用于滑动元件的铝合金合成物的制作方法

本发明涉及一种用于滑动元件的铝合金合成物。所述铝合金合成物特别适于在起停发动机应用中使用的滑动元件。

本发明还涉及包括铝合金合成物的滑动元件以及双金属轴承。滑动元件与双金属轴承特别适于在起停发动机应用中使用。

背景技术：

高速率内燃机通常使用曲柄轴轴承，所述曲柄轴轴承包括结合至背衬或基底材料(例如钢)的铜基轴承合金或铝基轴承合金。轴承的工作面，即，面对发动机曲柄轴轴颈表面的表面一般设置有所谓的覆盖涂层或滑动层。滑动层可以是包括例如铅、锡、铋、银、铜合金或铝合金的金属层。可替代地，滑动层材料可以是非金属的、聚合的材料，其包括人造树脂基或者基质，以及用于增强轴承的负荷承载能力和/或耐磨性的添加物。

燃料节约操作计划对于汽车发动机已经变得受欢迎，这已经倾向于增加发动机起动所用的频率。在“停车-起动”操作体制下，停止和再起动车辆移动同样导致发动机停止和再起动。在混合动力操作计划下，当车辆能够由替代动力源(一般为电动机)发动机供给动力时，发动机关闭。在这样的操作计划下，发动机经受实质上比传统发动机更多次数的起动，而曲柄轴在润滑油的均匀的流体动力膜建立在各种工作表面(包括止推垫圈工作层以及对立面)之前逐渐从静止加速。这引起曲柄轴轴颈表面与轴承表面之间的金属与金属的接触，即，接触点处的油膜破裂而允许金属与金属的接触，这已知为擦伤，并且引起工作表面的磨损。耐磨性因此在轴承工作层材料的发展中是重要的考量。

多年来，用于发动机的轴承技术的发展已经关注于一般提供良好的耐磨性的聚合物覆盖的发展。虽然覆盖涂层的轴承的技术优势被良好地使用文献证明，但它们具有如下明显的缺点：由于需要单独的喷洒和固化操作而制作昂贵。

为了使发动机的成本降低，努力发展具有良好耐磨性而不需要覆盖涂层的轴承。例如，公布的英国专利申请第gb2271779号提供了多层轴承，其通过具有背衬钢板和另一个铝合金的中间结合层的配合构件而具有铝-锡轴承合金层以及高疲劳强度和良好的舒适性。铝-锡合金包括7至20％的重量的锡，其余为铝和任何杂质，并且具有hv50至80的维式硬度。铝合金中间结合层包括达到1.7％重量的锰、达到1.2％重量的铜以及1.8％重量的镁中的至少一种，其余为铝和任何杂质。铝合金中间结合层与铝-锡轴承合金的硬度比为从70％至90％。

公布的英国专利申请第gb2266564号提供了包括钢背衬、铝合金中间结合层以及铝轴承合金层的多层滑动轴承。轴承层包括从7至15％的重量的锡、从0.5至3％的重量的硅，其余为铝和任何附带的杂质，轴承层的硬度为小于hv50的维式硬度。结合层包括如下元素0至1.7％重量的锰、0至1.2％重量的铜以及0至1.8％重量的镁中的至少一种，其余为铝和任何附带的杂质。结合层的维式硬度在从轴承层的维式硬度的60％至120％的范围中。

公布的欧洲专利申请第ep1108797号试图通过提供轴承和包括以下重量百分比(％)的轴承合金合成物来解决制造如在gb2271779和gb2266564中提供的铝合金轴承的挑战：锡5-10；铜0.7-1.3；镍0.7-1.3；硅1.5-3.5；钒0.1-0.3；锰0.1-0.3；除了不可避免的杂质其余为铝。优选地，硅含量维持在从2至3％的重量范围中。

发明人已经领会通过增加用于发动机部件的硬材料的使用以及增加发动机制造商对于在起停发动机中使用的具有良好耐磨性和耐疲劳的轴承的要求，需要改变铝合金的成分，以确保滑动元件所需的这些性能之间的适当的平衡。

技术实现要素：

在随后的说明书和所附的权利要求书中涉及的各种元素的重量百分比含量为施加至滑动元件部件(例如施加至用于发动机或马达的轴承)的最终铝合金合成物中的相关元素的重量百分比，而不是用于形成铝合金合成物的初始的混合物的重量百分比。

