DE10305808A1

DE10305808A1 - sliding

Info

Publication number: DE10305808A1
Application number: DE10305808A
Authority: DE
Inventors: Kenji Sakai; Hiroyuki Sugawara; Hideo Ishikawa; Masaaki Sakamoto
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2003-10-16
Also published as: US20030173000A1; GB0301240D0; GB2386610A; JP3839740B2; JP2003269456A

Abstract

Beschrieben wird ein Gleitmaterial, enthaltend 0,5 bis 15 Massen-% Sn, 0,2 bis 10 Massen-% Ni, 0,4 bis 10 Volumen-% harte Teilchen und zum Rest im Wesentlichen, bestehend aus Cu. Die harten Teilchen sind ein oder mehrere Materialien, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus WC, W¶2¶C, Mo¶2¶C, W und Mo. Die Korngröße für die Cu-Sn-Ni-Matrix wird auf nicht mehr als 0,070 mm festgelegt.Described is a sliding material containing 0.5 to 15 mass% of Sn, 0.2 to 10 mass% of Ni, 0.4 to 10% by volume of hard particles and the rest consisting essentially of Cu. The hard particles are one or more materials selected from the group consisting of WC, W¶2¶C, Mo¶2¶C, W and Mo. The grain size for the Cu-Sn-Ni matrix is not more than 0.070 mm fixed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleitmaterial, bestehend aus einer Legierung auf Cu-Basis, und sie betrifft insbesondere ein Gleitmaterial, das ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit und der Ermüdungsbeständigkeit hat. The present invention relates to a sliding material, consisting of a Cu-based alloy, and it concerns especially a sliding material that has excellent properties in terms of corrosion resistance and Has fatigue resistance.

Lager aus Cu-Sn-Pb-Legierungen sind bislang schon als Gleitmaterialien auf Basis einer Cu-Legierung in Lagerschalen, Druckscheiben und dergleichen eingesetzt worden. Bei Lagern, die unter Hochtemperaturbedingungen verwendet werden, wie z. B. Kolbenbüchsen, die am kleinen Ende von Kurbelstangen eingesetzt werden, bestehen aber Korrosionsprobleme durch das Schmiermittel. Ein weiteres Problem besteht hinsichtlich der Ermüdungsbeständigkeit bei großen Schwankungen der Last. Zur Verbesserung dieser Mängel sind schon Anstrengungen unternommen worden, die Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeiten durch Verwendung von Materialien auf Cu-Sn-Ni-Basis oder Cu- Sn-Ni-Pb-Basis, wobei Ni zugesetzt und Pb reduziert oder weggelassen wird, zu verbessern. In den letzten Jahren sind aber die Kolbenbüchsen von Verbrennungsmotoren in steigendem Maße unter Hochtemperaturbedingungen eingesetzt worden, so dass durch eine derartige Verbesserung die Korrosionsprobleme noch nicht vollständig gelöst werden konnten. Bearings made of Cu-Sn-Pb alloys are already available as Sliding materials based on a Cu alloy in bearing shells, Thrust washers and the like have been used. For bearings, which are used under high temperature conditions, such as z. B. Piston liners on the small end of crank rods are used, but there are corrosion problems due to the Lubricant. Another problem is with the Fatigue resistance with large fluctuations in the load. to Efforts are already being made to improve these deficiencies the corrosion and fatigue resistance by using materials based on Cu-Sn-Ni or Cu Sn-Ni-Pb base, with Ni added and Pb reduced or is omitted to improve. In recent years, however the piston liners of internal combustion engines to an increasing extent have been used under high temperature conditions so that through such an improvement the corrosion problems still could not be solved completely.

Unter Berücksichtigung des obigen Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gleitmaterial bereit zu stellen, bei dem eine Legierung auf Cu-Basis verwendet worden ist, das eine ausgezeichnete Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit hat. Taking into account the above prior art the invention has the object of providing a sliding material using a Cu-based alloy which has been an excellent corrosion and Has fatigue resistance.

