SE DESCRIBE UN COJINETE LISO, CUYA CAPA DE ANTIFRICCION (3) MUESTRA PROPIEDADES MEJORADAS CLARAMENTE CON REFERENCIA A LA RESISTENCIA AL DESGASTE CONTRA LAS CAPAS DE ROZAMIENTO APLICADAS GALVANICAMENTE ASI COMO CONTRA LAS CAPAS ANTIFRICCION APLICADAS CON PROCEDIMIENTO DE VAPORIZACION CON CHORRO DE ELECTRONES HABITUALES. LA SUPERFICIE DE LA CAPA ANTIFRICCION (3) MUESTRA ELEVACIONES (4) REDONDEADAS Y HOYOS (6), DONDE LAS ELEVACIONES (14) CON REFERENCIA AL PLANO DE CORTE (7) HORIZONTAL TOMAN UNA PORCION SUPERFICIAL DEL 30 % HASTA EL 50 % CON REFERENCIA A LA SUPERFICIE COMPLETA DEL COJINETE LISO. EL PLANO DE CORTE (7) SE DISPONE A LA ALTURA EN DONDE LA SUMA Y LA PORCION SUPERFICIAL DE LAS ELEVACIONES (4) CONTENIDAS EN CORTE VERTICAL ES IGUAL A LA SUMA DE LA PORCION SUPERFICIAL CORRESPONDIENTE DE LOS HOYOS (6). LAS ELEVACIONES REDONDEADAS MUESTRAN EN PLANTA UN DIAMETRO D DESDE 3 HASTA 8 MI M, DONDE ESTE VALOR SE REFIERE A LAS ELEVACIONES (4) NO REDONDEADAS Y HOYOS (6) EN PLANTA SOBRE EL DIAMETROMAXIMO. LA SUPERFICIE MUESTRA UNA RUGOSIDAD DE R Z IGUAL A 3 HASTA 7 MI M. EL PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACION DE COJINETE LISO DE ESTE TIPO SE REFIERE A LA EVAPORACION CON CHORRO DE ELECTRONES, DONDE SE UTILIZA UN CUERPO SOPORTE CON UNA RUGOSIDAD DE R Z < 2 MI M Y SE REALIZA LA VA PORIZACION DE LA CAPA ANTIFRICCION EN UNA FRICCION < DE 0,1 PA.

Description

Cojinete de fricción y procedimiento para su fabricación.
La invención se refiere a un cojinete de fricción, con un cuerpo de soporte y con al menos una capa de deslizamiento metálica, que está aplicada por medio de evaporación de chorro de electrones. La invención se refiere también a un procedimiento para la fabricación de un cojinete de fricción con una capa de deslizamiento de este tipo según el preámbulo de la reivindicación 4 de la patente.
Los cojinetes de fricción son, por ejemplo, cojinetes radiales, cojinetes axiales y cojinetes axiales-radiales, estando presente la zona funcional en forma plana o curvada, recubierta en el estado acabado o en un estadio intermedio, por ejemplo como producto semiacabado (bandas o secciones de banda en forma plana).
En general, los elementos de deslizamiento empleados de este tipo están constituidos por sistemas compuestos por varias capas: cuerpo de protección de acero como material de soporte, capa metálica de cojinete de una aleación de Cu, Al o de metal blanco o una llamada capa de rodadura o capa tercera o capa de deslizamiento, que se puede aplicar o bien a través de un procedimiento galvánico (E. Römer: Dreistofflager aus GLYCO 40; GLYCO-Ingenieurbericht 8/67) o a través de un procedimiento de pulverización de cátodos (pulverización catódica), como se describe en el documento EP 0 256 226 B1. En las capas aplicadas galvánicamente, la mayoría de las veces a base de Pb o de Sn, es un inconveniente la resistencia a la corrosión con frecuencia insuficiente o su reducida resistencia al desgaste. Además, el proceso galvánico en sí se puede considerar crítico desde puntos de vista del medio ambiente.
Si se aplican las capas de rodadura por medio de la técnica de pulverización catódica, esto representan un factor de costes considerable para el elemento de deslizamiento completo en virtud de las velocidades de separación reducidas que se pueden realizar en este caso y del gasto alto de la técnica de instalaciones.
