專利名稱：可鍛鋁合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟相和硬顆粒結(jié)合的鋁基可鍛合金，所述軟相是一種來自由錫、銻、銦和鉍組成的第一元素組的元素，硬顆粒是鈧和/或鋯和至少一種來自由銅、錳、鈷、鉻、鋅、鎂、硅和鐵組成的第二元素組的元素以及鈧和/或鋯或鈧、鋯與鋁或鋁與第二元素組元素的金屬間化合物相，一個(gè)由其制成的軸承部件(bearing element)的基底層，其可布置在該軸承部件的保護(hù)殼和工作層(running layer)之間，以及一種帶有保護(hù)殼、工作層和位于保護(hù)殼和工作層之間的基底層的軸承部件。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)許多其他發(fā)展趨勢并重的今天，可以挑選出兩個(gè)主要方面。首先，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力變得日益強(qiáng)勁，其次，這些發(fā)動(dòng)機(jī)日益變輕。在各種媒體上以有規(guī)律的間隔宣傳的所謂的“三升汽車”是這種趨勢的一個(gè)例子。汽車工業(yè)所推行的這些規(guī)范在供應(yīng)配件的各種工業(yè)上具有沖擊(knock-on)作用，例如軸承部件的制造廠商。結(jié)果，軸承例如滑動(dòng)軸承在近幾年因此而得到發(fā)展。起點(diǎn)最初是單層軸承，為了滿足各種需要如承受載荷的能力、潤滑性能等等，目前的多層軸承從其上發(fā)展而來。該種軸承一般由一個(gè)設(shè)計(jì)用來吸收機(jī)械應(yīng)力的保護(hù)殼(通常由鋼制成)、在其上施加上一層相應(yīng)的軸承合金組成。其它的薄涂層也就是已知的“覆蓋層”(overlay)通常布置在軸承合金的上面，例如其可由電鍍產(chǎn)生。這種其他的非常薄的層通常包含一個(gè)很高比例的所謂軟相，如鉛或錫，其給予該層適應(yīng)和嵌入來自安裝的部件如軸的耐磨材料的能力。由于該覆蓋層優(yōu)良的厚度，該層也能夠機(jī)械地承受足夠程度的應(yīng)力和用作所謂的工作層。該軸承下層的金屬層確保，即使工作層被大量磨損，軸承也能保持可用，為此目的該軸承金屬層也包含一適當(dāng)比例的所謂軟相。為了防止軟相從工作層遷移到軸承金屬層，從而防止脆性的發(fā)生，可在工作層和軸承金屬層之間設(shè)置一個(gè)阻擋層例如錫以防止遷移。該擴(kuò)散阻擋層可由鎳制成。
將一個(gè)所謂的粘結(jié)膜施加在所述保護(hù)殼和軸承金屬之間也是常規(guī)做法，其是為了補(bǔ)償這兩層材料特定的性能，即使當(dāng)受到大量的應(yīng)力時(shí)也能獲得足夠的軸承附著力。這種粘結(jié)膜例如可由鋁制成。
這種類型的軸承可從WO98/17833專利說明中獲知。該WO-A專利具體描述了一種用于特別是滑動(dòng)軸承層的鋁合金，其除了熔煉過程中所導(dǎo)致的雜質(zhì)外沒有硅，以及除錫之外，作為主要的合金元素，含有至少一種元素一方面其來自由鉛和鉍組成的元素組，另一方面其來自由錳和鋅組成的元素組。錫的最小重量比例是16％。合金中所有其他元素限制到最大重量百分比11％的總量。參照總錫量，來自除鉛和鉍之外也包含銻和銦的組的各自元素的比例在各自元素最大溶解度的10％和75％之間。
背景技術(shù)：
中，例如WO97/22725A專利說明書建議，為了改善摩擦性能，為了在基質(zhì)的邊界區(qū)域產(chǎn)生金屬間化合物相例如鋁化物，包含作為主要合金元素的錫的用于滑動(dòng)軸承的鋁合金應(yīng)該含有一種附加的硬物質(zhì)，其為選自由鐵、錳、鎳、鉻、鈷、銅、鉑、鎂和銻組成的元素組的至少一種元素，在該情況下為了增加幾乎是球形或立方形的鋁化物，來自由錳、銻、鉻、鎢、鈮、釩、鈷、銀、鉬和鋯組成的第二元素組的另一種元素應(yīng)該作為來自第一元素組的至少一種硬物質(zhì)一部分的替代物加入。這減小了這些硬顆粒的刻痕(nicking)作用，所以鋁合金能夠含有較高的軟相比例，其也特別地改善了耐磨損性能。
