CN104271802A - 用于内燃机的滑动元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的滑动元件，其具有被保护性表层(11)覆盖的含铁基体(10)，所述保护性表层包含通过物理气相沉积工艺(PVD)施加的至少一种氮化物或者包含氮化层，在该滑动元件的外周滑动面上施加有类金刚石碳(DLC)涂层(12)，其中：(i)所述涂层(12)包含：至少一层含有WC1-X的过渡层(122)、和具有晶体结构(BCC-体心立方)的金属铬层(121)，其位于含铁基体(10)和无定形碳外层(124)之间，以及中间层(123)形式的、具有(a-C:H:W)和(a-C:H)多层结构的纳米晶相碳化物；以及(ii)所述无定形碳外层(124)与所述包含纳米晶体碳化物结构的层(123)的厚度之比大于4，和/或全部层的总厚度与外层(a-C:H)(124)的厚度之比大于1，优选在1和1.4之间。

Description

用于内燃机的滑动元件
本发明涉及一种用于内燃机(例如活塞环)的、具有涂层的滑动元件，所述涂层从内到外包含：金属粘合层(例如铬金属(BCC-Cr)或者其它需要的或期望的等同物)、由陶瓷材料(如碳化钨(WC1-x))构成的至少一个过渡层、金属(特别是钨)的DLC层、以及不含金属的DLC层等，并且所述涂层具有大于等于4μm且小于等于15μm的总厚度。
在本发明涂层中，所述不含金属的DLC层的厚度与所述金属层的厚度之比大于4，和/或全部层的总厚度与外层(a-C:H)的厚度之比大于1，优选为在1和1.4之间。粘合层应优选为铬。金属的DLC层被称为a-C:H:Me，在这种情况下，金属优选为钨时则称为a-C:H:W，该层具有多层结构，所述多层结构包括a-C:H层和a-C:H:W层。
钨可以促使DLC层之间具有良好的粘附性；并且作为中间层起到逐渐改变内部应力的作用，使得由基材(低内应力)到DLC层(高内应力)的内部应力突变最小化；此外，其还具有高的化学惰性和低的磨耗。最外层或顶层呈现含有碳和氢的无定形结构，并且可以被称为a-C:H。
由于上述构成，所以在摩擦和磨耗方面实现了特别有益的性能。较厚的顶层对这些典型的性能具有影响作用。与具有平均厚度的层相比，其具有较低的摩擦和较高的耐久性。当最外层(a-C:H)的厚度大于含金属的DLC层的厚度时，观察到特别好的摩擦值，因此二者的厚度比接近5，优选大于4；并且全部层的总厚度与外层(a-C:H)的厚度之比大于1，优选为在1和1.4之间。
这种构造使DLC层的减摩性和耐久性这两个问题得以解决。作为这种现象的解释，已发现：无金属的DLC层和一般的涂层在整个体系中会产生高应力，通过金属层和最外层厚度的合理组合、以及设置含有铬和碳化钨(WC1-x)的中间层能够减小所述应力，从而获得具有改善的耐磨性和低摩擦性的组合这样的涂层。
因此，可以得到具有合适的耐久性和低的摩擦性的活塞环。已知的是，不含金属的DLC具有较高的耐磨性和低摩擦性。然而，由于不含金属的DLC厚涂层具有高内应力，因此不可能制备这样的涂层；而采用本文所提出的构造，则可以建立起不含金属的DLC厚涂层，该涂层不会因高应力而变弱，其中，不含金属的DLC层与金属层的层厚之比为>4，和/或全部层的总厚度与外层(a-C:H)的厚度之比大于1，优选为在1和1.4之间；这赋予活塞环更长的使用寿命和更低的摩擦性，这是与通过下述DLC最外层加以保护的情况相比而言的，其中该DLC最外层只能保证低的耐磨性和短的使用期，并且金属DLC层在发动机启动时就暴露在外，因此使得该层具有高于不含金属的DLC层的摩擦性。本发明所述构造的滑动元件具有以下优点：例如，稳定性和耐久性提高，使配置有该滑动元件的内燃机具有长的商业服务寿命和低摩擦性。
相反，如果所形成的涂层中不含金属的DLC层与金属DLC层的层厚之比<4、和/或总厚度与外层(a-C:H)的厚度比<1，残余应力将无法得到补偿。由于运行过程中的高负荷(接触压力)，这导致了DLC层整体的过早磨损(即使最外层具有较大的厚度)或者DLC层的剥离。基于申请人近期广泛的研究已经证实，对于基本上介于4μm和15μm之间的厚度来说，不管厚度如何，本发明的涂层都能导致引人注目的有益的耐磨性和耐久性。