Además, se conoce a partir del documento DE 43 90 686 T1 que, con respecto a su estructura superficial (granos de cristal en forma de pirámides en la superficie de la capa de Pb separada galvánicamente), estas capas de deslizamiento de tipo especial presentan una resistencia excelente al bloqueo y a la fatiga. Este hecho es atribuido a una buena retención del aceite o bien a una dispersión y a una reducción de la carga aplicada concentrada a través de los cuerpos de cristal en forma de pirámides de la superficie. En este procedimiento se pueden considerar como inconvenientes que se emplea de nuevo un proceso galvánico con todos sus inconvenientes o bien el proceso para la realización de esta estructura superficial especial es muy costoso, porque se trata de un proceso de fases múltiples con un tratamiento térmico adicional. Además, la capa de la superficie está constituida por una aleación de plomo que es crítica con respecto a su toxicidad.
En el documento DE 196 08 028 A1 se describe igualmente una estructura superficial deslizante especial, que repercute de forma positiva sobre las propiedades de deslizamiento. En este caso, se contrarresta la sensibilidad de la superficie al gripado, por una parte, a través de cristales metálicos en forma de pirámide hexagonal en la superficie o bien a través de la incorporación de oxígeno, fósforo, etc. en los flancos de las pirámides (efecto de endurecimiento). Este procedimiento se emplea exclusivamente en aleaciones a base de hierro, en las que la superficie especialmente estructurada está constituida por cristales de Fe. Un ejemplo de aplicación típico es el recubrimiento de vástago de pistón. Tales aleaciones no se pueden emplear para cojinetes de fricción en virtud de las propiedades tribológicas.
Se conoce a partir de los documentos DE 195 14 835 A1 y DE 195 14 836 A1 separar capas de deslizamiento sobre elementos de deslizamientos curvados cóncavos por medio de evaporación de rayo de electrones. Con este procedimiento es posible fabricar, ajustando determinados parámetros del procedimiento, perfiles de espesores de capa especiales sobre la periferia del cojinete de fricción. En estas publicaciones no se encuentran instrucciones sobre una topografía especial de la superficie, que se pueda fabricar por medio de este procedimiento. Sin embargo, las propiedades tribológicas que se pueden alcanzar con él no son suficientes para una pluralidad de aplicaciones.
Se conoce a partir del documento DE 36 06 529 A1 un procedimiento para la fabricación de materiales de capas o de piezas de trabajo de capas a través de la evaporación de al menos un material metálico sobre un substrato metálico, en el que se emplea igualmente un procedimiento de evaporación de chorro de electrones para la aplicación de la capa de deslizamiento. El procedimiento tiene lugar bajo atmósfera de gas residual a presiones en el intervalo de 10^{-2}-10^{-3} mbares, siendo endurecido el material por dispersión o bien siendo solidificado por dispersión al mismo tiempo que se realiza la evaporación. Se ajustan tasas de recubrimiento de aproximadamente 0,3 \mus/s. Durante la evaporación se mantiene el substrato a una temperatura entre 200ºC y 800ºC. Durante la evaporación de aleaciones de aluminio, la temperatura del substrato está entre 200ºC y 300ºC y en el caso de aleaciones de cobre y plomo, en el intervalo de 500ºC y 700ºC. No se dan indicaciones sobre la topografía de las capas de deslizamiento fabricadas con este procedimiento. La capacidad de carga de las capas fabricadas según este procedimiento es claramente mejor que la de las capas fabricadas con procedimientos de la metalurgia del polvo. Los cojinetes de fricción fabricados según este procedimiento presentan en muchos casos de aplicación una resistencia insuficiente al desgaste. En esta solicitud está en primer plano generar a través de una solidificación por dispersión, por ejemplo a través de la generación de óxidos durante la evaporación, una porción definida de fases de endurecimiento en la capa de deslizamiento. No se menciona una optimización de la forma de la superficie.
Se puede considerar que los tres documentos descritos anteriormente constituyen el tipo.
El cometido de la invención es crear un cojinete de fricción, cuya capa de deslizamiento presenta propiedades claramente mejoradas con respecto a la resistencia al desgaste frente a las capas de deslizamiento aplicadas galvánicamente así como frente a las capas de deslizamiento aplicadas de acuerdo con procedimientos convencionales de evaporación de chorro de electrones. La invención tiene también el cometido de acondicionar un procedimiento para la fabricación de tales cojinetes de fricción, que es sencillo, de coste favorable y no contaminante del medio ambiente.