軸承金屬能夠達(dá)到的性能總是表現(xiàn)折中的方案。一方面，期望通過增加如上所述的軟材料如錫或鉛改善這種軸承金屬或軸承金屬合金的耐磨損性，但是此僅能通過犧牲耐機(jī)械應(yīng)力的特性來達(dá)到。為了改善耐機(jī)械應(yīng)力特性，現(xiàn)有技術(shù)中建議在其它材料中將硅加入合金中。這種類型的合金可從DE19730549A1專利說明書中獲知。該DE-A1專利描述了一種鋁合金，其含有重量百分比10％至25％的錫以及附加的銅、鎳和錳，其可分別以重量百分比0.2％至2.0％的數(shù)量加入合金中。這種鋁合金也包含重量百分比0.2％至2.0％數(shù)量的硅，規(guī)定銅的重量百分比比例與鎳的重量百分比比例的比率，以及錳的重量百分比比例與硅的重量百分比比例的比率應(yīng)該在0.6和1.5之間。硅增加了硬度和減小了腐蝕磨損的敏感性，防止了粗化的鋁-銅-錳相的形成，而是形成了優(yōu)選的鎳-銅-鋁化物和錳-硅-鋁化物。在250度熱處理之后，這些鋁化物也精細(xì)地分布。
一種含有7％至20％錫的鋁-錫合金可從DE4332433A1專利說明書中獲知。該軸承合金另外包含最高達(dá)4％的硅，以及其它合金元素如錳、鎂、釩、鎳、鉻、鋯、銅、銻或鈦。因此，硅導(dǎo)致基質(zhì)變硬的機(jī)制據(jù)說是由于下面的事實(shí)，即其在鋁基質(zhì)之外以硅顆粒的形式結(jié)晶，從而增加了軸承合金整體的強(qiáng)度。因?yàn)楣桀w粒分布遍及整個(gè)結(jié)構(gòu)，僅僅表面的軟鋁基質(zhì)磨損，這樣所述表面微觀上變得不平坦。結(jié)果，作為凸起顆粒留下的硅顆粒能夠承受高負(fù)荷，而同時(shí)保持沒有粘結(jié)的特性。凹入部分保持潤滑油以便給軸承合金提供一層薄潤滑油膜，使其能承受高負(fù)荷，以及金屬與金屬的接觸。精細(xì)分布的硅顆粒實(shí)現(xiàn)的另一功能是，其磨損了所配合軸上細(xì)小的不規(guī)則地方和毛刺，從而改善了耐腐蝕磨損性能。
已經(jīng)用過渡金屬如鈧進(jìn)行試驗(yàn)，以判斷當(dāng)其加入鋁合金時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生較硬的基質(zhì)。在WO96/10099A專利說明書中對(duì)鑄造合金建議，鈧的含量可在重量百分比0.01％至10％之間。
鈧也已經(jīng)被建議作為一種在可鍛合金情況下產(chǎn)生較硬基質(zhì)的不同的手段(例如見WO96/10099A)，WO00/06787A為軸承金屬合金提出了該建議，而WO00/06788A關(guān)于粘結(jié)層采用了相同的方法。在上述兩個(gè)文獻(xiàn)中描述的合金可包含例如0.15％至1.0％重量百分比的鈧、重量百分比3％總量的選自錳、銅或鋯元素之一的元素、重量百分比4％總量的選自鉻、鐵或鈷元素之一的元素以及最高達(dá)6.5％重量百分比的錫。硬化作用基于鈧與鋁形成了所謂的A3M相，且這些A3M相的精細(xì)分散分布給予了這些合金高的延伸性，其仍然顯示不顯著的硬化特性。盡管由于熱處理的生產(chǎn)過程而減小了凝固作用，但是這些合金具有高的機(jī)械強(qiáng)度值。DE3640698A1披露了一種鋁基軸承合金，其為了形成軟相的目的包含至少一種元素，該元素選自由鉛、錫、銦、銻或鉍組成的組中，以及作為硬化元素的硅和其它增強(qiáng)元素，該增強(qiáng)元素選自由銅、鉻、鎂、錳、鎳、鋅和鐵組成的組中，以及選自由鈦、硼、鋯、釩、鎵、鈧、釔組成的組的細(xì)化元素，和選自原子數(shù)57至71的稀土元素。
DE4319867A披露了一種多層滑動(dòng)軸承，除了鋼保護(hù)殼和含有聚四氟乙烯的覆蓋層之外，其還包含體積比5％至30％的金屬填料和體積比5％至40％的聚偏二氟乙烯，并具有一個(gè)位于上述保護(hù)殼和覆蓋層之間的例如錫青銅或錫鉛青銅的青銅軸承層。
