专利名称：可校准的滑动轴承材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可校准的滑动轴承材料，该材料包括具有一个表面的金属基 板材料以及覆盖该基板材料表面上的一个滑动层。此外，本发明涉及一种滑动轴 承衬并涉及一种滑动轴承材料的有利的用途。
背景技术：
在开篇处提及的类型的滑动轴承材料通常是由包括一种金属基板材 料以及一个滑动层(通常是一种塑料的形式)的一个多层系统组成，它们
被用于广泛的用途中，其中^:此相对可移动的部分以一种可枢转地或平移 地滑动方式彼此连接。除其他之外，它们适合于生产滑动轴承衬。这些轴 承衬进而以不同方式用在极其不同类型的铰链以及轴承中，特别地用在汽 车行业中。在此可以纯粹地通过举例的方式提及门枢、座位调整系统、踏 板、行李舱铰链、转向柱调节机构、或减震器。
在这些情况中总是要使用的滑动轴承材料根据用途是处于滑动轴承 表面或滑动轴承衬的形式，它们是免维护的，即不需要轴承的润滑。
被称为自润滑轴承的在开篇处提及的类型的滑动轴承材料从EP 0 998 637 Bl是已知的。这种滑动轴承材料包括一种金属基板材料以及安排在后 者之上的一个滑动层。滑动轴承材料被设计为用于在200 MPa范围内的高 压缩性载荷。为了防止此类压缩性载荷造成滑动层的蠕变，该滑动层优选 包括一种氟聚合物，具体是聚四氟乙烯(PTFE),在这种滑动轴承材料的 情况下所提供的安排是该基板材料的表面是显著地结构化的，由此使层压 在该基板材料上的滑动层被牢固地紧固在基板材料中。
优选的是，这种滑动轴承材料具有一个青铜镀层作为中间层，其中刻 制了该结构。基板材料本身可以由不同的金属材料构成，具体是钢或铝。
如已经提及的，从现有技术已知的这种滑动材料突出之处在于一种非 常高的压缩性承载能力，该滑动材料在工作过程中蠕变的倾向被基板表面 的非常显著的结构或被基板的强度抵消。这些特性使之 合于例如在车门铰链、或在机动车辆的特别载荷的前减震器中使用。
这种滑动轴承材料的缺点在于它对于有待用滑动轴承材料镶衬的轴 承壳体来说要求非常高的生产精确度，以便确保滑动轴承材料在轴承壳中 的精确装配。
发明内容
针对这种现有技术的背景，本发明所依据的目的因此是提供在开篇处 提及的类型的 一种滑动轴承材料，该滑动轴承材料易于生产并且对于轴承 壳体允许更大的生产公差。
该目的是根据本发明由根据专利权利要求1的前序的滑动轴承材料、
由具有< 100N/mm2的屈服点的金属基板材料来实现的。
根据本发明的滑动轴承材料的优点在于该金属基板材料可以相对容 易地塑性变形。这使之有可能特别容易地校准该滑动轴承材料。例如，因 此这有可能使用根据本发明的滑动轴承材料来生产 一种滑动轴承衬，该滑 动轴承衬可以随后用于一个轴承壳体中，其形式是由相应的用途所决定。 该滑动轴承材料随后可以通过一个适合的成型工具(通常是一个校准心 轴)在轴承壳体中进行塑性扩展，从而设定所希望的内径。良好的塑性可 变形性还允许使用具有更大公差的轴承壳体，这对应地减小了轴承壳生产 中的废品率，并且因此降低了滑动轴承的整体成本。虽然具有优异的可校 准性，因为根据本发明的滑动轴承材料做到了不用金属网或多孔金属的嵌 入物，它出色地适合于低成本的大量生产。
根据本发明的 一个第 一有利的改进，该金属基板材料由 一种铝合金构 成，优选由AA3005构成。这种合金是可以特别容易地被塑性变形的一种 铝合金，具有大约55 N/mn^的屈服点，其使用无疑进一步增加了根据本 发明的滑动轴承材料的可校准性。由本申请人进行的研究已经表明，通过 使用AA3005铝合金可以实现大约5%的该滑动轴^^层的总的可变形性。 如果将该滑动轴承材料随后形成一个圆柱形的轴承衬，则因此获得了相对 于该轴承衬直径来说总共10%的可变形性。这就允许有效的补偿在该滑动 轴承的校准过程中发生的生产公差。