El cojinete de fricción se caracteriza porque la superficie de la capa de deslizamiento presenta elevaciones redondeadas y valles, ocupando las elevaciones, con respecto al plano de corte horizontal A, una porción de la superficie de 30-50%, con respecto a la superficie total del cojinete de fricción, estando el plano de corte a la altura a la que la suma de las porciones superficiales de las elevaciones obtenidas en el corte vertical es igual a la suma de las porciones superficiales correspondientes de los valles, porque las elevaciones redondeadas presentan en la vista en planta superior un diámetro D de 3-8 \mum, estando referido este valor al diámetro máximo de las elevaciones no redondas circulares y valles en la vista en planta superior, y porque la superficie presenta una rugosidad de R_{Z}=3-7 \mum.
De una manera más ventajosa, las elevaciones están configuradas de redondas circulares a ovaladas. El concepto redondo no sólo se refiere a la forma de las elevaciones y valles en la vista en planta superior, sino también a la sección transversal vertical de las elevaciones y valles.
Se ha comprobado que las elevaciones, que son redondas desde el principio presentan, frente a las elevaciones en punta en forma de pirámide conocidas, la ventaja de que se realiza de una manera más cuidadosa el proceso de entrada de la parte opuesta deslizante. La causa de ello es que la carga específica en las elevaciones redondas es menor que en las elevaciones en punta en forma de pirámide, porque las elevaciones redondas presentan una porción de superficie de soporte mayor. Las elevaciones redondas son erosionadas menos que en el caso de las elevaciones en punta, con la consecuencia de que sólo se reduce en una medida insignificante la profundidad de las cavidades en la fase de entrada y se mantiene durante más tiempo en condiciones normales de funcionamiento, con lo que se garantiza la retención del aceite en las cavidades igualmente durante un periodo de tiempo más prolongado.
Otras ventajas de esta topografía consisten en que en el caso de un funcionamiento del cojinete de fricción en la zona de fricción mixta (cuerpo sólido/contacto del cuerpo sólido), se reducen las pérdidas de potencia de fricción porque no toda la superficie del cojinete, sino solamente las zonas elevadas están en contacto con el cuerpo sólido. Esta ventaja es apoyada porque la porción de la superficie de las elevaciones redondas está solamente entre el 30 y el 50%.
El cuerpo de soporte, sobre el que está aplicada la capa de deslizamiento, está constituido de una manera más ventaja por un material compuesto, que presenta un dorso de acero y una aleación de metal de cojinete sinterizada, fundida o plaqueada. Dado el caso, puede estar prevista también todavía una capa de bloqueo de la difusión.
La capa de deslizamiento puede estar constituida por una aleación de cobre o una aleación de aluminio.
El procedimiento según la invención se caracteriza porque se utiliza un cuerpo de soporte con una rugosidad de R_{Z} \leq 2 \mum, porque se realiza la evaporación de la capa de deslizamiento a una presión < 0,1 Pa, porque la velocidad de evaporación sobre el cojinete de fricción perpendicularmente sobre la fuente de evaporación es al menos 100 nm/s, y porque la temperatura del cuerpo de soporte a recubrir está entre el 75% y el 95% de la temperatura absoluta de fundición del componente de menor temperatura de fundición de la aleación de la capa de deslizamiento.
Se ha comprobado de una manera sorprendente que con los parámetros regulados se ajusta la topografía según la invención.
Se introduce un efecto perturbador cuando la temperatura del substrato se eleva por encima del valor del 95% de la fase de la aleación de la temperatura mínima de fundición, porque entonces se incrementa la difusión de la fase de la temperatura mínima de fundición tan fuertemente que se produce un alisamiento de la superficie. Si la temperatura está por debajo del 75% de la fase de la aleación de la temperatura mínima de fundición, se configura una estructura de tallo no deseada, que conduce a una tasa de desgaste más elevada, porque se reducen claramente las porciones de la superficie de soporte.
La rugosidad del material de soporte tiene posiblemente una influencia tal sobre la topografía que las elevaciones del cuerpo de soporte pueden formar puntos de condensación, que influyen sobre el crecimiento del recubrimiento. La influencia de la rugosidad del cuerpo de soporte es tanto mayor cuanto menor es el espesor de la capa de deslizamiento, existiendo también todavía dependencias del material del cuerpo de soporte. Por lo tanto, de una manera preferida, la superficie del cuerpo de soporte es mecanizada antes de la aplicación de la capa de deslizamiento, para que la rugosidad sea R_{Z}\leq2\mum.