用于测量铝合金合成物的各种元素的重量百分比含量的一些合适的技术，优选出现在随后的说明书中，包括如下：

(i)x射线荧光光谱学(xrf)，用于至少以下元素：铝、锡、硅、铜、镍、锰、钒、钪、铒、钛、锶、锑、铕和碳；以及

(ii)放射光谱学(oes)，用于至少以下元素：锆。

本领域技术人员将会知晓，将存在用于测量应用至滑动元件部件的最终铝合金成分的各种元素的重量百分比，从而确保它们以指定的含量存在于铝合金合成物中。

本发明寻求提供一种用于滑动元件的铝合金合成物，其提供有效的耐磨性和耐疲劳性而不需要聚合覆盖层。本发明也寻求提供一种铝合金合成物，其特别适于在起停发动机应用中使用的滑动元件。本发明还寻求提供一种包括所述铝合金合成物的滑动元件，其比已知的包括聚合覆盖层的滑动元件制造更便宜和/或更容易再生。

本发明在独立权利要求中限定，并且在第一方案中提供用于滑动元件的铝合金合成物。

其中所述铝合金合成物包括以下元素的结合中的至少一种：

锡(sn)-4％的重量至8％的重量；

硅(si)-4％的重量至8％的重量；

铜(cu)-0.4％的重量至1.7％的重量；

锰(mn)-0.1％的重量至1％的重量；以及

其中所述铝合金合成物还包括以下元素中的至少一种：

镍(ni)-0.4％的重量至2.0％的重量；

锆(zr)-0.01％的重量至0.3％的重量；

钒(v)-0.05％的重量至0.3％的重量；

钪(sc)-0.05％的重量至0.5％的重量；

铒(eb)-0.05％的重量至1％的重量；以及

其中所述铝合金合成物还包括以下元素中的至少一种：

钛(ti)-0.005％的重量至0.2％的重量；

锶(sr)-0.003％的重量至0.2％的重量；

锑(sb)-0.005％的重量至0.5％的重量；

铕(eu)-0.005％的重量至0.1％的重量；

碳(c)-0.001％的重量至0.02％的重量；以及

其中所述铝合金合成物还包括以下元素：

铝(al)-其余成分(除了附带的杂质)。

铝合金合成物的优选实施例特别适于在以下应用中的一个或更多中使用：汽车发动机；变速器；泵；以及压缩机系统。

铝合金合成物的优选实施例特别适于在用于发动机的滑动元件中使用。例如，包括铝合金合成物的滑动元件特别适于在以下发动机部件中使用：轴承内衬壳；衬套；曲柄轴的支承表面；连杆的支承表面；止推垫圈；轴承本体的支承表面；轴承盖的支承表面；诸如活塞环、活塞裙以及气缸壁和气缸内衬的气缸组件部件。

包括铝合金合成物的优选实施例的滑动元件特别适于用作：法兰式(或法兰)的轴承，在汽车应用中，例如在汽车发动机(例如，用于支撑曲柄轴)中使用的法兰式半轴承和法兰式衬套，变速器，泵以及压缩机系统。包括铝合金合成物的滑动元件还特别适于用作用于具有起停发动机技术的发动机的双金属轴承。

发明人已经领会到，为了制作更有效地用于起停发动机中的铝合金合成物，需要增加的耐磨性。他们已经寻求通过采取以下违反直觉的步骤来实现：增加硅含量超过之前认为是最大的硅含量，所述最大的硅含量将会提供耐磨性、强度以及制造容易程度之间的有效平衡。他们同样领会到，通过在仔细选择的范围内向合成物增加另外的元素，他们能够补偿已经与硅含量的增加相关的相反的效果，诸如，合成物的强度的减小以及对于另外的热处理的需要和/或当制造包括材料的滑动元件时对一系列更小的滚动步骤的需要。

发明人已经发现，铝合金合成物中的硅的重量百分比含量，而不是硅颗粒的尺寸有益于合成物的磨损。这体现了与更早的硅颗粒的尺寸非常重要并且为了发展应当保持关注的更早的理论的偏离。

发明人已经发现，相比于已知的铝合金合成物这样的铝合金合成物提供了增加的耐磨性以及比得上相关的聚合覆盖层的耐磨性。铝合金合成物的强度也考虑为足够在涉及整篇该说明书的应用中使用。

