BR102014007893A2

BR102014007893A2 - elemento deslizante, motor de combustão interna e processo de obtenção de elemento deslizante

Info

Publication number: BR102014007893A2
Application number: BR102014007893A
Authority: BR
Inventors: Juliano Avelar Araujo; Robert Richard Banfield
Original assignee: Mahle Int Gmbh; Mahle Metal Leve Sa
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2016-01-05
Also published as: WO2015150481A1; US20170121810A1; BR102014007893B1; CN106103788A; CN106103788B; DE112015001603T5; US10246767B2

Abstract

resumo patente de invenção: "elemento deslizante, motor de combustão interna e processo de obtenção de elemento deslizante". descreve-se um elemento deslizante (1) para uso em motores de combustão interna, elemento deslizante (1) esse que é dotado de um material base (2) ferroso sobre o qual é aplicado o filme (6) compreendido, sequencialmente, por uma camada de transição (3), uma camada de ligação (4) e uma camada de contato (5), sendo que a camada de ligação (4) é compreendida por material metálico e a camada de contato (5) compreende uma camada de dlc (diamond like carbon) com no máximo 2% de hidrogênio em peso dopada com um elemento metálico, formando uma camada do tipo ta-c:me.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELEMENTO DESLIZANTE, MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA E PROCESSO DE OBTENÇÃO DE ELEMENTO DESLIZANTE". [001] A presente invenção refere-se a um elemento deslizante para uso em motores de combustão interna, elemento deslizante esse que é dotado de uma base ferrosa sobre a qual é aplicado um filme compreendido, sequencialmente, por uma camada de transição, uma camada de ligação e uma camada de contato compreendendo DLC (Diamond like Carbon) dopado com um elemento metálico, com vista a aumentar a longevidade do elemento deslizante através da melhoria da resistência à fadiga e ao desgaste e, concomitante, prevenir o desgaste dos componentes do motor que interagem com o dito elemento deslizante.