Pero el procedimiento para la fabricación de cojinetes de fricción no está limitado a cuerpos de soporte, que están constituidos por materiales compuestos de acero/CuPbSn. También se pueden recubrir de la misma manera materiales compuestos de acero/aluminio o de acero/metal blanco. Como sistemas de aleación se pueden aplicar, por ejemplo, AlSnPb o AlSnSi y otras aleaciones a base de aluminio por medio de evaporación de chorro de electrones. De la misma manera son adecuadas aleaciones de CuPb.
El procedimiento según la invención es de coste especialmente favorable y es, por ejemplo, más sencillo que los procedimientos de pulverización catódica.
A continuación se explican en detalle formas de realización ejemplares de la invención con la ayuda de los dibujos. En este caso:
La figura 1 muestra una fotografía tomada con el microscopio electrónico de una capa de deslizamiento aplicada según el procedimiento de la invención.
La figura 2 muestra una sección a través de la capa de deslizamiento mostrada en la figura 1, estando representado también el cuerpo de soporte, y
La figura 3 muestra un diagrama sobre el comportamiento de desgaste de los materiales de cojinetes.
De acuerdo con un ejemplo de realización preferido, se aplica una aleación de CuPbSn a través de un proceso de fundición o de sinterización sobre una banda de acero (contenido de carbono entre 0,03% y 0,3%). Después de diferentes procesos de reconocido y de transformación conocidos en sí, se fabrican a partir de esta manda cáscaras de cojinetes de fricción a través del prensado de trozos de banda de una longitud definida. Después de un tratamiento de la superficie de estos cojinetes a través de perforación o brochado, se proveen las cáscaras de cojinetes a través de un proceso galvánico o un proceso PVD con una capa de bloqueo de la difusión de níquel o de una aleación de níquel. A continuación, se desengrasa el cuerpo de soporte y se introduce en una instalación de evaporación a vacío. Aquí se lleva a cabo otra purificación o bien activación de la superficie a través de un proceso de decapado por pulverización. A continuación se recubre el cuerpo de soporte a través de evaporación de chorro de electrones de AlSn20Cu desde un crisol de evaporación por medio de un cañón axial de electrones. El espesor de capa de la capa de AlSn20Cu separada es en este caso (16\pm4)\mum.
Para que se ajuste la topografía especialmente ventajosa de la superficie de la capa de AlSn20Cu descrita anteriormente, deben mantenerse los siguientes parámetros de evaporación durante el proceso de evaporación: la presión en la cámara del proceso no debe exceder durante la evaporación el valor de 0,1 Pa. La temperatura del cuerpo de soporte durante el recubrimiento debe estar entre 190ºC y 200ºC. La potencia del cañón de electrones se selecciona en este caso para que la velocidad de separación sea al menos 100 nm/s.
Si se mantienen estos parámetros del procedimiento, entonces se obtiene una capa de deslizamiento, como se representa en la figura 1 en una vista en planta superior, que ha sido tomada por medio de un microscopio electrónico reticular.
En la figura 2 se representa de forma esquemática una sección a través de la capa de deslizamiento 3 mostrada en la figura 1, estando representado también el cuerpo de soporte con el dorso de acero 1 y la aleación de CuPbSn 2 aplicada sobre el cuerpo de soporte 1 a través de un proceso de fundición o de sinterización. La línea de intersección 7 marca la posición del plano horizontal, en la que la suma de las superficies verticales superpuestas de las elevaciones 4 es igual a la suma de las superficies verticales de las cavidades o valles 6.
La línea 5 ilustra el valor absoluto de las elevaciones 5, que es erosionado durante el proceso de entrada. La profundidad T1 de las cavidades 6 se reduce en este caso desde el valor T1 hasta el valor T2, que es, sin embargo, siempre todavía claramente mayor en comparación con las capas de deslizamiento con estructura en forma de pirámide.
En la figura 3 se representa el comportamiento de desgaste de diferentes materiales de cojinetes que ha sido determinado en el banco de pruebas Underwood. En la figura 3 significan
I CuPbSn separados galvánicamente
PbSn10Cu2
II CuPbSn separados galvánicamente
PbSn10Cu5
III AlSn20Cu0.25 aplicado por pulverización catódica
IV AlSn20Cu0.25 evaporado según la invención.