锡的主要目的是提供缓变相，并且铝合金合成物在不具有任何覆盖涂层的滑动元件(例如，轴承)上的使用是特别有益的。锡可以提供改进的嵌入性，抗咬合性和舒适性。

硅的主要目的是提供改善合成物的耐磨性的硬颗粒以及在使用期间(例如，支承轴的轴承工作层)铝合金合成物支承所抵靠的滑动或旋转元件的条件。

相信将锡和硅合并到合成物中提供了用于起停发动机的滑动元件的性能要求之间的有效的平衡，包括耐磨性，耐疲劳性，抗咬合性，嵌入性以及舒适性。

存在的铜和镍的主要目的为加强铝合金合成物。它们包括在合成物中对于增加具有比现有技术的合成物更高的硅含量的合成物的高温强度(例如，在热处理期间)是重要的。

发明人已经进一步地领会可能存在与将存在的镍与铜的结合增加到合成物中有关的益处。镍的增加形成镍铜铝化物，其具有比一般在铝合金合成物中发现的铜化铝(al2cu)更高的温度稳定性。镍铜铝化物也展示了没有或者减少的粗化，其一般与铜化铝(al2cu)相关，并且反而停留在良好的分布中，导致更好的冷轧能力。

存在的元素锰和锆、钒、钪以及铒的主要目的为提供二次增强元素以及针对铝的再结晶抑制剂。虽然这些元素中的每个以类似的方式起作用，但它们在合成物上的效果的量级能够变化。发明人已经进一步领会可能存在与包括多于一个在制造过程以及一炉热处理的固有可变性方面可以提供强健的合成物的这些元素有关的益处。

存在的元素钛、锶、锑、铕以及碳的主要目的为作为晶粒细化剂和/或硅改性剂。

本发明的一些优选的特征在从属权利要求中提出，现在将参照从属权利要求。

根据本发明的优选实施例的优选的铝合金合成物包括以下元素的结合：

锡(sn)-4％的重量至8％的重量；

硅(si)-4％的重量至8％的重量；

铜(cu)-0.4％的重量至1.7％的重量；

锰(mn)-0.1％的重量至1％的重量；

镍(ni)-0.4％的重量至2.0％的重量；

钒(v)-0.05％的重量至0.3％的重量；

钛(ti)-0.01％的重量至0.2％的重量；

锶(sr)-0.003％的重量至0.2％的重量；以及

铝(al)-其余成分(除了附带的杂质)。

根据本发明的优选实施例的进一步优选的铝合金合成物包括以下元素的结合：

锡(sn)-4％的重量至8％的重量；

硅(si)-4％的重量至8％的重量；

铜(cu)-0.4％的重量至1.7％的重量；

锰(mn)-0.1％的重量至1％的重量；

镍(ni)-0.4％的重量至2.0％的重量；

锆(zr)-0.05％的重量至0.3％的重量；

钒(v)-0.05％的重量至0.3％的重量；

钛(ti)-0.005％的重量至0.2％的重量；

锶(sr)-0.003％的重量至0.2％的重量；以及

铝(al)-其余成分(除了附带的杂质)。

优选地，铝合金合成物包括大约4％的重量至大约7％的重量的硅含量，或者优选地，大约5％的重量至大约7％的重量。优选地，铝合金合成物包括大约5％的重量至大约6％的重量，或者大约6％的重量至大约7％的重量，或者大约5.5％的重量至大约6.5％的重量的硅含量。在特别优选的实施例中，铝合金合成物包括大约6％的硅含量。根据公布的英国专利申请第gb2271779号，当硅含量超过3.5％时，随后硅网格趋于是粗糙的，以及在合金加工期间开裂的影响，例如通过辊压在加工中明显地增加需要的另外的热处理以及每次更小的压缩比，因此增加制造的成本。然而，发明人已经领会更高的硅含量是优选的，从而增加耐磨性，并且领会其他元素可以以确定的量增加至合成物，以补偿合金的加工期间的开裂。

优选地，铝合金合成物包括大约4％的重量至大约8％的重量，或者更优选地，大约5％的重量至大约7％的重量，或者更优选地，大约5.5％的重量至大约7％的重量的锡含量。

优选地，铝合金包括大约最小0.7％的重量的铜(cu)的最小含量。优选地，铝合金合成物包括大约最大1.3％的重量的铜(cu)的最大含量。

其中镍(ni)出现在合成物中，优选地，铝合金包括大约最小0.7％的重量的镍(ni)的最小含量。优选地，铝合金合成物包括大约最大2.0％的重量的镍(ni)的最大含量。