相关技术的描述
为了使内燃机可靠地并且按照设计者设计的参数运行，必须使它的内部组件即使在最严苛的操作条件下也具有高的耐久性。
为了确保发动机的耐久性以及高效的输出，组件(例如活塞环和轴承，以及其他)必须提供对持续滑动所产生的磨耗作用、高温、以及气缸内的燃烧产物的化学侵蚀和磨蚀作用的耐受性，因而要施加涂层以更好地承受发动机运行期间不停进行的循环过程。另外，该涂层应具有低摩擦性，因为内燃机中的摩擦损失多达能量的15％，进而导致燃料消耗更大，以及排放更多的污染气体。
在确定了构成这些部件的基本材料、发动机运行参数、制造成本等的前提下，不断地对施加到这些部件的涂层加以改进。
具体就活塞环来说，开发了一些目的在于使这些部件具有高的耐久性和低摩擦性的涂层。
文献DE 102009046281中公开了一种涂层，其涉及由钢或铸铁制成的活塞环，所述活塞环上设置有由不含金属的DLC层构成的、或者包含内部金属层和不含金属的顶层的涂层，通过PVD工艺(“物理气相沉积”)沉积的氮化铬(CrN)层，以及Me(CxNy)的陶瓷中间层。
将所述氮化层施加在所述环基体上，随后在该层上施加上述中间层。最后在所述中间层上施加所述DLC涂层。
作为选择(非必要的)，在通过PVD施加的氮化铬层和所述的活塞环基体之间提供粘合层或类似物，从而使二者相连接。
这种涂层的缺陷在于Me(CxNy)连接层是脆弱且易碎的，使得涂层会过早脱落，导致内燃机寿命缩短，这从市场角度来说是不希望的。
此外，与本发明所提出的涂层相反，该现有技术的涂层不具有包含碳化钨WC1-x的过渡层，因此二者完全不同。
文献DE102008042747中公开了一种滑动元件(如活塞环)，其涂层包括施加在基体上的由金属铬构成的粘合层、通过PVD法(物理气相沉积)施加的氮化物层(CrN)、含有碳的内层，相对于设置在外侧的碳层(优选为a-C:H类型的)而言，所述内层具有更大的硬度和/或含有百分比含量较低的氢。
这第二种涂层的缺点在于，氢有利于形成sp3电子结构(与金刚石的结构相同)，并且随着其减少sp2结构则会增加(与石墨的结构相同)。因此，该涂层的耐磨性变差。
此外，与本申请人所开发的涂层的关键区别在于，作为其最大的特点，该现有技术的涂层具有这样的第二层(从外向内数)：该第二层具有无定形碳的形式，而不是新颖的多层结构(a-C:H:W)和(a-C:H)的形式。由于这种构造，由该涂层获得的性能指数较低，特别是对于裂纹扩展的抵抗性。
此外，文献DE102009028504公开了一种由钢或铸铁制成的活塞环，其首先被覆粘合层，在该粘合层上施加含有碳和金属(特别是钨)的中间层、以及不含有金属成分的DLC层。该涂层的平均厚度为5μm至40μm，所述外层和中间层的厚度比为0.7至1.5，外层的厚度和该涂层的总厚度之比约为0.4至0.6。
与本文所研发的涂层最大的不同在于，该现有技术未显示出要在多层结构(W-C:H)和(a-C:H)上构造任何中间层。实际上，在该涂层中不存在这样的层，因此，由该涂层所获得的性能指数低，特别是对于裂纹扩展的抵抗性。此外，不含金属的DLC涂层(提供较低摩擦性的层)的厚度小于所述涂层的总厚度。
最后，文献US2007/0078067公开了施加到至少一个滑动部件上的涂层，其特征在于，该涂层包含位于滑动部件表面上的无定形碳膜，并且在拉曼光谱中D带(与sp2碳的无序程度相关)与G带(单晶石墨)的积分强度比介于1.5和2.0之间。
以上所讨论的涂层具有使其不能令人满意地用于发动机部件中的性质，这是因为它们不能同时显示出高耐磨性和合适的韧性以在内燃机中工作。
申请人经过大量的研发所得到的本发明的涂层与其它涂层相比具有新颖性和创造性，并且具有显著的优点：例如易于沉积、优异的机械性能和有竞争力的应用成本、满足新发动机要求的高耐磨性和韧性、以及与内燃机排放要求相匹配的低摩擦性。
本发明的涂层可以施加到内燃机中使用的任意滑动元件上，如活塞环、轴瓦、轴承、衬套等，前提是它们具有含铁基体。
发明目的
