樊佳欣　王天天

　　摘　要：軸承在內(nèi)燃機(jī)、鐵路機(jī)車、切削機(jī)床等各種設(shè)備儀表中被廣泛使用。鋁合金是使用的軸承材料之一。本文以鋁合金軸承材料為分析對(duì)象，重點(diǎn)分析及中國(guó)范圍內(nèi)關(guān)于滑動(dòng)軸承用鋁合金的申請(qǐng)信息、核心、重要申請(qǐng)人。
　　關(guān)鍵詞：軸承；鋁合金；申請(qǐng)；核心；重要申請(qǐng)人

　　一、引言
　　軸承在內(nèi)燃機(jī)、鐵路機(jī)車、切削機(jī)床等各種設(shè)備儀表中被廣泛使用。其中，支承軸的部分稱為軸頸，與軸頸相配的零件稱為軸瓦，為了改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)而在其內(nèi)表面上澆注的減摩材料稱為軸承襯。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為滑動(dòng)軸承材料^[1]。對(duì)軸承材料的制造和研究工作始于1839年，英國(guó)人伊薩克·巴比特獲得了個(gè)錫基合金軸承材料的，在此后的一百多年間，對(duì)軸承材料的研究有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展和進(jìn)步，取得了巨大的成效。
　　總體而言，常用的軸承材料大體可分為三類：金屬材料、多孔質(zhì)金屬材料以及非金屬材料。其中，金屬材料主要有巴氏合金、銅合金、鉛合金、鋁合金等^[1]。鋁合金具有較好的機(jī)械性能、熱傳導(dǎo)性和良好的耐腐蝕性，并且資源豐富、價(jià)格低廉，是目前使用泛的軸承材料之一。本文以鋁合金軸承材料為分析對(duì)象，重點(diǎn)分析及中國(guó)范圍內(nèi)關(guān)于鋁合金軸承材料的申請(qǐng)信息、重要申請(qǐng)人等。
　　二、鋁合金軸承材料及技術(shù)發(fā)展概況
　　1.鋁合金軸承材料概述
　　鋁合金軸承材料的研究開發(fā)與使用起始于德國(guó)，主要運(yùn)用于一些軍事裝備上，后來(lái)英、美、日本等國(guó)也相繼開展了鋁合金軸承材料的研究。鋁基軸承合金主要沿兩條路徑發(fā)展：類是在鋁基體上含有硬的高熔點(diǎn)組元，第二類是在鋁基體中含軟的低熔點(diǎn)組元。其中常見的硬組元有：銅（Cu）、硅（Si）、鎳（Ni）等，軟組元有：錫（Sn）、鉛（Pb）等^[2]。
　　2.技術(shù)發(fā)展概況
　　2.1數(shù)據(jù)源與關(guān)鍵詞
　　選擇CNABS中文檢索數(shù)據(jù)庫(kù)和SIPOABS外文檢索數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)軸承用鋁合金材料領(lǐng)域的申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析研究。對(duì)滑動(dòng)軸承鋁合金材料的技術(shù)進(jìn)行分解，參見表1。

　　2.2數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析
　　本次檢索時(shí)間截止2017年6月，經(jīng)過檢索及篩選，最終確定的涉及鋁合金軸承材料的申請(qǐng)共計(jì)871篇，其中，中文申請(qǐng)為314篇，外文申請(qǐng)為557篇。
　?。?）申請(qǐng)量年度分布
　　圖1顯示了鋁合金軸承材料在范圍內(nèi)和中國(guó)范圍內(nèi)的申請(qǐng)量的年度分布。

　　從圖中可以看出，在范圍內(nèi)和中國(guó)范圍內(nèi)，鋁合金軸承材料的申請(qǐng)均呈上升趨勢(shì)；在范圍內(nèi)，鋁合金軸承材料的申請(qǐng)始于上世紀(jì)30年代，但直到70-80年代才有了較快發(fā)展，特別是上世紀(jì)80-90年代，申請(qǐng)量呈直線上升；中國(guó)局自1985年4月1日起開始受理申請(qǐng)，1986年就開始有關(guān)于鋁合金軸承材料的申請(qǐng)了，但申請(qǐng)量一直較低，直到2000年以后才有了迅速增長(zhǎng)。
　?。?）申請(qǐng)的地域分布
　　申請(qǐng)的地域分布可以反映出技術(shù)發(fā)展的*程度以及企業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)的重心等特點(diǎn)。通過對(duì)鋁合金軸承材料申請(qǐng)的地域分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，得到圖2所示的數(shù)據(jù)，從圖中可以看出，中國(guó)、日本、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)的申請(qǐng)量靠前，特別是中國(guó)、日本和美國(guó)，占據(jù)了所有申請(qǐng)中的68%左右。其中，中國(guó)的申請(qǐng)量占35%，這既說明中國(guó)對(duì)于鋁合金軸承材料的研究有了很大進(jìn)展，也說明各國(guó)的企業(yè)提高了對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)關(guān)注度。