Im Allgemeinen sind Gleitmaterialien aus Legierungen auf Cu- Basis durch Sintern hergestellt worden. Die benannten Erfinder haben aber gefunden, dass durch Zugabe eines bestimmten Typs von harten Teilchen (Teilchen von WC, W₂C, Mo₂C, W, Mo) zu einer Cu-Sn-Ni-Legierung das Wachstum der Kristallkörner in der Endstufe des Sinterns gehemmt wird, wodurch erzielt wird, dass die Legierung feine Kristallkörner besitzt. Es ist auch gefunden worden, dass durch eine Kornraffinierung die Festigkeit verbessert wird, dass die Ermüdungsbeständigkeit wesentlich verbessert wird und dass insbesondere die Korrosion durch Schmiermittel in wirksamer Weise verhindert wird. In general, Cu-based alloy sliding materials have been made by sintering. However, the named inventors found that by adding a certain type of hard particles (particles of WC, W ₂ C, Mo ₂ C, W, Mo) to a Cu-Sn-Ni alloy, the growth of the crystal grains in the final stage of the Sintering is inhibited, whereby the alloy has fine crystal grains. It has also been found that grain refining improves strength, significantly improves fatigue resistance and, in particular, effectively prevents corrosion by lubricants.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Gleitmaterial, umfassend 0,5 bis 15 Massen-% Sn, 0,2 bis 10 Massen-% Ni, 0,4 bis 10 Volumen-% harte Teilchen und als Rest im Wesentlichen Cu, wobei die harten Teilchen ein oder mehrere Teilchen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus WC, W₂C, Mo₂C, W und Mo sind und wobei die Korngröße der Matrix der Cu-Sn-Ni-Grundlegierung auf nicht mehr als 0,070 mm festgelegt worden ist. Die Korngröße wird entsprechend einer Methode zur Bestimmung der mittleren Korngröße von geschmiedetem Kupfer und von Kupferlegierungen, definiert in der JIS H 0501, bestimmt. The invention therefore relates to a sliding material comprising 0.5 to 15% by mass of Sn, 0.2 to 10% by mass of Ni, 0.4 to 10% by volume of hard particles and the remainder essentially Cu, the hard particles are one or more particles selected from the group consisting of WC, W ₂ C, Mo ₂ C, W and Mo and the grain size of the matrix of the Cu-Sn-Ni base alloy has been determined to be no more than 0.070 mm. The grain size is determined according to a method for determining the average grain size of forged copper and copper alloys, defined in JIS H 0501.

Was die mittlere Teilchengröße der harten Teilchen, d. h. der Teilchen aus WC, W₂C und/oder Mo₂C, betrifft, so beträgt diese vorzugsweise 0,1 bis 16 µm. Die mittlere Teilchengröße von W oder Mo ist 1 bis 25 µm. As for the average particle size of the hard particles, ie the particles of WC, W ₂ C and / or Mo ₂ C, this is preferably 0.1 to 16 μm. The average particle size of W or Mo is 1 to 25 µm.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Gleitmaterial insgesamt höchstens 40 Massen-% ein oder mehrere Elemente ausgewählt aus der Gruppe Fe, Al, Mn, Co, Zn, Si und P enthalten. According to one embodiment of the present invention the sliding material a total of at most 40 mass% or several elements selected from the group Fe, Al, Mn, Co, Zn, Si and P included.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Gleitmaterial insgesamt höchstens 10 Volumen-% ein oder mehrere Legierungsbestandteile aus der Gruppe bestehend aus MoS₂, WS₂, h-BN und Graphit enthalten. According to a further embodiment of the present invention, the sliding material can contain a total of at most 10% by volume of one or more alloy components from the group consisting of MoS ₂ , WS ₂ , h-BN and graphite.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Gleitmaterial insgesamt höchstens 10 Massen-% Bi und/oder Pb enthalten. According to a further embodiment of the present Invention, the sliding material can have a total of at most 10 mass% Bi and / or Pb included.

Nachstehend werden die Gründe für die einzelnen speziellen Merkmale angegeben. Below are the reasons for each special Characteristics specified.

(1) Sn: 0.5 to 15 mass%

Sn verfestigt die Matrix der Cu-Legierung und verbessert die Ermüdungsbeständigkeitseigenschaften. Wenn der Sn-Gehalt weniger als 0,5 Massen-% beträgt, dann ist es unmöglich, diesen Verbesserungseffekt der Verfestigung der Cu-Legierungsmatrix zu erhalten. Wenn andererseits der Sn-Gehalt über 15 Massen-% hinausgeht, dann bildet sich eine erhebliche Menge von Cu-Sn- Verbindungen, was dazu führt, dass die Legierung brüchig wird. Sn solidifies and improves the matrix of the Cu alloy Fatigue resistance properties. If the Sn content is less than 0.5 mass%, then it is impossible to use this Improvement effect of the solidification of the Cu alloy matrix to obtain. On the other hand, if the Sn content is over 15 mass% then a significant amount of Cu-Sn- Connections, which causes the alloy to become brittle becomes.

