DE102006029415A1 - Wear-resistant coating and manufacturing method thereof - Google Patents
Wear-resistant coating and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006029415A1 DE102006029415A1 DE102006029415A DE102006029415A DE102006029415A1 DE 102006029415 A1 DE102006029415 A1 DE 102006029415A1 DE 102006029415 A DE102006029415 A DE 102006029415A DE 102006029415 A DE102006029415 A DE 102006029415A DE 102006029415 A1 DE102006029415 A1 DE 102006029415A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coating according
- layer
- hydrogen
- coating
- following
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/044—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/046—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with at least one amorphous inorganic material layer, e.g. DLC, a-C:H, a-C:Me, the layer being doped or not
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/048—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with layers graded in composition or physical properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/14—Tappets; Push rods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/14—Tappets; Push rods
- F01L1/143—Tappets; Push rods for use with overhead camshafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/14—Tappets; Push rods
- F01L1/16—Silencing impact; Reducing wear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
- F01L1/18—Rocking arms or levers
- F01L1/185—Overhead end-pivot rocking arms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
- F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
- F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
- F01L1/2405—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically by means of a hydraulic adjusting device located between the cylinder head and rocker arm
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2301/00—Using particular materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine verschleißfeste Beschichtung für ein Maschinenteil, das reibendem Verschleiß ausgesetzt ist, mit einer Kohlenstoff basierten, Wasserstoff enthaltenden Funktionsschicht (4), die nanostrukturiert ist, beispielsweise durch unterschiedliche aufeinanderfolgende Schichten (60, 61, 62) mit Dicken im Nanometerbereich oder eingelagerte Nanopartikel (63, 64).The invention relates to a wear-resistant coating for a machine part which is exposed to frictional wear, with a carbon-based, hydrogen-containing functional layer (4), which is nanostructured, for example by different successive layers (60, 61, 62) with thicknesses in the nanometer range or embedded nanoparticles (63, 64).
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Tribologie und beschäftigt sich mit der Beschichtung von Maschinenteilen zur Verringerung der Reibungsverluste und des Verschleisses. Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich auf viele verschiedenartige Maschinenteile anwendbar, die einem reibenden Verschleiß ausgesetzt sind. Als besonders vorteilhaftes Beispiel wird jedoch die Verwendung bei Teilen von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei Ventiltriebkomponenten wie beispielsweise Tassenstößeln herangezogen. Eine Anwendung bei industrieller Verwendung wie beispielsweise in Wälzlagern und Linearführungen ist jedoch ebenfalls denkbar.The Invention is in the field of tribology and deals with the coating of machine parts to reduce friction losses and wear. The present invention is basically up Many different types of machine parts applicable to a grinding Exposed to wear are. However, a particularly advantageous example is the use in parts of internal combustion engines, in particular valve train components such as tappets used. An application in industrial use such as in Rolling bearings and linear guides is however also conceivable.
Grundsätzlich werden die Anforderungen an derartige Komponenten durch Steigerung von mechanischen Belastungen, Bewegungsgeschwindigkeiten und Standzeiten immer höher. Dabei wird zunehmend geringere Wartungsintensität vorausgesetzt. Entsprechende Schmierstoffe werden wegen der steigenden Anforderungen an die Umweltverträglichkeit mit immer weniger Additive verwendet und der Trend geht teilweise zu niederviskosen Schmierstoffen oder sogar zum Betrieb ohne Schmierstoffe.Basically the requirements for such components by increasing mechanical loads, movement speeds and service life higher and higher. Increasingly lower maintenance intensity is assumed. Appropriate Lubricants are becoming increasingly environmentally friendly used with fewer and fewer additives and the trend is partial to low-viscosity lubricants or even for operation without lubricants.
Die entsprechenden Anforderungen an niedrige Reibungskräfte und Adhäsion sowohl im flüssigkeitsgeschmierten, als auch im trockenen und im Übergangsbereich, an niedrige Adhäsionskräfte, hohen Verschleißwiderstand und gleichzeitig Zähigkeit gegenüber Stoßbelastungen und die Widerstandsfähigkeit gegen Abplatzen werden durch konventionelle Beschichtungen nicht mehr erfüllt.The corresponding requirements for low frictional forces and adhesion both in the liquid-lubricated, as well as in dry and transitional areas, low adhesion forces, high wear resistance and at the same time toughness against impact loads and the resilience against spalling are not by conventional coatings more fulfilled.
Teilweise können einzelne der Anforderungen durch in bestimmter Weise geartete Beschichtungen erfüllt werden, wie beispielsweise die Härte oder der geringe Reibwiderstand, jedoch leiden regelmäßig andere Eigenschaften des tribologischen Systems.Partially can single of the requirements by specific type of coatings Fulfills be such as the hardness or the low frictional resistance, however, regularly suffer other properties of the tribological system.
Besonders deutlich wird dies an dem Beispiel von Ventiltrieben bei Verbrennungskraftmaschinen, bei denen das Augenmerk insbesondere auf Nockenstößelvorrichtungen liegt.Especially this becomes clear in the example of valve trains in internal combustion engines, where particular attention is paid to cam follower devices lies.
Derartige Nockenstößelvorrichtungen sind beispielsweise in Kraftfahrzeugmotoren mit hin- und hergehenden Kolben eingebaut, welche Lufteinlass- und Luftauslassventile aufweisen, die sich in Phase mit der Drehung der Kurbelwelle oder synchron hierzu öffnen und schließen. Ein Ventilantriebsmechanismus wird zur Übertragung der Bewegung des an der Nockenwelle angebrachten Nockens auf die Ventile verwendet, wenn sich die Nockenwelle zusammen mit der Kurbelwelle des Motors dreht. Dabei gelangt der Nocken der Nockenwelle in Reibkontakt mit einer Lauffläche des zugeordneten Tassenstößels.such Cam follower devices are for example in automotive engines with reciprocating Pistons are installed, which have air inlet and outlet valves, which is in phase with the rotation of the crankshaft or synchronous open this and close. A valve drive mechanism is used to transmit the movement of the used on the camshaft cam on the valves, when the camshaft coincides with the crankshaft of the engine rotates. In this case, the cam of the camshaft comes in frictional contact a tread the associated bucket tappet.
Allgemein unterliegen derartige Ventiltriebkomponenten, wie beispielsweise Tassen- und Pumpenstößel steigenden Anforderungen. Die Ursachen für die Notwendigkeit eines erhöhten Verschleißwiderstandes liegen in den immer höher werdenden Belastungen und Beanspruchungen des tribologischen Systems, bestehend aus Steuernocken und -stößel. Die Ursachen hierfür liegen in neuen Motorkonzepten, wie beispielsweise Benzin- und Dieseldirekteinspritzsystemen, mit stetig steigenden Einspritzdrücken, einem zunehmenden Anteil an abrasiven Partikeln im Schmierstoff, mangelnder Ölversorgung der Reibpartner, was einen erhöhten Anteil an Mischreibung zur Folge hat, und der zunehmenden Verwendung von tribologisch ungünstigen Stahlnocken zur Kosten- und Massereduzierung. Ein wichtiger Beitrag zur Ressourcenschonung ist die Reduzierung der Reibungsverluste im Ventiltrieb, mit daraus folgender Kraftstoffeinsparung bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer des gesamten Ventiltriebes. Um die Reibungsverluste effektiv zu reduzieren, ist es not wendig, das Reibmoment über einen breiten Drehzahlbereich zu senken.Generally are subject to such valve train components, such as Cup and pump plunger rising Conditions. The causes for the need for increased wear resistance lie in the higher and higher expectant loads and stresses of the tribological system, consisting of control cams and tappets. The causes are in new engine concepts, such as gasoline and diesel direct injection systems, with constantly increasing injection pressures, an increasing proportion on abrasive particles in the lubricant, lack of oil supply the friction partner, which increased Contribution to mixed friction and increasing use of tribologically unfavorable Steel cams for cost and mass reduction. An important contribution to conserve resources is the reduction of friction losses in the valve train, with consequent fuel saving while increasing the Lifetime of the entire valve train. To the friction losses To effectively reduce, it is not agile, the friction torque over a lower wide speed range.