從EP0005560A中獲知一種可比的多層軸承，在其金屬支撐層之上，燒結(jié)有一個(gè)多孔基底層，其包含重量百分比5％至25％的鉛、重量百分比5％至15％的錫，其余為銅，聚四氟乙烯沉積在多孔基底層上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是建議一種簡化結(jié)構(gòu)的多層滑動(dòng)軸承，且至少其具有與普通的多層滑動(dòng)軸承相同的耐用和摩擦特性。
獨(dú)立地每一個(gè)情況下，本發(fā)明通過上述類型的鋁合金實(shí)現(xiàn)了該目的，其中所使用的第一元素組的一個(gè)元素或多個(gè)元素的最大重量百分比總量為4.5％，所使用的第二元素組的一個(gè)元素或多個(gè)元素的最大重量百分比總量為8.5％，最好為3.5％，鈧和鋯的最大重量百分比總量為0.8％，其余為鋁和在熔煉期間所形成的常見雜質(zhì)，本發(fā)明還通過由該鋁合金形成的一個(gè)基底層和一個(gè)采用由本發(fā)明建議的鋁合金制成的基底層的軸承部件實(shí)現(xiàn)了該目的。本發(fā)明所建議的鋁合金成分的最終優(yōu)勢是這樣的，即所述覆蓋層可以直接施加到所述基底層上，其布置在例如由鋼制成的所述保護(hù)殼上，這意味著可以省略傳統(tǒng)上使用的粘結(jié)層和鎳阻擋層。該成分也消除了用作高性能軸承標(biāo)準(zhǔn)的鉛青銅的需要，使得材料和金屬的使用在其毒性和重復(fù)使用的適應(yīng)性方面盡可能無害。特別地，能夠免于使用鉛合金。最終結(jié)合的強(qiáng)度和特別是動(dòng)態(tài)強(qiáng)度能夠產(chǎn)生比目前用標(biāo)準(zhǔn)的三層軸承和使用常見的鋼/AlZn4，5粘結(jié)的結(jié)果較高的值。摩擦性能也比得上AlSn6CuNi。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是和重油接觸和在用于氣體帶動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)期間的高耐腐蝕性能，其耐空蝕能力也比得上AlZn4，5。不需要附著傳遞中間層也能產(chǎn)生與鋼的粘結(jié)?；讓右部捎糜跒R射(sputter)軸承。又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這些類型軸承部件的制造成本也可與相同質(zhì)量的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)多層軸承相比。本發(fā)明所建議的鋁合金由于其塑變性能力而具有所必需的耐磨損性能，使其能適應(yīng)幾何缺陷和變化，也就是，即使由于應(yīng)力使故障發(fā)生在覆蓋層上，軸承部件也依然能夠繼續(xù)工作。適當(dāng)?shù)幕w韌性是通過現(xiàn)有技術(shù)已知的鈧和鋯與鋁的A3M相獲得的。
由于鋁合金中軟相的比例至少為0.1％重量百分比和來自第二元素組的一種元素或多種元素的比例重量百分比總量至少為0.1％，且鈧和鋯重量百分比總量至少0.05％的比例，特別是0.1％重量百分比，而鋯的比例在重量百分比0.01％和0.5％范圍內(nèi)，特別是在0.05％和0.23％重量百分比范圍內(nèi)，鈧的比例在重量百分比0.05％和0.5％范圍內(nèi)，特別是在0.05％至0.25％范圍內(nèi)，進(jìn)一步改善了這些性能。
在一個(gè)軸承部件的有利實(shí)施例中，該基底層直接布置在保護(hù)殼上，因此簡化了結(jié)構(gòu)。
也可能使用一種基于鉛、錫、鉍、銦或銅的合金用于覆蓋層，或覆蓋層也可為一個(gè)塑料層，該塑料特別是選自由聚酰胺6、聚酰胺66、POM、硅樹脂、PEK、PI、TPI、PEEK、PPS、PVDF、PTFE及其混合物組成的組中，使得本發(fā)明建議的該鋁合金和含有該鋁合金的軸承部件適應(yīng)全范圍的不同應(yīng)用。
如果塑料層含有固體潤滑劑如MoS2、石墨或類似物是特別有利的，在這種情況下，將進(jìn)一步提高該塑料層的軸承特性，使得軸承部件可在沒有任何或僅有最小量潤滑劑如潤滑油或潤滑脂的情況下使用。
最后，覆蓋層也可以潤滑漆(lubricating varnish)的形式提供。