Como se muestra en la figura 3, en las capas de deslizamiento separadas galvánicamente (PbSn10Cu2 y PbSn10
Cu5) se ajusta un desgaste mayor con las cargas específicas de 50 y 65 MPa, respectivamente. En cambio, las capas aplicadas por pulverización catódica muestran un desgaste lineal sobre toda la zona de carga. Como se muestra, además, en la figura 3, las capas evaporadas según la invención, especialmente en el caso de cargas < 50 MPa, están con respecto a sus resistencias al desgaste claramente por encima de las capas aplicadas galvánicamente y son sólo en una medida insignificante peores que las capas aplicadas por pulverización catódica.

Claims (4)

1. Cojinete de fricción con un cuerpo de soporte y con al menos una capa de deslizamiento metálica, que está aplicada por medio de evaporación de chorro de electrones, caracterizado porque la superficie de la capa de deslizamiento (3) presenta elevaciones redondeadas (4) y valles (6), ocupando las elevaciones (4), con respecto a un plano de corte horizontal (7), una porción de la superficie de 30-50%, con respecto a la superficie total del cojinete de fricción, estando el plano de corte (7) a la altura a la que la suma de las porciones superficiales de las elevaciones (4) obtenidas en el corte vertical es igual a la suma de las porciones superficiales correspondientes de los valles (6), porque las elevaciones redondeadas (4) presentan en la vista en planta superior un diámetro D de 3-8\mum, estando referido este valor al diámetro máximo de las elevaciones (4) no redondas circulares y valles (6) en la vista en planta superior, y porque la superficie presenta una rugosidad de R_{Z}=3-7 \mum.
2. Cojinete de fricción según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo de soporte está constituido por un material compuesto, que presenta un dorso de acero (1) y una aleación de metal de cojinete (2) sinterizada, fundida o plaqueada.
3. Cojinete de fricción según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capa de deslizamiento (3) está constituida por una aleación de cobre o de aluminio.
4. Procedimiento para la fabricación de un cojinete de deslizamiento con al menos una capa de deslizamiento de una aleación metálica, que se aplica sobre un cuerpo de soporte por medio de evaporación de chorro de electrones, caracterizado porque se utiliza un cuerpo de soporte con una rugosidad de R_{Z}\leq2\mum, porque se realiza la evaporación de la capa de deslizamiento a una presión < 0,1 Pa, porque la velocidad de evaporación sobre el cojinete de fricción perpendicularmente sobre la fuente de evaporación es al menos 100 nm/s, y porque la temperatura del cuerpo de soporte a recubrir está entre el 75% y el 95% de la temperatura absoluta de fundición del componente de menor temperatura de fundición de la aleación de la capa de deslizamiento.
ES99110453T 1998-06-02 1999-05-29 Cojinete de friccion y procedimiento para su fabricacion. Expired - Lifetime ES2224493T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19824310 1998-06-02
DE19824310A DE19824310C1 (de) 1998-06-02 1998-06-02 Gleitlager und Verfahren zu seiner Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2224493T3 true ES2224493T3 (es) 2005-03-01

Family

ID=7869457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES99110453T Expired - Lifetime ES2224493T3 (es) 1998-06-02 1999-05-29 Cojinete de friccion y procedimiento para su fabricacion.