Es ist bekannt, derartige Tassenstößel für die Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors als Leichtmetallstößel auszubilden, welcher einen Stößelgrundkörper und eine an der Berührungsfläche für die Steuernocken der Ventilsteuerung eingelegte Stahlplatte mit einer gehärteten Oberfläche aufweist.It is known, such bucket tappets for the valve control an internal combustion engine as a light metal plunger, which form a Pusher body and one at the contact surface for the control cam the valve control has inserted steel plate with a hardened surface.
Nachteilig an diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache herausgestellt, dass derartige Tassenstößel im Betriebsfall relativ großen Temperaturschwankungen von –30°C bei Kaltstart bis zu ca. 130°C während des Betriebes einer Brennkraftmaschine ausgesetzt sind. Problematisch dabei ist die unterschiedliche Wärmeausdehnung der verwendeten Werkstoffe. Zwar weist die als Einlage in einen Leichtmetallstößel eingelegte Stahlplatte gute Verschleißeigenschaften auf, jedoch neigt sie bei entsprechender thermischer Belastung zum Ablösen. Die thermische Belastbarkeit ist deshalb begrenzt. Ein weiterer anwendungstechnischer Nachteil besteht darin, dass der Bauraum in Form eines relativ breiten Randes als Funktionsfläche bzw. als Nockenkontaktfläche, die von dem Steuernocken einer Ventilsteuerung kontaktiert wird, verloren geht.adversely However, this approach has revealed the fact that such bucket tappets during operation relatively large Temperature fluctuations of -30 ° C at cold start up to approx. 130 ° C while are exposed to the operation of an internal combustion engine. Problematic Here is the difference in thermal expansion the materials used. Although has the inserted as an insert in a light metal ram Steel plate good wear characteristics but, with appropriate thermal stress, it tends to Peel off. The Thermal load capacity is therefore limited. Another application technology Disadvantage is that the space in the form of a relatively wide Edge as functional surface or as a cam contact surface, which is contacted by the control cam of a valve control, get lost.
Gemäß dem Stand der Technik ist es ebenfalls bekannt, Laufflächen von reibendem Verschleiß ausgesetzten Maschinenteilen mit Verschleißschutzschichten zu versehen, die je nach Anwendungsfall bevorzugt aus galvanisch aufgetragenen Metallen oder aus in einem thermischen Spritzverfahren aufgetragenen Metallen und/oder Metalllegierungen gegebenenfalls mit Hartstoffzusätzen bestehen.According to the state It is also known in the art to expose treads to abrasive wear Machine parts with wear protection layers to provide, depending on the application preferably from galvanic applied metals or from in a thermal spraying process applied metals and / or metal alloys optionally with hard material additives consist.
Hierbei hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass thermisch aufgespritzte Metallschichten eine relativ schwache Festigkeit besitzen, und es ist daher bekannt, zur Verbesserung der Festigkeit die Metallschichten nach dem Auftrag beispielsweise durch Plasmastrahlen, Laserstrahlen, Elektronenstrahlen oder durch einen Lichtbogen derart umzuschmelzen, dass sich die Spritzwerkstoffe mit dem dabei gleichzeitig im Oberflächenbereich aufgeschmolzenen Grundwerkstoff schmelzflüssig vermischen und legieren. Darüber hinaus müssen die thermisch aufgespritzten und somit rauhen Beschichtungen mechanisch nachgearbeitet werden um gute trobologische Eigenschaften aufzuweisen. Beim Umschmelzlegieren entstehen jedoch inhomogene Zonen unterschiedlicher Zusammensetzung, in denen sowohl der Grundwerkstoff als auch das Schichtmaterial überwiegen kann. Bei zu hohem Grundmaterialanteil ist der Schichtverschleiß dann zu hoch, und bei geringem Grundmaterialanteil besteht bei verschiedenen Schichtkombinationen die Gefahr von Makrorissbildungen, sodass solche Schichten nicht einsetzbar sind. In einem derartigen Fall können Reibungsbelastungen einen unerwünschten Adhäsiv-Verschleiß an den Schichten verursachen.In this case, however, the fact has proved to be disadvantageous that thermally sprayed te metal layers have a relatively weak strength, and it is therefore known to improve the strength to remelt the metal layers after application, for example, by plasma blasting, laser beams, electron beams or by an arc such that the spray materials melt with the case simultaneously melted in the surface area base material mix and alloy. In addition, the thermally sprayed and thus rough coatings must be mechanically reworked to have good trochological properties. In remelting, however, inhomogeneous zones of different composition arise in which both the base material and the layer material can predominate. If the base material content is too high, then the layer wear will be too high, and with a low base material content there will be a risk of macrocracking in the case of different layer combinations, so that such layers can not be used. In such a case, frictional stresses can cause undesirable adhesive wear on the layers.
Ferner ist es bekannt, die Lauffläche des Tassenstößels mittels eines thermochemischen Prozesses zu carbonitrieren und/oder zu nitrocarburieren. Dabei hat sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass kein zufriedenstellender Reibungskoeffizient erreicht wird und ein zu geringer Verschleißwiderstand entsteht.Further it is known the tread of the tappet by means of carbonitriding and / or nitrocarburizing a thermochemical process. However, it has proved to be disadvantageous that no satisfactory Friction coefficient is achieved and too low wear resistance arises.
Außerdem ist bekannt, die Lauffläche des Stößels mit einer Manganphosphatschicht oder einem Gleitlack zu beschichten. Auch hierbei werden keine zufriedenstellenden Reibungskoeffizienten und Verschleißwiderstände erreicht. Zudem wird durch derartige Materialien die Umwelt unnötig belastet. Das selbe gilt für galvanische Schichten, die ebenfalls auf den Laufflächen aufgebracht werden können.Besides that is known, the tread the plunger with to coat a manganese phosphate layer or a lubricating varnish. Again, no satisfactory coefficients of friction and wear resistance achieved. In addition, such materials pollute the environment unnecessarily. The same applies to galvanic layers, which are also applied to the treads can be.
Es sind aus dem Stand der Technik als Beschichtungsmaterialien auch Hartmetalle und Schnellarbeitstahle (ASP 23) bekannt, die jedoch neben einem nicht zufriedenstellenden Reibungskoeffizienten und einem nicht zufriedenstellenden Verschleißwiderstand zusätzlich eine nachteilig hohe Masse aufweisen.It are also known in the art as coating materials Hardmetals and high speed steels (ASP 23) are known, however besides an unsatisfactory coefficient of friction and an unsatisfactory wear resistance in addition to a have a disadvantageous high mass.
Außerdem sind harte, mittels beispielsweise eines PVD- oder eines(PA)CVD-Verfahrens, hergestellte Schichten, wie beispielsweise TiN, CrN, (Ti, Al)N, bekannt. Nachteilig an diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache herausgestellt, dass diese Schichten einen hohen Verschleiß des Gegenkörpers zur Folge haben, falls diese Schichten nicht nachbearbeitet werden. Im Falle einer Nachbearbeitung ergeben sich undefinierte Oberflächenzustände aufgrund der reaktiven Oberflächen.Besides, they are hard, for example, by a PVD or a (PA) CVD method produced Layers such as TiN, CrN, (Ti, Al) N, known. adversely However, this approach has revealed the fact that These layers result in high wear of the counter body if these layers are not post-processed. In the event of Postprocessing results in undefined surface conditions due to the reactive surfaces.
Aus
dem
Wie oben bereits erläutert, ist eine Reibungsreduzierung im Ventiltrieb ein notwendiger Beitrag zur Kraftstoffeinsparung und Ressourcenschonung. Dieses Ziel kann erreicht werden, indem man das Gebiet der Festkörper- und Mischreibung reduziert und somit das Gebiet der Flüssigkeitsreibung mit vollständiger Materialtrennung erhöht. Dies erreicht man durch eine möglichst optimierte Gesamtrauheit des tribologischen Systems bestehend aus Tassenstößel und Nockenwelle.As already explained above, is a friction reduction in the valve train a necessary contribution to Fuel saving and resource conservation. This goal can be achieved be reduced by reducing the area of solid and mixed friction and thus the field of fluid friction with complete Material separation increased. This is achieved by a possible optimized overall roughness of the tribological system consisting of Tappets and Camshaft.