(2) Ni: 0.2 to 10 mass%

Ni wird in der Cu-Legierungsmatrix aufgelöst, wodurch ihre Korrosionsbeständigkeitseigenschaften, die Ermüdungsbeständigkeitseigenschaften und die mechanische Festigkeit verbessert werden. Ni is dissolved in the Cu alloy matrix, causing their Corrosion resistance properties that Fatigue resistance properties and mechanical strength be improved.

Wenn der Ni-Gehalt geringer als 0,2 Massen-% ist, dann ist es unmöglich, einen Verbesserungseffekt bei der Korrosionsbeständigkeit und der mechanischen Festigkeit der Cu-Legierungsmatrix zu erhalten. Wenn andererseits der Ni-Gehalt über 10 Massen-% hinausgeht, dann wird die Cu-Legierungsmatrix zu hart und in diesem Fall wird sie als Gleitmaterial nicht bevorzugt. If the Ni content is less than 0.2 mass%, then it is impossible to see an improvement in the Corrosion resistance and mechanical strength of the Obtain Cu alloy matrix. On the other hand, if the Ni content is over 10 mass% goes beyond, then the Cu alloy matrix becomes hard and in this case it does not become a sliding material prefers.

(3) Hard particles: WC, W ₂ C, Mo ₂ C, W and Mo

Da diese harten Teilchen eine gute Befeuchtbarkeit mit der Matrix der Cu-Legierung haben, wird die Festigkeit der Legierung nicht verschlechtert und in der Legierung bilden sich keine Hohlräume. Daher wird die Eindringung des Schmiermittels in die Matrix aus der Cu-Legierung verhindert, was zu verbesserten Korrosionsbeständigkeitseigenschaften führt. Because these hard particles have good humidification with the Have the Cu alloy matrix, the strength of the Alloy does not deteriorate and form in the alloy no voids. Therefore, the penetration of the Lubricant in the matrix made of the Cu alloy prevents what leads to improved corrosion resistance properties.

(4) Hard particles: 0.4 to 10% by volume

Wenn der Anteil der harten Teilchen weniger als 0,4 Volumen-% beträgt, dann ist es nicht möglich, einen Kornraffinierungseffekt der Matrix der Kupferlegierung zu erhalten, was dazu führt, dass keine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit erhalten werden kann. Wenn andererseits der Anteil über 10 Volumen-% hinausgeht, dann wird ein paarendes Material von der Legierung zu stark angegriffen, wodurch eine schlechtere Beständigkeit der Legierung gegenüber fressendem Verschleiß resultiert. If the hard particle content is less than 0.4% by volume then it is not possible to get one Grain refining effect of the matrix of the copper alloy to get what to do leads to no improvement in corrosion resistance can be obtained. On the other hand, if the percentage is over 10 Volume%, then a mating material of attacked the alloy too much, making it worse Resistance of the alloy to erosive wear results.

(5) Grain size of Cu-Sn-Ni Alloy matrix: not more than 0.070 mm

Im Fall, dass die Korngröße der Cu-Sn-Ni-Legierungsmatrix (d.h. der Cu-Legierungsmatrix) über 0,070 mm hinausgeht, kann keine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit erhalten werden. In the case that the grain size of the Cu-Sn-Ni alloy matrix (i.e. the Cu alloy matrix) can go beyond 0.070 mm no improvement in corrosion resistance obtained become.

(6) Size of hard particles from WC, W ₂ C, Mo ₂ C: 0.1 to 10 µm

Im Fall, dass die Teilchengröße von WC, W₂C und Mo₂C kleiner als 0,1 µm ist, sind die harten Teilchen zu fein und der Raffinierungseffekt der Kristallkörner wird schlecht, was dazu führt, dass keine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit erhalten werden kann. Wenn andererseits die Teilchengröße über 10 µm hinausgeht, dann greifen diese Materialien das paarende Material zu stark an, was zu verschlechterten Beständigkeitseigenschaften gegenüber fressendem Verschleiß führt. In diesem Fall werden die Teilchen nicht gleichförmig dispergiert, wodurch ein schlechterer Raffinierungseffekt der Kristallkörner resultiert. In the case that the particle size of WC, W ₂ C and Mo ₂ C is smaller than 0.1 µm, the hard particles are too fine and the refining effect of the crystal grains becomes poor, with the result that no improvement in the corrosion resistance can be obtained , On the other hand, if the particle size exceeds 10 µm, these materials attack the mating material too much, resulting in deteriorated wear resistance properties. In this case, the particles are not dispersed uniformly, resulting in a poorer refining effect of the crystal grains.