為了提供較清楚的理解，本發(fā)明將參照附圖所示的例子進(jìn)行更詳細(xì)的說明。簡化示意圖如下


圖1示出了一個(gè)滑動(dòng)軸承半殼形式的軸承部件；圖2是一個(gè)展示本發(fā)明建議的各種鋁合金的表格；圖3是一個(gè)各種鋁合金拉伸應(yīng)力-延伸率值的比較曲線圖。
具體實(shí)施例方式
首先應(yīng)當(dāng)指出的是，不同實(shí)施例中所描述的相同部件由相同的參考數(shù)字和相同部件名稱表示，并且整個(gè)說明書的描述可以根據(jù)相同部件軸承相同參考數(shù)字或相同部件名稱調(diào)整順序。此外，選擇用于說明目的的位置如頂部、底部、側(cè)邊等與具體描述的附圖有關(guān)，在描述其它位置時(shí)可以根據(jù)新位置的含義進(jìn)行調(diào)整。所示和所述不同實(shí)施例的單獨(dú)特征和組合特征可以以其自己的權(quán)利描述成獨(dú)立發(fā)明方案或本發(fā)明所建議的方案。
圖1示出了本發(fā)明所建議的滑動(dòng)軸承半殼形式的軸承部件1。
應(yīng)當(dāng)指出的是，目前本發(fā)明并非限制于滑動(dòng)軸承半殼形式的軸承部件，也可用于用鋁合金制成的該形式的其它軸承部件1，如止推環(huán)。而且，軸承部件不僅可生產(chǎn)成半殼型而且可以生產(chǎn)成全殼型的。
圖1中所示的軸承部件1由保護(hù)殼2、本發(fā)明建議的基底層3和工作層4組成。保護(hù)殼2通常由鋼制成，但是當(dāng)然也可用其它類似材料制成，所述材料能完成相同或類似功能，也就是說提供軸承部件1所需要的機(jī)械強(qiáng)度。作為整體，軸承1的機(jī)械強(qiáng)度將取決于各種的應(yīng)用，在此情況下，可以使用銅合金的全部種類，例如黃銅、青銅。保護(hù)殼2也給予一定程度的尺寸穩(wěn)定性。
基底層3由本發(fā)明所建議的鋁合金制成。其由結(jié)合至少一個(gè)軟相以及硬顆粒的鋁基體組成。該至少一種軟相是從一個(gè)元素組中選擇的至少一種元素，該元素組由錫、銻、銦和鉍組成。硬顆粒是選自第二元素組的至少一種元素或元素鈧和/或鋯，該第二元素組由銅、錳、鈷、鉻和鐵組成。這些硬顆粒也可以金屬間化合物相的形式提供，其包含后面的元素或來自該第二元素組的元素與鋁或包含所說元素的金屬間化合物相。
一方面軟相給予基底層3形成一個(gè)與位于上面的工作層4足夠強(qiáng)粘接的能力，另一方面給予軸承1必要的抗擦傷能力，如果故障發(fā)生在工作層4上而軸承1正在運(yùn)行，從而使得基底層3幾乎直接與被支撐的部件如軸接觸。軸承部件1也能夠嵌入當(dāng)軸承部件1在使用中由于磨損而凸出的任何硬顆粒。硬顆粒給予了該鋁合金必要的機(jī)械強(qiáng)度。
用于工作層4的適當(dāng)合金是那些錫、鉍、銦或鋁基和可選的鉛基合金或一種CuPb基且具有高鉛含量合金。帶有高錫含量的錫合金提供了特別的優(yōu)點(diǎn)。
可使用的鉛基軸承金屬包括例如PbSb10Sn6、PbSb15Sn10、PbSb15SnAs、PbSb14Sn9CuAs、PbSn10Cu2、PbSn18Cu2、PbSn10TiO2、PbSn9Cd、PbSn10。
錫基軸承金屬例如包括SnSb8Cu4和SnSb12Cu6Pb。
另一方面工作層4也可由一個(gè)塑料涂層制成。特別有利的實(shí)例是聚酰胺6、聚酰胺66、聚甲醛(POM)、各種硅樹脂、聚芳醚酮(PEK)、聚酰亞胺(PI)、TPI、聚芳醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)和它們的各種混合物。
如果只是塑料的滑動(dòng)性能不夠好，那么將固體潤滑劑如二硫化鉬(MoS2)、石墨或類似物加入各種塑料中是有利的。也可加入大量的各種硅樹脂。
為了增加塑料層的機(jī)械強(qiáng)度，也可使用其它添加劑，如纖維基、芳族聚酰胺纖維、或硬物質(zhì)如碳化物、氧化物、氮化物。
該塑料層也可以所謂潤滑漆的形式提供。
