Подшипник скольжения

 

Сущность изобретения: слой заливки непосредственно физически нанесен в вакууме на подшипниковый металлический слой и состоит из основного материала с тонко распределенными включениями, в основном не растворимыми при рабочей температуре в основном материале. Чтобы обеспечить в течение требуемого срока службы в значительной степени свободу от износа и минимальную склонность к раскатыванию , включения должны обладать меньшей твердостью, чем основной материал , закристаллизованный в столбчатой форме с перпендикулярной по отношению к рабочей поверхности преимущественной ориентацией. Юз.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 С 33/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4613792/27 (86) PCT/AT 88/00054 (22.07,88) (22) 23.03.89 (46) 15.04.93, Бюл,¹ 14 (31) А 1881/87 (32) 24,07.87 (33) AT (71) Миба Гляйтлагер АГ (AT) (72) Франц Корошетц и Вальтер Гартнер (АТ) (56) Заявка ФРГ ¹ 2853724, кл, В 32 В7/02, 1980, (54) ПОДШИПНИК СКОЛЬЖЕНИЯ (57) Сущность изобретения: слой заливки непосредственно физически нанесен s ваИзобретение относится к машиностроению, частности к подшипникам скольжения с повышенной нагрузочной способностью.

Цель изобретения — увеличение нагрузочной способности.

НФ чертеже показан подшипник скольжения в схематическом разрезе нанесенного на несущий слой слоя заливки.

Изображенный подшипник скольжения в основном состоит иэ подшипникового металлического слоя в качестве несущего слоя

1, нанесенного при определенных обстоятельствах на неизображенный стальной опорный вкладыш, и физически нанесенно- . го в вакууме на этот подшипниковый металлический слой слоя заливки 2, состоящего из основного материала с имеющими столбчатую форму кристаллитами 3, ориентированными в основном перпендикулярно по отношению к рабочей поверхности 4, соответственно к граничной поверхности 5 между слоем заливки 2 и подшипниковым.. Ж 1809881 АЗ кууме на подшипниковый металлический слой и состоит из основного материала с тонко распределенными включениями, в основном не растворимыми при рабочей температуре в основном материале. Чтобы обеспечить в течение требуемого срока службы в значительной степени свободу от износа и минимальную склонность к раскатыванию, включения должны обладать меньшей твердостью, чем основной материал, закристаллизованный в столбчатой форме с перпендикулярной по отношению к рабочей поверхности преимущественной ориентацией. 10 з. и, ф-л ы, 1 ил. металлическим слоем 1. В этом закристаллизованном в столбчатой форме основном материале тонко распределенным образом помещены исключительно более мягкие

\ включения 6 со средним диаметром частиц максимум 3 мкм, так что также в узко ограниченных местных зонах трибологические свойства слоя заливки определяются не одним основным материалом или одними включениями 6, а как основным материалом, так и включениями. Столбчатая форма кристаллитов 3 достигается за счет перпендикулярного наплавления нанесения атомов по отношению к граничной поверхности

5, а именно при поддержании определенных условий по температуре и давлению, как это является известным самим по себе при катодном распылении, Катодное распыление осуществляется, например, при температуре материала мишени. приблизительно 80 С и давлении аргона приблизительно 2 10 мбар, причем соосно

-з

180988 l

ЗО

50 расположенный по отношению к стержневому катоду подшипниковый металлический слой удер>кивается при постоянной температуре, которая, например, соответствует половинной абсолютной температуре точки плавления основного материала слоя заливки, Перед этим покрытием подшипникового металлического слоя 1 слоем заливки поверхность подшипникового металлического слоя следует, однако, без остатка очистить и, например, с помощью ионной бомбардировки удалить в газовом разряде окисный слой поверхности, соответственно активировать поверхность подшипникового металла для того, чтобы обеспечить требуемую прочность сцепления между слоем заливки и подшипниковым металлическим слоем.

Если, например, на подшипниковыйметаллический слой AIZn4, 5SI CuPbMg 1 должен наноситься слой заливки 2 из А!РЬ 30 с помощью описанного способа катодного распыления, то на катод могут наноситься соответствующие кольца из свинца и алюминия в надлежащей последовательности, причем эа счет осевого относительного движения между катодом и подшипниковым металлическим слоем во время распыления алюминий кристаллизуется в столбчатой . форме на подшипниковом металлическом слое 1 с перпендикулярной по отношению к рабочей поверхности 4 преимущественной ориентацией и одновременно в этом основном материале при тончайшем распределении осаждается более мягкий свинец, а именно с долей от объема приблизительно

9,5%. При этом диаметр имеющих столбчатую форму кристаллитов 3 примерно соответствует среднему диаметру частиц включений 6 и определяется условиями давления и температуры во время процесса распыления. Толщина слоя заливки должна составлять от 5 до 30 мкм, преимущественно от 8 до 16 мкм. Если диаметр включений больше половины толщины слоя, то прочность очень быстро падает. Так как склонность к раскатыванию становится тем меньше, чем более тонко распределены включения в основном материале, следует стремиться к сравнительно малому диаметру как включений 6, так и кристаллитов 3, Особенно благоприятные условия достигаются при средних диаметрах между 0,1 и 1,5 мкм, Если при другом примере осуществления слой заливки А!5п20 должен наноситься на подшипниковый металлический слой

AIZn4, 5IVIgZr, то для катодного распыления могут отличаться кольца-мишени из AISn20.