大约0.7％的重量以下的铜或者镍的添加可能不产生要求的增强效果，然而大约1.3％的重量以上的铜或者大约2.0％的重量的镍的添加可以致使合金难以加工。以铜或镍的更高的重量百分比含量，在需要退火热处理之前只有相对小的压缩比是可能的，这由于需要多次辊压而增加了制造加工的成本。

优选地，铝合金包括存在的以下元素的最小含量：铬(zr)-大约最小0.05％的重量；钒(v)-大约最小0.13％的重量；钪(sc)-大约最小0.05％的重量；铒(eb)-大约最小0.05％的重量；钛(ti)-大约最小0.01％的重量；锶(sr)-大约最小0.005％的重量；锑(sb)-大约最小0.005％的重量；铕(eu)-大约最小0.005％的重量；以及碳(c)-大约最小0.001％的重量。

优选地，铝合金合成物包括存在的以下元素的最大含量：锆(zr)-大约最大0.2％的重量；钒(v)-大约最大0.2％的重量；钪(sc)-大约最大0.2％的重量；铒(eb)-大约最大0.8％的重量；钛(ti)-大约最大0.05％的重量；锶(sr)-大约最大0.1％的重量；锑(sb)-大约最大0.4％的重量；铕(eu)-大约最大0.05％的重量；碳(c)-大约最大0.01％的重量。

发明人已经进一步领会存在与相比于现有技术的合成物增加铝合金合成物的锰(mn)含量有关的益处，并且具有锰的如下扩大的范围：从大约0.1％的重量直到大约1.0％的重量，优选地，大约0.2％的重量至大约0.8％的重量，更优选地，大约0.2％的重量至大约0.5％的重量，或者大约0.2％的重量至大约0.4％的重量，或者大约0.2％的重量至大约0.3％的重量。锰为如下的颗粒细化剂：产生更小的铝颗粒，并且由此相比于当其未出现在合金中时通过加硬所产生的铝合金的固溶体而加强。以大约0.2％的重量以下的浓度，颗粒细化效果可能太小。以大约0.8％的重量以上的浓度，合金加工可能变难并且昂贵，需要多次热处理和辊压步骤。

发明人已经进一步领会可能存在与在铝合金合成物中添加锰有关的在调整针形或盘状的铁成分并因此减少它们的催化效果方面的益处。这可能使合成物的铁含量能够增加，由此减少铝合金合成物的成本并增强其再生能力。

发明人已经进一步领会可能存在与以在大约0.1％的重量与最大大约2.0％的重量之间的结合含量在铝合金合成物中包括锰和铁的结合有关的益处。

发明人已经进一步领会可能存在与在铝合金合成物中包括锆(zr)有关的益处，并且已经将其包括在大约0.01％的重量至大约0.3％的重量的范围中，更优选地，大约0.02％的重量至大约0.2％的重量，更优选地，大约0.05％的重量至大约0.2％的重量。锆是铝合金中有效的抗再结晶元素(并且也是用于铸造颗粒结构的强有力的细化剂)。其增加了铝的再结晶温度并且改变了在热处理加工期间铝颗粒改变所处的点，并由此相比于不具有其时改进了由其产生的铝合金的强度。锆的添加，甚至是少量的添加，已经发现引起了具有增加的硅含量的铝合金合成物的强度的增加。发明人已经进一步领会可能存在与将锆加入包括硅、锡以及铜的铝合金合成物有关的益处，不像一些其他元素，锆可以增强合金的强度而没有与硅或锡或铜反应。

由于技术上的杂质，铁经常出现在铝合金合成物中。铬也已经被用于现有技术的铝合金合成物。发明人已经领会在包括锰的本发明的铝合金合成物的优选实施例中，锰和铁将趋于形成非常粗糙的具有铬的金属间相，这对于合成物的性能不会是有益的。发明人已经发现锆没有展示与该相同的锰和铁的反应。锆因此是铬的良好替代，特别是在包括锰和铁的铝合金合成物中，诸如在本发明的铝合金合成物的优选实施例中，因为其不导致非常粗糙的金属间相。这样，包括锰和锆的结合的铝合金合成物更适于在要求多个操作特性之间的平衡的应用(诸如用于起停发动机应用的滑动元件(例如，双金属滑动轴承))中使用。

