CN110062861B - 摩擦片、包括这种摩擦片的机械系统和实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适于在高于200℃的温度下在润滑介质中运行的摩擦片(10)。摩擦片(10)包括金属表面(12)和外部涂层(14)，外部涂层(14)由掺杂有氮的碳化钨WC(N)组成，氮的原子比为5‑12％。本发明还涉及一种包括这种摩擦片(10)的机械系统(1)。本发明还涉及一种用于使用所述摩擦片(10)的方法。

Description

摩擦片、包括这种摩擦片的机械系统和实施方法

本发明涉及一种可在润滑介质中经受高温的摩擦片。本发明还涉及一种包括所述摩擦片的机械系统。该装置还涉及用于使用所述摩擦片的方法。

本发明的领域涉及涂有薄层的金属摩擦片，所述薄层使其能够在润滑介质中减少摩擦。

作为非限制性实例，摩擦片可以是汽车发动部件，尤其是燃烧室。在实践中，这些部件在可消耗的润滑介质中经受高于200℃的运行温度。

根据其它非限制性实例，薄膜涂层可以应用于活塞销、活塞裙、活塞的任何其它部件，或可以经受高温运行的任何其它部件。

在工业应用中，由于两个摩擦片之间完全没有接触，分隔两个摩擦片的润滑膜的存在使得可以获得低水平的磨损。

在某些情况下，连续的薄膜不能随时间保持，导致两个摩擦片之间直接相互作用。润滑膜的不连续性是“混合状态”和“边界状态”下润滑的主要特征。

在汽车工业中，DLC(“类金刚石碳”)薄层涂层被广泛用于减少部件之间的摩擦。在实践中，DLC涂覆部件之间的摩擦减少主要在混合润滑状态下进行。

DLC涂层的一个基本特征是表面粗糙度随时间降低并趋于特别低的值。因此，润滑从边界状态到混合状态的转变，或从混合状态到流体动力状态的转变，导致较低的速度值。

与DLC涂覆的表面不同，最初抛光的钢表面随着时间的推移经历其粗糙度的增加。通过在表面上反应，ZDTP型抗磨添加剂形成岛状物，局部增加粗糙度。

一些润滑的触点在高于200℃的温度下永久运行，并且在甚至更高的温度下短暂运行。这些接触点润滑不良，这也解释了普遍存在的高温。

在这样的操作条件下，DLC涂层的磨损相对较快。观察到这种磨损的随机性，可能是由于润滑相对减少和控制不当。

然后，根据类似于氧化的机理，DLC涂层通过抛光呈现磨损并且涂层被消耗。涂层的碳和氢与环境氧结合形成水和二氧化碳。润滑剂的消耗和摩擦部件之间的接触界面处的温度升高导致DLC涂层的加速氧化，直至其消失。润滑控制性差，加上高温，因此导致磨损率增加。

如今，有两种方法可以解决上述问题。

第一种方法是使用包含氮化铬的铬合金涂层，该涂层在高温运行条件下具有高强度并且润滑性差，代价是降低摩擦。该方法与机械系统的旧设计相对应，例如通常涂覆有铬层的汽车发动机的燃烧室。与未涂覆的钢相比，这种方法不能降低摩擦损失，但仍然保护表面免受磨损和划伤。

第二种方法是改善与DLC涂层相关的润滑，允许更好的散热和对氧的防护。这种方法使得必须改变机械系统的设计，以便以增加润滑剂流速的方式分配润滑剂，从而增加用于确保所述润滑剂循环的能量。在实践中，由于额外的设计成本以及由涂层提供的能量效率将被为了获得充分润滑所需的效果所抵消，第二种方法未被实施。

本发明的目的是提出一种改进的摩擦片，弥补上述缺点。

为此，本发明涉及一种具有金属表面和外涂层的摩擦片，其特征在于，外涂层由掺杂氮的碳化钨WC(N)组成，氮原子比为5-12％。

因此，本发明使得在润滑介质中，特别是在混合润滑状态下，降低涂层所承受的摩擦成为可能，同时提高涂层对高负载温度，特别是200℃以上的高温的耐磨性。

与DLC涂层相比，本发明的涂层材料在热时更具有耐磨性，因为其具有更好的热稳定性和抗氧化性，同时提供令人满意的摩擦减小效果。

与氮化铬CrN或碳化钨WC(按重量计含6％钴)的涂层相比，本发明的掺杂有氮的碳化钨WC(N)类型的涂层材料使得减少摩擦成为可能，同时提供令人满意的抗氧化性。

以下详述本发明的其它单独或组合的优势特征。

优选地，外涂层包含至少一种选自钴、镍和铁的元素，其总原子比为5-11％。添加元素可以是纯的，并且在涂层内具有5％至11％的原子比。或者，更多添加元素可以形成混合物，在涂层内总原子比为5-11％。