本发明的目的是提供一种用于内燃机的滑动元件，其具有厚度不小于4μm且不大于15μm的DLC型涂层，对照其它目前已知的涂层而言，本发明的工艺导致了一种革新的、新颖的和创造性的涂层的应用，并产生了有利于应用的若干优点，例如易于沉积、具有优良的机械和结构性能(主要是它能够制成厚的a-C:H层，同时保持令人满意的韧性和高耐久性水平)。
本发明的简要说明
本发明的目的通过这样一种用于内燃机的滑动元件得以实现，所述滑动元件具有被保护性表层覆盖的含铁基体，该表层包含通过物理气相沉积法(PVD)施加的至少一种氮化物或者包含氮化层，在所述滑动元件的外周滑动面上施加有类金刚石碳(DLC)涂层，其中：
(i)涂层包含：含有WC1-x的至少一个过渡层或粘合层、和/或具有晶体结构(BCC-“体心立方结构”)的金属铬层，具有(a-C:H:W)和(a-C:H)的多层结构并且作为中间层的金属(特别是钨)DLC层，所述金属铬层位于活塞环和金属DLC层之间；以及不含金属的DLC外层；并且
(ii)所述不含金属的DLC层与金属层的厚度之比大于4，和/或全部层的总厚度与外层(a-C:H)的厚度之比大于1，优选在1和1.4之间。
另外，本发明的目的通过这样一种用于内燃机的滑动元件得以实现，所述滑动元件具有含铁基体，在所述滑动元件的外周滑动面上施加有类金刚石碳(DLC)涂层，其中：
(i)涂层包括：按照从外部至所述含铁基体的顺序，(a-C:H)型的无定形外层，对应于(a-C:H:W)和(a-C:H)多层结构形式的纳米晶相碳化物的中间层，和含有WC1-x的过渡层，具有晶体结构(BCC-“体心立方结构”)的金属铬层以及包含至少一种氮化物的保护层(其是通过物理气相沉积工艺(PVD)施加的)；
(ii)所述不含金属的DLC层与金属层的厚度之比大于4，和/或全部层的总厚度与外层(a-C:H)的厚度之比大于1，优选在1和1.4之间；并且
(iii)在拉曼光谱中D带(与sp2碳的无序程度相关)与G带(单晶石墨)的积分强度比介于0.2和1.0之间。
附图的简要说明
基于附图所示的实施例对本发明进行更详细地说明。所述附图示出：
图1为实现本发明目的的滑动部件的优选实施方案的一个代表的透视图，其为活塞环的形状。
图2示出图1所示活塞环的顶视图。
图3为图2所示活塞环沿A-A截面的示意性剖视图，其中可以示意性地看出施加至活塞环的外周滑动面的涂层。
图4为示出施加至实现本发明目的的滑动元件的外周滑动面的涂层的优选变型的详细视图。
图5为示出施加至实现本发明目的的滑动元件的外周滑动面的涂层的中间层的详细视图，该中间层包含(a-C:H:W)和(a-C:H)。
图6为施加至实现本发明目的的滑动元件的外周滑动面的涂层的照片，放大倍率1,000X。
附图的详细说明
根据一个优选的实施方案(如图1所示)，本发明涉及一种用于内燃机的滑动元件1，其具有含铁基体10，在其外周滑动面2上施加有类金刚石碳(DLC)涂层12。
如下文所述，由申请人研发的本发明涂层与其它现有的涂层相比具有新颖性和创造性，并且具有显著的优点，例如易于沉积、优良的机械和结构特性、以及有竞争力的应用成本。
首先，应当指出的是，所述第一滑动元件1优选地为活塞环，但也可以采用其它任何需要或期望的结构，例如轴承、轴瓦、衬套、或任何其他元件。
初步应当指出的是，作为本发明目的的第一滑动元件具有至少施加至其外周滑动面2的涂层，但是，如果认为有必要或需要的话，并不排除将所述涂层进一步施加至所述元件的其它部分和表面。
当元件1具有优选的活塞环结构时，将本发明的涂层12至少施加到外表面2(与汽缸壁接触的表面)，在活塞进行往复运动时所述环贴着该气缸壁滑动。
然而，并不排除该环上与所述活塞中存在的相应环形空腔摩擦的其他部分(例如顶部、底部和内表面)也具有本发明的涂层。
以概念性的方式来说，滑动元件1设置有被保护性表层11覆盖的含铁基体10，该保护性表层11包含通过物理气相沉积法(PVD，也称为离子镀)施加的氮化铬、和/或包含氮化层。如上文提到的那样，将DLC型碳涂层12施加至外周滑动面2上，其包含位于含铁基体10和无定形碳外层124之间的至少一个含有WC1-x的过渡层122、和具有晶体结构(BCC-体心立方结构)的金属铬层121。从图4中可以看到具有清楚示出的各层的所述涂层的示意图。
含铁基体10可以具有多种多样不同的构成，但是优选地包含碳钢基底、铸铁或不锈钢(后者优选含有17％的铬-Cr)。
将上述保护性表层11施加至该含铁基体，并且该层包含至少一种通过PVC工艺沉积的氮化物(优选地为氮化铬)。优选地，氮化铬具有以CrN为主的构成，但是，如果必要或需要的话，显然可以主要地使用Cr2N。此外，可供选择的是，可以想到使用氮化层。
在含铁基体10上通过PVD工艺施加氮化层11或CrN涂层对本领域技术人员而言是公知的，因此由申请人研发的涂层12的新颖性在于施加在所述氮化层和/或CrN上的各层。
因此，开始描述本发明的创新性方面，并且按照从基体到外部的顺序对各层的组成进行描述，在所述氮化层上施加类金刚石碳(DLC)涂层12，该涂层包含金属粘合层121、含有WC1-x的过渡层122、含有碳化物纳米晶体结构并且为多层结构(a-C:H:W)和(a-C:H)形式的中间层123、以及最后的无定形类型的碳(a-C:H)外层124。
金属粘合层121优选地为具有上述晶体结构(BCC-体心立方结构)的金属铬层。还优选地，但不是必须的，该粘合层的厚度为约500nm到2,000nm。
顾名思义，粘合层121的主要功能是增加沉积在其上的层对于施加在含铁基体10上的氮化层11的粘合性，以确保涂层12作为一个整体的内聚力，避免剥落和应力的积聚，如果发生这些现象则会缩短滑动元件1的寿命。
将含有WC1-x的过渡层122施加在粘合层121上，并且过渡层122包含碳化钨(其包含可变比例的化学元素碳和钨)。WC1-x这种组成表示：如果x为零，该比值为一个碳原子(C)对应一个钨原子(W)。类似地，如果x例如为0.5，其表示两个钨原子对应一个碳原子。
如果必要或需要的话，金属钨可以用其它的金属元素代替。
如上所述，中间层123包含碳化物纳米晶体结构、并且为具有(a-C:H:W)和(a-C:H)亚层的多层结构，其被施加在过渡层122上，以便于稍后施加无定形碳层124(a-C:H构造，涂层12的最外层)。外层124和123含有氢。
按照彼此叠加的方式施加亚层(a-C:H:W)和(a-C:H)，在进行施加所用的装置中，控制施加时所存在的钨的量，形成如图5所示的上述多层结构。与现有涂层中所述中间层未被构造成多层结构的情况相比，本发明这样的构造是相当有益的，因为这样的多层结构大大地减少了裂纹的扩展。即使在一个亚层(a-C:H:W)或(a-C:H)中开始产生裂纹或开裂，当它抵达紧邻的亚层时就会停止生长或扩展，这是因为其提供了一种在应力的耗散/累积方面显著不同的结构。
作为本发明目的的涂层的中间层123所呈现的防止裂纹扩展的特性，使得作为本发明目的的内燃机滑动元件具有更大的耐磨性，从而为内燃机提供更长的寿命，因此是更理想的。
作为本发明目的的涂层12的优选的厚度可以在下表中找到，并且可以在所建立的范围内自由地变化，所得的发明也被包括在权利要求的保护范围内。
外层124 3,000nm至13,000nm
中间层123(多层) 1,000nm至3,000nm
过渡层122 100nm至500nm
粘合层121 500nm至2,000nm
根据其主要的用途(发动机类型、工作/运行条件、压缩率、燃料的品质等)，对各层的厚度加以变化，以使涂层以及施加了该涂层的活塞环的性能达到最佳。
整个涂层12(以上所有层的总和)的厚度为4μm至15μm，更优选地为8μm和12μm之间。当该值大于15μm时，会导致机械性能下降，从而使该涂层不够理想。
同样重要的是，要注意这些层的厚度可以自由地变化，但必须满足总厚度为4μm至15μm；同时，不含金属的DLC层124与金属层123的厚度比大于4，和/或全部层的总厚度与外层(a-C:H)124的厚度之比大于1，优选为在1和1.4之间。
这两个比值确保了涂层12的强度和韧性这些机械性能，从而使涂层12与目前使用的涂层相比显然是可取的。
