Material compuesto para cojinete de deslizamiento.

Material compuesto para cojinete de deslizamiento que presenta al menos una capa de soporte (2) configuradacomo sostén de acero y una capa metálica de cojinete (10) sinterizada,

en donde la capa metálica de cojinete (10)sinterizada está configurada al menos en una sección de la capa como capa de gradiente, caracterizado porque lacapa metálica de cojinete (10) consta al menos de dos capas sinterizadas (12, 14, 16) aplicadas sucesivamente, endonde la primera capa sinterizada está aplicada con un primer material en polvo sobre la capa de soporte (2) y lasegunda capa sinterizada, con un segundo material en polvo sobre la primera capa sinterizada y porque losmateriales en polvo de las capas se compenetran bajo configuración de un gradiente.

Material compuesto para cojinete de deslizamiento La invención se refiere a un material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento US 4.505.987 A desvela un material compuesto para cojinete de deslizamiento, en el que sobre un sostén de acero está aplicada una capa metálica sinterizada. La capa metálica sinterizada está diseñada como una mezcla en polvo. Durante el procedimiento de sinterización, una parte del níquel configura con fósforo una aleación de níquel-fósforo.

El documento DE 199 63 385 C1 describe un material compuesto para cojinete de deslizamiento con una capa de soporte, una capa metálica de cojinete, una primera capa intermedia de níquel y una segunda capa intermedia de estaño y níquel así como con una capa de deslizamiento que consta de cobre y estaño. Al aumentar el tiempo de funcionamiento disminuye el espesor de la capa de deslizamiento debido a la migración del estaño, que se acompaña de una concentración de las partículas de estaño-cobre. Al mismo tiempo aumenta también el espesor de la capa de níquel-estaño y disminuye la capa de níquel. Los efectos de difusión se producen sólo en las condiciones de funcionamiento y proporcionan un gradiente de propiedades en la estructura de capas situada sobre la capa metálica de cojinete.

Del documento US 6.787.100 B2 es conocido un procedimiento de fabricación de un cojinete de deslizamiento que presenta un sistema multicapa sobre un sostén de acero. El material para cojinete convencional es reemplazado, por ejemplo, por un sistema bicapa sustancialmente libre de plomo, en donde sobre el sostén de acero inicialmente se aplica una primera capa de un polvo metálico a base de cobre que no se compacta y sobre esta capa se aplica un polvo metálico a base de cobre con una composición diferente. Ambas capas son sometidas a una primera etapa de sinterización, se enfrían, se compactan y se someten luego a una segunda etapa de sinterización. Los polvos metálicos de ambas capas se adaptan a sus tareas específicas mediante la adición de otros componentes. Por lo tanto, la primera capa de sinterización puede estar compuesta de un polvo de Cu-Sn y la segunda capa, de un polvo de Cu-Sn-Bi, en donde la primera capa está configurada con mayor espesor que la segunda capa. A través de estas medidas se busca reemplazar, por ejemplo, los bronces que contienen plomo.

Ambas capas están claramente delimitadas la una de la otra y forman, en todo caso, una delgada zona de transición en el área de interfaz entre las dos capas. Acerca de los tamaños de partículas de los polvos no se especifica nada.

El objetivo de la invención es crear un material compuesto para cojinete de deslizamiento que posea buenas propiedades de deslizamiento, en lo posible una alta conductividad térmica y una alta capacidad de adaptación de forma o de inclusión.

Este objetivo se logra con un material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con la reivindicación 1. El material compuesto para cojinete de deslizamiento está caracterizado porque la capa metálica de cojinete está compuesta, preferentemente, por dos capas sinterizadas aplicadas sucesivamente, en donde la primera capa sinterizada está aplicada con un primer material en polvo sobre la capa de soporte y la segunda capa sinterizada, con un segundo material en polvo sobre la primera capa sinterizada y en donde los materiales en polvo de las capas se compenetran bajo configuración de un gradiente.

Por una capa de gradiente se entiende una capa cuyas propiedades de material se modifican continuamente en dirección perpendicular a la capa de soporte.

La configuración de un gradiente en la capa metálica sinterizada de cojinete permite una transición uniforme entre la capa sustentadora y la capa funcionalizada. La capa sustentadora es la capa de soporte que puede constar, por ejemplo, de un sostén de acero.

La capa funcionalizada es una capa de deslizamiento que se encuentra sobre la capa metálica de cojinete, en donde la configuración del gradiente de la capa metálica sinterizada de cojinete abre también la posibilidad de configurar la capa metálica de cojinete con una distancia creciente de la capa de soporte, de manera que la misma presente propiedades de deslizamiento muy buenas, de modo que se pueda prescindir de una capa de deslizamiento adicional convencional.

Preferentemente, el porcentaje de la capa de gradiente en toda la capa metálica de cojinete asciende al menos al 30 % del espesor de la capa metálica de cojinete. Se prefiere particularmente el 50 % y según una forma de realización particular toda la capa metálica de cojinete está configurada como una capa de gradiente.

Preferentemente, la capa metálica de cojinete consta de un material libre de plomo. Se utilizan materiales en polvo tales como, por ejemplo, metales, aleaciones y/o materiales cerámicos. No se usan materiales de plástico.

El número de capas aplicadas es preferentemente de 2 a 10 capas, en donde se prefieren particularmente de 2 a 4 capas.

En cada caso se espolvorea el material en polvo de las capas individuales, en donde se espolvorea y se sinteriza sucesivamente al menos el material en polvo de dos capas. Cuando se aplican más de dos capas, a continuación se aplica sucesivamente material en polvo adicional y respectivamente se sinteriza. Al final de esta parte del procedimiento de fabricación se compactan juntas todas las capas aplicadas.

El espesor mínimo de espolvoreo por capa se sitúa en 0, 05 mm y el espesor de la capa de cojinete terminada es preferentemente de 0, 2 a 3 mm. Con un espesor de 0, 4 a 4 mm de la capa de soporte, por ejemplo, del sostén de acero, el espesor total del material compuesto para cojinete de deslizamiento es de 0, 6 a 7 mm.

La compenetración de los materiales en polvo de las capas aplicadas individualmente se controla, preferentemente, a través del tamaño de partícula. Así, por ejemplo, las partículas pequeñas pueden penetrar en los intersticios entre las partículas grandes de una capa subyacente. Dependiendo del diseño de los tamaños de partícula se puede ajustar el espesor del área de compenetración.

En el caso más simple de dos capas, sobre una capa, por ejemplo, de material de grano grueso, es decir, un material en polvo con partículas grandes, se espolvorea una segunda capa de material de grano fino, es decir un material en polvo con partículas pequeñas que puede estar incorporado completamente en el material de la primera capa.

Además de la penetración mecánica en los intersticios, los efectos de difusión durante el procedimiento de sinterización contribuyen también a una compenetración de los materiales.

De esta manera se forma una capa metálica de cojinete sustancialmente homogénea, en la que ya no se pueden diferenciar las capas aplicadas de diferentes materiales en polvo al final del procedimiento de fabricación. Por lo tanto, por material en polvo se entiende el material espolvoreado.

La compenetración o el entremezclado de las capas individuales puede realizarse de manera completa o sólo de forma parcial con configuración de secciones de capa, en donde las secciones de capa presentan espesores mayores de lo que es el caso en los efectos de interfaz de capas superpuestas. Los porcentajes en peso de los materiales en polvo pueden variar de manera continua entre el 0 y el 100 % en peso para uno de los materiales en polvo o del 100 al 0 % en peso para el otro material en polvo que se encuentra en el primer material en polvo a lo largo del espesor total de la capa metálica de cojinete.

Esto es válido tanto para los materiales en polvo en total como para fracciones en polvo individuales de los materiales en polvo.

Gracias a la configuración de capas de gradiente se garantiza una transición lo más uniforme posible entre las capas sustentadores y funcionalizadas o secciones de capa.

Entre la capa metálica de cojinete y la capa de soporte puede estar prevista, por ejemplo, para una mejor unión de la capa metálica de cojinete a la capa de soporte, una capa intermedia que está compuesta, preferentemente, por el material en polvo que forma el mayor porcentaje en peso de la capa metálica de cojinete.

Preferentemente, el material en polvo de cada capa sinterizada presenta al menos una primera fracción en polvo de un material de matriz. Por material de matriz se entiende, preferentemente, un material que presenta al menos el 50 % en peso del material en polvo de la capa respectivamente aplicada.

Aunque el término material de matriz se usa en relación con al menos un material adicional, el material en polvo de una capa puede constar también exclusivamente... [Seguir leyendo]

1. Material compuesto para cojinete de deslizamiento que presenta al menos una capa de soporte (2) configurada como sostén de acero y una capa metálica de cojinete (10) sinterizada, en donde la capa metálica de cojinete (10) sinterizada está configurada al menos en una sección de la capa como capa de gradiente, caracterizado porque la capa metálica de cojinete (10) consta al menos de dos capas sinterizadas (12, 14, 16) aplicadas sucesivamente, en donde la primera capa sinterizada está aplicada con un primer material en polvo sobre la capa de soporte (2) y la segunda capa sinterizada, con un segundo material en polvo sobre la primera capa sinterizada y porque los materiales en polvo de las capas se compenetran bajo configuración de un gradiente.

2. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción de la capa de gradiente es al menos el 30 % del espesor de la capa metálica de cojinete (10) .

3. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la capa metálica de cojinete (10) consta de un material libre de plomo.

4. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material en polvo de cada capa sinterizada presenta al menos una primera fracción en polvo de un material de matriz.

5. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material en polvo de cada capa sinterizada consta solamente de material de matriz, porque los materiales de matriz constan del mismo material y porque los materiales de matriz se diferencian en cuanto a su tamaño de grano.

6. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la primera fracción en polvo consta de partículas con tamaño de grano grande o con tamaños de grano pequeños.

7. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la proporción de los tamaños de grano pequeños en la capa metálica (10) de cojinete aumenta al aumentar la distancia de la capa de soporte (2) .

8. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material en polvo de al menos una capa sinterizada presenta al menos una segunda fracción en polvo de al menos un material adicional.

9. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera fracción en polvo de la primera capa sinterizada (12) y/o la primera fracción en polvo de la segunda capa sinterizada (14) constan de partículas grandes.

10. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la primera fracción en polvo de la primera capa sinterizada (12) y/o la primera fracción en polvo de la segunda capa sinterizada (14) constan de partículas pequeñas.

11. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque la segunda fracción en polvo de la primera capa sinterizada (12) y/o la segunda fracción en polvo de la segunda capa sinterizada (14) constan de partículas grandes.

12. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque la segunda fracción en polvo de la primera capa sinterizada (12) y/o la segunda fracción en polvo de la segunda capa sinterizada (14) constan de partículas pequeñas.

13. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque la segunda fracción en polvo de la primera capa sinterizada (12) y/o la segunda fracción en polvo de la segunda capa sinterizada (14) constan de partículas blandas.

14. Material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque la segunda fracción en polvo de la primera capa sinterizada (12) y/o la segunda fracción en polvo de la segunda capa sinterizada (14) constan de partículas duras.

15. Elemento para cojinete de deslizamiento de un material compuesto para cojinete de deslizamiento de acuerdo con la reivindicación 1.