所述塑料使工作層4獲得良好的滑動(dòng)和防擦傷性能，其也可以干式使用。由于其低的維護(hù)要求使它們非常出色。其能夠僅用小數(shù)量的潤滑劑或根本沒有潤滑劑而工作。為了潤滑可隨意地使用水，如果本發(fā)明建議的軸承部件1例如用于泵，其特別有利。除提供相應(yīng)的重量減小之外，也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其刻痕敏感性低。
除了這里描述的應(yīng)用之外，本發(fā)明所建議的軸承部件1也可用于其它應(yīng)用的全部范圍，特別地能夠用作汽車工業(yè)中的滑動(dòng)軸承或止推環(huán)。
為了本發(fā)明的目的，本發(fā)明建議的鋁合金包含選自第一元素組重量百分比總量最大為4.5％的一種元素或多種元素、選自第二元素組重量百分比總量最大為3.5％的一種元素或多種元素、最大重量百分比總量最大為0.8％的鈧和鋯、其余是鋁和熔煉所導(dǎo)致的常見雜質(zhì)。如果軟相的比例，換句話說，選自第一元素組的元素，至少為0.1％重量百分比的話是有利的。類似地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果選自第二元素組的元素的比例至少總量為0.1％重量百分比是有利的。如果鈧和鋯的比例也至少總量為0.1％重量百分比的話，也是有利的。鋯的比例可在0.05％和0.5％重量百分比范圍內(nèi)，特別是在0.05％和0.23％重量百分比范圍內(nèi)，鈧的比例可在0.05％和0.5％重量百分比范圍內(nèi)，特別是在0.05％和0.25％重量百分比范圍內(nèi)。
所給出的具體范圍的所述數(shù)字應(yīng)該理解成是指各自范圍的下限和上限，其也包括鋯0.23％至0.5％重量百分比和鈧0.25％至0.5％重量百分比的各自外圍范圍。
銅被吸收在鋁中成為固溶體，結(jié)果導(dǎo)致富鋁混合晶，產(chǎn)生可硬化的復(fù)合合金，其可變形并易于軋制。由于混合晶的硬化，銅也有增強(qiáng)基體強(qiáng)度的作用，從而Al2Cu和Al3Zr相互獨(dú)立地形成，最好由Al和Zr形成，這樣最終的形核是不均勻的。這些微晶同時(shí)開始或多或少地分離。使用銅增加鋁合金的疲勞抗性，由于含油物質(zhì)的腐蝕作用，也改善了鋁合金的抗腐蝕性。
為了改善硬度特性，將鐵加入鋁合金中是有利的。如上所述，如同鈧一樣，鋯也與鋁形成所謂的Al3M相，通過金屬間化合物硬相使其固化?？梢允÷怨璧募尤?，結(jié)果有利的是，由較高的硅含量導(dǎo)致的刻痕作用可以至少減輕或減小。由于三鋁化物的形成，這兩個(gè)元素也有助于產(chǎn)生更細(xì)的晶粒。
錳的加入有助于硬化和改善抗腐蝕性。這也使得再結(jié)晶溫度上升。其也防止了尖長、易碎的Al3Fe針狀物的形成，尤其是如果鐵含量低，因?yàn)殍F被優(yōu)先形成的AlMn晶體吸收。
加入鈷和鉻也能夠有助于硬化鋁合金。
單獨(dú)元素的作用在原理上從現(xiàn)有技術(shù)如上述文獻(xiàn)中是已知的。對(duì)于鋁合金，特別是對(duì)于所述數(shù)量范圍的可鍛鋁合金，尤其是對(duì)布置在保護(hù)殼2和工作層4之間的基底層3，和結(jié)合所述特性例如防擦傷特性、粘附、防腐蝕特性，使用這些元素有利地提供了省略各種其他層的可能性，這些層在已有的多層軸承中作為標(biāo)準(zhǔn)提供，如防止遷移的阻擋層，這些作用目前為止還沒有描述。
在鋁合金的另一實(shí)施例中，其成分在圖2的表2中列出，并測量它們的性能。
應(yīng)當(dāng)指出的是，表中所列的合金成分不應(yīng)當(dāng)解釋為將本發(fā)明范圍的限制在僅僅給出的所選實(shí)例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從這里所公開的教導(dǎo)中在指定的范圍內(nèi)制成其它化合物，這些化合物并不排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
