[发明专利]金属/塑料-滑动轴承复合材料和由此制造的滑动轴承元件

说明书

本发明涉及一种金属/塑料‑滑动轴承复合材料(2)，用于制造针对润滑应用的滑动轴承元件，所述金属/塑料‑滑动轴承复合材料包括：金属支承层(4)，其尤其由钢制成；和与滑动配合件滑动接触的滑动层(10)，所述滑动层包括滑动层材料(8)，所述滑动层材料基于无氟的热塑性塑料，尤其是PAEK或PEEK；并包括改善摩擦磨损特性的填充材料，其特征在于，所述滑动层材料包括作为填充材料的达到1‑40重量％的铝硅酸盐，其呈基本上球形的颗粒形式；和达到5‑40重量％的固体润滑剂，其特别地呈如下物质中的一种或多种的形式：亚硫化锌、二硫化钨、硫酸钡、高岭土、氟化钙、石墨、白垩粉或滑石粉；并且不含纤维形式的添加剂和莫氏硬度大于5的强度提高型硬质材料。

技术领域

本发明涉及一种金属/塑料-滑动轴承复合材料以及涉及一种由此制造的滑动轴承元件，所述金属/塑料-滑动轴承复合材料用于制造针对润滑应用的滑动轴承元件，即并不针对干式运行或针对仅具有初始润滑的滑动轴承元件，所述金属/塑料-滑动轴承复合材料具有金属支承层，尤其由钢构成的支承层；和具有与滑动配合件滑动接触的滑动层材料，其基于无氟的热塑性塑料，尤其是PAEK(聚芳醚酮)或PEEK(聚醚醚酮)；并包括改善摩擦磨损特性的填充材料。当在上文中谈及润滑应用时，这视为针对干式运行所设置的滑动轴承元件或获得或具有一次性的初始润滑的滑动轴承元件的分界。特别地，本发明涉及滑动轴承复合材料，用于制造用于在机动车中的承受高负荷的内燃机的喷射泵的滑动轴承元件。

背景技术

DE 10 2006015997 A1公开和教导了一种耐磨损的材料，其包括增强材料，尤其选自于碳纤维、玻璃纤维、聚酰胺纤维、尤其是芳纶纤维、矿棉纤维或其混合物；并且具有颗粒状填充材料，尤其是呈硅酸盐、金属、玻璃、矿棉和塑料颗粒形式。还述及了硅酸铝铁颗粒和硅酸铝钠颗粒。所述实施例使用铁氧化物颗粒。

发明内容

本申请人已知的这类滑动轴承复合材料包括基于PEEK的滑动层材料，和10重量％的碳纤维、10重量％石墨、10重量％的TiO₂和10重量％的ZnS。滑动轴承复合材料和由此制造的滑动轴承元件具有非常良好的耐磨损性。由此出发，本发明所基于的目的是，进一步改善高强度的材料的摩擦特性和适应性。尤其是，要可靠地避免：在柴油喷射泵中在轴承间隙小的情况下并且因此在柴油流量比较小的情况下出现侵蚀倾向。此外，要改进材料的成型特性。

该目的通过根据本发明的上述类型的滑动轴承复合材料通过如下方式来解决：滑动层材料包括作为填充材料的呈基本上球形颗粒形式的达到1-40重量％的铝硅酸盐和达到5-40重量％的固体润滑剂，该固体润滑剂尤其呈如下材料中的一种或多种的形式：亚硫化锌、二硫化钨、硫酸钡、高岭土、氟化钙、石墨、白垩粉或滑石粉，并且被构成为不含纤维状的添加剂和莫氏硬度大于5的强度提高型硬质材料。这意味着：滑动层材料没有碳纤维、芳纶纤维和硬质材料如碳化物、立方氮化硼等。

利用本发明令人意想不到地证明：在滑动轴承复合材料尤其用于在燃料喷射泵中的滑动轴承元件的滑动轴承复合材料可承受高负荷时，传统使用的碳纤维也带来缺点。尤其是在滑动面并未最佳地进行机械加工的情况下导致表面侵蚀倾向更甚。还进一步表明：如果除了球形铝硅酸盐颗粒之外还使用典型的固体润滑剂，则通过取消典型所使用的硬质材料能够改善嵌入性和摩擦特性。具体地，球形铝硅酸盐颗粒与固体润滑剂的组合得到了总体上在前述方面予以改进的滑动轴承复合材料。

此外提出了，滑动层材料包括达到至少8重量％的、尤其是达到至少10重量％的、尤其是达到至少12重量％的、尤其是至少15重量％的、尤其是达到至多30重量％的、尤其是达到至多20重量％的固体润滑剂。固体润滑剂在本发明的改进方案中应具有至多4的莫氏硬度。

证明为有利的是，固体润滑剂由如下材料中的一种或多种形成：亚硫化锌、二硫化钨、硫酸钡、高岭土、氟化钙、石墨、白垩粉或滑石粉。

此外，证明为有利的是，滑动层材料锚固在构成在金属支承层上的多孔的载体层，尤其是锚固在由金属颗粒烧结的载体层中。