Country Status (14)

Country Link
US (2) US6146019A (es)
EP (1) EP0962674B1 (es)
JP (1) JP2000039022A (es)
KR (1) KR100613017B1 (es)
CN (1) CN1105833C (es)
AT (2) AT410580B (es)
BR (1) BR9901757A (es)
CZ (1) CZ293778B6 (es)
DE (2) DE19824310C1 (es)
ES (1) ES2224493T3 (es)
PL (1) PL191011B1 (es)
RU (1) RU2244856C2 (es)
SK (1) SK285646B6 (es)
TR (1) TR199901221A3 (es)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6321712B1 (en) * 2000-04-07 2001-11-27 Dana Corporation Racing engine having trimetal bearings with a thick overlay for high speed and/or high load applications
DE10028951A1 (de) * 2000-06-16 2002-01-03 Grundfos As Axialgleitlager für eine Nasslaufkreiselpumpe
JP3955737B2 (ja) * 2001-03-07 2007-08-08 大同メタル工業株式会社 すべり軸受
ATE317070T1 (de) * 2001-11-23 2006-02-15 Univ Duisburg Essen Implantat
DE10157316A1 (de) * 2001-11-23 2003-06-26 Alcove Surfaces Gmbh Lager
JP2003184883A (ja) * 2001-12-20 2003-07-03 Nissan Motor Co Ltd 軸受摺動部材
AT413034B (de) 2003-10-08 2005-10-15 Miba Gleitlager Gmbh Legierung, insbesondere für eine gleitschicht
ATE516439T1 (de) * 2004-12-28 2011-07-15 Taiho Kogyo Co Ltd Kolbenschuh für einen taumelscheibenkompressor
AT501722B1 (de) 2005-07-12 2006-11-15 Miba Gleitlager Gmbh Beschichtungsverfahren
DE102005050374B4 (de) * 2005-08-18 2007-09-13 Daimlerchrysler Ag Gleitschicht mit verschleißmindernden Ausscheidungen und Verfahren zur Herstellung einer solchen Gleitschicht
US7878777B2 (en) * 2006-08-25 2011-02-01 Denso Corporation Scroll compressor having grooved thrust bearing
DE102008045381A1 (de) * 2008-09-02 2010-03-04 Schaeffler Kg Verschleiß- und korrosionshemmender Schichtverbund
RU2416744C2 (ru) * 2009-06-24 2011-04-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО "Орел ГАУ") Способ изготовления подшипника скольжения
KR101440256B1 (ko) * 2011-04-26 2014-09-12 센주긴조쿠고교 가부시키가이샤 미끄럼 이동 부재
US10309457B2 (en) * 2012-03-27 2019-06-04 Senju Metal Industry Co., Ltd. Sliding member
DE102013109025A1 (de) * 2013-08-21 2015-02-26 Mag Ias Gmbh Gleitfläche
DE102014200607A1 (de) * 2014-01-15 2015-07-16 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Gleitelement, insbesondere Kolbenring
DE102014005805A1 (de) 2014-04-19 2015-10-22 Cct Composite Coating Technologies Gmbh Gleitelement mit Schichtsystem
AT515701B1 (de) * 2014-08-27 2015-11-15 Miba Gleitlager Gmbh Gleitlagerelement
US11466728B2 (en) 2018-03-21 2022-10-11 Tenneco Inc. Bearing and method of manufacturing permitting high temperature heat treatment
JP7487146B2 (ja) * 2021-06-11 2024-05-20 株式会社神戸製鋼所 摺動部材、摺動部材の製造方法及び摺動部材の評価方法
EP4477778A4 (en) * 2022-10-19 2025-07-16 Nikolay Yurievich Ovcharenko PROCESS FOR PRODUCING COMPOSITE BUILDING STRUCTURE WITH POLYMER SURFACE

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3652325A (en) * 1968-12-13 1972-03-28 Air Reduction Vapor deposition process
JPS556005A (en) * 1978-06-23 1980-01-17 Arai Pump Mfg Co Ltd Bearing
US5053286A (en) * 1986-01-23 1991-10-01 Federal-Mogul Corporation Aluminum-lead engine bearing alloy metallurgical structure and method of making same
US4996025A (en) * 1986-01-23 1991-02-26 Federal-Mogul Corporation Engine bearing alloy composition and method of making same
DE3606529A1 (de) * 1986-02-28 1987-09-03 Glyco Metall Werke Verfahren zur herstellung von schichtwerkstoff oder schichtwerkstuecken durch aufdampfen mindestens eines metallischen werkstoffes auf ein metallisches substrat
CH671239A5 (es) * 1986-07-15 1989-08-15 Balzers Hochvakuum
ES2035016T3 (es) * 1986-12-23 1993-04-16 Balzers Aktiengesellschaft Material compuesto con una capa de deslizamiento aportada mediante pulverizacion catodica.