Um die hierfür notwendige optimale Oberflächenstruktur des Tassenstößels über die gesamte Lebensdauer zu erhalten, ist es notwendig, die Oberfläche so zu gestalten, dass sie einen hohen Verschleißwiderstand, eine geringe adhäsive Neigung zum Gegenkörper und geringe Reaktivität zur Umgebung aufweist. Ferner darf die Oberfläche vorzugsweise keine abrasiven Partikel, wie Droplets, enthalten.Around the one for this necessary optimal surface structure the tappet over the To obtain a lifetime, it is necessary to the surface so too Design that they have a high wear resistance, a low adhesive tendency to against body and low reactivity to the environment. Furthermore, the surface may preferably not be abrasive Contain particles, such as droplets.
Die Tassenstößel aus Eisenkohlenstofflegierungen, auch im wärmebehandelten Zustand, wie carbonitriert, nitrocarburiert oder nitriert, erreichen nicht die hierfür notwendigen Verschleißwiderstände und tribologisch günstigen Oberflächenzustände. Behandelt man beispielsweise Nitridschichten, insbesondere durch (Fein)Schleifen, Läppen, Polieren, Strahlen, etc., mechanisch nach, so werden neben der Oberflächenstruktur auch die chemische Zusammensetzung und Reaktivität der Oberfläche verändert. Diese Veränderungen sind zum einen großen Streuungen unterworfen, wodurch keine gleich bleibende Qualität realisiert werden kann. Zum anderen weisen topographisch affine Oberflächen ungünstigere tribologische Eigenschaften auf und neigen zu Adhäsionen mit dem Gegenkörper. Ferner werden durch Schleif- und Polierprozesse Druckeigenspannungen in den oberflächennahen Bereichen induziert, welche sich zu den bereits vorhandenen hohen Druckeigenspannungen der Hartstoffschicht addieren.The Tappers off Iron carbon alloys, whether or not in the heat-treated state, such as carbonitrates, Nitrocarburised or nitrided, do not reach the necessary Wear resistance and tribologically favorable Surface states. treated For example, nitride layers, in particular by (fine) loops, lapping, Polishing, blasting, etc., mechanically after, so are next to the surface texture also changed the chemical composition and reactivity of the surface. These changes are on the one hand large variations subjected, whereby no consistent quality realized can be. On the other hand, topographically affine surfaces have less favorable surfaces tribological properties and are prone to adhesions the opposite body. Furthermore, by grinding and polishing processes compressive stresses in the near-surface Induced areas, which are associated with the already existing high residual compressive stresses add the hard material layer.
Zusätzlich führen die induzierten Versetzungen und die herausgerissenen Droplets zu Fehlstellen und Mikrorissen, sodass die lokale Dauerfestigkeit der Schicht bei Tassenstößeln reduziert und die Haftfestigkeit bis hin zum möglichen Abplatzen beim Nachbearbeiten der Schicht herabgesetzt wird.In addition, the induced dislocations and the ruptured droplets lead to imperfections and microcracks, so the local fatigue strength The layer is reduced in tappets and the adhesive strength is reduced to the possible chipping during reworking of the layer.
Verzichtet man jedoch beispielsweise bei den mit einem Lichtbogenverfahren abgeschiedenen Schichten auf ein nachträgliches Polieren, führen die harten Droplets zu abrasivem Verschleiß des Gegenkörpers oder zumindest zu einem regellosen Polieren des Gegenkörpers, wodurch sich nicht abzusehende nachteilige Folgen ergeben. Darüber hinaus brechen die Droplets während des Betriebes aus der Schicht heraus, was zu einer Schichtschädigung und zu freien, abrasiv wirkenden Partikeln führt.waived However, for example, in the case of an arc process deposited layers on a subsequent polishing, lead the hard Droplets to abrasive wear of the against body or at least to a random polishing of the counter body, thereby Unforeseeable adverse consequences arise. Furthermore break the droplets while of the operation out of the layer, causing layer damage and leads to free, abrasive particles.
Es
ist aus der
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Beschichtung sowie ein Herstellungsverfahren für eine derartige Beschichtung zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile beseitigen und insbesondere das Reibmoment im gesamten Einsatzbereich reduzieren und die Standzeit des beschichteten Maschinenteils sowie des Gegenkörpers erhöhen.Consequently The present invention is based on the object, a coating and a manufacturing method for such a coating create, which eliminate the above-mentioned disadvantages and in particular reduce the frictional torque in the entire application area and the service life increase the coated machine part and the counter body.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine verschleißfeste Beschichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 21 gelöst.According to the invention This object is achieved by a wear-resistant coating with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 21.
Dadurch, dass die Funktionsschicht auf wasserstoffhaltigem Kohlenstoff basiert ist, und im Querschnitt Bereiche unterschiedlicher Konsistenz aufweist, deren Ausdehnung in wenigstens einer Richtung 20 nm, besser noch 10nm, unterschreitet, wird eine nanostrukturierte Schicht gebildet, in der die Bereiche unterschiedlicher Konsistenz, das heißt beispielsweise aus unterschiedlichem Material, unterschiedlicher Modifikation, mit unterschiedlichen Materialanteilen oder auch nur mit unterschiedlicher Kristallorientierung verschiedene Aufgaben erfüllen können, die durch einen einzigen Stoff homogener Beschaffenheit nur sehr schwer zu erfüllen sind. Durch die Nanostrukturierung stehen jedoch dem Reibpartner in der Funktionsschicht jeweils zur gleichen Zeit unterschiedliche Bereiche beispielsweise zur Verringerung der Gleitreibung und zur Erzeugung der notwendigen Materialhärte gegenüber.Thereby, that the functional layer is based on hydrogen-containing carbon is, and in cross-section areas of different consistency, their extension in at least one direction 20 nm, better yet 10nm, below, a nanostructured layer is formed, in the areas of different consistency, that is, for example made of different materials, different modifications, with different proportions of material or even with different crystal orientation can perform various tasks by a single substance of homogeneous nature very difficult to fulfill are. However, nanopatterning is the rubbing partner different in the functional layer at the same time For example, areas for reducing sliding friction and for Generation of the necessary material hardness opposite.
Dies ist auch dann der Fall, wenn die Funktionsschicht wenigstens teilweise durch zur Oberfläche im wesentlichen parallele Schichten gebildet ist, die die Bereiche unterschiedlicher Konsistenz bilden. In diesem Fall ist durch die geringe Dicke der Schichten (< 20 nm oder sogar < 10nm) entweder schon von Anfang an oder nach kurzer Betriebszeit und beginnendem Abrieb eine hybride Oberfläche geschaffen, in der an unterschiedlichen Stellen verschiedene der Schichten frei liegen. Die Oberfläche der Funktionsschicht bietet somit dem Reibpartner unterschiedliche Flächenbereiche mit verschiedener Härte, unterschiedlichen Reibungseigenschaften, Adhäsionstendenz und unterschiedlicher Zähigkeit. Durch eine derartige Nanostrukturierung wird zusätzlich durch die Inhomogenitäten ein hoher Risswiderstand gegen Absplitterungen und Abblättern der Schicht gebildet. Es kann durch geeignete Gestaltung und Anordnung der Schichten auch eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit oder eine erhöhte oder verringerte Benetzbarkeit mit Schmierstoffen erreicht werden. Messungen haben ergeben, dass durch die Erfindung die Verringerung von Reibmomenten um 30 % sowie Härten zwischen 15 und 70 GP erreicht werden können.This is also the case when the functional layer at least partially through to the surface formed in substantially parallel layers, which are the areas form different consistency. In this case is through the small thickness of the layers (<20 nm or even <10nm) either from the beginning or after a short period of operation and beginning Abrasion a hybrid surface created in different places in different layers lie free. The surface The functional layer thus offers the friction partner different surface areas with different hardness, different friction properties, adhesion tendency and different Toughness. Such a nanostructuring is additionally due to the inhomogeneities high crack resistance against chipping and peeling off Layer formed. It can by suitable design and arrangement the layers also increased corrosion resistance or an elevated or reduced wettability with lubricants can be achieved. measurements have shown that by the invention, the reduction of friction by 30% as well as hardening between 15 and 70 GP can be achieved.
Vorteilhaft sind bei einer derartigen Konstellation eine oder mehrere der Schichten dünner als 10 nm. Die Anzahl der Schichten ist dabei typisch größer als 2 und kann bis zu einigen 10, insbesondere über 50 oder über 100 betragen, so dass die Gesamtdicke der Schicht bis zu 10 Mikrometer betragen kann.Advantageous are in such a constellation one or more of the layers thinner than 10 nm. The number of layers is typically greater than 2 and can be up to a few 10, especially over 50 or over 100 amount so that the total thickness of the layer up to 10 microns can amount.