(7) Size of hard particles W, Mo: 1 to 25 µm

Im Fall, dass die Teilchengröße von W und Mo geringer als 1 µm ist, sind diese zu fein, und in diesem Fall ist der Raffinierungseffekt auf die Kristallkörner schlecht, was dazu führt, dass keine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeitseigenschaften erhalten werden kann. Wenn andererseits die Teilchengröße über 25 µm hinausgeht, dann greifen sie das paarende Material zu stark an, was zu verschlechterten Beständigkeitseigenschaften gegenüber fressendem Verschleiß führt. In diesem Fall werden die Teilchen nicht gleichförmig dispergiert, wodurch ein schlechterer Raffinierungseffekt auf die Kristallkörner resultiert. In the case that the particle size of W and Mo is less than 1 µm is too fine, and in this case the Refining effect on the crystal grains bad, what about this leads to no improvement in Corrosion resistance properties can be obtained. If, on the other hand, the If the particle size exceeds 25 µm, then they grab it mating material too strong, causing deterioration Resistance properties to eating wear leads. In this case the particles do not become uniform dispersed, causing a poorer refining effect the crystal grains result.

(8) Fe, Al, Mn, Co, Zn, Si and P: not more than 40 in total mass%

Diese Elemente verfestigen die Cu-Legierungsmatrix, wodurch die Ermüdungsbeständigkeit verbessert wird. Wenn der Gehalt dieser Elemente über 40 Massen-% hinausgeht, dann tragen sie nicht zu einer Verbesserung der Ermüdungsbeständigkeit bei. These elements solidify the Cu alloy matrix, causing the fatigue resistance is improved. If the salary of these elements go beyond 40% by mass, then they wear does not improve fatigue resistance.

9) MoS ₂ , WS ₂ , h-BN, graphite: in total not more than 10% by volume

Diese Materialien sind feste Schmiermaterialien. Ihre Zugabe verbessert weiterhin die Eigenschaften der Beständigkeit gegenüber fressendem Verschleiß und der Verschleißbeständigkeit. Wenn andererseits der Gesamtgehalt dieser Materialien über 10 Volumen-% hinausgeht, dann wird die Festigkeit der Legierung verringert. These materials are solid lubricants. Your encore further improves the properties of durability against eating wear and tear Wear resistance. On the other hand, if the total content of these materials exceeds 10% by volume, then the strength of the Alloy decreased.

(10) Bi, Pb: insgesamt nicht mehr als 10 Massen-%(10) Bi, Pb: in total not more than 10 mass%

Diese Materialien werden in der Cu-Legierungsmatrix dispergiert, wodurch eine weiche Phase gebildet wird, die zu einer verbesserten Einbettbarkeit und zu einer verbesserten Beständigkeit gegenüber fressendem Verschleiß führt. Wenn andererseits der Gehalt dieser Materialien über 10 Massen-% hinausgeht, dann wird die Festigkeit der Cu-Legierungsmatrix verringert. These materials are in the Cu alloy matrix dispersed, forming a soft phase that leads to a improved embeddability and improved Resistance to feeding wear leads. If on the other hand the content of these materials over 10% by mass then the strength of the Cu alloy matrix reduced.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. The invention will become apparent from the accompanying drawing explained.

Diese stellt eine Querschnittsansicht einer Lagerschale gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. This represents a cross-sectional view of a bearing shell according to an embodiment of the invention.

Nachstehend wird eine Ausführungsform beschrieben, derzufolge die vorliegende Erfindung auf eine Kolbenbüchse angewendet wird, die an ein kleines Ende einer Kurbelstange anmontiert ist. Die Kolbenbüchse 1 ist eine so genannte Wickelbüchse. Wie in der Figur gezeigt, ist die Innenumfangsoberfläche eines Stützmetalls 2, hergestellt aus einer dünnen Stahlplatte, mit einer Lagerlegierungsschicht 4 als Gleitmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung auf dem Weg über eine Kupferplattierungsschicht 3 zur Verbesserung der Haftfestigkeit versehen. An embodiment will be described below in which the present invention is applied to a piston liner mounted on a small end of a crank rod. The piston sleeve 1 is a so-called winding sleeve. As shown in the figure, the inner peripheral surface of a support metal 2 made of a thin steel plate is provided with a bearing alloy layer 4 as a sliding material according to the present invention on the way through a copper plating layer 3 to improve the adhesive strength.