在所列的實(shí)例中，發(fā)現(xiàn)鋁合金的機(jī)械性能在特殊的頻帶(bandwidth)內(nèi)基本上保持常數(shù)。頻帶是指有可能采用適合于特殊目的的特性，例如通過以較大或較小的比例加入一種或多種元素。如在實(shí)例9中通過加入較大比例的銅，由于混合晶的硬化，能夠獲得較高的韌性。
通過改變鈧或鋯含量，能夠優(yōu)化一般所說的韌性性能和鋁合金的特性以符合成本的要求。
關(guān)于加入形成軟相的元素，因?yàn)檫m應(yīng)特殊領(lǐng)域應(yīng)用的混合物能夠根據(jù)元素的延伸性生產(chǎn)，除所期望的抗擦傷性能外，其一定程度上也具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，雖然不能與硬顆粒達(dá)到相同的程度，也能優(yōu)化鋁合金的特性。
基于一種成分也生產(chǎn)了一種鋁合金，該成分包含AlSn1，3Sc0，2Zr0，26Fe0，1，測量了其拉伸應(yīng)力-延伸率性能和示出了與AlSn25CuMn和AlZn4SiPb的對(duì)比。其結(jié)果在圖3中示出，其中延伸率ε在X軸上示出，標(biāo)稱拉應(yīng)力σz(N/mm2)在Y軸上示出。測量在根據(jù)UN EN1002-1制備的帶材上使用DIN 50 120指定的拉伸試樣E3×8×30進(jìn)行。
從圖3上明顯示出，本發(fā)明建議的鋁合金(最上面的曲線)與AlZn4SiPb(最下面的曲線)相比具有0.1％的延伸率，比AlSn25CuMn(中間的曲線)顯著較高，有效延伸率0.05％。換句話說，為了獲得相同的延伸率，本發(fā)明所建議的合金必須受到顯著較高的力或應(yīng)力，也就是所述鋁合金比其所比較的鋁合金具有相應(yīng)較高的強(qiáng)度。
數(shù)值241N/mm2與AlZn4SiPb的數(shù)值181N/mm2比較，也發(fā)現(xiàn)本發(fā)明建議合金的最后斷裂強(qiáng)度顯著較高，191N/mm2的彈性極限與AlZn4SiPb的85N/mm2彈性極限相比一樣。
AlSn25CuMn相應(yīng)的最后斷裂強(qiáng)度數(shù)值是174N/mm2，彈性極限是59N/mm2。
簡而言之，因此可以說通過使用本發(fā)明建議的鋁合金能夠改善機(jī)械性能，同時(shí)防止至少相當(dāng)?shù)姆啦羵阅?，如軸承部件1特別是滑動(dòng)軸承所需要的防擦傷性能。
鋁合金和由其制成的軸承部件1可以利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法生產(chǎn)。純?cè)鼗蜉^高純度的元素用作原始材料。鋁合金通過軋制、鍍層如電鍍應(yīng)用于保護(hù)殼。工作層4可以通過所述方法或可選地通過噴射的電鍍工藝(galvanic process)等布置在該結(jié)合物上。
除軋制之外，塑料層也可通過噴射、浸漬或膠印涂覆。也可使用電鍍工藝。
雖然各種輔助中間層對(duì)于本發(fā)明建議的軸承部件1并不絕對(duì)必要，根據(jù)需要，它們自然也可設(shè)置在單獨(dú)的功能層之間，如擴(kuò)散阻擋層、純鋁層、鎳絕緣層等。
為了良好狀態(tài)的緣故，最后應(yīng)當(dāng)指出的是，為了提供軸承部件1結(jié)構(gòu)較清楚的理解，該軸承部件和其構(gòu)成部分在一定程度上沒有按比例和/或放大比例尺寸和/或縮小比例尺寸示出。
本發(fā)明所達(dá)到的各個(gè)目的可在說明書中發(fā)現(xiàn)。
附圖參考數(shù)字列表1.軸承部件2.保護(hù)殼3.基底層4.工作層
權(quán)利要求