DE3813802A1 (de) * 1988-04-23 1989-11-09 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff oder schichtwerkstueck mit einer auf einer traegerschicht angebrachten funktionsschicht, insbesondere gleitschicht mit der struktur einer festen, aber schmelzbaren dispersion
JP2902419B2 (ja) * 1989-10-13 1999-06-07 大豊工業株式会社 すべり軸受
JP2770508B2 (ja) * 1989-12-11 1998-07-02 住友電気工業株式会社 耐摩摺動部材
CA2069988C (en) * 1991-05-31 1997-03-04 Yoshikazu Fujisawa Slide member with surface composed of pyramidal microprojections
JPH07122158B2 (ja) * 1992-02-28 1995-12-25 大同メタル工業株式会社 オーバーレイを有する多層すべり軸受
JPH07190065A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Sutaaraito Kogyo Kk 摺動部材
JP2850941B2 (ja) * 1994-03-18 1999-01-27 大豊工業株式会社 すべり軸受
JP2974042B2 (ja) * 1994-03-18 1999-11-08 大豊工業株式会社 すべり軸受
JP2795306B2 (ja) * 1994-03-18 1998-09-10 大豊工業株式会社 軸受装置
JPH07259856A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
US5897968A (en) * 1994-04-29 1999-04-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Slide surface construction and process for producing the same
FR2733557B1 (fr) * 1995-03-01 1998-05-29 Honda Motor Co Ltd Construction de surface de glissement
DE19514835C1 (de) * 1995-04-21 1997-01-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung gleitflächenseitig konkav gekrümmter Gleitelemente
DE19514836C2 (de) * 1995-04-21 2000-06-08 Fraunhofer Ges Forschung Lagerschale
US6012850A (en) * 1997-10-23 2000-01-11 Daido Metal Company Ltd. Sliding bearing assembly

Also Published As

Publication number Publication date
CZ9901941A3 (cs) 2001-02-14
US6263575B1 (en) 2001-07-24
US6146019A (en) 2000-11-14
PL191011B1 (pl) 2006-03-31
CZ293778B6 (cs) 2004-07-14
RU2244856C2 (ru) 2005-01-20
TR199901221A2 (xx) 2001-01-22
CN1242480A (zh) 2000-01-26
PL333497A1 (en) 1999-12-06
EP0962674B1 (de) 2004-08-04
ATE272803T1 (de) 2004-08-15
SK72899A3 (en) 1999-12-10
AT410580B (de) 2003-06-25
ATA94399A (de) 2002-10-15
EP0962674A2 (de) 1999-12-08
SK285646B6 (sk) 2007-05-03
DE59910103D1 (de) 2004-09-09
TR199901221A3 (tr) 2001-01-22
BR9901757A (pt) 1999-12-28
KR20000005819A (ko) 2000-01-25
JP2000039022A (ja) 2000-02-08
KR100613017B1 (ko) 2006-08-14
EP0962674A3 (de) 2000-12-06
DE19824310C1 (de) 1999-08-12
CN1105833C (zh) 2003-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2224493T3 (es) Cojinete de friccion y procedimiento para su fabricacion.
ES2224492T3 (es) Cascara de cojinete de friccion y procedimiento para su fabricacion.
Da Silva et al. Corrosion behavior of WC-Co coatings deposited by cold gas spray onto AA 7075-T6
ES2811229T3 (es) Alambre para EDM
DE112004001910B4 (de) Gleitschicht
JP4275900B2 (ja) キャストイン硬質材料体を含む金属鋳造鋳型体
KR20150036049A (ko) 롤링 베어링 요소, 특히 롤링 베어링 링
GB2404228A (en) A layered bearing member
CA2615882C (en) High endurance and capacity composite metal ball bearing race
US9623483B2 (en) Powder-metallurgical body and method for the production thereof
KR950007666B1 (ko) 저-마찰 구조물 및 그 제조 방법
Esfandiari et al. Plasma surface engineering of precipitation hardening stainless steels
US7018107B2 (en) Rolling bearing comprising a powder metallurgical component
Franzen et al. Finishing of thermally sprayed tool coatings for sheet metal forming operations by roller burnishing
KR20160134734A (ko) 슬라이딩 베어링 또는 롤링 베어링용 베어링 요소
EP1849554A1 (de) Hartmetallverschleißschutzschichten für weiche und nicht aushärtbare Metalle
Hilgenberg et al. Surface structuring by pulsed laser implantation
Zhao et al. Effect of rolling process on microstructure and wear properties of high carbon equivalent gray cast iron
DE10340320A1 (de) Mehrteiliges zusammengesetztes Ventil für eine Brennkraftmaschine
EP4200533B1 (de) Gleitlagerelement
JP2005246468A (ja) 潤滑剤付着性と耐焼付き性に優れた温熱間加工用被覆工具
Levcovici et al. LASER ALLOYING THE RUL 2 STEEL GRADE FROM ELECTRO-DEPOSED COMPOSITE COATINGS
Majumdar et al. Indian Institute of Technology, Kharagpur, India
Rastkar et al. Surface Engineering to Improve Tribological Performance of Gamma Based Titanium Aluminides
TH26761B (th) ตลับลูกปืนเลื่อนสำหรับใช้ภายใต้โหลดสูง