作为这种表现的解释，已发现：不含金属的DLC层在整个体系中会产生高应力，可以通过金属层和最外层的厚度的正确组合、以及含有铬和碳化钨(WC1-x)的中间层结构减小该应力，从而获得具有改进的耐磨性和低摩擦性的组合这样的涂层。已知的是，由于不含金属的DLC的高sp3杂化和无定形结构，因此其具有较高的耐磨性和低摩擦性。但是，由于该涂层的高内应力使得其不可能形成不含金属的DLC厚涂层，因此难以将该涂层制成合适的厚度，以在活塞环的应用中获得令人满意的耐久性。
然而，根据本文中所提出的构造则可以建立起厚的不含金属的DLC层，该DLC层不会因高应力而变弱。与此相反，在无金属的DLC层和金属层的厚度比小于4、和/或全部层的总厚度与外层(a-C:H)的厚度之比小于1的情况下，残余应力不能得到补偿，并且不能保证其摩擦性比其它层低的无金属的DLC层具有高耐久性。这会导致该DLC层整体上过早磨损。
此外，涂层12的硬度最好设为介于1,800HV和3,000HV之间的值。
涂层12除了具有现有技术的任何涂层均不具备的构造之外，还具有非常理想的那些特征和技术特性。
需要重点提到的是，在作为本发明目的的涂层12中，拉曼光谱中D带(与sp2碳的无序程度有关)与G带(单晶石墨)的积分强度比介于0.2和1.0之间，下文中将对此进行详细描述。
拉曼光谱是这样一种技术：其使用单色光源，当光源射向一个对象时，单色光被散射从而产生与入射光具有相同能量或不同能量的光。在第一种情况下，散射被称为弹性的并且不受关注，但在第二种情况下(非弹性散射)，通过该能量差可以获得关于所述对象的化学组成的重要信息。由于分子被照射时能量可被传播、吸收或散射这样的现象，所以该技术才有可能实施。
拉曼效应可以通过入射光子与分子之间的非弹性碰撞进行说明。对于给定的增量，其改变了该分子的振动和/或转动能级，并且根据能量守恒定律，这意味着入射光子和散射光子的能量是不同的。
拉曼光谱是相对于激发辐射(激光)的散射辐射的波长。读数在可见光和NIR(近红外光)区域内。
更详细地说，低功率的激光辐射光束被用于照射所关注的对象上的小区域，并且聚焦于所限定的区域中，该光束在所有方向上发生散射，该辐射的一小部分被非弹性散射(具有与入射光不同的频率，E＝hv或E＝h.c.λ-1)。
入射的辐射和散射的辐射之间的能量差对应于出现在所研究区域内的原子的振动能量，并且该振动频率可以揭示出原子是如何键合的，而且具有分子几何构型的信息，以及关于该化学物质自身之间如何相互作用以及其与环境之间如何相互作用，等等。
此外，拉曼光谱可允许区分多晶型物，即，尽管具有相同的化学式，但由于具有不同结构因而具有不同性质的物质。
由于只有一种类型的振动，而且通常所述化学物质是复杂的，因此非弹性散射辐射包含大量不同频率的辐射，需要加以分离并测量其强度。表示散射辐射强度作为其能量(以被称为“波数”并表示为cm-1的单位示出)的函数的曲线图被称为拉曼光谱。各种化学物质，其可以是颜料、染料、基体、粘合剂、载体或清漆，所得到的谱图就像指纹一样，使得其能够被明确识别，或者(例如)可检测由于它与其它物质或光的相互作用所产生的化学变化。
回到本发明的涂层，可用拉曼光谱分析确定D带和G带(分别对应于sp2碳的无序程度和单晶石墨)。
关于碳的各种形式的拉曼光谱是众所周知的。金刚石的第一级光谱包含位于1332cm-1处的单峰。单晶石墨相应的谱图也在1580cm-1处显示单峰(G峰，与石墨型SP2碳相关)。在多晶石墨中，除了G峰，拉曼光谱在接近1350cm-1处显示出另一个峰(D峰，与sp2碳的无序程度相关)。
因此，比较多晶石墨的拉曼光谱和DLC膜的拉曼光谱，就可以发现由于所述膜中存在金属元素而导致的石墨结构的变化。
D带和G带的强度比(D/G)表示所述DLC涂层中所含的无定形结构(外层124)的比例。当该比值较大时(无定形层的比例越大)，无定形结构易于在滑动的时候转变成石墨，这会降低摩擦系数以及相应的磨损，但是由于存在弱化点，因而不能保持耐磨性。
对于本发明涂层12的情况，碳化钨的纳米晶体结构适合用于无定形碳比率D/G为0.2至1.0(根据拉曼光谱分析)的涂层，从而使低摩擦性和耐磨性得以改善。
