(57)【要約】【課題】本発明は、長い寿命が達成されるように滑り軸受を改良し、それを製造するための簡単かつ安価な方法を明示し、滑り軸受の好ましい使用を明示することである。【解決手段】本発明は、ＦｅＳｎ２含有結合帯域の厚さが最高で１０μｍ（ミクロン）であり、皮膜の少なくとも第１層が溶融被覆によって鉄含有母材に被着され、被被覆表面とこの表面に供給される被覆材料とに対するエネルギー伝達が溶融被覆のためにコントロール下に行われ、被覆材料のみが完全に溶融し、但し母材が完全に凝固状態に留まることを特徴とする。【選択図】図2
2009533630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄含有母材から成る少なくとも１つの支持部品（７）を有する滑り軸受であって、前記支持部品が、少なくとも１つの層（８ａ、８ｂ）を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る皮膜（８）を摺動面側に備えており、少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、かつＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）によって前記母材と冶金的に結合されているものにおいて、前記ＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）の厚さが最高で１０μｍであることを特徴とする滑り軸受。
【請求項２】
前記ＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）の厚さが最高で０．５〜５μｍであることを特徴とする、請求項１記載の滑り軸受。
【請求項３】
前記ＦｅＳｎ２結合帯域（９）の厚さが、前記鉄含有母材に溶融被覆されたＳｎ含有層、主にホワイトメタル相の拡散深さに一致することを特徴とする請求項１または２に記載の滑り軸受。
【請求項４】
前記支持部品（７）の母材が、少なくとも前記皮膜（８）を受容するその領域にマルテンサイトを含まないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項５】
前記皮膜（８）の各Ｓｎ含有層がその厚さにわたって均一構造、特にＣｕ６Ｓｎ５結晶およびＳｂＳｎ結晶の均一分布を有することを特徴とする請求項1〜４のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項６】
少なくとも前記皮膜（８）の領域に設けられる前記Ｓｎ含有材料、主に前記皮膜（８）全体が、カドミウムを含まず、その代わりに亜鉛を含有していることを特徴とする請求項1〜５のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項７】
前記皮膜（８）が、重ねて設けられる複数の層（８ａ、８ｂ）を含むことを特徴とする請求項1〜６のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項８】
皮膜の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）、主にすべての層（８ａ、８ｂ）が、単にスズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）および銅（Ｃｕ）および主に亜鉛（Ｚｎ）を含有するホワイトメタルから成ることを特徴とする請求項1〜７のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項９】
前記皮膜（８）の層（８ａ、８ｂ）が少なくとも部分的に異なる材料から成ることを特徴とする請求項1〜８のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項１０】
前記支持部品（７）が鋼から成ることを特徴とする請求項1〜９のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項１１】
前記支持部品（７）が付属するケーシングに嵌挿可能な軸受胴（６ａもしくは６ｂ）として形成されており、前記軸受胴がその半径方向内側に軸受金属から成る前記皮膜（８）を有することを特徴とする請求項1〜１０のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項１２】