根据优选的实施方案，涂层包含：

-原子比为40％至43％的碳，

-原子比为40％至43％的钨，

-原子比为5％到12％的氮，

-至少一种选自钴、镍和铁的元素，其总原子比为5-12％，

-总原子比为0-10％的其它化合物。

根据优选实施方案，外涂层由掺杂氮的碳化钨WC(N)制成，具有：

-原子比为40％至43％的碳，

-原子比为40％至43％的钨，

-原子比为7％至9％的钴，

-原子比为5％到12％的氮，

-总原子比为0至8％的其它化合物。

在实践中，在引入氮气的条件下，通过碳化钨WC的靶标的真空溅射法，形成外涂层。

钴、镍和/或铁是靶标的元素。

常规地，摩擦片的制造包括蚀刻待涂覆的金属表面的步骤，特别是在沉积外涂层之前的离子蚀刻。

根据特定实施方式，金属表面仅涂覆有外涂层，排除金属表面和外涂层之间的亚层的存在。

或者，金属表面被至少一个形成在所述外涂层下方的亚层所涂覆。该亚层例如由铬或氮化铬组成。

本发明还涉及一种机械系统，包括如上所述的第一摩擦片、设置为与第一摩擦片润滑接触的第二摩擦片，以及在摩擦片之间的润滑接触界面处设置的润滑剂。

根据具体实施方式，第二摩擦片类似于第一摩擦片。换句话说，第二摩擦片包括金属表面和沉积在金属表面上的外涂层，第二摩擦片的外涂层由掺杂氮的碳化钨WC(N)(氮原子的原子比在5％到12％之间)组成。。

优选地，第一摩擦片的外涂层和第二摩擦片的外涂层具有相同的组成。

或者，相比较的涂层可具有不同的组成，尽管氮原子比在5％到12％之间。

本发明还涉及一种用于使用如上所述摩擦片的方法。该方法的特征在于，其包括以下步骤：

-将第二摩擦片设置成与摩擦片润滑接触；

-在摩擦片之间的润滑接触界面中设置润滑剂；和

-以这样的方式启动摩擦片，使得摩擦部件之间的润滑接触界面达到高于200℃的温度。

在阅读以下说明(仅作为非限制性示例给出)并参照附图后，将更好地理解本发明，其中：

-图1是本发明机械系统的横截面局部示意图；

-图2是与图1类似的视图，显示本发明第二实施方式的机械系统；

-图3是与图1类似的视图，显示本发明第三实施方式的机械系统；

-图4是用于鉴定本发明涂层材料的试验台的示意图；

-图5、6和7是图解显示鉴定本发明涂料的不同步骤。

在图1中，部分地和示意性地示出了根据本发明的机械系统1。

机械系统1包括两个摩擦片10和20，摩擦片10和20在其接触界面2处由润滑剂3隔开。实际上，界面2经受高于200℃的运行温度。在这些条件下，润滑剂3易于消耗。

摩擦片10和20在平移和/或旋转时具有相对运动。出于简化目的，摩擦片10和20可以具有任何适合预期应用的形状和设置，即适合于机械系统1的类型。摩擦片10和20由金属制成，优选地由钢制成。

摩擦片10包括主体11、外表面12和沉积在外表面12上的外涂层14。外涂层14具有上表面15和下表面16。在沉积外涂层14时，上表面15被固定到金属表面12上。下表面16在润滑接触界面2处面向摩擦片20。

摩擦片20包括主体21和外表面22。该摩擦片没有外涂层。外表面20在润滑接触界面2处朝向摩擦片10。

在边界或混合状态下，外涂层14的下表面16和摩擦片20的外表面22在摩擦片10和20之间的润滑接触界面2的位置处接触。因此，润滑剂3在界面2处的表面16和22之间形成不连续的膜。