诸如钒、铬、锆、钪、铒以及钴的元素非常类似地与铝反应。如果处理正确，它们能够在高温处理期间通过形成al3x类型的细小的沉淀物以不同程度抑制铝颗粒生长。然而，将多于一个这些元素添加至合成物能够引起反应并发生相的形成。例如，将锰和铬加在一起能够导致al6(mn，cr)类型的粗糙的三元相的形成。发明人已经进一步领会将锆添加至合成物不会引起与锰和铝的该反应，由此减少或消除了与现有技术的包括铬的合成物有关的粗糙的三元相。

发明人已经进一步领会可能存在与在大约0.05％的重量至大约0.3％的重量的范围中，优选地在大约0.13％的重量至大约0.2％的重量的范围中在铝合金合成物中包括钒(v)有关的益处。钒可以具有增加铝合金的粗糙度的效果，并且有助于补偿由允许添加增加的硅含量而引起的脆性。然而，在最大指定的重量百分比以上可能存在脆化效果。

发明人已经领会可能存在与在大约0.05％的重量至大约0.5％的重量的范围中，优选地在大约0.05％的重量至大约0.3％的重量的范围中，更优选地在大约0.05％的重量至大约0.2％的重量的范围中在铝合金合成物中包括钪(sc)有关的益处。如以上关于这些其他元素所描述的，钪以与锆和锰类似的方式起作用，并且可以具有显著的在铝合金合成物的性能方面的效果。

发明人已经进一步领会可能存在与在铝合金合成物中包括与锆结合的钪有关的益处。锆能够部分地在al3(scx,zri-x)相中替代钪。这能够增加合成物的高温稳定性和强度，并且由于当添加锆时能够减少包括的钪的量从而减少制造成本。优选地，钪与锆的比例大约为1比1。结合达到大约1.5％的重量的铜，钪的含量将优选地不超过大约0.2％的重量，因此否则可能形成三元相alsccu，其可能在有意的应用中不利地影响合成物的性能。

发明人已经进一步领会可能存在与在大约0.05％的重量至大约1％的重量的范围中，优选地在大约0.05％的重量至大约0.8％的重量的范围中在铝合金合成物中包括铒(er)有关的益处。铒以与锆和锰类似的方式起作用，并且像钪一样可以在铝合金合成物的性能方面具有显著的效果。有益地，其可以具有与钪类似的显著的效果，但是母合金(masteralloy)的成本更低。

优选地，存在的以下元素的最大含量为：钛(ti)-大约最大0.1％的重量；锶(sr)-大约最大0.1％的重量；锑(sb)-大约最大0.4％的重量；铕(eu)-大约最大0.05％的重量；碳(c)-大约最大0.01％的重量。

发明人已经进一步领会可能存在与在最大0.003％的重量至最大0.2％的重量的范围中，优选地在最大0.005％的重量至最大0.1％的重量的范围中在合成物中包括锶有关的益处。锶为硅改性剂的一种类型，其可以添加至铝合金以将硅颗粒的形状从粗糙的具有锋利边缘的薄片状颗粒改变为细的纤维状颗粒或者具有带有较少的锋利边缘的更圆形的颗粒。这可以使铝合金合成物与不包括指示的范围内的锶含量相比更加不对应力集中和疲劳开裂敏感。

发明人已经进一步领会可能存在与在大约0.01％的重量至大约0.2％的重量的范围中，优选地在大约0.01％的重量至大约0.1％的重量的范围中，更优选地在大约0.01％的重量至大约0.05％的重量的范围中在合成物中包括钛(ti)有关的益处。钛是另一种硅改性剂和颗粒细化剂，其可以添加至铝合金以改变硅的颗粒结构。

发明人已经进一步领会可能存在与在大约0.005％的重量至大约0.5％的重量的范围中，优选地大约0.005％的重量至大约0.4％的重量的范围中在合成物中包括锑(sb)有关的益处。这可以提供加强的效果和/或增强热处理/时效硬化加工。

发明人已经进一步领会可能存在与在大约0.005％的重量至大约0.1％的重量的范围中，优选地大约0.005％的重量至大约0.05％的重量的范围中在合成物中包括铕(eu)有关的益处。这可以提供与以上关于钪描述的益处相同的益处。