請求項1〜１１の少なくとも１項に記載の滑り軸受を製造するための方法であって、前記鉄含有母材から成る少なくとも１つの前記支持部品（７）が、少なくとも１つの層（８ａ、８ｂ）を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る前記皮膜（８）を摺動面側に備えられ、少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、この材料が固体の態様で被被覆表面に供給され、かつ冶金的結合をもたらす処理によって鉄含有母材に被着されるものにおいて、皮膜（８）の少なくとも第１層（８ａ）が溶融被覆によって前記鉄含有母材に被着され、被被覆表面とこの表面に供給される被覆材料とに対するエネルギー伝達が前記皮膜（８）の少なくとも第１層（８ａ）を溶融被覆するためにコントロール下に行われ、被覆材料のみが完全に溶融し、前記鉄含有母材が完全に凝固状態に留まることを特徴とする製造方法。
【請求項１３】
拡散過程によって前記皮膜（８）と前記母材との間の境界領域に前記ＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）が生成されることを特徴とする、請求項１２記載の製造方法。
【請求項１４】
前記母材の被被覆表面が被覆前に清浄化および／または粗面化されることを特徴とする、請求項１２または１３のいずれか１項記載の製造方法。
【請求項１５】
供給される被覆材料が粉末および／または帯材および／または線材として被被覆表面に供給されることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記皮膜（８）の少なくとも第１層（８ａ）、主にすべての層（８ａ、８ｂ）を溶融被覆するために、ヒートスポットを発生して前記支持部品（７）に対して相対移動する加熱装置、主に少なくとも１つのレーザビーム（１２）および／または少なくとも１つの誘導コイルが使用されることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
被覆材料がそれぞれ、エネルギー伝達時に発生されるヒートスポット内で被被覆表面に供給されることを特徴とする、請求項１６記載の製造方法。
【請求項１８】
被覆材料がそれぞれ、相並んで続く平行なビーズの態様で前記母材に被着されることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記母材に溶融被覆された少なくとも最終層（８ｂ）の上面、主にすべての層（８ａ、８ｂ）の上面が、エネルギー供給によって均質化されることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２０】
同じ材料または異なる材料から成る複数の層（８ａ、８ｂ）が順次溶融被覆され、少なくとも第１層（８ａ）がスズを含有していることを特徴とする、請求項１０〜１９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２１】
溶融被覆材料がそれぞれ凝固に至るまで保護ガスを付加されることを特徴とする、請求項１０〜２０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２２】
レーザビーム（１２）を形成するためにＣＯ２レーザおよび／またはダイオードレーザが使用されることを特徴とする、先行請求項１０〜２１のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２３】
請求項１〜１１の少なくとも１項に記載の滑り軸受を製造するための方法であって、前記鉄含有母材から成る少なくとも１つの前記支持部品（７）が、少なくとも１つの層（８ａ、８ｂ）を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る前記皮膜（８）を摺動面側に備えられ、少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、この材料が固体の態様で被被覆表面に供給され、かつ冶金的結合をもたらす処理によって前記鉄含有母材に被着されるものにおいて、前記皮膜（８）の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）が前記支持部品（７）の前記鉄含有母材に押付けられることを特徴とする製造方法。
【請求項２４】
前記皮膜（８）の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）が前記支持部品（７）の前記鉄含有母材に加圧下にロールコートされることを特徴とする、請求項２３に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記皮膜（８）の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）を形成する被覆材料が、加圧下にロールコートされる条片または帯材の態様で被被覆表面に供給されることを特徴とする、請求項２３または２４に記載の製造方法。
【請求項２６】
少なくとも１つの滑り軸受を有する大型エンジン、特に２サイクル大型ディーゼルエンジンにおける、請求項1〜２５のいずれか１項に記載の滑り軸受の使用。
【請求項２７】
大型エンジン、特に２サイクル大型ディーゼルエンジンにおいてクランクシャフト軸受および／またはコンロッド軸受および／またはスラスト軸受および／またはクロスヘッドピン軸受および／またはプロペラシャフト軸受が請求項1〜２５のいずれか１項に記載の滑り軸受として形成されていることを特徴とする、請求項２６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄含有母材から成る支持部品を有する滑り軸受であって、支持部品が、少なくとも１つの層を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る皮膜を摺動面側に備えており、少なくとも支持部品に隣接する層がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、かつＦｅＳｎ２含有結合帯域によって支持部品と冶金的に結合されているものに関する。本発明はさらに、このような滑り軸受を製造するための方法であって、鉄含有母材から成る支持部品が、少なくとも１つの層を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る皮膜を摺動面側に備えられ、少なくとも支持部品に隣接する層がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、この材料が固体の態様で被被覆表面に供給され、かつ冶金的結合をもたらす処理によって母材に被着されるものに関する。本発明はさらに、このような滑り軸受の好ましい使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ００／２３７１８により冒頭に指摘した種類の滑り軸受および方法が公知である。この公知提案によれば、ホワイトメタルを含有する皮膜が鉄素材から成る支持部品に合金される。合金の形成では、液体合金成分の存在が必要である。したがって、被覆過程時において、ホワイトメタルが溶融するだけでなく、溶融母材から成る金属浴が支持部品の摺動面側上面にも生成されるほどに多くの熱が解放されねばならない。こうして生成されたホワイトメタルと鉄素材との溶融体は互いに合金することができ、ＦｅＳｎ２が大量に発生する。それに応じて、大部分がＦｅＳｎ２から成る比較的厚い結合帯域が生じる。この結合帯域は確かに母材と皮膜との間に良好な冶金的結合を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしＦｅＳｎ２はごく脆い材料であり、公知軸受装置の僅かな負荷において既に亀裂を生じ、脆性破壊を生じることがある。これに加えて、冷却が不十分な場合、皮膜近傍の鉄素材がやはりきわめて脆いマルテンサイトへと変態することがあり、これにより前記欠点が一層強まる。公知装置では比較的広い中間範囲の内部で高い脆性と低い延性とのゆえに寿命は比較的短い。
【０００４】
ホワイトメタル等の軸受金属から成る皮膜を遠心成形法で支持部品に被着することも知られており、溶融母材から成る金属浴の形成は確かに起きない。しかし遠心成形法で被着されたホワイトメタルが凝固すると、まずＣｕ６Ｓｎ５から成る針状結晶が消失し、次にＳｂＳｎから成る立方晶系結晶が消失し、最後に残存するスズ富化マトリックスが凝固することによって、合金成分の分離が起きることがある。Ｃｕ６Ｓｎ５の密度は長い液体マトリックスの密度よりも大きく、ＳｂＳｎの密度はそれよりも小さい。それに応じてＣｕ６Ｓｎ５結晶は半径方向外側に移動し、母材にホワイトメタル皮膜が続く領域を弱化する。これは寿命に不利に作用することがある。
【０００５】
それゆえに本発明は上記の課題を鑑みて、公知装置の諸欠点を防止して長い寿命が達成されるように冒頭に指摘した種類の滑り軸受を改良することである。また、本発明の他の課題は、本発明に係る滑り軸受を製造するための簡単かつ安価な方法を明示し、本発明に係る滑り軸受の好ましい使用を明示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
滑り軸受に関係した課題は、前文に係る滑り軸受に関連して、ＦｅＳｎ２含有結合帯域の厚さが最高で１０μｍ（ミクロン）であることによって解決される。
【０００７】
製造方法に関係した課題は、前文に係る製造方法に関連して、好ましい第１変更態様によれば、皮膜の少なくとも第１層が溶融被覆によって鉄含有母材に被着され、被被覆表面とこの表面に供給される被覆材料とに対するエネルギー伝達が溶融被覆のためにコントロール下に行われ、被覆材料のみが完全に溶融し、但し母材が完全に凝固状態に留まることによって解決される。
【発明の効果】
【０００８】
ＦｅＳｎ２から成る結合帯域が完全に抑制されるのでなく、僅かな範囲内で許容されることによって、有利なことに支持部品の鉄含有母材に対する皮膜の良好な冶金的結合、従って高い付着強度が得られる。他方で、脆いＦｅＳｎ２から成る結合帯域の厚さが僅かである結果、本発明に係る滑り軸受の変形能力はそのことによって全体としてさして否定的影響を受けないことが確保されており、こうして脆性破壊および亀裂形成に対して十分に高い安全性が保証されている。
【０００９】
これらの措置は有利なことに母材内への僅かな入熱を生じ、溶融母材から成る金属浴が被被覆表面に形成されることがなく、被覆材料は固体金属ベースに溶融被覆され、熱の存在する結果、母材に対する皮膜の望ましい冶金的結合を保証する拡散が始まる。母材の加熱に依存した拡散深さは簡単に制御することができ、拡散の結果としてここで得られる結合帯域の厚さは最高で１０μｍ、主に０．５〜５μｍの所望する限界内である。同時に、母材領域でのマルテンサイト形成と皮膜領域での不規則な結晶分布とを避けることができる。有利なことに添加物が必要ではないので、スズ含有材料として単純なホワイトメタルを使用することができる。本発明に係る製造方法の有利な１構成は、スズ含有被覆材料が亜鉛を含有することにある。以前に結晶形成を調節するために必要であったカドミウムは省くことができ、そのことで環境適合性が高まる。
【００１０】
本発明に係る製造方法の別の有利な変更態様は、皮膜の少なくとも第１層が押付けによって、主にロールコートの態様で鉄含有母材に被着されることにある。その際にも、母材への入熱は僅かなままである。それに加えてこの変更態様は簡単迅速安価なプロセス遂行、従って高い経済性を保証する。
【００１１】
本発明に係る滑り軸受は、有利には、大型エンジン、特に２サイクル大型ディーゼルエンジン等の大型機械において使用される。これらの大型機械においては、寿命が長くなることで、特別高い費用を節約できるためである。
【００１２】
上位措置の有利な諸構成、望ましい諸改良は従属請求項に明示されている。
【００１３】
母材の被被覆表面は、有利には、被覆前に清浄化および／または粗面化される。これにより、所望する拡散が促進され、それに応じて拡散によって得られる結合帯域の形成が促進される。それに加えて粗面化はビームもしくは放射線の反射を妨げ、そのことで母材内への入熱のコントロールが容易となる。
【００１４】
他の望ましい措置は、複数の層を順次溶融被覆することにある。これにより、所要のエネルギー束を極力僅かに留め、なおかつ皮膜の比較的大きな厚さを達成できることが確保されている。層は同じ材料または異なる材料で構成することができ、そのことから個別事例の諸条件に軸受特性を適合させることが可能となる。
【００１５】
望ましくは、被覆材料は相並んで続くビーズの態様で母材に被着され、そのことで入熱の簡単なコントロールが促進される。これによって生成される凸凹は他の入熱によって簡単に均等化することができ、そのことで機械的再加工が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の主な応用分野は、大型エンジン、例えば船舶用エンジンとして使用される２サイクル大型ディーゼルエンジンのクランクシャフト主軸受、コンロッド軸受、スラスト軸受、プロペラシャフト軸受等の比較的大きな軸受である。このようなエンジンの構造および作用様式はそれ自体知られている。
【００１７】
図１の基礎となる２サイクル大型ディーゼルエンジンのクランクシャフト主軸受は、エンジンケーシング１に一体化された下部２とこれに載置可能な上部３とから成り、タイロッド４によって保持される。下部２と上部３は補足し合って穴５となる凹部を備えており、分割された軸受ブシュの半胴６ａ、６ｂがそれぞれこの凹部に嵌挿されており、ここに詳しくは図示しないクランクシャフトの付属するピンがこの軸受ブシュ内で支承されている。修理のとき半胴６ａ、６ｂの交換はきわめて面倒で手間がかかる。それゆえに、長い耐用期間が望ましい。半胴６ａ、６ｂはそれぞれ半径方向外側支持部品７から成り、この支持部品は摺動面側に、つまり半径方向内表面に、単層または多層皮膜８を備えている。支持部品７は鉄含有素材、一般に鋼から成る。皮膜８は、少なくとも支持部品７に隣接する半径方向外側領域では、支持部品７への良好な結合をもたらすＳｎ含有材料から成り、少なくとも半径方向内側では、良好な非常動作特性を有する材料から成る。両方に適しているのはホワイトメタルである。実際にはスズ合金がホワイトメタルと称される。
【００１８】
ここで皮膜８を形成するのに使用されるホワイトメタルは、単にスズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）および銅（Ｃｕ）および主に亜鉛（Ｚｎ）を含有する単純なホワイトメタルとすることができる。亜鉛含有は、所望する態様で結晶化を達成するためにカドミウム等のその他の添加物の添加を不要とする。
【００１９】
皮膜８を形成する材料は単数または複数の層の態様で、鋼から成る支持部品７の半径方向内表面に溶融被覆される。その際、支持部品７の鉄含有母材と皮膜８の軸受金属との間の境界領域に、図２に破線で示唆した結合帯域９が形成され、この結合帯域は実質的にＦｅＳｎ２から成る。鉄は母材に由来し、スズは皮膜８に由来する。このためには、少なくとも支持部品７に隣接する半径方向外側領域において皮膜がスズ含有材料で構成されれば十分である。
【００２０】
ＦｅＳｎ２はきわめて脆い物質であり、そのことが半胴６ａ、６ｂの寿命に否定的に影響し得ることが実証された。しかし他方で結合帯域９は、鉄含有母材への皮膜８の確実な冶金的結合を得るために必要となる。
【００２１】
ＦｅＳｎ２から成る結合帯域９の厚さが最高で１０μｍ（１０ミクロン）の場合、鉄含有母材に対する皮膜８の良好な冶金的結合も、被覆された軸受胴６ａ、６ｂのなお十分な変形能力、従って許容できる寿命も達成できることが、包括的実験で確認された。実験はさらに、結合帯域９の厚さが０．５〜５μｍの場合既に十分な冶金的結合が達成され、変形能力が特別良好であることを示した。
【００２２】
それゆえに被覆材料の溶融被覆は、結合帯域９が１０μｍ厚以下、主に０．５〜５μｍ厚以下となるように行われる。このため溶融被覆過程は、関与する金属の合金によってではなく拡散過程によって結合帯域９が形成されるように行われる。この拡散過程は好適な熱管理によって、拡散深さが最高で１０μｍ、主に最高で０．５〜５μｍとなるように制御される。
【００２３】
このため、被覆材料を溶融被覆するために支持部品７の鉄含有母材に印加されるエネルギーは、支持部品７の被被覆表面に溶融母材から成る金属浴が生成されるのでなく、母材が完全に凝固状態に留まり、被覆材料のみが溶融されるように制御される。
【００２４】
鉄含有母材上に皮膜８を溶融被覆するために、望ましくは、局所的に有効な加熱装置、すなわち小さな局所ヒートスポットを発生する加熱装置が使用される。図３の基礎となる装置をこのために使用することができる。この装置はレーザ源１０と材料供給装置１１とを含む。レーザ源１０が発生するレーザビーム１２は支持部品７の被被覆表面に対して概ね垂直に向けられている。供給装置１１はレーザビーム１２の軸線に対して傾いている。傾斜角は２０°〜４０°、主に３０°とすることができる。供給装置１１によって被覆材料は固体状態で、レーザビーム１２を照射されるように、被被覆表面に供給される。
【００２５】
供給されるべき被覆材料は粉末または帯材または線材の態様とすることができる。図示例では被覆材料が線材１３の態様で供給される。それに応じて供給装置１１は送り装置として形成されている。金属粉末を使用する場合、供給装置１１は粉末流を吐出する吹込ノズルとして形成されている。望ましくは、被覆材料は凝固に至るまで、図３に流れ矢印１４で示唆したように保護ガスを付加される。有利には、好適な供給口１５を備えた供給装置１１を介して保護ガスは供給することができる。
【００２６】
レーザ源１０と供給装置１１は図示例において共通の作動ヘッド１６内に受容されている。被覆過程を行うために作動ヘッド１６と支持部品７の被被覆表面との間に矢印１７で示唆した相対運動を発生できるように、作動ヘッドは配置されている。作動ヘッド１６と被被覆表面との間の相対速度と、供給装置１１によって引き起こされる材料処理量と、そして被被覆表面に供給される被覆材料への、および支持部品７の被被覆表面自体へのレーザビーム１２によって引き起こされる入熱は、供給される被覆材料が完全に溶融するが、被被覆表面には溶融母材から成る金属浴が発生せず、所望する拡散深さで拡散過程が始まるように相互に調整される。
【００２７】
作動ヘッド１６と被被覆表面との間の相対運動は、望ましくは、被被覆表面が作動ヘッド１６によってライン状に追尾されるように行われる。図示例において作動ヘッド１６はこのため相応に移動可能なアーム１８に取付けられている。ライン状に移動する結果、被覆材料は平行なビーズの態様で、被被覆表面に被着される。その際に生じる波状上面は、図３に破線で示唆した第２レーザビーム１９によって均等化することができる。このために必要なレーザ源はやはり作動ヘッド１６に取付けておくことができる。しかし、レーザビーム１２、１９を発生するために１つの共通するレーザ源を設けることも考えられよう。同様に、第２レーザビームを省き、被覆材料を供給することなくレーザビーム１２によって第２通過時に均等化を引き起こすことも考えられよう。レーザ源として好ましいのは、特に、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、ダイオードレーザ、特に繊維結合ダイオードレーザ等の良好に制御可能なものである。レーザ源の易可制御性は支持部品７内への入熱の正確な配量を容易とする。ＣＯ２レーザとダイオードレーザはここで特別実証された。
【００２８】