Die Lagerlegierungsschicht 4 ist aus einer gesinterten Cu-Legierung hergestellt worden und ihre Legierungszusammensetzung entspricht den Ansprüchen. Beispiele 1 bis 11 werden nachstehend angegeben. Das heißt, die Lagerlegierungsschicht 4 enthält 0,5 bis 15 Massen-% Sn, 0,2 bis 10 Massen-% Ni, 0,4 bis 10 Volumen-% harte Teilchen und besteht zum Rest im Wesentlichen aus Cu. Die harten Teilchen sind ein oder mehrere Teilchen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus WC, W₂C, Mo₂C, W und Mo. Die Korngröße der Cu-Sn-Ni-Matrix ist nicht größer als 0,070 mm. The bearing alloy layer 4 is made of a sintered Cu alloy and its alloy composition meets the requirements. Examples 1 to 11 are given below. That is, the bearing alloy layer 4 contains 0.5 to 15% by mass of Sn, 0.2 to 10% by mass of Ni, 0.4 to 10% by volume of hard particles and the rest consists essentially of Cu. The hard particles are one or more particles selected from the group consisting of WC, W ₂ C, Mo ₂ C, W and Mo. The grain size of the Cu-Sn-Ni matrix is not greater than 0.070 mm.

In diesem Fall beträgt vorzugsweise die mittlere Teilchengröße von WC, W₂C und Mo₂C 0,1 bis 10 µm und diejenige von W und Mo ist vorzugsweise 1 bis 25 µm. Weiterhin kann die Lagerlegierung nicht mehr als 40 Massen-% insgesamt ein oder mehrere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe Fe, Al, Mn, Co, Zn, Si und P enthalten. Sie kann auch nicht mehr als insgesamt 10 Massen-% Bi und/oder Pb enthalten. Sie kann auch insgesamt nicht mehr als 10 Volumen-% ein oder mehrere Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus MoS₂, WS₂, h-BN und Graphit enthalten. In this case, the mean particle size of WC, W ₂ C and Mo ₂ C is preferably 0.1 to 10 μm and that of W and Mo is preferably 1 to 25 μm. Furthermore, the bearing alloy may not contain more than 40% by mass in total of one or more elements selected from the group consisting of Fe, Al, Mn, Co, Zn, Si and P. It can also contain no more than a total of 10% by mass of Bi and / or Pb. It can also contain a total of no more than 10% by volume of one or more materials selected from the group consisting of MoS ₂ , WS ₂ , h-BN and graphite.

Nachstehend wird kurz das Herstellungsverfahren der Buchse 1 beschrieben. Zuerst werden ein Cu-Legierungspulver mit gegebener Zusammensetzung und harte Teilchen in einem Mischer vermischt, um ein zuvor festgelegtes Mengenverhältnis zu erhalten. Das Cu-Legierungspulver kann aus einer Cu-Sn-Ni-Legierung, einer Cu-Sn-Ni-Zn-Legierung usw. bestehen. Bei dem Mischprozess beträgt der Anteil des Cu-Legierungspulvers nicht weniger als 90 Massen-% der Teilchen, die eine Teilchengröße von nicht mehr als 75 µm haben, und nicht weniger als 60 Massen-% der Teilchen, die eine Teilchengröße von nicht mehr als 45 µm haben, damit eine gleichförmige Mischung mit den harten Teilchen erfolgen kann. The manufacturing method of the bushing 1 is briefly described below. First, a Cu alloy powder having a given composition and hard particles are mixed in a mixer to obtain a predetermined ratio. The Cu alloy powder may consist of a Cu-Sn-Ni alloy, a Cu-Sn-Ni-Zn alloy, etc. In the mixing process, the proportion of the Cu alloy powder is not less than 90% by mass of the particles having a particle size of not more than 75 µm and not less than 60% by mass of the particles having a particle size of not more than 45 µm, so that a uniform mixture with the hard particles can take place.

Danach wird das Pulvergemisch auf einem 1,3 mm dicken Stahlstreifen (dem Stützmetall 2), der zuvor mit der Cu-Plattierungsschicht 3 versehen worden ist, ausgebreitet. Danach wird in einer ersten Sinterstufe bei 800 bis 950°C etwa 15 Minuten lang in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt. Sodann wird das behandelte Material gewalzt, um die Lagerlegierungsschicht zu verdichten. Weitere Stufen des Sinterns und des Walzens werden wiederholt, um die Lagerlegierungsschicht zu verdichten, wodurch ein Bimetall erhalten wird, das eine Gesamtdicke von etwa 1,6 mm und eine Dicke der Lagerlegierungsschicht von etwa 0,4 mm hat. The powder mixture is then spread on a 1.3 mm thick steel strip (the supporting metal 2 ) which has previously been provided with the Cu plating layer 3 . Then, in a first sintering stage, the mixture is heated at 800 to 950 ° C. for about 15 minutes in a reducing atmosphere. The treated material is then rolled to densify the bearing alloy layer. Further steps of sintering and rolling are repeated to densify the bearing alloy layer, thereby obtaining a bimetal that has an overall thickness of about 1.6 mm and a thickness of the bearing alloy layer of about 0.4 mm.

Bei dem Herstellungsprozess des Bimetalls wurde die Sinterungstemperatur in der am Schluss durchgeführten Sinterungsstufe auf nicht höher als 920°C festgesetzt, um das Wachstum der Kristallkörner zu hemmen. Die Temperatur von höchstens 920°C ist eine Temperatur, bei der in der Cu-Sn-Ni-Matrix keine flüssige Phase erzeugt wird. Ein Probekörper gemäß Vergleichsbeispiel 3 wurde bei einer Endsinterungstemperatur von 970°C weiterbearbeitet und in den unten beschriebenen Tests verwendet. Das Bimetall wurde spanabhebend zu einer zylindrischen Gestalt verformt und am Schluss mit einer Deckschicht 5 überzogen. In the bimetal manufacturing process, the sintering temperature in the final sintering step was set at not higher than 920 ° C. to inhibit the growth of the crystal grains. The temperature of at most 920 ° C is a temperature at which no liquid phase is generated in the Cu-Sn-Ni matrix. A test specimen according to Comparative Example 3 was processed further at a final sintering temperature of 970 ° C. and used in the tests described below. The bimetal was machined into a cylindrical shape and finally covered with a covering layer 5 .

Auf diese Weise wurde die Buchse 1 hergestellt. Bei den Beispielen gemäß der vorliegenden Erfindung und den Vergleichsbeispielen mit den Legierungszusammensetzungen gemäß Tabelle 1 wurden die Korngrößen der Cu-Legierungen gemessen. Es wurden Korrosions-, Antifestfressungs- und Ermüdungstests durchgeführt, um die Vorteile gemäß der Ausführungsformen dieser Erfindung zu bestätigen. In this way, the socket 1 was manufactured. In the examples according to the present invention and the comparative examples with the alloy compositions according to Table 1, the grain sizes of the Cu alloys were measured. Corrosion, anti-seizure, and fatigue tests were performed to confirm the benefits according to the embodiments of this invention.

Die Korngröße der jeweiligen Cu-Legierung wurde gemäß einer Methode zur Bestimmung der mittleren Korngröße für geschmiedetes Kupfer und geschmiedete Kupferlegierungen, definiert in der JIS H 0501, gemessen. Der Korrosionstest wurde mit dem jeweiligen Probekörper in einem Schmieröl durchgeführt. Der Probekörper hatte eine Gesamtdicke von 1,5 mm (mit Einschluss von 0,3 mm der Dicke der Lagerlegierungsschicht), eine Breite von 25 mm und eine Länge von 50 mm. Der Probekörper war aus dem Bimetall hergestellt worden. Der Test auf fressenden Verschleiß wurde mit den jeweiligen Buchsenprobekörpern mit einer Gesamtdicke von 1,5 mm (mit Einschluss einer Dicke von 0,3 mm der Lagerlegierungsschicht), einem Innendurchmesser von 20 mm und einer Breite von 15 mm durchgeführt. Der Ermüdungstest wurde unter Verwendung eines zylindrischen Lagers hergestellt, das durch Paaren von zwei halbkreisförmigen Lagern, jeweils mit einer Gesamtdicke von 1,5 mm (mit Einschluss einer Dicke von 0,3 mm der Lagerlegierungsschicht), hergestellt worden war. Die Testbedingungen sind in Tabellen 2 bis 4 angegeben.

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

The grain size of the respective Cu alloy was measured according to a method for determining the mean grain size for forged copper and forged copper alloys, as defined in JIS H 0501. The corrosion test was carried out with the respective test specimen in a lubricating oil. The specimen had an overall thickness of 1.5 mm (including 0.3 mm of the thickness of the bearing alloy layer), a width of 25 mm and a length of 50 mm. The test specimen was made from the bimetal. The feeding wear test was carried out on the respective bush specimens with a total thickness of 1.5 mm (including a thickness of 0.3 mm of the bearing alloy layer), an inner diameter of 20 mm and a width of 15 mm. The fatigue test was made using a cylindrical bearing made by pairing two semicircular bearings, each with a total thickness of 1.5 mm (including 0.3 mm thickness of the bearing alloy layer). The test conditions are given in Tables 2 to 4.

Table 2

Table 3

Table 4

Bei dem Test auf fressenden Verschleiß wurde die Oberflächenlast stufenweise in Teilschritten von 5 MPa erhöht und bei jedem Teilschritt der Oberflächenlast 10 Minuten lang beim Betrieb gehalten. Eine Last der Oberfläche des Lagers, die um eine Stufe niedriger war als die tatsächliche Last der Oberfläche des Lagers bei einer Temperatur der Rückseitenoberfläche des Lagers über 200°C oder wenn der Antriebsstrom eines Motors zum Antreiben der Drehwelle einen abnormen Wert zeigte, wurde als maximale spezifische Last ohne fressenden Verschleiß angesehen. Beim Ermüdungstest wurden die jeweiligen halbkreisförmigen Lager einem Gleitkontaktzustand unter einer vorbestimmten Last ausgesetzt. Nach dem Test wurden die jeweiligen Probekörper untersucht, um festzustellen, ob in der Lagerlegierung eine Ermüdung erfolgt war oder nicht. In the test for eating wear, the Surface load gradually increased in increments of 5 MPa and at every step of the surface load for 10 minutes Kept operating. A load on the surface of the bearing that around one level lower than the actual load of the Surface of the bearing at a temperature of Back surface of the bearing above 200 ° C or if the drive current is one Motor for driving the rotating shaft has an abnormal value showed was considered the maximum specific load with no guzzling Viewed wear. In the fatigue test, the respective semi-circular bearing a sliding contact state under one exposed to predetermined load. After the test, the examined each test specimen to determine whether in the Bearing alloy fatigue had occurred or not.

Aus Tabelle 1 wird beim Vergleich mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 ersichtlich, dass die Probekörper der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 11 signifikant bessere Korrosionsbeständigkeitseigenschaften zeigen und dass sie ähnliche oder bessere Ergebnisse hinsichtlich der Antifestfressungs- und Ermüdungsbeständigkeitseigenschaften besitzen. Table 1 shows a comparison with the Comparative Examples 1 to 5 can be seen that the test specimens of Examples 1 to 11 according to the invention are significantly better Show corrosion resistance properties and that they are similar or better results in terms of anti-seizure and Have fatigue resistance properties.

Nachstehend werden die Korngröße der Cu-Legierungsmatrix, die Bestandteilselemente der Cu-Legierungsmatrix und der Typ der harten Teilchen sowie die Testergebnisse für die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften angegeben.

1. Aus Tabelle 1 wird ersichtlich, dass die Probekörper der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 11 im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften wie diejenigen der Vergleichsbeispiele 2, 4 und 5 hinsichtlich des Punkts haben, dass die Korngröße der Cu-Legierungsmatrix nicht mehr als 0,070 mm beträgt.
2. Bei den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 11 besteht die Cu-Legierungsmatrix aus dem Cu-Sn-Ni-System (bei den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 10 besteht sie aus Cu-Sn-Ni und bei dem erfindungsgemäßen Beispiel 11 besteht sie aus Cu-Sn- Ni-Zn) und Mo₂C, WC, Mo und W werden als harte Teilchen verwendet.
3. Andererseits besteht beim Vergleichsbeispiel 1 die Cu-Legierungsmatrix aus dem Cu-Sn-Ni-System, enthält aber keine harten Teilchen.
4. Bei den Vergleichsbeispielen 2 und 3 wird Mo₂C als harte Teilchen verwendet, jedoch enthält die Cu-Legierungsmatrix weder Ni noch Sn.
5. Bei den Vergleichsbeispielen 4 und 5 besteht die Cu-Legierungsmatrix aus dem Cu-Sn-Ni-System und Al₂O₃, SiC werden als harte Teilchen zusätzlich zu Mo₂C verwendet.
6. Weiterhin haben die Probekörper der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 11 wesentlich bessere Korrosionsbeständigkeitseigenschaften als die Probekörper der Vergleichsbeispiele 1 bis 5.
7. Aus den obigen Werten wird ersichtlich, dass bei einer Cu-Legierungsmatrix vom Cu-Sn-Ni-System mit einer Korngröße von nicht mehr als 0,070 mm, enthaltend Mo₂C, WC, Mo und W, die Korrosionsbeständigkeitseigenschaften verbessert worden sind.

The grain size of the Cu alloy matrix, the constituent elements of the Cu alloy matrix and the type of hard particles, and the test results for the corrosion resistance properties are shown below.

1. From Table 1 it can be seen that the test specimens of Examples 1 to 11 according to the invention have essentially the same properties as those of Comparative Examples 2, 4 and 5 with regard to the point that the grain size of the Cu alloy matrix is not more than 0.070 mm.
2. In Examples 1 to 11 according to the invention, the Cu alloy matrix consists of the Cu-Sn-Ni system (in Examples 1 to 10 according to the invention it consists of Cu-Sn-Ni and in Example 11 according to the invention it consists of Cu Sn-Ni-Zn) and Mo ₂ C, WC, Mo and W are used as hard particles.
3. On the other hand, in Comparative Example 1, the Cu alloy matrix consists of the Cu-Sn-Ni system, but does not contain any hard particles.
4. In Comparative Examples 2 and 3, Mo ₂ C is used as the hard particle, but the Cu alloy matrix contains neither Ni nor Sn.
5. In Comparative Examples 4 and 5, the Cu alloy matrix consists of the Cu-Sn-Ni system and Al ₂ O ₃ , SiC are used as hard particles in addition to Mo ₂ C.
6. Furthermore, the test specimens of Examples 1 to 11 according to the invention have significantly better corrosion resistance properties than the test specimens of Comparative Examples 1 to 5.
7. From the above values, it can be seen that in a Cu alloy matrix of the Cu-Sn-Ni system with a grain size of not more than 0.070 mm containing Mo ₂ C, WC, Mo and W, the corrosion resistance properties have been improved.

Die harten Teilchen können aus W₂C bestehen. The hard particles can consist of W ₂ C.

Die harten Teilchen können auch zwei oder mehrere Materialien, ausgewählt aus W₂C, Mo₂C, WC, Mo und W, enthalten. The hard particles can also contain two or more materials selected from W ₂ C, Mo ₂ C, WC, Mo and W.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Buchsen für Kolbenstangen, angeordnet im kleinen Ende der Kurbelstange, begrenzt. Sie kann beispielsweise auch für ein Hauptlager, ausgebildet als halbkreisförmiges Lager für Verbrennungsmotoren, verwendet werden. The present invention is not on bushings for Piston rods arranged in the small end of the crank rod, limited. It can also be used for a main warehouse, designed as a semi-circular bearing for internal combustion engines, be used.

Claims

1. Sliding material comprising 0.5 to 15% by mass of Sn, 0.2 to 10% by mass of Ni, 0.4 to 10% by volume of hard particles and the remainder essentially Cu, the hard particles consisting of the group from WC, W ₂ C, Mo ₂ C, W and Mo have been selected and the grain size of the matrix of the sliding material is not greater than 0.070 mm and the matrix consists of a Cu-Sn-Ni alloy.

2. Sliding material according to claim 1, characterized in that if the hard particles consist of WC, W ₂ C or Mo ₂ C, their average particle diameter is 0.1 to 10 µm and if the hard particles consist of W or Mo, their average particle diameter is 1 to 25 µm.

3. Sliding material according to claim 1 or 2, characterized characterized that there are still a total of 40 Mass% of one or more elements selected from the group consisting of Fe, Al, Mn, Co, Zn, Si and P contains.

4. Sliding material according to one of claims 1 to 3, characterized in that it further contains a total of not more than 10% by volume of one or more alloy components selected from the group consisting of MoS ₂ , WS ₂ , h-BN and graphite.

5. Sliding material according to one of claims 1 to 4, characterized characterized that it continues overall contains no more than 10% by mass of Bi and / or Pb.