1.一種可鍛鋁合金，該合金具有鋁基體，并結(jié)合有至少一種軟相和硬顆粒，其中所述軟相是選自第一元素組的至少一種元素，該第一元素組由錫、銻、銦和鉍組成，該硬顆粒是鈧和/或鋯，和選自第二元素組的至少一種元素，該第二元素組由銅、錳、鈷、鉻、鋅、鎂、硅和鐵組成，以及鈧、鋯與鋁或鋁與選自第二元素組的所述元素的金屬間化合物相，其特征在于，第一元素組的一種元素或多種元素的總數(shù)量最大為4.5％重量百分比，第二元素組的一種元素或多種元素的總數(shù)量最大為8.5％重量百分比，最好為3.5％重量百分比，鈧和/或鋯的總數(shù)量最大為0.8％重量百分比，其余為鋁，其帶有熔煉時(shí)所含有的常見雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其特征在于，軟相的比例至少為0.1％重量百分比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金，其特征在于，第二元素組的一種或多種元素的比例至少總量為0.1％重量百分比。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鋁合金，其特征在于，鈧和/或鋯的比例至少總量為0.05％重量百分比，特別地至少為0.1％重量百分比。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鋁合金，其特征在于，鋯的比例在0.01％和0.5％重量百分比范圍內(nèi)，特別地在0.05％和0.23％重量百分比范圍內(nèi)。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的鋁合金，其特征在于，鈧的比例在0.05％和0.5％重量百分比范圍內(nèi)，特別地在0.05％和0.25％重量百分比范圍內(nèi)。
7.用于軸承部件由鋁合金制成的基底層，其可布置在該軸承部件的保護(hù)殼和工作層之間，其特征在于，所述鋁合金是如權(quán)利要求1至6之一所述的鋁合金。
8.軸承部件，特別是滑動(dòng)軸承或止推環(huán)，其帶有一個(gè)保護(hù)殼、一個(gè)工作層和一個(gè)布置在上述保護(hù)殼和工作層之間的基底層，其特征在于，所述基底層由權(quán)利要求1至6之一所述的鋁合金制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軸承部件，其特征在于，所述基底層直接布置在所述保護(hù)殼上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的軸承部件，其特征在于，所述工作層由鉛、錫、鉍、銦或銅基合金制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的軸承部件，其特征在于，所述工作層是一個(gè)塑料層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軸承部件，其特征在于，所述塑料層選自由聚酰胺6、聚酰胺66、POM、硅樹脂、PEK、PI、TPI、PEEK、PPS、PVDF以及它們的混合物組成的組。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的軸承部件，其特征在于，所述塑料層包含一種固體潤滑劑，如MoS2、石墨。
14.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的軸承部件，其特征在于，所述工作層是一種潤滑漆。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁基可鍛鋁合金，其包括至少一種軟相和硬顆粒，其中所述軟相是選自第一元素組的至少一種元素，該第一元素組由錫、銻、銦和鉍組成，硬顆粒是鈧和/或鋯，和選自第二元素組的至少一種元素，該第二元素組由銅、錳、鈷、鉻、鋅、鎂、硅和鐵組成，和鈧、鋯與鋁或鋁與選自第二元素組的元素的金屬間化合物相。第一元素組的一種元素或多種元素的總數(shù)量最大為4.5％重量百分比，第二元素組的一種元素或多種元素的總數(shù)量最大為8.5％重量百分比，鈧和/或鋯的總數(shù)量最大為0.8％重量百分比。
文檔編號(hào)F16C33/12GK1532299SQ20041002847
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2004年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者R·默根, M·曼納, R 默根 申請(qǐng)人:米巴·格來特來格有限公司, 米巴 格來特來格有限公司