Benachbarte Schichten weisen dabei jeweils unterschiedliche Konsistenz auf, insofern als beispielsweise wenigstens zwei benachbarte Schichten jeweils unterschiedliche der folgenden drei Konsistenzen aufweisen: amorpher, metallfreier, Wasserstoff enthaltender Kohlenstoff, amorpher, Metall enthaltender, Wasserstoff enthaltender Kohlenstoff, amorpher, wenigstens ein Nichtmetall enthaltender, Wasserstoff enthaltender Kohlenstoff. Grundsätzlich können dabei prozessbereinigte Verunreinigungen von weniger als 1 % enthalten sein.neighboring Layers each have different consistency, insofar as, for example, at least two adjacent layers each have different of the following three consistencies: amorphous, metal-free, hydrogen-containing carbon, amorphous, metal containing hydrogen-containing carbon, more amorphous, at least a non-metal-containing, hydrogen-containing carbon. Basically you can do that contain process-corrected impurities of less than 1% be.
Zusätzlich können anders geartete Schichten vorgesehen sein. Dabei hat der Nichtmetalle enthaltende wasserstoffhaltige Kohlenstoff beispielsweise typisch die Eigenschaft, Reibungskräfte zu vermindern und, wenn beispielsweise Fluor, Silizium oder Sauerstoff eingelagert wird, auch die Eigenschaft, eine geringe Benetzbarkeit mit Schmierstoffen zu begünstigen. Dadurch wird ein dünnerer Ölfilm begünstigt, was insbesondere bei schnellen Relativbewegungen der Reibpartner, also zum Beispiel bei Ventiltrieben, Vorteile bringt.In addition, can be different be provided kind of layers. It has the non-metals containing Hydrogen-containing carbon, for example, typically the property frictional forces and, for example, fluorine, silicon or oxygen is stored, also the property of low wettability to favor with lubricants. This favors a thinner film of oil, which is especially true for fast relative movements of the friction partners, So for example in valve trains, brings benefits.
Die metallhaltigen amorphen, wasserstoffhaltigen Kohlenwasserstoffe weisen typisch eher die Eigenschaften Härte und Abreibfestigkeit auf.The metal-containing amorphous, hydrogen-containing hydrocarbons typically have the properties of hardness and abrasion resistance.
Benachbarte Schichten können sich auch lediglich dadurch unterscheiden, dass sie mit unterschiedlichen Materialien dotiert sind oder dass das Ausmaß der Dotierung unterschiedlich ist.neighboring Layers can differ only in that they are different Materials are doped or that the extent of doping varies is.
Durch die Dotierung werden die Materialeigenschaften, insbesondere dann wenn es sich um eine kristalline Phase handelt, deutlich verändert. Somit kann die Dotierung gezielt zur Erzeugung bestimmter mechanischer Eigenschaften verwendet werden, wobei die hierdurch erzeugten Eigenschaften auch von der Art und Größe der Dotierungsatome abhängen. Zudem ist die Art der entstehenden kristallinen Struktur von der Menge der Dotierungsatome insofern abhängig, als ab einem bestimmten Dotierungsgrad kristalline Umwandlungen erfolgen beziehungsweise Mischphasen aus verschiedenen Modifikationen entstehen. Somit können auch benachbarte Schichten, die sich nur durch die Art oder das Ausmaß der Dotierung unterscheiden, völlig unterschiedliche mechanische oder tribologische Eigenschaften aufweisen.By the doping will be the material properties, especially if it is a crystalline phase, significantly changed. Consequently can the doping targeted to produce certain mechanical Properties are used, with the properties generated thereby also depend on the type and size of the doping atoms. moreover is the nature of the resulting crystalline structure of the set the doping atoms in that dependent, as from a certain degree of doping crystalline transformations take place or mixed phases of various modifications arise. Thus, you can also neighboring layers, which differ only by the kind or the Extent of Differentiate doping, completely have different mechanical or tribological properties.
Zudem können sich benachbarte Schichten auch durch den prozentualen Wasserstoffanteil in dem amorphen Kohlenstoff unterscheiden. Auch durch den Wasserstoffanteil im Kohlenstoff werden die grundsätzlichen tribologischen Eigenschaften stark mitbestimmt. Wasserstoffanteile unter 20 % insbesondere zwischen 5 % und 20 %, machen den wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoff tendenziell härter und sind für die erfindungsgemäße Ausführung vorteilhaft.moreover can adjacent layers also by the percentage of hydrogen differ in the amorphous carbon. Also by the hydrogen content in carbon are the fundamental ones strongly influenced by tribological properties. Hydrogen shares below 20%, especially between 5% and 20%, make up the hydrogen-containing amorphous carbon tends to be harder and are advantageous for the practice of this invention.
Auch das prozentuale Verhältnis von sp3- und sp2-hybridisierten Kohlenstoff kann zwei benachbarte Schichten voreinander unterscheiden. Es betrifft dies den Kohlenstoff, der in Diamant- und Graphitmodifikation vorliegt, die bekanntermaßen unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen. Dementsprechend haben die derart unterschiedlichen benachbarten Schichten auch verschiedene tribologische Eigenschaften. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Anteil der sp3-hybridisierten C-Atome größer als 50 % der C-Atome ist.Also, the percentage ratio of sp 3 and sp 2 hybridized carbon can distinguish two adjacent layers from each other. This concerns the carbon present in diamond and graphite modification, which are known to have different mechanical properties. Accordingly, the thus different adjacent layers also have different tribological properties. It is particularly advantageous if the proportion of sp 3 -hybridized C atoms is greater than 50% of the C atoms.
Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass in wenigstens einer Schicht wenigstens einer der Parameter: Wasserstoffgehalt, Anteil der sp3-hybridisierten C-Atome, Dotierung senkrecht zur Oberfläche der Beschichtung einen Gradienten aufweist.It may also advantageously be provided that in at least one layer at least one of the parameters: hydrogen content, proportion of the sp 3 -hybridized C atoms, doping perpendicular to the surface of the coating has a gradient.
Wichtig ist dabei vornehmlich, dass im praktischen Einsatz an der tatsächlichen Reiboberfläche verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften zur Verfügung stehen.Important is primarily that in practical use at the actual Friction surface different Areas with different mechanical properties are available.
Durch die beschriebenen Arten und Konstellationen von Schichten und durch ihre Dicke und Abfolge von der Reiboberfläche aus gesehen, können für unterschiedlichste tribologische Anforderungen die Qualitäten der Oberfläche dauerhaft eingestellt werden, indem der Anteil der jeweils an der Oberfläche freiliegenden Bereiche mit großer Härte, großer Zähigkeit oder effektiver Reibungsverminderung überwiegt oder geringer gewichtet ist. Somit ermöglicht die Erfindung durch geeignete Schichtung der Bereiche mit unterschiedlicher Konsistenz eine individuelle Einstellung auf kundenspezifische Anforderungen.By the described types and constellations of layers and through their thickness and sequence seen from the friction surface, can be used for a variety of tribological requirements the qualities of the surface permanently be adjusted by the proportion of each exposed at the surface Areas with big ones Hardness, great tenacity or effective reduction of friction is predominant or less weighted is. Thus allows the invention by suitable stratification of the areas with different Consistency an individual adjustment to customer-specific requirements.
Es kann gemäß der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Bereiche wenigstens teilweise durch Nanopartikel gebildet sind. Diese können beispielsweise aus einem oder mehreren der Materialien: Nitrid, Borid, Karbid, Silizid gebildet sein. Es sind dabei beispielsweise Chromnitrid, Titannitrid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid oder Titankarbid denkbar.It can according to the invention also be provided that the areas at least partially by Nanoparticles are formed. These can for example consist of a or more of the materials: nitride, boride, carbide, silicide be. There are, for example, chromium nitride, titanium nitride, silicon nitride, Silicon carbide or titanium carbide conceivable.
Derartige Nanopartikel können beispielsweise im Rahmen eines Abscheidungsverfahrens gemeinsam mit oder vor oder nach der Abscheidung entsprechender wasserstoffhaltiger Kohlenstoffschichten mit abgeschieden werden.such Nanoparticles can For example, in the context of a deposition process together with or before or after the deposition of appropriate hydrogen-containing Carbon layers are deposited with.