根据设想的应用的功能选择润滑剂3，换句话说，根据机械系统1的类型的功能。例如，润滑剂3可以是商业汽车润滑剂，例如包含常规添加剂的SAE5W30油。

根据本发明，涂层14是掺杂氮的碳化钨WC(N)类型化合物，氮原子比在5-12％之间，包括具体范围值。

在实践中，这种涂层14非常适于在高于200℃温度下在润滑介质中运行。因此，包括涂层14的摩擦片10适于在高于200℃温度下在润滑介质中运行。

出乎意料的是，与未掺杂或少量掺杂碳化钨WC(氮原子比小于5％)的常规材料相比，用氮掺杂的碳化钨层导致润滑介质中的摩擦降低。

在图2和3中，部分地和示意性地显示本发明其它实施方式的机械系统1。与第一实施方式类似的系统1的部件具有相同的数字标记。下面仅详细说明与第一实施方式相比的那些差异。

在图2中，摩擦片10包括在主体11和涂层14之间形成的亚层18。表面12涂覆有亚层18，然后再涂覆有涂层14。作为非限制性实例，所述亚层可以由铬或氮化铬构成。氮化铬可以通过反应磁控溅射沉积。

在图3中，摩擦片20包括沉积在表面22上的外涂层24。外涂层24具有内表面25和外表面26。在沉积层24时，将表面25固定到金属表面22。表面26在润滑接触界面2处朝向摩擦片10。润滑剂3在涂层14和24的表面16和26之间形成不连续的薄膜，位于两个摩擦片10和20之间的润滑接触界面处。

根据具体实施方式，摩擦片20如本发明所述。换句话说，外涂层24具有氮掺杂的碳化钨WC(N)型的组成，氮的原子百分比在5和12之间。在摩擦片10和20的两个表面12和22被涂覆的的特定情况下，层14和24优选地具有类似的组成。

或者，摩擦片20可包括与外涂层14不同组成的外涂层24。

此外，摩擦片20可包括在主体21和涂层24之间形成的亚层，如上参照图2对摩擦片10所述。

下面详述能够承受润滑和高温条件的那些涂层材料的鉴定方法。

该方法包括在钢样品上沉积涂层，然后一方面通过润滑剂内的摩擦来表征不同的涂层，另一方面，通过对350℃的温度的耐受性来表征不同的涂层。

测试的涂层材料是：氮化铬CrN、碳化钨WC、掺杂氮的碳化钨WC(N)、a-C：H型DLC。

在沉积涂层之前，所有测试摩擦片都经过相同的制备步骤。根据现有技术的硬质薄膜真空沉积技术，将测试摩擦片脱脂并定位在具有行星运动的旋转样品架上。然后实施真空室的泵送。泵送与加热至150℃同时进行，这使得可以激活解吸现象并改善真空质量。加热2小时30分钟后，确保使用彭宁(Penning)压力计测量的压力小于2×10^-5毫巴。然后在氩等离子体中进行钢试件的离子蚀刻1小时，对试样施加-150V的电压。在蚀刻之后，测试摩擦片的钝化氧化物消失并且表面适于接收沉积物。

通过反应磁控溅射进行氮化铬沉积。在测试摩擦片的离子蚀刻结束时，磁控管阴极在预溅射盖后面以5千瓦的功率被激发，以便清洁其表面5分钟。在蚀刻结束时，保持离子辅助等离子体，将偏压降低至-50V并打开盖子，使得薄铬层开始沉积。在该层的沉积过程中，在520nm波长下测量由等离子体中铬原子发射的强度。将该光强度归一化至100，并引入氮气流直至铬发出的光减少至纯氩气中发出的强度的50％的值。经过3小时的沉积，可以获得一层厚度为2.7μm且在10mN下硬度为1900Hv的CrN。

通过用6质量％的钴粘合剂溅射碳化钨靶来形成碳化钨沉积物。在离子蚀刻结束时，在盖下清洁靶标5分钟。一旦离子蚀刻完成，关闭等离子体离子辅助并打开预溅射盖以开始沉积WC。沉积3小时后，获得厚度为2.1μm且在10mN下硬度为1900Hv的层。

通过在溅射通量内引入反应气流来产生氮掺杂的碳化钨沉积物。

无论60sccm氮气的氮气流速如何，涂层的组成是稳定的，EDX分析表明组合物包含40％碳、12％氮、8％钴和40％钨。在这些条件下，氮掺杂沉积物的硬度为2900Hv，显著高于不含反应气体的WC沉积物的硬度。

沉积物的特征总结在下表1中。从WC0到WC4记录的沉积物是随着氮气流量增加直至氮气饱和形成的(在此处使用的沉积条件的特定情况下为60sccm)。

表1-掺杂氮的碳化钨沉积物

最后，a-C:H型DLC的沉积是通过PVD沉积技术的组合来进行的，以沉积一个逐渐富含碳的WC亚层，以获得其组合物，以便促进如文献WO2012/156647中所述在PACVD中制备的DLC层的粘附。由此获得的沉积物由0.8μm厚的W层组成，由此沉积2.2μm的DLC层。总沉积厚度为3μm，表面硬度为3200Hv。