望ましくは、被覆材料は薄い層の態様で塗布され、そのことで入熱のコントロールが容易となる。それにもかかわらず、皮膜の大きな総厚を達成するために、図２に順次塗布される層８ａ、８ｂで示唆したように、複数の層を順次塗布することができる。その際、互いに交差するビーズを発生することができる。いずれにしても最上層は前記の如くに均等化され、そのことで引き続く機械的再加工が容易となる。層８ａ、８ｂは同じ材料または異なる材料で構成することができる。いずれにしても下側層、すなわち半径方向外側層は、ＦｅＳｎ２帯域を形成するためにホワイトメタル等のスズ含有材料で構成されねばならない。
【００２９】
被覆過程開始前に支持部品７の被被覆表面は清浄化され、主に同時に粗面化される。この粗面化はレーザビーム１２の顕著な反射を防止し、そのことで入熱のコントロールがやはり容易となる。
【００３０】
レーザビーム１２によって小さな面積での熱負荷が起きるだけであるので、溶融被覆した材料は比較的迅速に冷却する。それゆえに、ホワイトメタル溶融体の冷却時に生成して異なる密度を有するＣｕ６Ｓｎ５結晶およびＳｂＳｎ結晶の態様の結晶の重力分離が始まることはない。それに応じて皮膜８の内部で、またはいずれにしてもホワイトメタルから成る層８ａ、８ｂの内部で、これらの結晶がその厚さ全体にわたって均一に分布し、それに応じてきわめて均一な材料構成が達成される。被覆された支持部品７の冷却は、支持部品７の鉄含有母材内でマルテンサイトへの変態が起きないように行うことができ、こうして母材は皮膜を受容するその表面領域にもマルテンサイトを含まない。
【００３１】
図３の実施において加熱装置として使用されるレーザ源の代わりに、ヒートスポットを発生する別の加熱装置も当然に使用することができる。好ましい実施は、加熱装置を形成するために誘導コイルを設け、比較的簡単に制御可能な電流をこの誘導コイルに印加することにある。それゆえにその際、支持部品の母材内への入熱は厳密に配量することができる。
【００３２】
図示例において使用される分割軸受胴はその部品がそれぞれ本発明に係る皮膜８を備えられる。しかし、本発明に係る皮膜８を軸受下部２もしくは上部３に直接塗布することも可能であろう。それゆえに本発明は、軸受胴等が設けられていないところではどこでも応用することができる。
【００３３】
上記実施例の根底には２サイクル大型ディーゼルエンジンのクランクシャフト主軸受がある。本発明は、既に触れたように、このようなエンジンのコンロッド軸受、スラスト軸受、プロペラシャフト軸受、クロスヘッドピン軸受等の別の滑り軸受においても当然に応用することができる。同様に、本発明は２サイクル大型ディーゼルエンジンにおける応用に限定されているのでなく、タービン、印刷機械、圧延装置、ローラコンベヤ等の別のエンジンもしくは別の機械においても有利に応用することができる。特別望ましいのは比較的大きな構造様式の機械における応用である。
【００３４】
図３を基に先に述べた方法では皮膜８が母材上に溶融被覆される。この方法の代わりに、母材に隣接する少なくとも１つの皮膜層８ａを好適な押付けによって母材と結合し、加えられる圧力によってＦｅＳｎ２含有結合帯域の態様の所望する冶金的結合を引き起こすことも考えられよう。望ましくは、加圧過程によって母材に被着することのできる単層皮膜がここで設けられる。複数層の場合、層はやはり押付けによって互いに結合することができる。
【００３５】
加圧過程は望ましくはロール加圧過程とすることができ、被被覆表面に皮膜は圧力下にロールコートされる。その際、Ｓｎ含有材料、主にホワイトメタルから成る被覆材料は固体の態様、望ましくは条片または帯材の態様で被被覆表面に供給され、次に少なくとも１つのロールによって加圧下に、被被覆表面の鉄含有母材にロール加圧され、ＦｅＳｎ２含有結合帯域、従って母材に対する皮膜８の冶金的結合が達成される。被覆のため供給される帯材等は単層または多層とすることができる。皮膜が皮膜厚にわたって同じ材料から成る場合、単層帯材等が使用される。しかし、帯材の内部に複数の異なる層を設けることも考えられよう。その際、いずれにしても最下層はＳｎ含有材料、主にホワイトメタルで構成すべきである。
【００３６】
提案されたロール加圧法は有利なことに迅速かつ安価なプロセス遂行、従って高い生産性と経済性を可能とする。
【００３７】
要約：鉄含有母材から成る少なくとも１つの支持部品（７）を有する滑り軸受であって、支持部品が、少なくとも半径方向外側のスズ含有材料から成る皮膜（８）を摺動面側に備えており、この皮膜が溶融被覆層として形成され、かつＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）によって母材と冶金的に結合されているものにおいて、ＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）の厚さが最高で１０μｍであることによって、長い寿命を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】大型エンジンの滑り軸受ブシュを備えたクランクシャフト主軸受の図である。
【図２】２層ホワイトメタル皮膜を備えた滑り軸受支持部品の略断面図である。
【図３】滑り軸受の支持部品をホワイトメタルで被覆するための装置の図である。
【符号の説明】
【００３９】
６ａ、６ｂ    軸受胴
７            支持部品
８            皮膜
８ａ、８ｂ    層
９            ＦｅＳｎ２含有結合帯域
１２          レーザビーム
【図１】
2009533630.tif 000003
【図２】
2009533630.tif 000004
【図３】
2009533630.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月7日(2008.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄含有母材から成る少なくとも１つの支持部品（７）を有する滑り軸受であって、支持部品が、少なくとも１つの層（８ａ、８ｂ）を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る皮膜（８）を摺動面側に備えており、少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、かつＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）によって前記母材と冶金的に結合されているものにおいて、Ｓｎ含有材料が、前記支持部品（７）の前記鉄含有母材に溶融被覆される少なくとも１つの層（８ａ）を有し、前記ＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）が最高で０．５〜５μｍ厚の拡散層として形成されており、前記支持部品（７）の前記鉄含有母材が、少なくとも前記皮膜（８）を受容するその領域にマルテンサイトを含まないことを特徴とする滑り軸受。
【請求項２】
前記皮膜（８）の各Ｓｎ含有層がその厚さにわたって均一構造、特にＣｕ６Ｓｎ５結晶およびＳｂＳｎ結晶の均一分布を有することを特徴とする、請求項１に記載の滑り軸受。
【請求項３】
少なくとも前記皮膜（８）の領域に設けられる前記Ｓｎ含有材料、主に前記皮膜（８）全体が、カドミウムを含まず、その代わりに亜鉛を含有していることを特徴とする、請求項１または２のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項４】
前記皮膜（８）が、重ねて設けられる複数の層（８ａ、８ｂ）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項５】
前記皮膜の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）、主にすべての層（８ａ、８ｂ）が、単にスズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）および銅（Ｃｕ）および主に亜鉛（Ｚｎ）を含有するホワイトメタルから成ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項６】
前記皮膜（８）の層（８ａ、８ｂ）が少なくとも部分的に異なる材料から成ることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項７】
前記支持部品（７）が鋼から成ることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項８】
前記支持部品（７）が付属するケーシングに嵌挿可能な軸受胴（６ａもしくは６ｂ）として形成されており、前記軸受胴がその半径方向内側に軸受金属から成る前記皮膜（８）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の滑り軸受。
【請求項９】
請求項１〜８の少なくとも１項に記載の滑り軸受を製造するための方法であって、前記鉄含有母材から成る少なくとも１つの前記支持部品（７）が、少なくとも１つの層（８ａ、８ｂ）を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る前記皮膜（８）を摺動面側に備えられ、少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、この材料が固体の態様で被被覆表面に供給され、かつ前記鉄含有母材に溶融被覆されるものにおいて、被被覆表面とこの表面に供給される被覆材料とに対するエネルギー伝達が前記皮膜（８）の少なくとも第１層（８ａ）を溶融被覆するためにコントロール下に行われ、被覆材料のみが完全に溶融し、前記鉄含有母材が完全に凝固状態に留まり、かつその表面に溶融母材から成る金属浴が生成されず、前記鉄含有母材の前記皮膜（８）を受容する領域にマルテンサイトが形成されず、皮膜（８）と母材との間の境界領域に拡散によって最高で０．５〜５μｍ厚の前記ＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）が生成されることを特徴とする製造方法。