Dazu werden in der Abscheidevorrichtung zeitweise die entsprechend notwendigen Stoffe mit in die Gasphase gebracht, entweder durch Sputtering oder andere bekannte Verfahren und durch die Prozessparameter wird die Auskristallisation der Partikel gefördert. Dabei entstehen nanodisperse, selbstorganisierte Bereiche, entweder von unterschiedlichen Kristalliten oder auch von Kristalliten derselben Struktur mit unterschiedlichen Orientierungen.To be in the separator temporarily the corresponding necessary Substances are brought into the gas phase, either by sputtering or other known methods and by the process parameters is the Particle crystallization promoted. This creates nanodisperse, self-organized regions, either of different crystallites or also crystallites of the same structure with different Orientations.
Beispielsweise können sogenannte Nitridbildner wie beispielsweise Chrom, Titan und andere, instabile Nitride bildende Elemente wie beispielsweise Kupfer zusammen abgeschieden werden, wobei beispielsweise bei Anwendung von Kupfer und Chromnitrid der Kupferanteil gegenüber dem Chromanteil unter 2 % liegen kann. Es bildet sich dann Chromnitrid in einer Kupfermatrix als Nanokristall. Ein ähnliches Ergebnis kann mit Titannitrid und einem sehr geringen Boranteil erreicht werden, wobei anstelle von Titannitrid auch Titankarbid verwendet werden kann und jedenfalls das entsprechende Nitrid beziehungsweise Karbid in einer quasi amorphen Bormatrix kristallisiert.For example can so-called nitride formers such as chromium, titanium and others, unstable Nitride-forming elements such as copper deposited together be, for example, when using copper and chromium nitride the copper content compared chromium content can be less than 2%. It then forms chromium nitride in a copper matrix as a nanocrystal. A similar result can be seen with Titanium nitride and a very low boron content can be achieved, instead of Titanium nitride can also be used titanium carbide and anyway the corresponding nitride or carbide in a quasi-amorphous boron matrix crystallized.
Im Ergebnis können die entsprechenden Nanopartikel entweder in eine aus wasserstoffhaltigem Kohlenstoff bestehende amorphe Schicht eingebettet sein oder zwischen den Kohlenstoffschichten eine Nanopartikel-Schicht bilden.in the Result can the corresponding nanoparticles either in a hydrogen-containing carbon existing amorphous layer be embedded or between the carbon layers form a nanoparticle layer.
Wichtig ist dabei, dass die gebildete Schicht dünn ist beziehungsweise die Partikel fein verteilt sind, so dass an der Oberfläche der Funktionsschicht jeweils die freiliegenden Bereiche der Nanopartikel nur einen Teil der Oberfläche besetzen und damit andere Teile durch Bereiche anderer Konsistenz mit anderen mechanischen beziehungsweise tribologischen Eigenschaften belegt werden.It is important that the layer formed is thin or the particles are finely distributed, so that on the surface of the functional layer in each case the exposed areas of the nanoparticles occupy only a part of the surface and thus other parts are occupied by areas of different consistency with other mechanical or tribological properties.
Auch durch die Einlagerung von Nanopartikeln wird außer den diesen innewohnenden mechanischen Eigenschaften auch insgesamt in der entstehenden Funktionsschicht die Rissausbreitung effektiv gehemmt. Dies ist bei einer Größe der Nanopartikel unter 20 nm besser noch unterhalb von 10 nm optimal gewährleistet.Also by the incorporation of nanoparticles is beyond the inherent mechanical properties also in total in the resulting functional layer Effectively inhibited crack propagation. This is at a size of the nanoparticles under 20 nm better even below 10 nm optimally guaranteed.
Vorteilhaft weist die Beschichtung unterhalb der Funktionsschicht wenigstens eine Haftvermittlungsschicht auf, die aus Chrom, Wolfram oder Titan oder aus Boriden, Karbiden oder Nitriden der Übergangsmetalle besteht. Ein derartiger Haftvermittler stabilisiert den Gesamtaufbau aus dem beschichteten Maschinenteil mit der Funktionsschicht und verhindert insbesondere Ablösungen der Funktionsschicht. Als für die Maschinenteile geeignete Materialien kommen übliche leicht verarbeitbare und kostengünstige Werkstoffe (16Mn Cr5, C45, 100 Cr6, 31 Cr Mo V9, 80 Cr2 und so weiter) in Frage. Als Reibpartner sind im Sinne eines Leichtbaus zur Gewichtseinsparung auch Ei sen/Kohlenstofflegierungen denkbar.Advantageous has the coating below the functional layer at least a primer layer made of chromium, tungsten or titanium or Borides, carbides or nitrides of transition metals. One Such adhesion promoter stabilizes the overall structure of the coated machine part with the functional layer and prevented especially detachments the functional layer. As for the machine parts suitable materials come usual easily processable and cost-effective Materials (16Mn Cr5, C45, 100 Cr6, 31 Cr Mo V9, 80 Cr2 and so on) in question. As a friction partner in the sense of a lightweight construction to save weight also egg sen / carbon alloys conceivable.
Besonders vorteilhaft ist zusätzlich das Vorsehen einer Stützschicht unterhalb der Funktionsschicht aus einer metallhaltigen oder nichtmetallhaltigen, Wasserstoff enthaltenden Kohlenstoffschicht, die eine oder mehrere der Komponenten Wolfram, Tantal, Chrom, Vanadium, Hafnium, Titan oder Nickel einerseits oder Silizium, Sauerstoff, Fluor, Stickstoff andererseits enthält.Especially advantageous is additional the provision of a support layer below the functional layer of a metal-containing or non-metal-containing, Hydrogen-containing carbon layer containing one or more the components tungsten, tantalum, chromium, vanadium, hafnium, titanium or nickel on the one hand or silicon, oxygen, fluorine, nitrogen on the other contains.
Eine derartige Stützschicht hat die Aufgabe, große mechanische Kraftbelastungen, die auf die Funktionsschicht wirken, abzufangen, so dass keine übermäßige Verformung der Funktionsschicht eintritt, die zur Ablösung von Untergründen oder zur Zerstörung der Funktionsschicht durch Rissbildung und Abplatzen führen könnte. Die Zwischenschicht ist extrem fest, wobei sie weder einen geringen Reibungswiderstand noch Verschleißfestigkeit aufweisen muss. Daher kann die Stützschicht gezielt so gestaltet werden, dass sie eine geringe Nachgiebigkeit aufweist beziehungsweise in der Nachgiebigkeit derart eingestellt wird, dass sie einen optimalen Übergang zwischen der Funktionsschicht und dem eigentlichen Maschinenteil schafft.A such support layer has the job, big mechanical forces acting on the functional layer so that no excessive deformation the functional layer occurs, which is used to detach from substrates or to destruction the functional layer could result from cracking and flaking. The Interlayer is extremely strong, with neither a small Friction resistance must still have wear resistance. Therefore, the support layer specifically designed so that they give a low compliance has or adjusted in the compliance Will that make an optimal transition between creates the functional layer and the actual machine part.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung gemäß Anspruch 1 oder einem der folgenden, wobei in einem Abscheideverfahren zum Aufbringen der Bereiche auf die Oberfläche die Prozessparameter zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten derart geändert werden, dass die Größe der durch Abscheidung gebildeten Bereiche im Querschnitt der Beschichtung 20 nm unterschreitet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Größe der Bereiche 10 nm unterschreitet.The The invention further relates to a process for the preparation a coating according to claim 1 or one of the following, wherein in a deposition method for Apply the areas on the surface to the process parameters successive times are changed so that the size of Deposition formed areas in the cross section of the coating 20 nm below. It is particularly advantageous if the size of the areas 10 nm below.
Hierzu kann wenigstens einer der Parameter Druck, Temperatur, Beimengung von Dotierungsstoffen, Wasserstoffgehalt, Rotationsgeschwindigkeit Kohlenstoffgehalt während der Herstellung der Funktionsschicht sprunghaft oder kontinuierlich geändert werden.For this can at least one of the parameters pressure, temperature, admixture of dopants, hydrogen content, rotational speed carbon content while the production of the functional layer abruptly or continuously be changed.