Для более мягких включений олова составляет при таком слое приблизительно 8,5 объемных %. Этот слой заливки следует предпочесть слою заливки из AIPb30 при ко р роэирующих смазочных маслах.

Для особых нагрузок подшипниковый металлический слой 1 на базе алюминия может быть заменен отлитой свинцовистой бронзой CP 22 без того, чтобы потребовался необходимый в качестве диффузионной блокировки промежуточный слой, если обеспечивается, то что в зоне граничной поверхности слоя заливки 2 более мягкие включения в основном отсутствуют, Выполнение этого требования простым образом может достигаться за счет соответствующего расположения материалов мишени на катоде при одновременное осевом относительном движении катода и подшипникового металлического слоя, Толщина свободной от включений граничной зоны изза нерастворимости включений в основном материале слоя заливки при заданных рабочих температурах играет при этом подчиненную роль, Если должен быть изготовлен подшипник скольжения, особенно нечувствительный к раскатыванию и допускающий особенно большие нагрузки, то может наноситься слой заливки AgPb35 на отлитую свинцовую бронзу CuPb22Sn, причем серебро и свинец вновь могут наноситься на катод в виде отдельных колец, Доля от объема более мягких включений свинца составляет в этом случае приблизительно 33 объемный, Для высокого сопротивления износу от абразивных частиц в смазочном масле является пригодным, в частности, слой заливки из CuPb30 на подшипниковом металлическом слое AIZn4,5 или CuPb22Sn. Для катодного распыления могут отличаться кольца-мишени из CuPb30 и наноситься на катод. При этом доля свинца в слое заливки составляет приблизительно 25 объемных %;

Вместо свинца может также использоваться висмут в качестве мягкого включения в основном материале из серебра или меди.

Изобретение, само собой разумеется, не ограничивается описанными примерами осуществления, Так, слой заливки может наноситься на подшипниковый металлический слой также с помощью другого способа. а не катодного распыления, например, за счет ионного плакирования, так как ведь прежде всего имеют значение описанное выполнение в столбчатой форме кристаллитов основного материала слоя заливки и тонко распределенные в нем более мягкие включения, а не способ изготовления, Кроме того, для особых условий нагрузки можно отказаться от подшипникового металличе1809881 ского слоя и наносить слой заливки непосредственно на стальной опорный вкладыш в качестве несущего слоя 1.

Составитель В.Ситушкин

Редактор А.Купрякова Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M. Êóë ü

Заказ 1298 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1, Подшипник скольжения для повышенной нагрузки, включающий металлический несущий слой с непосредственно физически нанесенным на нем в вакууме слоем заливки, содержащий основной материал с мелкодисперсно распределенными включениями, нерастворимыми в основном материале при рабочей температуре, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения нагрузочной способности подшипника, включения выполнены меньшей твердости, чем твердость основной составляющей основного материала слоя заливки, со средним диаметром частиц, меньшим 3 мкм, материал слоя заливки закристаллизован в столбчатой форме с перпендикулярной по отношению к рабочей поверхности преимущественной ориентацией, основные составляющие несущего слоя и слоя заливки представляют собой металлы, не образующие при рабочей температуре интерметаллические соединения.

2. Подшипник по п,1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что основная составляющая основного материала слоя заливки соответствует основной составляющей несущего слоя, 3. Подшипник по п.1, отл и ч а ю щи йс я тем, что температура плавления основных составляющих несущего слоя и слоя заливки соответствует по меньшей мере трехкратной рабочей температуре.

4, Подшипник по п.1, о т л и ч а ю щ и й5 с я тем, что включения размещены преимущественно в зоне рабочей поверхности слоя заливки.

5. Подшипник по пп,1-4, о т л и ч а юшийся тем, что несущий слой выполнен в

10 виде стального вкладыша, 6, Подшипник по пп.1-5, о т л и ч а юшийся тем, что основные составляющие слоя заливки и соответственно несущего слоя выполнены из алюминия, меди, желе15 за, никеля или серебра.

7, Подшипник по пп.1 — 6, о т л и ч а юшийся тем, что включения выполнены из олова, свинца или висмута.

8, Подшипник по пп.1 — 7, о т л и ч а ю20 шийся тем, что объемная доля включений в слое заливки составляет . 5 45 .

9. Подшипник по и 8, о т л и ч а ю щи йс я тем, что при слое с алюминием в качестве основной составляющей включения со25 ставляют не более 20 об,7;.

10. Подшипник по п.8, о т л и ч а ю щ и, и с я тем, что при слое заливки с медью или серебром в качестве основной составляющей включения составляют 15 — 40 об,; .

30. 11. Подшипник по пп.1 — 10, о т л и ч а юшийся тем, что твердость слоя заливки по меньшей мере в основном соответствует твердости несущего слоя,