【請求項１０】
前記母材の前記被被覆表面が被覆前に清浄化および／または粗面化されることを特徴とする、請求項９記載の製造方法。
【請求項１１】
供給される被覆材料が粉末および／または帯材および／または線材として前記被被覆表面に供給されることを特徴とする、請求項９または１０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記皮膜（８）の少なくとも第１層（８ａ）、主にすべての層（８ａ、８ｂ）を溶融被覆するために、ヒートスポットを発生して前記支持部品（７）に対して相対移動する加熱装置、主に少なくとも１つのレーザビーム（１２）および／または少なくとも１つの誘導コイルが使用されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１３】
被覆材料がそれぞれ、エネルギー伝達時に発生されるヒートスポット内で前記被被覆表面に供給されることを特徴とする、請求項１２記載の製造方法。
【請求項１４】
被覆材料がそれぞれ、相並んで続く平行なビーズの態様で前記母材に被着される請求項９〜１３のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記母材に溶融被覆された少なくとも最終層（８ｂ）の上面、主にすべての層（８ａ、８ｂ）の上面が、エネルギー供給によって均質化されることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１６】
同じ材料または異なる材料から成る複数の層（８ａ、８ｂ）が順次溶融被覆され、少なくとも第１層（８ａ）がスズを含有していることを特徴とする、請求項９〜１５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１７】
溶融被覆材料がそれぞれ凝固に至るまで保護ガスを付加されることを特徴とする、請求項９〜１６のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１８】
レーザビーム（１２）を形成するためにＣＯ２レーザおよび／またはダイオードレーザが使用されることを特徴とする、請求項９〜１７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１９】
請求項１〜８の少なくとも１項に記載の滑り軸受を製造するための方法であって、前記鉄含有母材から成る少なくとも１つの前記支持部品（７）が、少なくとも１つの層（８ａ、８ｂ）を有する少なくとも部分的に軸受金属から成る前記皮膜（８）を摺動面側に備えられ、少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）がＳｎ含有材料、主にホワイトメタルから成り、この材料が固体の態様で被被覆表面に供給され、かつ冶金的結合をもたらす処理によって前記鉄含有母材に被着されるものにおいて、前記皮膜（８）の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）が固体態様で支持部品（７）の前記鉄含有母材に押付けられ、最高で０．５〜５μｍ厚の前記ＦｅＳｎ２含有結合帯域（９）が拡散によって形成され、前記鉄含有母材内にマルテンサイトが生じないことを特徴とする製造方法。
【請求項２０】
前記皮膜（８）の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）が加圧下に前記鉄含有母材（７）にロールコートされることを特徴とする、請求項１９記載の製造方法。
【請求項２１】
前記皮膜（８）の少なくとも前記支持部品（７）に隣接する層（８ａ）を形成する被覆材料が、加圧下にロールコートされる条片または帯材の態様で前記被被覆表面に供給されることを特徴とする、請求項１９または２０記載の製造方法。
【請求項２２】
少なくとも１つの滑り軸受を有する大型エンジン、特に２サイクル大型ディーゼルエンジンにおける、請求項１〜８のいずれか１項に記載の滑り軸受の使用。
【請求項２３】
大型エンジン、特に２サイクル大型ディーゼルエンジンにおいてクランクシャフト軸受および／またはコンロッド軸受および／またはスラスト軸受および／またはクロスヘッドピン軸受および／またはプロペラシャフト軸受が請求項１〜８のいずれか１項記載の滑り軸受として形成されていることを特徴とする、請求項２２記載の使用。
【国際調査報告】
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