Descrição do estado da técnica [002] Tendo em conta as demandas crescentes da indústria automobilística, novas exigências têm surgido, refletindo-se diretamente em uma maior solicitação dos componentes de motores de combustão interna. Desse modo, os atuais componentes de motor, não estando projetados para tal demanda, sofrem um desgaste prematuro. Algumas das peças que naturalmente sofrem esse efeito são os elementos de deslizamento, particularmente anéis de pistão e mancais. [003] Inúmeros desenvolvimentos têm surgido com o intuito de melhorar a resistência à fadiga e ao desgaste dos componentes de um motor de combustão interna; porém, o aumento das pressões de trabalho dos motores de combustão interna e a crescente demanda por redução de atrito e aumento da durabilidade dos componentes de um motor dificultam o sucesso de tais tentativas por precocemente levarem um dos elementos de deslizamento, ou os outros componentes do motor, ao desgaste e à falha prematura além de não atender as novas demandas como a redução de atrito com impacto direto na redução de emissões. [004] Nota-se também que o futuro não reserva facilidade para este campo de atuação, basta observar que se exigem motores mais potentes, que atinjam regimes de rotação mais elevados, mais eficientes, com menor consumo e com elevada capacidade de carga. Todos esses fatores comprometem o desempenho do motor a longo prazo, prejudicando o funcionamento do motor, ou mesmo a sua falha. [005] Naturalmente, face às novas exigências, novos materiais precisam surgir, posto que aqueles já conhecidos são os mesmos que limitam o desempenho de motores de combustão interna nos dias de hoje. Uns dos componentes mais importantes para alcançar um melhor desempenho de um motor são os elementos de deslizamento, tais como anéis de pistões, mancais, pinos, etc. Devido às inovações de elementos deslizantes, com mais dureza, mais resistência à fadiga e ao desgaste, baixo coeficiente de atrito e consequentemente mais vida útil, a indústria automobilística tem se modernizado a par e passo com o desenvolvimento de motores cada vez mais eficientes, poderosos e duráveis frente à elevada carga a que são submetidos. [006] Entende-se que quanto maior for a dureza do recobrimento aplicado no elemento deslizante, menor é a taxa de desgaste; porém, quanto maior a dureza do elemento deslizante, mais frágil ele se torna e mais tensões internas são geradas quando na fabricação, resultando particularmente em um aumento na probabilidade de que haja delami-nação do recobrimento no elemento deslizante, destacamento da camada mais dura que recobre o componente ou até mesmo a quebra, o rompimento do componente. [007] Nesse sentido, elementos deslizantes do estado da técnica têm tentado chegar a um equilíbrio de ter um recobrimento com uma dureza suficientemente alta para que não se desgaste facilmente com o contato com outros componentes do motor. Tal efeito tem sido al- cançado com deposição de filmes de DLC (Diamond Like Carbon), cuja estrutura eletrônica do carbono é majoritariamente sp3. Mais particularmente, este tipo de deposição faz uso de carbono amorfo tetra-gonal (ta-C), ou seja, carbono isento ou com baixo teor de hidrogênio. [008] Via de regra, sobre a base metálica de um elemento deslizante é aplicada uma camada de ligação que recebe posteriormente a camada de DLC, sendo possível que a base metálica receba um tratamento de nitretação ou um revestimento de PVD antes de receber a camada de ligação. [009] De fato, filmes depositados com DLC tendem a ter uma enorme resistência ao desgaste por conta da sua elevada dureza, mas têm também seus inconvenientes. Não é só a dureza que garante a longevidade de um componente revestido com o DLC, mas também a espessura do filme. Nesse sentido, ao menos em tese, filmes mais espessos garantem maior durabilidade para uma mesma taxa de desgaste. No entanto, como se sabe, a deposição de um filme de DLC gera enormes tensões internas, causando limitações no processo de deposição e crescimento de camadas mais espessas. [0010] Um dos documentos do estado da técnica relevantes para a presente invenção é a patente norte-americana US8123227 que descreve um elemento deslizante onde a superfície deslizante é revestida com um filme duro de carbono amorfo que tem uma rugosidade igual ou menor a 0,7 micrometro e uma altura de desgaste inicial situada entre 0,07 e 0,14 