Beim Abscheidevorgang wie auch bei eventuellen anderen Schritten der Be schichtung wie zum Beispiel Ausheizen oder Plasmaätzen wird eine Verfahrenstemperatur von 250° C vorteilhaft nicht überschritten, da damit die Härtung des Grundmaterials des Maschinenteils erhalten bleibt und eine Nachbearbeitung beispielsweise durch induktives Härten nicht erfolgen muss.At the Separation process as well as in any other steps of Be coating such as heating or plasma etching a process temperature of 250 ° C advantageously not exceeded, therewith the hardening the basic material of the machine part is preserved and a post-processing For example, must not be done by inductive hardening.
Die Abscheidung erfolgt im Rahmen bekannter PVD (physical vapour diposition) und (PA)CVD (plasma assisted chemical vapour diposition)-Verfahren.The Deposition takes place in the context of known PVD (physical vapor diposition) and (PA) CVD (Plasma Assisted Chemical Vapor Doposition) method.
Bei einem PVD-Verfahren wird ein Ausgangsmaterial, beispielsweise Graphit, derart erhitzt, dass ein Strahl hochenergetischer Kohlenstoff-Ionen aus dem Graphit imitiert und in Richtung der zu beschichtenden Oberfläche in einem Feld beschleunigt wird.at a PVD process is a starting material, such as graphite, heated so that a beam of high-energy carbon ions out imitated the graphite and in the direction of the surface to be coated in one Field is accelerated.
Bei einem (PA)CVD-Verfahren wird unter Zuhilfenahme eines Plasmas ein Gasgemisch in die Prozesskammer eingebracht, in welcher sich die zu beschichtenden Materialteile befinden. Das (PA) CVD-Verfahren ist eine Weiterentwicklung des CVD-Verfahrens und kombiniert die Vorteile des CVO-Verfahrens (ungerichteter Prozess) und des PVD-Verfahrens (niedrige Temperaturen). Beim PACVD-Verfahren erfolgt die Schichtabscheidung durch chemische Reaktion aus der Gasphase bei Temperaturen von weniger als 200° C mit einer gezielten Plasma-Unterstützung.at A (PA) CVD method is used with the aid of a plasma Gas mixture introduced into the process chamber, in which the be located to be coated material parts. The (PA) CVD method is a further development of the CVD process and combines the Advantages of the CVO process (undirected process) and the PVD process (low temperatures). In the PACVD process, the layer deposition is carried out by chemical Reaction from the gas phase at temperatures of less than 200 ° C with a targeted plasma support.
Durch die Änderung der Prozessparameter wie Druck, Temperatur und Wasserstoffgehalt sowie Dotierungsstoffe oder die Rotationsgeschwidigkeit des zu beschichtenden Gegenstandes wird die Struktur der entstehenden Beschichtung bestimmt. Dabei ergeben sich bei bestimmten Parametergrenzen auch sprunghafte Änderungen in der Konsistenz der abgeschiedenen Schicht, da bestimmte insbesondere kristalline Konfigurationen nur bis zu bestimmten Materialanteilen einzelner Stoffe gebildet werden können. Liegen diese Anteile nicht vor, so wird ein anderer Kristall oder eine andere Modifikation beziehungsweise eine Mischphase gebildet.By the change the process parameters such as pressure, temperature and hydrogen content as well as dopants or the Rotationsgeschwidigkeit of the coated Subject, the structure of the resulting coating is determined. there With certain parameter limits, there are also sudden changes in the consistency of the deposited layer, as certain in particular crystalline configurations only up to certain proportions of material individual substances can be formed. Are these shares not before, then becomes another crystal or another modification or a mixed phase formed.
Somit lassen sich durch Variation der Prozessparameter in geeigneten Zeitab ständen entsprechend kleine (kleiner 10 nm) Bereiche entweder partikel- oder schichtweise abscheiden.Consequently can be adjusted by varying the process parameters at appropriate intervals small (smaller 10 nm) areas either particle or layered deposit.
Die Erfindung bezieht sich letztlich auch auf Maschinenteile, die mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen sind, besonders auf einen Ventilstößel für ein durch Nocken betätigbares Ventil eines Verbrennungsmotors.The The invention ultimately also relates to machine parts that are associated with the coating of the invention are provided, especially on a valve lifter for a cam actuated Valve of an internal combustion engine.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf den genannten Ventilstößel in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.The Invention will be with reference to an embodiment with reference on the said valve lifter in one Drawing shown and then described.
Dabei zeigen:there demonstrate:
In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures of the drawing, like reference numerals designate the same or functionally identical components, unless stated otherwise is.
Im
allgemeinen unterliegen moderne Ventiltriebkomponenten, wie beispielsweise
Tassen- und Pumpenstößel, hohen
Anforderungen bezüglich
des Verschleißwiderstandes
und der Ressourcenschonung, insbesondere an der Kontaktfläche
In
Verbindung mit
Der
Tassenstößel
Die
zu beschichtende Fläche
Der
Grundkörper,
im vorliegenden Fall die Nockenkontaktfläche
Durch
die Stützschicht
soll die Ermüdungsfestigkeit
der Gesamtbeschichtung erhöht,
d.h. plastische Verformungen, Rissbildungen, -wachstum und Brüche des
Schichtsystems verhindert werden. Derartige Ermüdungsvorgänge können durch die Belastung des
Nockens und der daraus induzierten Materialbeanspruchung des Tassenstößels
Wie
in
Die
Funktionsschicht
In
der
Der
Maßstab
ist wegen der geringen Dicke der Nanoschichten in Richtung senkrecht
zur Oberfläche
weit auseinandergezogen. Die gewellte Linie an der Oberfläche stellt
die reale Oberfläche
dar, die sich durch Unregelmäßigkeiten
bei der Herstellung oder nach Gebrauch von selbst einstellt. Die
Welligkeit ist in der Realität
nicht so groß wie
dargestellt sondern erscheint durch die einachsige Vergrößerung des
Maßstabs
senkrecht zur Reiboberfläche übertrieben.
Dennoch lässt
sich anhand dieser Darstellung der mit der Erfindung erzielte Effekt
erklären. Die
einzelnen Schichten
Die einzelnen Schichten unterscheiden sich wenigstens teilweise in Bezug auf die Konsistenz, das heißt den Wasserstoffanteil, die Art und Menge der zugesetzten, eindotierten Stoffe beziehungsweise Kristallmodifikationen und Orien tierungen. Es liegen gleichzeitig einige oder viele der Schichten offen an der Oberfläche.The individual layers differ at least partially in relation on the consistency, that is the amount of hydrogen, the type and amount of added, doped Substances or crystal modifications and orientations. At the same time, some or many of the layers are open the surface.
Auf
der rechten Seite der
Wird im Laufe des Materialverschleißes von der Oberfläche der Funktionsschicht etwas abgetragen, so werden neue Nanopartikel freigelegt, die dann wieder die genannte Aufgabe, die Härte und Verschleißfestigkeit sicherzustellen, wahrnehmen.Becomes in the course of the material wear from the surface The functional layer is slightly worn away, so are new nanoparticles uncovered, which then again the task mentioned, the hardness and wear resistance ensure you exercise.
Grundsätzlich können die Nanopartikel auch in verschiedenen Schichten konzentriert sein. Dies kann sich zum Beispiel im Rahmen des Abscheidungsprozesses anbieten indem zwischen der Abscheidung der übrigen Schichten während des PVD- beziehungsweise PACVD-Verfahrens bestimmte Metallnitride, -boride oder -karbide eingebracht werden, die in Mischverhältnissen abgeschieden werden, welche automatisch zur Bildung unterschiedlicher Phasen führen. Dies führt dann zur Bildung von harten Nanopartikeln in der betreffenden Schicht.Basically, the Nanoparticles can also be concentrated in different layers. This can, for example, in the context of the deposition process offer between the deposition of the remaining layers during the PVD or PACVD method certain metal nitrides, borides or carbides are introduced, in mixed proportions which are automatically separated to form different phases to lead. this leads to then to the formation of hard nanoparticles in the layer concerned.
