滑动发动机部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有塑料聚合物基轴承“覆盖”层的滑动发动机部件，尤其涉及用于滑动轴承组件以及活塞组件部件的滑动发动机部件，滑动轴承组件诸如轴承衬套壳、轴套、曲柄轴的轴承表面、凸轮轴的轴承表面、连接杆的轴承表面、止推垫圈、凸缘、轴承块的轴承表面、轴承盖的轴承表面，活塞组件部件诸如活塞圈、活塞裙、以及气缸壁以及气缸衬套。
【背景技术】
[0002]在内燃机中，轴承组件通常均包括保持曲柄轴(绕轴线可旋转)的一对半轴承。每个半轴承为中空大致半柱形轴承壳，并且通常至少一个是凸缘半轴承，其中轴承壳设置有在每个轴向端部向外(径向)延伸的大致半环形止推垫圈。在其他轴承组件中还公知的是使用环形或者圆形止推垫圈。
[0003]轴承壳的轴承表面通常具有分层结构，其中在使用中，强背衬材料涂覆有一个或多个具有优选摩擦性能的层以提供面对协同移动部件(曲柄轴体轴颈)的轴承表面。已知的轴承壳具有包括背衬的基质，所述背衬涂覆有衬层，所述衬层转而涂覆有覆盖层。
[0004]强背衬材料可以为具有大约Imm或更多的厚度的钢。
[0005]已知的衬层可以为铜基材料(例如，铜锡青铜)或者铝基材料(例如，铝或铝锡合金)，其黏附至基质(或者直接黏附至背衬或者黏附至可选的中间层)。衬层的厚度通常在从大约0.05至0.5mm的范围中(例如，300μηι，具有8%WtSn的铜合金，I %wt的Ni，以及余量Cu，除了附带杂质)。
[0006]覆盖层可以为6至25μπι的塑料聚合物基复合层或者金属合金层(例如，锡基合金覆盖)O
[0007]例如，W02010066396描述了用于用作铜上的覆盖层的塑料聚合物基复合材料，或者转而粘合在钢背衬上的铝基衬层。所描述的覆盖层包括聚酰亚胺/酰胺塑料聚合物基材料的基质，在整个基质中分布有:从5至小于15%vol的金属粉末;从I至15%vol的含氟聚合物微粒，除了附带杂质之外，剩余为聚酰亚胺/酰胺树脂(例如12μπι厚度的层，包括12.5%VoI的Al、5.7 % Vo I的PTFE微粒、4.8 % νοI的硅烷、〈0.1 % νο I的其他元素，剩余为(约77 %vol)聚酰亚胺/酰胺)。
[0008]这样的塑料聚合物基覆盖层可以通过各种不同的方法沉积，包括喷涂、移印(例如，直接胶印过程，其中硅衬垫将塑料聚合物复合材料的层转移到滑动轴承基质上)、网版印刷、或者通过转移乳制过程。在沉积之前，塑料聚合物处于溶剂中的溶液，并且固体颗粒悬浮在溶液中。
[0009]在覆盖层的沉积已经完成后，整个聚合物层通过加热被热固化，以通过引起聚合物基体的交联而设定聚合物基层。例如覆盖层可以在140至240摄氏度从几分钟至几小时(例如，10分钟至2小时)的范围的持续时间而被固化。当聚合物已经沉积在不同的金属基质上时，可以使用不同的固化温度。例如:对于直接沉积在没有衬层或者设置有铜基衬层的钢背衬上的聚合物，金属基质能够承受聚合物的高温固化;相反地，在铝锡衬层用在背衬上的情况下，可以使用低温固化，以避免锡向衬层的晶体间界迀移。
[0010]通过针对“停止-起动”运转的车辆发动机的燃料节约配置提供了针对轴承衬层和/或覆盖层的性能的挑战，相比于传统的发动机运转，其中在车辆的整个旅程中发动机保持运行，在所述“停止-起动”操作中，发动机被停止并且每次车辆停止时需要再次起动。针对停止-起动运转而构造的发动机可以比贯穿每次车辆旅程持续运行的传统构造的发动机再次起动大约频繁100倍。发动机轴承被传统地水动力地润滑，当发动机起动时起初对轴承提供很少的润滑油或者不提供润滑油。因此，依据轴承的性能，发动机的停滞-起动运转能够处于增加需求的状态。