micrometro. [0011] Para um filme ou um coating de carbono puro, a dureza elevada é um fator crítico para se obter um acabamento superficial adequado, o que é fundamental para o baixo desgaste no contracorpo, camisa do motor. Por isso, neste coating, a rugosidade tem de ser controlada no intuito de minimizar o desgaste inicial, o que gera custos adicionais no processo e inviabiliza o coating para algumas aplicações automotivas. As camadas descritas neste coating são passivas de acabamento, contudo devido à elevada tensão interna a espessura está limitada entre 2 a 4 mícrons. No coating proposto, o tungstênio trabalha como redutor de tensão interna, o que possibilita a construção de camadas com espessura superior a 10 mícrons, sem prejudicar a resistência ao desgaste. [0012] O documento EP2432913 revela um elemento deslizante para motores de combustão interna, especialmente anéis de pistão, dotados de um revestimento de DLC do tipo ta-C que tem pelo menos um gradiente residual de stress. Neste caso, para obter coatings espessos é utilizada a manipulação das tensões internas através da manipulação das estruturas sp2 e sp3, por outro lado sabe-se que coatings com estruturas sp2 apresentam menor resistência ao desgaste. [0013] O documento JP2013528697 também descreve um elemento deslizante e um processo de obtenção de um elemento deslizante para motores de combustão interna, especialmente anéis de pistão, sendo dotado em pelo menos uma superfície deslizante, de dentro para fora, de um revestimento compreendendo metal dotado de uma camada adesiva e uma camada de DLC do tipo ta-C com uma espessura de no mínimo 10 mícrons. Para obter coatings espessos é utilizada a manipulação das tensões internas permitindo a estrutura sp2 de até 60%, e também é contemplada a adição de hidrogênio, ambos os casos levariam a uma redução da resistência ao desgaste, por distanciar o coating da estrutura pura do diamante (100% sp3). [0014] O documento EP2574685 descreve um elemento deslizante e método de obtenção de um elemento deslizante compreendendo um revestimento do tipo diamante de carbono (DLC) sobre um substrato do elemento deslizante, e um material 20% a 40% mais macio do que o DLC que está depositado na superfície do revestimento de DLC, sendo que o mencionado material mais macio compreende um metal ou óxido de metal mais suave do que o revestimento de DLC. A solução privilegia a questão de condicionamento/amaciamento da superfície no início da operação, adicionando um material macio, porém com maior coeficiente de atrito, levando à perda de desempenho do motor no início da operação. [0015] O documento japonês JP4331292 revela um filme compósi-to dotado de uma boa adesão com o material base, bem como um baixo coeficiente de fricção devido à formação de uma primeira camada isenta de hidrogênio que é depositada sobre a base, e à formação de uma segunda camada compreendendo hidrogênio que atua como a camada deslizante. [0016] Este coating trata de um sistema, com pelo menos duas camadas, onde uma das camadas é hidrogenada, sabidamente, camadas hidrogenadas apresentam maior coeficiente de atrito e menor resistência ao desgaste se comparadas com camadas de DLC livres de hidrogênio. A presente invenção é livre de hidrogênio. [0017] Assim, além da limitação no aumento da espessura das camadas, existe uma limitação quanto à homogeneidade da dureza na camada revestida. Esta falta de uniformidade decorre da variação das tensões residuais que, durante a deposição do DLC, têm de ser acompanhadas diminuindo a intensidade da deposição para evitar ao máximo o acúmulo de tensões internas nas regiões mais suscetíveis. Como resultado, têm-se um filme com uma variação de dureza, o que acaba prejudicando a resistência ao desgaste e diminuindo a vida útil do componente. [0018] Deste modo, um dos grandes problemas existentes hoje em dia na deposição de filmes de ta-C advêm da falta de uniformidade da dureza e da incapacidade de diminuir as tensões internas, impedindo o crescimento de camadas de DLC com maior espessura. [0019] Faz-se assim necessário alcançar uma solução que garanta o quesito durabilidade, resguardando a necessidade de não ocorrer o desgaste nos componentes com os quais o elemento de deslizamento interage e, também, de manter uma dureza homogênea por toda a superfície do filme, possibilitando, concomitantemente, depositar o filme de DLC com menor tensão interna.