当D/G比值小于0.2时，则不能充分降低摩擦系数；另一方面，当D/G大于1.00时，则耐磨性不能保持在与所关注的水平接近的程度。
在已经对优选实施方案的一个实施例进行了描述之后，应当理解，本发明的范围包括其它可能的实施方案，并且仅由所附的权利要求书(包括其可能的等同物)的内容限制本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于内燃机的滑动元件，其具有被保护性表层(11)覆盖的含铁基体(10)，所述保护性表层包含通过物理气相沉积工艺(PVD)施加的至少一种氮化物或者包含氮化层，在该滑动元件的外周滑动面上施加有类金刚石碳(DLC)涂层(12)，其特征在于：
(i)所述涂层(12)包含：由WC1-x构成的至少一个过渡层，和/或具有晶体结构(BCC-体心立方结构)的金属铬粘合层，具有(a-C:H:W)和(a-C:H)的多层结构层并且其中所述金属尤其为钨的金属DLC中间层，以及不含金属的DLC(a-C:H)外层；以及
(ii)所述无定形碳外层(124)与包含纳米晶体碳化物结构的所述层(123)的厚度之比大于4，和/或全部层的总厚度与所述外层(a-C:H)(124)的厚度之比大于1，优选在1和1.4之间。
2.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于所述碳外层(124)含有氢。
3.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于所述过渡层(122)包含析出的碳化钨纳米晶体。
4.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于所述涂层中的一个层是完全无定形的。
5.根据权利要求1或3所述的滑动元件，其特征在于所述过渡层(122)的厚度介于100nm和500nm之间。
6.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于整个涂层(12)的厚度为4μm至15μm，更优选地为8μm和12μm之间。
7.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于涂层(12)的硬度为1,800HV至3,000HV。
8.一种用于内燃机的滑动元件，其具有含铁基体(10)，在所述滑动元件的外周滑动面(2)上施加有类金刚石碳(DLC)涂层(12)，其特征在于：
(i)所述涂层(12)包括：按照从外部至所述含铁基体(10)的顺序，(a-C:H)型的无定形外层(124)，对应于(a-C:H:W)和(a-C:H)多层结构形式的纳米晶相碳化物的中间层(123)，含有WC1-x的过渡层(122)，具有晶体结构(BCC-体心立方结构)的金属铬层(121)，以及包含通过物理气相沉积工艺(PVD)施加的至少一种氮化物的保护层(10)；
(ii)所述不含金属的DLC层(124)与所述金属层(123)的厚度之比大于4，和/或全部层的总厚度与所述外层(a-C:H)(124)的厚度之比大于1，优选在1和1.4之间；以及
(iii)在拉曼光谱中D带(与sp2碳的无序程度相关)与G带(单晶石墨)的积分强度比介于0.2和1.0之间。
9.根据权利要求8所述的滑动元件，其特征在于所述碳外层(124)含有氢。
10.根据权利要求8所述的滑动元件，其特征在于所述过渡层(122)包含析出的碳化钨纳米晶体。
11.根据权利要求8所述的滑动元件，其特征在于所述涂层中的一个层是完全无定形的。
12.根据权利要求8或10所述的滑动元件，其特征在于所述过渡层(122)的厚度介于100nm和500nm之间。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的滑动元件，其特征在于所述滑动元件为活塞环。
14.根据权利要求5或11所述的滑动元件，其特征在于通过溅射工艺进行金属离子的沉积。
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