图4至图7示出了第一特征测试，其包括对测试摩擦片的一系列摩擦学测试。

图4是包括摩擦计的试验台30的示意图。该系列测试的目的是证明与钢/钢接触相比，特定涂层材料在润滑介质中减少摩擦的潜力。为了仅测试涂层的效果，确保在相同条件下进行测试。特别地，所有测试摩擦片具有相同的初始粗糙度。

试验台30用于表征机械系统40内的摩擦，该机械系统40由两个由钢制成的测试摩擦片41和42组成，即气缸41和盘42。连续测试实施多个系统40，并因此实施多个测试摩擦片41和42。在参照系统40中，测试摩擦片41和42不接收涂层，这使得可以表征钢/钢接触表面。在每个其它系统40中，测试摩擦片41和42接收相同的涂层材料。彼此摩擦的两个涂覆的测试摩擦片41和42对应于图3的构造。

试测试中使用的气缸41是由滚动轴承制成的100Cr6钢圆柱滚子。气缸41的直径为10毫米。在至少一个母线上抛光气缸41的表面以获得<0.02μm的算术平均粗糙度Ra，然后用测试材料涂覆该母线。

用于测试的盘42的直径为25mm，厚度为5mm。将每个盘42的平面抛光至平均粗糙度Ra<0.02μm，然后涂覆测试材料。

为了进行测试，将盘42安装在填充有商业汽车润滑剂的箱32中，在这种情况下，类型为43 SAE 5W30油的包含传统添加剂。这种油43使得在边界润滑状态下，钢/钢接触的摩擦系数可以达到0.12至0.13。盘42在浸入油43中的同时被固定在箱32内。

气缸41安装在由柔性钢刀片悬挂的支撑件31上，当测试摩擦片41和42接触时，其允许气缸41与盘42的抛光表面自对准。这种自对准系统对于正确地进行测试是必不可少的，只要它确保测试摩擦片41和42之间的接触的几何形状被完美地控制，就不会导致摩擦测量产生偏差。在平面气缸接触中，测试摩擦片41和42的对准是该试验的主要困难。

气缸41的支撑件31通过压电传感器33连接到摩擦计的其余部分，压电传感器33面向气缸41的涂覆母线和盘42的涂覆平面之间的润滑接触。传感器33使得可以测量切向力Ft，由此确定摩擦系数。

气缸41和盘42之间的润滑接触界面沿母线长为4mm，沿摩擦方向接触宽度为35μm。通过施加一个等于21N的正常载荷Fn，获得等于200MPa的接触压力。除了测试摩擦片41和42的对准之外，接触压力是确定摩擦系数的重要要素。

从运动学的角度来看，无论涂层材料的性质如何，气缸41都比盘42更快地磨损。因此，确保气缸41在测试后不会出现任何明显的磨损是至关重要的。实际上，测试之后气缸41的磨损由于接触面增大而导致接触压力的降低。因此，摩擦的减少不再仅仅与涂层材料有关，而且与磨损导致的接触压力下降有关。为了避免这种情况，对涂有1200级SiC砂纸的盘42进行光抛光。该抛光去除了表面的凸起，从而显著降低气缸41的磨损率。在测试结束时，检查摩擦轨道的宽度。如果轨道的宽度超过45μm，测试结果将为失败。对于所示的所有结果，摩擦轨道的宽度在35和45μm之间，表明没有发生明显磨损，因此摩擦是由于涂层材料的性质。

借助于平移机构34，盘42可以往复直线运动平移。在这种情况下，盘42固定在容器32内，容器32放置在滚珠轴承导轨35上并通过杆36连接到可旋转的偏心元件37。偏心元件37是通过马达旋转的，为了简化起见未示出。根据正弦定律，该机构34使其能够与容器32连接，从而与盘42连接，这是一个行程为10mm的往复直线运动。

油43在容器32内被加热到110℃，然后机构34驱动滚筒32来回运动。在正常载荷Fn为21N，偏心元件37的旋转速度为300rpm的情况下进行初步的1小时试验。该初步试验用于研磨表面并稳定摩擦。

在获得稳定的摩擦之后，以300、450、600和750rpm的偏心元件37的旋转速度进行3分钟的试验。根据这些试验，获得摩擦系数随盘42平移速度的变化规律。

图5示出将压电传感器33安装在试验台30上，对给定的涂层材料进行测量的曲线图。

x轴表示以秒为单位的时间T。左纵坐标轴表示以牛顿为单位的切向力Ft。右纵轴表示盘的位移速度V为42mm/s。

图5的曲线图示出了表示盘42的位移速度V的正弦曲线V42和表示由传感器33测量的切向力Ft的曲线FT40，作为时间T的函数。

图6的曲线图示出了一条曲线Cfi，其表示根据给定涂层材料的测量结果，摩擦系数Cf随着盘42的即时位移速度V的变化。

x轴表示从曲线V42获得的瞬时速度V(单位：mm/s)，而y轴表示从曲线FT40确定的瞬时摩擦系数Cf。

图7显示不同涂层材料的摩擦系数Cf的变化图。对于给定的涂层材料，该图中所示的每条曲线对应于图6的曲线Cf。

x轴表示以mm/s为单位的瞬时速度V，而y轴表示瞬时摩擦系数Cf。

图7的图表显示：

-与未涂层测试摩擦片41和42(钢/钢接触)获得的结果相对应的参照曲线cf0；

-用涂有氮化铬的测试摩擦片41和42获得的曲线Cf1(CrN/CrN接触)；

-用涂有参照WC0的未掺杂碳化钨的测试摩擦片41和42获得的曲线Cf2(WC/WC接触)；

-用涂有掺杂氮的WC的测试摩擦片41和42获得的曲线Cf3，其中参照WC1的原子比为2％(WC(N)/WC(N)接触)；

-用涂有氮的碳化钨的测试摩擦片41和42获得的曲线Cf4，其中参照WC2的原子比为5％(WC(N)/WC(N)接触)；

-用涂有氮的碳化钨的测试摩擦片41和42获得的曲线Cf5，其中参照WC3的原子比为9％(WC(N)/WC(N)接触)；

-用涂有氮的碳化钨的测试摩擦片41和42获得的曲线Cf6，其中参照WC4的原子比为12％(WC(N)/WC(N)接触)；

-用涂有a-C：H型DLC的测试摩擦片41和42得到的曲线CF7(DLC/DLC接触)。

两种类型的摩擦系数Cf的变化可以在图7区分开。

第一组材料包括钢、CrN、未掺杂的WC和少量掺杂的WC(N)(氮的原子比小于5％)。这些材料的特征在于摩擦系数Cf高于0.12，当滑动速度V增加，摩擦系数Cf逐渐减小。该摩擦水平是边界润滑状态和在表面上(摩擦膜)形成的耐磨反应膜的剪切力的典型特征，摩擦膜是由油43中的ZnDTP添加剂形成的。ZnDTP可以通过在表面上反应并形成Zn多磷酸盐的摩擦膜而分解。尽管摩擦表面最初是抛光的，但是边界润滑状态下的摩擦是由以岛状形式产生的摩擦膜的粗糙度引起的。使用光学显微镜观察平面和气缸显示这些岛状的存在，这些岛状是蓝色和棕色的，这取决于其厚度。

第二组材料包括氮掺杂的WC层，其中氮含量达到或超过5％原子比，对应于参照WC2、WC3、WC4和aC：H型DLC。这些材料的特征在于摩擦系数Cf在滑动速度V增加时减小。这种表现是混合润滑方案的典型状态。由于在测试之后摩擦表面保持光滑的因素，可以减小这种情况下的摩擦。摩擦系数降低的速率反映了试验后测试摩擦片的粗糙度。在这里测试的所有材料中，DLC是引起摩擦最大程度降低的材料。在测试后观察摩擦表面显示没有明显摩擦膜的存在。与常规的摩擦膜相比，这些膜不存在或厚度显著减小。较小的厚度会限制初始抛光表面的粗糙度，因为它是岛状结构和产生粗糙度的厚度。

对于DLC，可能是其非金属性质导致对ZnDTP的亲和力较低。碳化钨与氧或氮的掺杂似乎显示显著降低了与ZnDTP的亲和力。出乎意料的是，与未掺杂或少量掺杂的层相比，在WCCO沉积物中添加超过5％原子比的氮导致摩擦降低。

使用平坦涂覆的测试摩擦片进行涂层材料的第二表征测试。

该试验包括将测试摩擦片在350℃下在空气中加热2小时。在加热之前和之后测量涂层的厚度，以确保材料保持完整。选择350℃的温度可以加速氧化动力学并在几小时而不是几十小时的测试时间内对材料进行分类。