Die beschriebene Erfindung schafft eine neuartige Beschichtung, die durch Auswahl der Partikel und der einzelnen Nanoschichten eine Anpassung an die vorliegenden tribologischen Anforderungen in sehr genauer Weise erlaubt, wobei durch die Mischung von Bereichen mit unterschiedlichen Konsistenzen an der Oberfläche Parameter im Makrobereich eingestellt werden können, die mit keinem bekannten homogenen Material erreicht werden können. Die Erfindung stellt außerdem ein einfaches Herstellungsverfahren für eine derartige Funktionsschicht bereit, das gegenüber den bisher verwendeten Produktionsmitteln beim PVD- und (PA)CVD-Beschichten keine konstruktiven Veränderungen erfordert.The described invention provides a novel coating, the by selecting the particles and the individual nanolayers one Adaptation to the present tribological requirements in a very allowed by the mixture of areas with different consistencies on the surface Parameters in the macro area can be adjusted which can not be achieved with any known homogeneous material. The Invention also provides a simple manufacturing method for such a functional layer ready to face that the previously used production equipment for PVD and (PA) CVD coating no constructive changes requires.
Die maximale Beschichtungstemperatur beträgt vorzugsweise 250°C, sodass bei einem Beschichtungsvorgang das Grundmaterial nicht angelassen wird.The maximum coating temperature is preferably 250 ° C, so in a coating process, the base material is not tempered becomes.
Die Beschichtung wird vorzugsweise mit einer Dicke von etwa 0,5 μμm bis etwa 10,0 μm, vorzugsweise 2,0 μm, ausgebildet. Dadurch ändern sich die Abmessungen und Oberflächenrauheiten des Grundkörpers in einem derart geringen Maße, dass keine Nachbearbeitung notwendig ist.The coating is preferably in a thickness of about 0.5 μm to about 10.0 μm preferably 2.0 microns, formed. As a result, the dimensions and surface roughness of the base body change to such a small extent that no reworking is necessary.
Im
Folgenden wird eine weitere vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Beschichtung näher erläutert.
Ferner
kann ebenfalls der Kontaktbereich
Außerdem können Komponenten
des Wälzlagers
Das oben beschriebene Schichtsystem ist selbstverständlich auch für andere Bau- und Funktionseinheiten, wie beispielsweise Ventilschäfte bzw. Ventilschaftauflagen, Abstütz- und Einsteckelemente, Wälzlagerkomponenten, Ausrücklager, Kolbenbolzen, Lagerbuchsen, Steuerkolben für beispielsweise Einspritzdüsen im Motorenbereich, Linearführungen und andere mechanisch und tribologisch hoch beanspruchte Teile geeignet.The Of course, the layer system described above is also for others Construction and functional units, such as valve stems or valve stem supports, Abstütz- and male members, rolling bearing components, release bearing, Piston pin, bearing bushes, control piston for example for injectors in the engine area, linear guides and other mechanically and tribologically highly stressed parts suitable.
Es
sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Funktionsschicht
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Even though the present invention with reference to preferred embodiments As described above, it is not limited thereto on diverse Modifiable way.
- 11
- Maschinenteilmachinery
- 22
- vorbestimmte Fläche des Maschinenteilspredetermined area of the machine part
- 33
- Stützschicht/HaftvermittlungsschichtBacking / adhesive layer
- 44
- nanokristalline Funktionsschichtnanocrystalline functional layer
- 55
- Tassenstößeltappets
- 66
- Nockecam
- 77
- Ventilschaftvalve stem
- 88th
- hydraulisches Abstützelementhydraulic supporting
- 99
- Kolbenpiston
- 1010
- Gehäusecasing
- 1111
- Schlepphebelcam follower
- 1212
- Wälzlagerroller bearing
- 5050
- NockenkontaktflächeCam contact surface
- 5151
- Tassenhemdcup shirt
- 60,61,6260,61,62
- Schichtenlayers
- 63,6463.64
- Nanopartikelnanoparticles
- 9090
- Kontaktbereich zwischen Kolben und Schlepphebelcontact area between piston and drag lever
- 9191
- Kontaktbereich zwischen Kolben und Gehäusecontact area between piston and housing
Claims (24)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006029415.7A DE102006029415B4 (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Wear-resistant coating and manufacturing process therefor |
PCT/EP2007/055229 WO2008000573A2 (en) | 2006-06-27 | 2007-05-30 | Wear-resistant coating and production method for the same |
CN2007800246584A CN101479401B (en) | 2006-06-27 | 2007-05-30 | Wear-resistant coating and production method for the same |
JP2009517069A JP5669390B2 (en) | 2006-06-27 | 2007-05-30 | Abrasion resistant coating and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006029415.7A DE102006029415B4 (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Wear-resistant coating and manufacturing process therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006029415A1 true DE102006029415A1 (en) | 2008-01-03 |
DE102006029415B4 DE102006029415B4 (en) | 2023-07-06 |
Family
ID=38523436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006029415.7A Active DE102006029415B4 (en) | 2006-06-27 | 2006-06-27 | Wear-resistant coating and manufacturing process therefor |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5669390B2 (en) |
CN (1) | CN101479401B (en) |
DE (1) | DE102006029415B4 (en) |
WO (1) | WO2008000573A2 (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007058564A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Smooth wear-protection coating for metal or ceramic components or tools, deposits layers of alternating structure to limit growth of defects and prevent unacceptable surface roughness |
DE102008022039A1 (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Wear-resistant coating of amorphous carbon, is deposited in layers with varying oxygen content to control hardness, friction and wear rate |
DE102009025023A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Neumayer Tekfor Holding Gmbh | Method for producing a camshaft and corresponding camshaft |
WO2012072225A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | Amg Coating Technologies Gmbh | Workpiece having an si-dlc coating and process for producing coatings |
WO2012130552A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for producing a hardened, coated metal component |
WO2014023615A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Sliding element, in particular piston ring, having resistant coating |
DE102013209863A1 (en) | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Coated component |
US9611543B2 (en) | 2009-08-13 | 2017-04-04 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Sliding element having a coating |
WO2017137027A1 (en) | 2016-02-12 | 2017-08-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cable sheave bearing assembly |
WO2018224073A1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for producing a sliding surface |
DE102017128727A1 (en) * | 2017-12-04 | 2019-01-17 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Layer system, component and method for coating |
DE102019110299A1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Tapered roller bearings |
DE102009020464B4 (en) | 2008-05-19 | 2021-12-09 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Engine valve train with wear-resistant camshaft and tappet material |
US20220044000A1 (en) * | 2018-07-10 | 2022-02-10 | Next Biometrics Group Asa | Thermally conductive and protective coating for electronic device |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007054181A1 (en) * | 2007-11-14 | 2009-05-20 | Schaeffler Kg | Corrosion-resistant coating and manufacturing method thereof |
DE102009046281B3 (en) | 2009-11-02 | 2010-11-25 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Sliding element, in particular piston ring, and combination of a sliding element with a running partner |
CN102485939A (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-06 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Plated film member and its preparation method |
JP2012189057A (en) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Kubota Corp | Valve gear for overhead valve engine |
DE102011076410A1 (en) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | machine element |
CN102865220B (en) * | 2012-09-28 | 2014-12-03 | 武汉大学 | Engine fuel pump plunger with carbon nitride-based nano composite coating and manufacturing method thereof |
DE102013216745B4 (en) * | 2013-08-23 | 2015-10-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Rolling bearing cage |
CN104525860B (en) * | 2014-11-18 | 2018-02-27 | 西安理工大学 | Engine prop column and preparation method thereof |
FR3048433B1 (en) * | 2016-03-03 | 2020-03-13 | Total Marketing Services | LUBRICATING COMPOSITION BASED ON NEUTRALIZED AMINES AND MOLYBDENE |
DE102016206838A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Drag lever for an internal combustion engine |
BR102016015392A2 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-16 | Mahle Metal Leve S.A. | SLIDING ELEMENT FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
US10737462B2 (en) * | 2016-08-24 | 2020-08-11 | Hyundai Motor Company | Method for coating surface of moving part of vehicle and moving part of vehicle manufactured by the same |
BR102017007599B1 (en) * | 2017-04-12 | 2022-07-26 | Mahle Metal Leve S.A. | PISTON RING FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES |
KR102435592B1 (en) * | 2022-01-21 | 2022-08-24 | 주식회사 에스엘티지 | Pharmaceutical Capsule Appearance Inspection Device |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4434428A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-03-28 | Widia Gmbh | Composite body, use of this composite body and method for its production |
EP0874066A1 (en) * | 1997-04-21 | 1998-10-28 | Ford Global Technologies, Inc. | Carbonaceous deposit-resistant coating for engine components |