在将该滑动轴承材料结合入铝轴承壳体的情况下，另一个优点在于因 为该材料是相同的或相似(在不同铝合金的情况下)的，在基板材料与轴 承壳体材料之间的接触腐蚀的风险被最小化或被排除。最后，铝是具有特别良好的热传导性的基板材料，并且因此在工作过程中产生的摩擦热可以 很快消散，这增加了滑动轴承的使用寿命。
由于该基板材料的高可变形性，根据本发明的滑动轴承材料特别适合
于具有低的压缩力载荷(例如在10 - 20 MPa的范围内)的应用。在此可 以提及滑动轴承在自行车或摩托车用的弹簧叉中的用途，以及类似地在更 少载荷的减震器(机动车辆中的后减震器)、在转向系统中或在各种发动 机部件(例如有齿皮带张紧器)中的用途。作为高可校准性的结果，通过 根据本发明的滑动轴承材料在这些应用情况下确保了总是非常精确地形 成一个轴承的几何形状。
能够以不同的厚度来提供该基板材料。0.5 mm至2.5 mm的厚度是优 选的。
为了实现滑动层在基板材料上更好的附着，根据本发明的另一个有利 的改进所提供的安排是该基板材料的表面是结构化的。因为这种结构仅仅 是旨在实现表面积的增加，而并不抑制该滑动轴承材料蠕变的倾向，垂直 于该基板材料的表面的结构的深度为30 pm至70 pm、优选大约35 pm是 适当的。
能够以多种多样的几何形状来生成该表面的结构化。决定性的因素始 终是充分增加该基板材料的表面或使之粗糙化，以使之有可能将该滑动层 更好的附着在该基板材料上。在这方面特别优选的是带有壁状隆起和凹陷 的蜂窝状结构，这些隆起和凹陷例如是通过压延被？ 1入该基板材料的表 面。蜂窝状结构在此应在常规意义上被理解为是指具有二维安排的六角形 蜂室的模式，这些蜂室由壁状隆起在外周上界定为多个凹陷。在此适当的 是这些蜂室的宽度作为在一个蜂室的平行延伸的壁之间的测量的距离是 100 pm至1000 pm、优选大约400 |am。与该结构的比较适中的深度报持 一致，位于其上的滑动层可以被制成相对较厚。该滑动层的适合的厚度是 在100 pm与320 pm、优选220 jnm与280 jam之间的范围内、具体是大约 250 jim。
该滑动层本身优选由一种塑料、具体是一种聚合物配混料构成。特别 适合作为聚合物配混料的是一种氟聚合物，优选聚四氟乙烯(PTFE),多 年来它已经被成功用作滑动轴承材料。为了增加滑动层的耐磨损性，根据 本发明的另 一个有利的改进提供的安排是该滑动层包含相应的多种填充 剂。优选的是，这些填充剂是石墨和/或一种芳香族聚酯，它们在填充剂中的比例是优选大致15%。
根据本发明的另 一个有利的传授内容，该滑动层通过一个粘合剂层被 粘合在该基板材料上。优选的是，该粘合剂层包含一种氟聚合物，具体是 一种乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)。在施加该粘合剂层以及随后层压滑动 层的过程中，该粘合剂层完全填充了在该基板材料的表面结构的凹陷，表 面结构的隆起保持完全被覆盖。这个覆盖物的厚度是优选5 pm至20 优选10拜至15 pm。
根据本发明的滑动轴承材料特别适合于生产一种滑动轴承衬。这些滑 动轴承衬通常是形成为 一种圆柱形状的一条滑动轴承材料，互相面对的末 端没有彼此连结而是界定一个纵向缝隙。
在此根据本发明的一个有利的改进提供的安排是这个纵向缝隙的宽 度小于该滑动轴承衬的滑动轴承材料的厚度。这可以通过根据本发明的滑 动轴承材料的高塑性可变形性而毫无任何问题地得以实现。满足这个条件 的滑动轴承衬还被称为闭合的轴承衬并且具有的优点是，当它们作为大批 材料来供给时，排除了这些滑动轴承衬在彼此之中被钩住(形成链)的风 险。具有更高屈服点的基板材料将由于其更高的弹性而防止该缝隙"闭 合"。因此，通过适当的选择铝合金，例如具有特别低的屈服点的AA3005 铝合金，在处于该轴承衬所提供的状态下有或没有一个凸缘的圆柱形滑动 轴承衬的情况下可以实现一个闭合的空隙。
具体实施例方式
以下在表示一个示例性实施方案的附图
的基础上更详细地说明本发明。
在单一的附图中，以截面表示了根据本发明的滑动轴承材料。它包括 具有一个表面的一种金属基板材料l以及覆盖基板材料l的表面的一个滑 动层3。根据本发明，基板材料l由具有< 100N/mm2的屈服点的一种金属 材料构成，在本案中是一种铝合金，优选AA3005。由于这种合金的特别 低的屈服点(55N/mm2),基板材料l可以被容易地塑性变形，由此大大改 进了滑动轴承材料的可校准性。
滑动层3优选由一种聚合物配混料构成、在本案中是PTFE。为了改进 滑动层3的耐磨损性，滑动层3还包含相应的填充剂，在本案中是石墨以及 一种芳香族聚酯，在聚合物配混料中它们的比例是0至30°/。，优选10%至25%,具体是大致15%。总填充剂含量是10%至30%，优选大致20%。
滑动层3在基板材料1上的牢固附着在本案中是通过提供在滑动层3与 基板材料l之间的粘合剂层2来保证的。粘合剂层2在本案中是一种氟聚合 物，确切地说是一种乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)。
关于该层的尺寸，基板材料1在本案中具有大约1.4 mm的层厚，而滑 动层3的厚度在本案中是大约250 pm。
如在附图中表示的，基板材料l的表面是结构化的，以便实现滑动层3 在基板材料l上的更好的附着，这是通过粘合剂层2来达到的。在这种情况 下，原则上该表面能够以保证表面积显著增加的所有几何形式来进行结构 化。在本案中，选择了一种蜂窝状结构，该蜂窝状结构具有规则壁状隆起 la以及由这些隆起围成的凹陷(蜂室)lb。壁状隆起la的高度在本案中是 大约35 )im并且凹陷lb的宽度(纟皮定义为在一个蜂室的平行延伸的壁la之 间的距离)是平均大约400 pm。其结果是，实现了表面积的适当增加，如 提及的，这导致了滑动层3在附着性上的改进。
同样如附图所揭示，粘合剂层2涂敷至基板材料1的结构化了的表面上
表面结构的隆起la。覆盖隆起la的粘合剂层2的厚度在本案中是10 lam至15 拜。
未示出的是由以上说明的根据本发明的滑动轴承材料形成的一种纵 向劈开的滑动轴承衬。由于根据本发明所使用的基板材料的高塑性可变形 性，在此它有可能形成轴承衬的方式为使纵向缝隙的宽度小于滑动轴承材 料层的厚度。这就防止了作为大批材料供给的滑动轴承衬变成在彼此中钩 住。
这种滑动轴承衬适合于具有较低压缩力载荷的许多应用，例如在两轮 车辆用的弹簧叉中以及类似地在更小载荷的减震器(机动车辆中的后减震 器)、转向系统或不同的发动机部件中，例如在有齿皮带张紧器中。
根据本发明的滑动轴承材料适合于一系列另外的用途。例如，它能以 有利地方式用在食品工业中。这适用于优选作为滑动材料使用的聚合物配 混料，具体是包含一种氟聚合物的聚合物配混料。当选择通常被包含在该 滑动层中的填充剂时，必须相应地将注意力放到与食品接触的适宜性上。 根据本发明的滑动轴承材料(配备有相应地组成的滑动层)因为高的热传 导率特别适合用于烘烤行业中，特别是当将铝合金用作金属基板材料时，
8确保了到达烘烤制品的良好的热传递。此外，即使在暴露于变化的温度， 例如当在烘箱中用作不黏涂层时，仍保证了良好的耐腐蚀性。如果将滑动 轴承材料用作烘烤用金属板器皿的衬层，则有可能从这些金属板器皿上取 物时不留下任何剩余混合物，并且相应地有可能省去给烘烤用金属板器皿 涂油脂。
由于根据本发明的滑动轴承材料对于经受成型或深度拉伸具有高的 适用性，因此可以生产各种各样几何形状的烘烤用金属板器皿而没有很大 的技术复杂性。
权利要求
1.一种滑动轴承材料，包括具有一个表面的一种金属基板材料(1)以及覆盖该基板材料(1)的表面的一个滑动层(3)，其特征在于该金属基板材料(1)具有＜100N/mm2的屈服点。
2. 如权利要求l所述的滑动轴承材料，其特征在于该金属基板材料(1 )由一 种铝合金构成，优选AA3005。
3. 如权利要求l所述的滑动轴承材料，其特征在于该基板材料(1 )的厚度是 0.5 mm至2.5 mm。
4. 如权利要求1至3之一所述的滑动轴承材料，其特征在于该基板材料(1 )的 表面是结构化的。
5. 如权利要求4所述的滑动轴承材料，其特征在于垂直于该基板材料(1 )的 表面的结构的深度是30 pm至70 优选大约35 jim。
6. 如权利要求4或5所述的滑动轴承材料，其特征在于该基板材料(1 )的表面 具有一种蜂窝状结构，该蜂窝状结构带有壁状隆起(la)以及凹陷(lb)。
7. 如权利要求6所述的滑动轴承材料，其特征在于这些蜂室的宽度作为在一个 蜂室的平行延伸的壁(lb)之间的测量的距离是IOO nm至1000 优选大约400 jim。
8. 如权利要求4至7之一所述的滑动轴承材料，其特征在于该结构是通过压延 引入该基板材料(1)的。
9. 如权利要求1至8之一所述的滑动轴承材料，其特征在于该滑动层(3)的厚 度是IOO pm至320 jxm,优选220 nm至280具体是大约250 pm。
10. 如权利要求1至9之一所述的滑动轴承材料，其特征在于该滑动层(3) 由一种聚合物配混料构成。
11. 如权利要求10所述的滑动轴承材料，其特征在于该聚合物配混料包含 一种氟聚合物，具体是聚四氟乙烯(PTFE)。
12. 如权利要求l至ll之一所述的滑动轴承材料，其特征在于该滑动层(3) 包含增加耐磨损性的多种填充剂。
13. 如权利要求12所述的滑动轴承材料，其特征在于总填充剂含量是10%至 30%,其中优选大致20%。
14. 如权利要求12或13所述的滑动轴承材料，其特征在于将石墨和/或一种芳香族聚酯用作填充剂。
15. 如权利要求14所述的滑动轴承材料，其特征在于在该聚合物配混料中该芳香族聚酯的填充剂含量是0至30%，其中优选10%至25%，具体是大约15%。
16. 如权利要求1至15之一所述的滑动轴承材料，其特征在于该滑动层(3) 是通过一个粘合剂层(2)而粘合在该基板材料(1 )上。
17. 如权利要求16所述的滑动轴承材料，其特征在于该粘合剂层(2)包含 一种氟聚合物，具体是一种乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)。
18. 如权利要求16或17以及权利要求4所述的滑动轴承材料，其特征在于该 粘合剂层(2)完全填充该基板材料(1)的表面结构的这些凹陷(lb)并且完全 覆盖该表面结构的这些壁状隆起(la)。
19. 如权利要求17所述的滑动轴承材料，其特征在于该表面结构的这些壁 状隆起(la)被覆盖着该粘合剂的5 jxm至20 pm、优选IO pm至15 nm的层厚度度。
20. —种滑动轴承衬，具有如权利要求1至19之一所述的一种滑动轴承材料。
21. 如权利要求20所述的滑动轴承衬，其特征在于该滑动轴承衬是纵向劈 开的，该纵向缝隙的宽度是小于该滑动轴承衬的滑动轴承材料的厚度。
22. 如权利要求1至19之一所述的一种滑动轴承材料在一种滑动轴承中的 用途。
23. 如权利要求1至19之一所述的一种滑动轴承材料对用于保存和/或制备 食品的容器进行衬里的用途。
24. 如权利要求1至19之一所述的一种滑动轴承材料用于涂敷烘烤用金属 板器jnr的内部的用途。
25. 如权利要求1至19之一所述的一种滑动轴承材料用于涂敷烘箱的内部 的用途。
全文摘要
本发明涉及一种可校准的滑动轴承材料，该滑动轴承材料包括具有一个表面的金属基板材料(1)以及覆盖该基板材料(1)的表面的一个承载涂层(3)。本发明的滑动轴承材料的特征在于该金属基板材料(1)具有＜100N/mm<sup>2</sup>的屈服点，从而产生高的校准能力。本发明还涉及一种滑动轴承衬并且涉及滑动轴承材料的有利的用途。
文档编号F16C17/02GK101680479SQ200880012478
公开日2010年3月24日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月29日
发明者H-J·耶格, J·赫德曼, V·帕佛塞克 申请人:圣戈班性能塑料帕姆普斯有限公司