下表2显示了加热前后各个涂层的厚度测量值。沉积物的厚度通过膜厚测试(Calotest)表征。

表2-加热前后的涂层厚度

除了DLC之外，所有涂层在加热后具有相同的厚度(在测量精度范围内)，表明其氧化作用不明显。此外，这也通过其视觉外观保持不变的事实得到证实。温度太低和持续时间太短，无法检测到氧化。相反，整个a-C：H DLC沉积物由于氧化而消失。只有WCC型亚层保留在原位，用于夹持DLC。对样品的目视检查足以证明DLC的氧化和消失，在氧化后，最初的黑色表面呈现金属光泽。

下表3显示了通过上述各种测试确定的涂层的特性。特别地，它显示了50mm/s和300mm/s的滑动速度之间的摩擦系数的变化，以及在350℃的中等温度下涂层的抗性。

表3-涂层的特性

CrN、未掺杂氮的WC(参照WC0)、少量掺杂氮的WC(N)(参照WC1)的涂层是不符合本发明的硬层。润滑介质中的摩擦不会导致未涂覆的抛光钢的摩擦减小。这些材料能够抵抗350℃的中等温度。

广泛用于润滑介质的DLC涂层也不符合本发明。实际上，在润滑介质中的摩擦减少是惊人的，但暴露于350℃的温度下会导致氧化涂层的破坏。

参照WC2、WC3和WC4的涂层WC(N)如本发明所述。与未掺杂或少量掺杂的WC不同，在润滑介质中观察到摩擦显著降低。尽管这种降低不如DLC那样显著，但这些材料具有不会因暴露于350℃的温度而发生降解的优点。

本领域技术人员将理解，以上描述中提及的各种实施方案和及其变化的技术特征可以整体或部分的相互组合。因此，摩擦片10可以在成本、功能和性能方面进行调整。

Claims (10)

1.一种具有金属表面（12）和外涂层（14）的摩擦片（10），其特征在于，外涂层（14）由掺杂氮和钴的碳化钨WC（N）组成，其中，所述外涂层（14）包含：

原子比为40-43％的碳；

原子比为40-43％的钨；

原子比为5-12％的氮；

原子比为5-12％的钴；

总原子比为0-10％的其它化合物。

2.如权利要求1所述的摩擦片（10），其特征在于，所述外涂层（14）包括：

-原子比为40％至43％的碳，

-原子比为40％至43％的钨，

-原子比在5％到12％的氮，

-原子比为7％至9％的钴，

-总原子比为0至8％的其它化合物。

3.如权利要求1述的摩擦片（10），其特征在于，所述金属表面（12）仅涂覆有所述外涂层（14）。

4.如权利要求1所述的摩擦片（10），其特征在于，所述金属表面（12）被至少一个形成在所述外涂层（14）下方的亚层（18）所涂覆。

5.如权利要求4所述的摩擦片，其特征在于，所述亚层（18）由铬或氮化铬组成。

6.一种机械系统（1），包括：

- 如权利要求1至5任一项所述的摩擦片（10），所述摩擦片（10）为第一摩擦片，

- 设置为与第一摩擦片（10）润滑接触的第二摩擦片（20）；

- 在摩擦片（10；20）之间的润滑接触界面（2）处设置的润滑剂（3）。

7.如权利要求6所述的机械系统（1），其特征在于，所述第二摩擦片（20）包括与所述第一摩擦片（10）直接润滑接触的金属表面（22）。

8.如权利要求6所述的机械系统（1），其特征在于，所述第二摩擦片（20）包括金属表面（22）和沉积在所述金属表面（22）上的外涂层（24），所述第二摩擦片（20）的外涂层（ 24）由氮掺杂的碳化钨WC（N）构成，氮的原子比为5-12％。

9.如权利要求8所述的机械系统（1），其特征在于，所述第一摩擦片（10）的外涂层（14）和所述第二摩擦片（20）的外涂层（24）具有相同的组成。

10.一种使用如权利要求1至5中任一项所述的摩擦片（10）的方法，所述摩擦片（10）为第一摩擦片，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

- 将第二摩擦片（20）设置成与第一摩擦片（10）润滑接触；

- 在摩擦片（10；20）之间的润滑接触界面（2）处设置润滑剂（3）；和

- 以这样的方式启动摩擦片（10； 20），使得摩擦片（10；20）之间的润滑接触界面（2）达到高于200℃的温度。

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