Objetivos da invenção [0020] É, portanto, um objetivo da presente invenção prover um elemento de deslizamento para uso em motores de combustão interna capaz de conciliar diferentes características responsáveis pela melhor resistência ao desgaste tanto para o elemento deslizante quanto para as superfícies dos componentes do motor com as quais interage o tal elemento deslizante. [0021] É, também, um objetivo da invenção prover um elemento deslizante com baixo atrito para uso em motores de combustão interna compreendendo uma base ferrosa sobre a qual é aplicado um filme compreendido por uma camada de ligação, uma camada de transição e uma camada de contato compreendendo DLC (Diamond like Car-bon) dopado com um elemento metálico, com vista a aumentar a longevidade do elemento deslizante através da melhoria da resistência à fadiga e ao desgaste e, concomitante, prevenir o desgaste dos componentes do motor que interagem com o dito elemento deslizante. [0022] É, ainda, um objetivo da presente invenção garantir um filme com uma dureza homogênea por toda a sua superfície e que consiga, concomitantemente, obter uma camada de DLC com menor tensão interna.

Breve descrição da invenção [0023] Os objetivos da presente invenção são alcançados por um elemento deslizante para motores de combustão interna dotado de um filme aplicado na superfície deslizante, o elemento deslizante compreendendo uma base ferrosa sobre a qual é aplicado o filme compreen- dido, sequencialmente, por uma camada de ligação metálica, uma camada de transição e uma camada de contato, sendo que a camada de transição compreende um carbeto contendo um elemento metálico e a camada de contato contém DLC (Diamond like Carbon) dopado com o elemento metálico da camada de transição, onde o elemento metálico é igual ou menor a 5% atômico, sendo que o DLC contém no máximo 2% de hidrogênio em peso. [0024] O elemento deslizante, objeto deste pedido, para motores de combustão interna pode incluir, mas não está limitado a um mancai, um anel de pistão, um cilindro de motor e outros componentes de motores de combustão interna que possuem propriedades deslizantes. [0025] Os objetivos da presente invenção são ainda alcançados por um processo de obtenção de um elemento deslizante para motores de combustão interna compreendendo as seguintes etapas de deposição: etapa (i): ataque iônico de uma base (2) ferrosa de limpeza da superfície do elemento deslizante (1) que irá receber o filme (6); etapa (ii): deposição de uma camada de ligação (3) metálica; etapa (iii): aumento do fluxo de gás reativo até o valor máximo de maneira a formar uma camada de transição (4); e etapa (iv): deposição de uma camada de contato (5) sob condições constantes de processo.

Descrição resumida dos desenhos [0026] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram: [0027] Figura 1 - é uma representação das camadas do elemento deslizante da presente invenção.

Descrição detalhada da invenção [0028] A figura 1 representa uma vista em corte transversal do elemento deslizante 1 da presente invenção. De modo preferencial, mas não obrigatório, o elemento deslizante 1 da presente invenção é compreendido por um material base 2 ferroso, tal como, por exemplo, aço inoxidável contendo 10% a 17% de cromo, aço carbono ou ferro fundido. Neste material base pode se aplicar uma camada nitretada e/ou até apresentar uma camada de nitreto aplicada por PVD. Sobre o material base 2 é diretamente aplicada uma camada de ligação 3 metálica ou, opcionalmente, tal como ocorre em soluções do estado da técnica, o material base 2 recebe um tratamento de nitretação ou um revestimento de PVD antes de receber a camada de ligação 3. [0029] Como característica principal, a camada de ligação 3 metálica compreende cromo, níquel ou cobalto dotados de uma estrutura cúbica de face centrada (cfc), sendo que de modo preferencial, mas não obrigatório, é aplicada uma camada colunar policristalina de cromo com estrutura cfc. Como particularidade, a camada de ligação tem uma espessura que varia entre 500nm e 1000nm. [0030] Adicionalmente, a presente invenção apresenta como característica inovadora o fato de aplicar sobre a camada de ligação 3, uma camada de transição 4 composta, por exemplo, de carbeto de tungsténio - WCi_x, carbeto de cromo - CrCi_x ou carbeto de nióbio -NbC-i-x. Esta camada de transição 4 tem como propósito atuar como um colchão entre as duas camadas adjacentes. Em outras palavras, a camada de transição 4 atua no sentido de aliviar as tensões entre a estrutura metálica da camada de ligação 3 e a camada de contato 5, que é dotada de elevada tensão interna. [0031] A camada de transição 4 compreende uma espessura que varia entre 0,05 a 0,50 mícron e sua estrutura é hexagonal e compreendida por uma fase nanocristalina ou mesmo amorfa. No caso de fase nanocristalina, esta pode ser indexada, no caso de ser utilizado o metal tungsténio como WC-i_x, (cartão JCPDS de número 20-1316).

Esta camada de transição 4 tem ainda como característica reforçar a adesão com a camada de ligação 3 e a camada de contato 5. [0032] De modo distinto das soluções do estado da técnica, que fazem uso de uma variação da tensão interna (Patente EP2432913B1 e EP2432915B1) ao longo da deposição do filme de carbono livre de hidrogênio para que se consigam alcançar maiores espessuras do filme depositado, a presente invenção tem por base um conceito distinto. Deste modo, a camada de contato 5 é compreendida por um filme de DLC livre de hidrogênio (tendo no máximo 2% de hidrogênio) de forma a configurar uma estrutura com predominância em carbono na forma sp3, sendo que a deposição do filme de DLC isento de hidrogênio é dopada com um metal da camada de transição 4 onde o elemento metálico é igual ou menor a 5% atômico, para formar uma camada de DLC com baixas tensões internas. A espessura da camada de contato 5 varia entre 5000nm e 30000nm. [0033] Apesar de inesperado, o efeito pode ser teoricamente explicado pelo fato de que o metal no interior da estrutura de carbono atua como um elemento amortecedor, proporcionando maior resistência e mantendo excelente o coeficiente de atrito e a resistência ao desgaste do filme de carbono livre de hidrogênio. [0034] Adicionalmente, além de um valor de tensão interna menor, foi também observada uma diferença no Módulo de Yuong entre a estrutura metálica (em torno de 180 GPa) da camada de ligação 3 (entre 180 e 300GPa) e a camada de contato 5 (em torno de 300GPa) compreendida por DLC dopado com metal. De forma a evitar complicações durante a carga mecânica, faz-se absolutamente necessário que a camada de transição 4 possua um Módulo de Young intermediário entre a camada de ligação 3 e a camada de contato 5. [0035] Como resultado, o filme 6 da presente invenção, cuja dimensão varia entre 5 a 25 mícrons, consegue reduzir as tensões inter- nas e limitar a propagação de trincas, resultando em um aumento da resistência ao desgaste e baixo atrito do filme 6. De forma a alcançar diferentes estruturas dentro do filme de carbono amorfo tetragonal (ta-C) dopado com metal (ta-C:Me), a camada de contato 5 cresce pela aplicação de elevada energia de deposição onde as hibridizações sp3 da configuração tetraédrica são a formação predominante, o que explica a elevada dureza do revestimento. Mais particularmente, a estrutura do carbono da camada de contato 5 é predominantemente composta com a estrutura sp3, de tal modo que a razão entre a banda integrada de intensidade de D e G no espectro de Raman se encontra entre 0,2 e 1,0. Ademais, o carbono sp3 minimiza a condutividade térmica do filme 6 da presente invenção. [0036] O controle das tensões internas ocorre de maneira apropriada pelo fato de decorrer das interfaces entre o filme 6 e o material base 2, e a dopagem da camada de contato 5 com o WC da camada de transição 4 por um processo de pulverização com baixa potência. [0037] O metal dopado juntamente com a camada de contato 5 deverá ser o mesmo utilizado na formação da camada de transição 4. Assim, por exemplo, se for utilizada uma camada de transição 4 de nitreto de tungstênio, o metal dopado no DLC será também o tungstê-nio. [0038] Em uma possível configuração preferencial, a quantidade de metal utilizada na dopagem é de no máximo 5% em peso atômico. Por tal motivo, a camada de contato ou DLC pode ser tanto nanoestru-turada como amorfa, isso porque o metal pode estar em solução sólida na estrutura do DLC, o que resultaria na configuração amorfa, ou pode estar com pequenas ilhas do elemento metálico, o que resultaria na configuração da nanoestrutura. [0039] Por tal motivo e por não ser ainda possível determinar ao certo de que modo ocorre a associação do metal com a estrutura do carbono para as quantidades apontadas acima, denomina-se a camada de contato 5 como uma camada de DLC dopado. Adicionalmente, a formação nanocristalina ou amorfa da camada de ta-C:W é atribuída ao fato de a deposição do W-C ser uma combinação de PVD por arco catódico e PVD por processo de pulverização. Ademais, as camadas contendo metal são depositadas pelo processo PACVD (Plasma Assis-ted Chemical Vapour Deposition) ou PVD (Plasma Vapour Deposition). [0040] O processo de obtenção de um elemento deslizante para motores de combustão interna compreende as seguintes etapas de deposição: etapa (i): ataque iônico de uma base (2) ferrosa de limpeza da superfície do elemento deslizante (1) que irá receber o filme (6); etapa (ii): deposição de uma camada de ligação (3) metálica, de modo preferencial, mas não obrigatório, de Tungstênio; etapa (iii): aumento do fluxo de gás reativo até o valor máximo de maneira a formar uma camada de transição (4); e etapa (iv): deposição de uma camada de contato (5) sob condições constantes de processo. [0041] Cumpre notar que durante as deposições das etapas (iii) e (iv) são também usados, pelo menos, dois target diametricamente opostos (metal ou grafite). [0042] A presente invenção é baseada nas descobertas recentes sobre a morfologia da microestrutura do presente filme 6, bem como de novos processos de deposição, que asseguram uma melhor aderência por adição de duas camadas combinadas de material metálico cristalino (W) e combinadas com uma estrutura amorfa, tais propriedades resultam na diminuição das taxas de desgaste e no aumento da tenacidade do material. [0043] De modo a manter a estrutura de ta-C com o seu reconhecido desempenho tribológico e melhorar a durabilidade do filme 6 pelo aumento da espessura, é necessária adição (dopagem) do elemento metálico. Como grande vantagem, o elemento metálico (por exemplo, tungstênio) não tem impacto na dureza da camada de DLC por não interferir na formação de carbono sp3, mas no alívio das tensões internas. Aqui, o metal é inserido na camada depositada sob a forma de carbonetos, um composto com carbono. O tungstênio é adicionado em um nível apropriado de liga, mas abaixo dos níveis exibidos pelas cerâmicas, embora mantendo as propriedades elásticas dos constituintes metálicos não com base em formação de carbonetos, que tendem a ser mais tolerantes a danos, mas evitando defeitos típicos encontrados nos revestimentos de DLC como baixa aderência ao substrato e limitações em se construir camadas espessas. [0044] As diversas experiências com componentes automotivos realizadas antes da presente invenção revelaram que, em muitas situações de contato tribológicas de deslizamento e abrasão, os revestimentos de maior dureza têm melhor desempenho. A presente invenção tem uma abordagem alternativa de um filme 6 amorfo/nanocris-talino suficientemente duro para obter resultados superiores com base em basicamente duas abordagens diferentes. [0045] Em primeiro lugar, devido principalmente a uma combinação de resistência e tenacidade mais adaptada às propriedades do material base e seus requisitos. Em essência, estes revestimentos tendem a ser inerentemente mais tolerantes a danos evitando os defeitos típicos encontrados em revestimentos à base de carbono, tal como o destacamento. [0046] Em segundo lugar, a fase metálica nanocristalina ou amorfa atua como ponto de alívio da tensão e proporciona proteção adicional ao desgaste do contracorpo (tal como, por exemplo, uma parede interna de cilindro no par anel de pistão/cílindro), a fim de assegurar o comportamento em função de todos os estados de funcionamento do motor e para garantir uma longa vida útil dos motores através de uma abordagem de elevada durabilidade com valores de atrito baixo. [0047] As figuras 2 e 3 apresentam uma comparação da resistência ao desgaste e da delaminação entre as amostras da presente invenção e do estado da técnica. Foram realizados dois ensaios para as amostras da presente invenção e dois ensaios para as amostras do estado da técnica tendo sido obtidos os seguintes resultados: Presente invenção Estado da técnica Amostra 12 12 Resistência ao desgaste 0,2 0,4 3,5 1,5 Delaminação da Carga 51 49 32 38 [0048] Conforme se verifica, as amostras da presente invenção apresentam uma resistência ao desgaste muito superior às amostras do estado da técnica. Do mesmo modo, as amostras da presente invenção revelaram suportar muito mais carga antes que ocorra a delaminação, quando comparadas com as amostras do estado da técnica. [0049] Desta forma, a configuração construtiva da presente invenção superou a expectativa inicial, justificando completamente o novo elemento deslizante 1. Assim, os excelentes resultados alcançados garantem que um elemento deslizante 1 com uma dureza elevada pode existir e aumentar a longevidade dos componentes de um motor de combustão interna. O aumento da longevidade desses componentes também resulta em um aumento muito superior ao normal da longevidade da vida útil do motor em si, inclusive naqueles motores mais modernos cujas solicitações são consideravelmente maiores. Desta forma, o resultado alcançado pelo elemento deslizante 1 da presente invenção é tão superior àquele do estado da técnica que se antevê como um sucesso comercial por conseguir prevenir não só o seu próprio desgaste, mas também o desgaste nos outros componentes do motor com os quais interage. Assim, a presente invenção compreende não só o elemento deslizante 1, como também um motor contendo o elemento deslizante 1 da presente invenção. [0050] Desse modo, será evidente a clara vantagem do elemento deslizante 1 da presente invenção, onde a combinação dos elementos químicos depositados de uma maneira específica originaram resultados excelentes não antes alcançados. [0051] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