类似的益处也可以通过在大约0.005％的重量至大约0.1％的重量的范围中，优选地大约0.005％的重量至大约0.05％的重量的范围中在合成物中包括镱(yb)而获得。

发明人已经进一步领会可能存在与在大约0.0005％的重量至大约0.02％的重量的范围中，优选地在大约0.0007％的重量至大约0.015％的重量的范围中，更优选地在大约0.001％的重量至大约0.01％的重量的范围中在合成物中包括作为颗粒细化剂的碳有关的益处。这可以是特别有益的，其中合金也包括钛，使得合金包括altic颗粒细化剂。altic在合成物中存在的益处可以是特别明显的，其中合成物也包括锆。

发明人已经进一步领会可能存在与在大约0.001％的重量至大约0.02％的重量的范围中包括作为颗粒细化剂的硼有关的益处。这是特别有益的，其中合金也包括钛，使得合金包括tib颗粒细化剂。然而，这可以只是有益的，其中锆没有存在于合成物中，因为锆否则可能减少tib的颗粒细化效果。

发明人已经进一步领会可能存在与为了加强耐磨性而在合成物中包括一个或更多的其他硬颗粒有关的益处。然而，这将需要与强度和疲劳性能的减少的可能性保持平衡。如果需要，用于加强耐磨性的合适的硬颗粒将对本领域技术人员是显而易见的。

铝合金合成物的平衡是除任何附带的颗粒以外的铝。附带的或技术上的杂质可以包括例如大约0.7％的重量的铁(fe)含量。然而，如上所述，发明人已经领会在将合成物的铁含量增加至达到最大大约1.5％的重量方面可能存在益处。相比于包括聚合覆盖层的滑动元件这些可以包括减少的制造成本以及更好的再生性。

本发明限定在所附的独立权利要求中，并且在第二方案中提供了包括上述铝合金合成物的滑动元件。这提供了具有以上所涉及的铝合金合成物的益处的滑动元件。进一步地，相比于设置有聚合覆盖层的滑动元件，制造这样的滑动元件的容易性使得它们更便宜地制造。

优选地，滑动元件包括钢或铜背衬层。这提供了具有另外的强度和硬度的全面的滑动元件。

优选地，滑动元件包括背衬层与铝合金合成物之间的铝中间层。中间层对于加强用于包括锡和钢背衬的铝合金合成物的辊压结合是优选的。

本发明限定在独立权利要求中并且在第三方案中提供包括上述铝合金合成物的双金属轴承。这提供了具有以上涉及的铝合金合成物的益处的双金属轴承。进一步地，与设置有聚合覆盖层的轴承相比，制造这样的双金属轴承的容易性使得它们更加便宜地制造。

优选地，双金属轴承包括钢或铜背衬层。这提供了具有另外的强度和硬度的全面的轴承。

优选地，双金属轴承包括背衬层与铝合金合成物之间的铝中间层。

虽然本发明的优选实施例主要关于不具有聚合覆盖涂层的改进的滑动元件和双金属轴承，但本发明的优选实施例的滑动元件和双金属轴承也可以包括聚合覆盖涂层。

虽然以下优选实施例的描述主要涉及轴承半壳以及法兰式半轴承(即，法兰式半环形轴承)，但本发明同样应用于衬套和法兰式轴承(即，法兰式环形轴承)。

附图说明

为了更完全地理解被发明，现在将通过仅参照附图的图示来描述本发明的一些示例实施例，其中：

图1示出了穿过双金属轴承的部分的截面图，所述双金属轴承使用本发明的铝合金合成物并且示出了组成层；以及

图2提供了使用两个优选的铝合金合成物的示例合成物以及与具有铝合金工作层的两个现有轴承的合成物对应的两个基准合成物进行锁环磨损测试(block-on-ringweartest)的结果。

具体实施方式

图1示出了滑动元件，具体地，双金属滑动轴承1包括：背衬2、夹层或中间层3以及铝合金工作层4。

背衬由钢制成，并且可以选择地包括达到大约1％重量的铜。夹层由纯铝(除了附带的杂质)制成。铝合金工作层包括上述第一或第二优选实施例的铝合金合成物。

包括铝合金合成物的滑动元件(例如，双金属滑动轴承)可以使用已知的方法制成，所述方法包括连续的带铸法(例如，带式连铸机、辊式连铸机或者类似的铸造技术)，接着是热机械加工，诸如热处理、冷轧、电镀以及冷辊压结合，或者诸如在热处理和冷轧操作之前通过热结合而直接结合到钢上。

例如，例如大约16mm厚的钢材料可以通过退火而热处理，并且随后例如轧制到大约0.5mm厚。如果需要，辊压步骤可以多次实施，以更加逐步地减小厚度。然而，理想地将次数最小化，以便将生产成本保持在最低。相比于没有出现铜的成分，将铜添加到铝合金合成物中增加了合成物的强度，并且有助于减少所需的次数。

在随后的示例中涉及的各种元素的重量百分比含量为施加至滑动元件部件(例如施加至用于发动机或马达的轴承)的最终铝合金合成物中的相关元素的重量百分比，而不是用于形成铝合金合成物的初始的混合物的重量百分比。

根据特别适于在起停轴承应用中使用的本发明第一优选实施例的铝合金合成物包括以下优选的元素的结合：

在上述表格中的铝合金合成物的示例实施例可以包括一个或更多的在本说明书其他处描述的其他成分。例如，其可以包括大约0.0005％至大约0.02％的重量的碳(c)，优选地，大约0.0007％至大约0.015％的重量的碳，更优选地，用作晶粒细化剂的大约0.001％至大约0.01％的重量的碳。其余(说明任何其他可选的成分)为铝。

根据特别适于在起停轴承应用中使用的本发明第二优选实施例的铝合金合成物以下优选的元素的结合：

在上述表格中的铝合金合成物的示例实施例可以包括一个或更多的在本说明书其他处描述的其他成分。例如，其可以包括大约0.0005％至大约0.02％的重量的碳(c)，优选地，大约0.0007％至大约0.015％的重量的碳，更优选地，用作晶粒细化剂的大约0.001％至大约0.01％的重量的碳。其余(说明任何其他可选的成分)为铝。

如下的表格提供了一些根据本发明的进一步优选的实施例的铝合金合成物的进一步的变型：

在上述表格中的任何变型可以包括一个或更多的在本说明书的其他处描述的其他成分，并且这些变型中的每一个的其余成分(说明任何其他可选的成分)为铝。

在gb2144149中描述了具有基线1的铝合成物的轴承。在ep1108797中描述了具有基线2的铝合成物的轴承。

图2提供了根据astmg77-05(2010)主动标准，使用锁环耐磨测试的对滑动磨损的材料的耐磨等级的标准测试方法的一些锁环耐磨测试的结果。测试条件包括：0w30的油；120℃的测试温度；5000周期；200转每分钟；以及267n负荷。磨损损失体积由在测试之前和之后称重而确定，并且通过材料密度将质量损失转换为表示为“质量损失”的体积损失。而且，磨损损失体积由测量磨损斑痕宽度来确定，并且根据在astmg77-05(2010)中提供的公式计算表示为“斑痕面积”的磨损体积。

磨损结果示出了相比于已知的轴承元件、基线1和基线2的改进。结果示出了基线2，虽然展示了比基线1更大体积损失和斑痕面积的形式的更高的磨损是：相比于针对基线1的大约45mpa的应用负荷，从通过针对基线2的大约55mpa的应用负荷展示了更大的耐疲劳性的基线1的进一步的发展。

如上所述，发明人一直在寻求以提供具有比已知的轴承元件、基线1和基线2更大的针对起停应用的耐磨性的改进的滑动元件(例如，双金属滑动轴承)，其在混合的以及边界润滑体制中操作延长的时间。直到现在，其已经需要在双金属轴承的顶部具有聚合覆盖层的轴承元件的使用。然而，其已经保持这样的轴承的成本为高的，并且发明人一直在寻求以提供花费更加有效的替代例。当与基线变型(基线1和2)相比时，测试结果证明变型2和3的铝合金合成物展示了改进的耐磨性，同时维持大约55mpa的应用负荷的高耐疲劳性。能够从这些初始测试结果看出，变型2的铝合金合成物通过可比较的大约55mpa的应用负荷的耐疲劳性展示了比变型3的铝合金合成物更高的耐磨性。这将似乎使变型2的铝合金合成物为在用于发动机(特别是那些操作起停发动机体制)的滑动元件中使用的好的前景。