【发明内容】
[0011]根据第一方案，提供有滑动发动机部件，其具有由金属基质上的塑料聚合物基层提供的滑动表面，其中所述塑料聚合物基层包括多个塑料聚合物基层，并且可通过如下过程获得:沉积第一聚合物基层的第一涂层;在第一温度固化所述第一聚合物基层;沉积第二聚合物基层的第二涂层；以及在比所述第一温度低的第二温度固化所述第二聚合物基层。
[0012]根据第二方案，提供有滑动发动机部件，其具有金属基质上的塑料聚合物基层，所述聚合物基层包括:沉积在金属基质上并且在第一温度固化的第一聚合物基层；以及沉积在所述第一聚合物基层上并且在比所述第一温度低的第二温度固化的第二聚合物基层。
[0013]根据第三方案，提供有发动机，其包括根据第一方案或第二方案的滑动发动机部件。
[0014]根据第四方案，提供有制造滑动发动机部件的方法，所述滑动发动机部件具有由金属基质上的塑料聚合物基层提供的滑动表面，所述方法包括:沉积第一聚合物基层的第一涂层;在第一温度固化所述第一聚合物基层;沉积第二聚合物基层的第二涂层；以及在比所述第一温度低的第二温度固化所述第二聚合物基层。
[0015]所述第一聚合物基层可以在190摄氏度至240摄氏度的范围中的温度固化。
[0016]所述第二聚合物基层可以在120摄氏度至180摄氏度的范围中的温度固化。
[0017]所述多个塑料聚合物基层可以包括第一和第二聚合物基层以及一个或多个介于其间的聚合物基层，并且可以通过如下过程获得:
[0018]沉积对应的多个相继的涂层，以及
[0019]在设置每个涂层之后并且在设置任何随后的涂层之前，在相继减小的温度固化对应的多个涂层。
[0020]固化后的聚合物基层可以为带有遍布基体的颗粒的塑料聚合物基体的复合层。
[0021]所提供的聚合物基层可以具有相同的成分。
[0022]聚合物基层可以通过从由烤炉中加热、红外线照射以及紫外线照射组成的组中挑选的过程固化。
[0023]所述滑动发动机部件可以为从由轴承衬套壳、轴套、曲柄轴的轴承表面、凸轮轴的轴承表面、连接杆的轴承表面、止推垫圈、轴承块的轴承表面以及轴承盖的轴承表面组成的组中挑选的滑动轴承组件。
【附图说明】
[0024]下面参照附图进一步描述本发明的实施例，其中:
[0025]图1A示出了作为根据本发明的滑动发动机部件的实施例的轴承壳；
[0026]图1B、1C、1D以及IE示出了图1A的轴承壳在其制造的不同阶段的穿过轴承壳的部分的截面图；
[0027]图2和图3示出了穿过又一个轴承壳的部分的截面图。
【具体实施方式】
[0028]在所描述的实施例中，相同的特征已经使用相同的数字标示，虽然在一些情况下具有一个或多个:100的整数倍的增加;后缀字母以及印刷标记(例如，重音符号)。例如，在不同的附图中，100、200以及300已经用于标示轴承壳，并且100、100’、100”以及100”’已经用于标示处于制造的不同阶段的轴承壳。
[0029]图1A示意性地图示出呈中空半圆柱形轴承衬套壳的形式(通常称为“半轴承”)的轴承壳100 (例如滑动发动机部件)。
[0030]半轴承100具有包括强钢背衬102的基质，以及两个塑料聚合物基层104A和104B。更靠近基质102的塑料聚合物基层104A提供衬层，而更远离基质的塑料聚合物基层104B提供覆盖层。
[0031]例如当在主轴承外壳中组装或者在连接杆大端组装时，背衬102提供轴承壳100的强度以及抗变形性。
[0032]塑料聚合物基衬层104A和覆盖层104B均为颗粒遍布整个基质的塑料聚合物基质的复合层。复合塑