1. Elemento deslizante para motores de combustão interna dotado de um filme (6) aplicado na superfície deslizante, o elemento deslizante (1) compreendendo uma base (2) ferrosa sobre a qual é aplicado o filme (6) compreendido, sequencialmente, por uma camada de ligação (3) metálica, uma camada de transição (4) e uma camada de contato (5), o elemento deslizante (1) sendo caracterizado pelo fato de que: a camada de transição (4) compreende um carbeto contendo um elemento metálico; e a camada externa (5) contendo DLC (Diamond like Carbon) dopado com o elemento metálico da camada de transição (4), sendo que o DLC contém no máximo 2% de hidrogênio em peso, a relação atômica entre o metal e o carbono na camada externa (5) seguindo a relação Me/C igual ou inferior a 0,1.

2. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de contato (5) é compreendida por carbono amorfo tetragonal (ta-C) dopado com um elemento metálico, o elemento metálico sendo no máximo de 5% atômico.

3. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento metálico utilizado nas camadas de transição e contato (4,5) é o tungstênio, o cromo ou o nió-bio.

4. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada externa (5) compreende uma camada de DLC isenta de hidrogênio dopada com um elemento metálico, sendo que a camada de DLC é nanoestruturada ou amorfa.

5. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura de carbono é sp3, de tal modo que a razão entre a banda integrada de intensidade de D e G no espectro de Raman se encontra entre 0,2 e 1,0.

6. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de transição (4) é compreendida por WC-i-x, CrC^x, NbC-|.x.

7. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de transição (4) compreende uma espessura que varia entre 0,05 a 0,50 mícron.

8. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura do filme (6) varia de 5 a 25 mícrons, particularmente entre 10 a 20 mícrons.

9. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dureza do filme (6) varia entre 2500HV a 5000 HV.

10. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material base (2) consiste em aço inoxidável contendo 10% a 17% de cromo, aço carbono ou ferro fundido.

11. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de ligação (3) compreende cromo, níquel ou cobalto com estrutura cúbica de face centrada (bcc).

12. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de ligação (3) é obtida por deposição por vapor através de qualquer fonte metálica.

13. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as camadas contendo metal são depositadas pelo processo PACVD (Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) ou PVD (Plasma Vapour Deposition).

14. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de ligação (3) é obtida por um processo de arco catódico.

15. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a base (2) recebe um tratamento de ni-tretação ou um revestimento de PVD antes de receber a camada de ligação (3).

16. Elemento deslizante de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é um anel de pistão, tucho, mancai ou pino.

17. Motor de combustão interna, caracterizado pelo fato de que compreende um elemento deslizante (1) tal como definido nas reivindicações precedentes.

18. Processo de obtenção de um elemento deslizante para motores de combustão interna, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas de deposição: etapa (i): ataque iônico de uma base (2) ferrosa de limpeza da superfície do elemento deslizante (1) que irá receber o filme (6); etapa (ii): deposição de uma camada de ligação (3) metálica; etapa (iii): aumento do fluxo de gás reativo até o valor máximo de maneira a formar uma camada de transição (4); e etapa (iv): deposição de uma camada de contato (5) sob condições constantes de processo.

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que na etapa (ii) a camada depositada é de Tungs-tênio;

20. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que durante as deposições das etapas (iii) e (iv) são usados, pelo menos, dois target diametricamente opostos de metal ou grafite.