　?。?）不同成分鋁合金軸承材料申請(qǐng)量分布
　　本文分別采用IPC分類進(jìn)行整理，統(tǒng)計(jì)得出檢索到的申請(qǐng)中不同成分鋁合金軸承材料的分布情況。在合金領(lǐng)域，分類號(hào)非常準(zhǔn)確，對(duì)于鋁合金軸承材料，均位于C22C21/00大組下，表2列出了C22C21/00大組下涉及的技術(shù)內(nèi)容。

　　圖3顯示了不同成分的鋁合金軸承材料的申請(qǐng)量分布，可以看出，對(duì)于鋁合金軸承材料的申請(qǐng)主要集中在Al-Sn、Al-Si以及Al-Zn合金，特別是Al-Sn合金，其申請(qǐng)量高達(dá)38%左右，從上世紀(jì)30年代一直到2016年都有申請(qǐng)，主要對(duì)合金成分、軸承結(jié)構(gòu)、制備工藝以及合金組織等方面進(jìn)行不斷改進(jìn)。

　　（4）核心
　　根據(jù)SIPOABS數(shù)據(jù)庫(kù)中文獻(xiàn)的被引用次數(shù)對(duì)本領(lǐng)域的申請(qǐng)進(jìn)行排序，列舉出被引頻次項(xiàng)申請(qǐng)。
　　一般情況下，被引用頻次越高說明該申請(qǐng)的重要性也越高；同族數(shù)量越大說明該申請(qǐng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值越高。從表3中可以看出，被引用頻次較高的申請(qǐng)集中在中國(guó)和美國(guó)，而其同族涉及的主要國(guó)家有英國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)等。上述核心涉及的內(nèi)容分別為：Al-Sn軸承合金、Al-Pb軸承合金，多層滑動(dòng)軸承，鋁-鋼軸承合金等。以下對(duì)被引用頻次為前三的申請(qǐng)進(jìn)行詳細(xì)分析。
　　CN1873035A是聯(lián)合工藝公司于2006年申請(qǐng)的，該申請(qǐng)涉及一種高溫鋁合金，該合金可用作軸承套，鋁合金中含有鈧、鎳、鐵等，該合金包含鋁固溶體和多種分散質(zhì)。該申請(qǐng)及同族被引用了107次，其中被中國(guó)引用了62次，被歐洲引用了21次，美國(guó)引用了17次。
　　US5445896A是大同金屬工業(yè)株式會(huì)社于1994年申請(qǐng)的，該申請(qǐng)涉及一種三層的滑動(dòng)軸承材料，包括一層鋼制基層、一層軸承合金層以及一層濺射得到的覆蓋層，其中軸承合金層由Cu-Pb-Sn，覆蓋層由Al-Sn-Cu合金制成。該申請(qǐng)及同族被引用了73次，其中被中國(guó)引用了7次，歐洲引用了9次，美國(guó)引用了24次，德國(guó)及其他國(guó)家引用了33次。
　　US5384205A也是大同金屬工業(yè)株式會(huì)社于1993年申請(qǐng)的，該申請(qǐng)涉及一種包含Al-Sn軸承合金的多層軸承材料。該申請(qǐng)及同族被引用了69次，其中被中國(guó)引用了5次，歐洲引用了14次，日本引用了12次，美國(guó)引用了19次，德國(guó)及其他國(guó)家引用了18次。
　?。?）重要申請(qǐng)人分析
　　根據(jù)申請(qǐng)量及前期統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將本領(lǐng)域申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，總結(jié)如下：
　　1）大同金屬工業(yè)株式會(huì)社
　　大同金屬工業(yè)株式會(huì)社自20世紀(jì)70年代開始申請(qǐng)鋁合金軸承材料相關(guān)的，最初是Al-Sn-Pb、Al-Sn-Cu-Pb，從1976年起涉及多層鋁合金滑動(dòng)軸承材料，對(duì)中間層、合金層的成分、性能分別進(jìn)行了研究，對(duì)鋁合金滑動(dòng)軸承材料性能的關(guān)注，由提高抗疲勞性能、適應(yīng)性進(jìn)一步延伸至適應(yīng)高速化、重載荷、大型化的要求、提高耐磨性能。其中有核心US5445896A、US5384205A、US5362574A等。
　　2）大豊工業(yè)株式會(huì)社
　　大豊工業(yè)株式會(huì)社自20世紀(jì)70年代開始申請(qǐng)鋁合金軸承材料相關(guān)的申請(qǐng)，其申請(qǐng)主要涉及的領(lǐng)域?yàn)锳l-Sn軸承合金材料，在此基礎(chǔ)上還有涉及Al-Sn-Cr、Al-Sn-Pb、Al-Sn-Si、Al-Sn-Cu類合金。
　　3）日產(chǎn)汽車株式會(huì)社
　　日產(chǎn)汽車株式會(huì)社于20世紀(jì)80-90年代申請(qǐng)了鋁合金軸承材料相關(guān)，其主要涉及Al-Sn、Al-Sn-Pb以及Si顆粒彌散軸承合金。
　　4）聯(lián)合莫古爾威斯巴登有限公司
　　聯(lián)合莫古爾公司及聯(lián)合莫古爾威斯巴登有限公司的申請(qǐng)始于20世紀(jì)50年代，其申請(qǐng)主要涉及Al-Pb合金以及多層軸承合金材料。
　　5）華南理工大學(xué)
　　華南理工大學(xué)是中國(guó)范圍內(nèi)主要的鋁合金軸承材料申請(qǐng)人，從2011年起開始申請(qǐng)相關(guān)，主要涉及Al-Sn軸承合金材料。
　　三、結(jié)語(yǔ)
　　本文通過對(duì)范圍和中國(guó)范圍內(nèi)涉及鋁合金軸承材料的申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，獲取了有關(guān)鋁合金軸承材料申請(qǐng)技術(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，并針對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋁合金軸承材料技術(shù)領(lǐng)域狀況、相關(guān)信息等的了解和掌控。通過以上分析，可以獲得以下認(rèn)知：
　?。?）范圍和中國(guó)范圍內(nèi)的鋁合金軸承材料的申請(qǐng)量逐年增長(zhǎng)，二者發(fā)展趨勢(shì)相近，鋁合金軸承材料起步較早，經(jīng)歷了緩慢發(fā)展、快速發(fā)展以及平穩(wěn)發(fā)展三個(gè)階段；中國(guó)鋁合金軸承材料起步較晚，但在1990年之后獲得了快速發(fā)展；
　　（2）涉及鋁合金軸承材料的申請(qǐng)主要分布于中國(guó)、日本、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)等，說明上述國(guó)家是鋁合金軸承材料主要的研發(fā)地區(qū)或者銷售地區(qū)，對(duì)鋁合金軸承材料的發(fā)展有重要影響；
　?。?）涉及鋁合金軸承材料的核心主要內(nèi)容涉及軸承合金的成分、軸承的結(jié)構(gòu)、制備方法以及軸承合金的組織等方面；
　?。?）鋁合金軸承材料申請(qǐng)的最主要的申請(qǐng)人為日本大同金屬工業(yè)株式會(huì)社，在中國(guó)范圍內(nèi)主要的申請(qǐng)人為華南理工大學(xué)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]馬履中，謝俊，尹小琴主編.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)下[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2015.
　　[2]李柱國(guó)主編.內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)軸承[M].上海：上海交通大學(xué)出版社.2003.
　　作者簡(jiǎn)介：
　　樊佳欣（1989-）女，碩士，局審查協(xié)作河南中心材料工程發(fā)明審查部，審查員，主要從事材料領(lǐng)域發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)審查。
　　王天天（1989-）女，碩士，局審查協(xié)作河南中心材料工程發(fā)明審查部，審查員，主要從事材料領(lǐng)域發(fā)明申請(qǐng)的實(shí)質(zhì)審查（第二作者等同于作者）。

來(lái)源：《科學(xué)與財(cái)富》2017年24期