DE19810969A1 (en) * | 1998-03-13 | 1999-09-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Flowable solids press tooling, especially punches for pressing powder to produce pharmaceutical tablets |
US6080470A (en) * | 1996-06-17 | 2000-06-27 | Dorfman; Benjamin F. | Hard graphite-like material bonded by diamond-like framework |
DE19954164A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-06-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Sensor for measuring actual condition parameters on surfaces of mechanical components involves using an amorphous carbon layer with piezo-resistive properties |
DE10005614A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Hauzer Techno Coating Europ B | Process for the production of coatings and object |
US6713178B2 (en) * | 1999-05-03 | 2004-03-30 | Vijayen S. Veerasamy | Highly tetrahedral amorphous carbon coating on glass |
US6878404B2 (en) * | 2003-02-06 | 2005-04-12 | Guardian Industries Corp. | Method of depositing DLC on substrate |
US20050098134A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-05-12 | Nissan Motor Co., Ltd. | Valve lifter for internal combustion engine |
WO2006057436A1 (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Amorphous carbon film, process for forming the same, and high wear-resistant sliding member with amorphous carbon film provided |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5237967A (en) | 1993-01-08 | 1993-08-24 | Ford Motor Company | Powertrain component with amorphous hydrogenated carbon film |
DE102004043550B4 (en) | 2004-09-09 | 2012-02-16 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Wear resistant coating, its use and method of making the same |
WO2007115419A2 (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Ecole D'ingenieurs De Geneve (Eig) | Wear-resistant layer for parts, method for coating a part with a wear-resistant layer, and device for carrying out said method |
-
2006
- 2006-06-27 DE DE102006029415.7A patent/DE102006029415B4/en active Active
-
2007
- 2007-05-30 WO PCT/EP2007/055229 patent/WO2008000573A2/en active Application Filing
- 2007-05-30 JP JP2009517069A patent/JP5669390B2/en active Active
- 2007-05-30 CN CN2007800246584A patent/CN101479401B/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4434428A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-03-28 | Widia Gmbh | Composite body, use of this composite body and method for its production |
US6080470A (en) * | 1996-06-17 | 2000-06-27 | Dorfman; Benjamin F. | Hard graphite-like material bonded by diamond-like framework |
EP0874066A1 (en) * | 1997-04-21 | 1998-10-28 | Ford Global Technologies, Inc. | Carbonaceous deposit-resistant coating for engine components |
DE19810969A1 (en) * | 1998-03-13 | 1999-09-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Flowable solids press tooling, especially punches for pressing powder to produce pharmaceutical tablets |
US6713178B2 (en) * | 1999-05-03 | 2004-03-30 | Vijayen S. Veerasamy | Highly tetrahedral amorphous carbon coating on glass |
DE19954164A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-06-13 | Fraunhofer Ges Forschung | Sensor for measuring actual condition parameters on surfaces of mechanical components involves using an amorphous carbon layer with piezo-resistive properties |
DE10005614A1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Hauzer Techno Coating Europ B | Process for the production of coatings and object |
US6878404B2 (en) * | 2003-02-06 | 2005-04-12 | Guardian Industries Corp. | Method of depositing DLC on substrate |
US20050098134A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-05-12 | Nissan Motor Co., Ltd. | Valve lifter for internal combustion engine |
WO2006057436A1 (en) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Amorphous carbon film, process for forming the same, and high wear-resistant sliding member with amorphous carbon film provided |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007058564A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Smooth wear-protection coating for metal or ceramic components or tools, deposits layers of alternating structure to limit growth of defects and prevent unacceptable surface roughness |
DE102008022039A1 (en) * | 2008-04-30 | 2009-11-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Wear-resistant coating of amorphous carbon, is deposited in layers with varying oxygen content to control hardness, friction and wear rate |
DE102009020464B4 (en) | 2008-05-19 | 2021-12-09 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Engine valve train with wear-resistant camshaft and tappet material |
US8474136B2 (en) | 2009-06-10 | 2013-07-02 | Neumayer Tekfor Holding Gmbh | Method for the fabrication of a camshaft and a corresponding camshaft |
WO2010142266A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Neumayer Tekfor Holding Gmbh | Method for producing a camshaft and corresponding camshaft |
DE102009025023A1 (en) | 2009-06-10 | 2010-12-16 | Neumayer Tekfor Holding Gmbh | Method for producing a camshaft and corresponding camshaft |
US9611543B2 (en) | 2009-08-13 | 2017-04-04 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Sliding element having a coating |
WO2012072225A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | Amg Coating Technologies Gmbh | Workpiece having an si-dlc coating and process for producing coatings |
WO2012130552A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for producing a hardened, coated metal component |
DE102011006294B4 (en) | 2011-03-29 | 2018-10-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Process for producing a hardened, coated metal component |
WO2014023615A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Sliding element, in particular piston ring, having resistant coating |
US9476504B2 (en) | 2012-08-10 | 2016-10-25 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Sliding element, in particular piston ring, having resistant coating |
DE102013209863A1 (en) | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Coated component |
WO2014190984A1 (en) | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Coated component |
US9897145B2 (en) | 2013-05-28 | 2018-02-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Coated component |
WO2017137027A1 (en) | 2016-02-12 | 2017-08-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cable sheave bearing assembly |
DE102016202149A1 (en) | 2016-02-12 | 2017-08-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Sheave bearing arrangement |
WO2018224073A1 (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for producing a sliding surface |
US11198932B2 (en) | 2017-06-07 | 2021-12-14 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Method for producing a sliding surface |
DE102017128727A1 (en) * | 2017-12-04 | 2019-01-17 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Layer system, component and method for coating |
US20220044000A1 (en) * | 2018-07-10 | 2022-02-10 | Next Biometrics Group Asa | Thermally conductive and protective coating for electronic device |
DE102019110299A1 (en) * | 2019-04-18 | 2020-10-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Tapered roller bearings |
WO2020211896A1 (en) | 2019-04-18 | 2020-10-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Tapered roller bearing |
CN113518867A (en) * | 2019-04-18 | 2021-10-19 | 舍弗勒技术股份两合公司 | Tapered roller bearing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5669390B2 (en) | 2015-02-12 |
WO2008000573A2 (en) | 2008-01-03 |
DE102006029415B4 (en) | 2023-07-06 |
JP2009542902A (en) | 2009-12-03 |
CN101479401A (en) | 2009-07-08 |
WO2008000573A3 (en) | 2008-04-24 |
CN101479401B (en) | 2013-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006029415B4 (en) | Wear-resistant coating and manufacturing process therefor | |
DE102004043550B4 (en) | Wear resistant coating, its use and method of making the same | |
EP1781835B1 (en) | Wear-resistant coating and method for producing the same | |
EP2264217B1 (en) | Corrosion-resistant coating | |
DE102004041234A1 (en) | Wear resistant coating and method of making same | |
EP1767662B1 (en) | Wear resistant coating and process of its manufacture | |
DE602005005428T2 (en) | Rolling a tilt lever | |
EP2568058B1 (en) | Articulated chain with hard coated chain links | |
EP2574685B1 (en) | Sliding element with DLC coating | |
EP2912207B1 (en) | Component having a coating and method for the production thereof | |
EP1712749B1 (en) | Switchable valve lifter | |
EP2140039A1 (en) | Method for applying a wear-resistant coating | |
DE202006020978U1 (en) | PVD hard coating of chain link parts | |
DE102006027502A1 (en) | Wear resistant coating and method of making same | |
EP3129519A1 (en) | Tribological system with reduced counter body wear | |
DE102006027501A1 (en) | Wear-resistant, electrically insulating coating for machine parts subject to frictional wear, e.g. roller bearings, comprises metal-free amorphous hydrocarbon layer(s) | |
DE102010046941A1 (en) | Device, preferably tri-bological system, useful for power transmission, comprises first body and second body adapted to stand with the first body in sliding-rolling contact | |
DE10358351A1 (en) | Valve tappet for combustion engine and production process, has micro pits formed by radiation in the smooth gas carbon nitride steel upper surface of the tappet | |
DE19848025A1 (en) | Process for the surface treatment of tools and tools with a treated surface | |
EP4200533A1 (en) | Plain bearing element | |
DE102004037274A1 (en) | Surface design for assigned area of machine part for internal combustion engine has striation, for intake of lubricant, whose grooves are aligned under predetermined angle diagonal to longitudinal direction of occurred friction torque |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 H, DE |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120822 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120822 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140217 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150213 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |