DE102009046284A1

DE102009046284A1 - Method for coating and/or post-processing a workpiece, comprises partially applying a layer by arc deposition on an outer side of the workpiece, and treating the workpiece coated with the layer in the area of the applied layer

Info

Publication number: DE102009046284A1
Application number: DE200910046284
Authority: DE
Inventors: Ulrich May
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-02
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2011-05-12

Abstract

The method for coating and/or post-processing a workpiece (1), comprises partially applying a layer (3) by arc deposition on an outer side (2) of the workpiece, and treating the workpiece coated with the layer in the area of the applied layer by an ultrasonic-cavitation treatment. The layer developed by the arc deposition is formed as wear protective layer. The ultrasonic-cavitation treatment is carried out so that shock waves are produced in the applied layer. The ultrasonic-cavitation treatment is carried out so that the melting spritzer deposited partially in the layer is removed. The method for coating and/or post-processing a workpiece (1), comprises partially applying a layer (3) by arc deposition on an outer side (2) of the workpiece, and treating the workpiece coated with the layer in the area of the applied layer by an ultrasonic-cavitation treatment. The layer developed by the arc deposition is formed as wear protective layer. The ultrasonic-cavitation treatment is carried out so that shock waves are produced in the applied layer. The ultrasonic-cavitation treatment of the workpiece coated with the layer is carried out so that the melting spritzer deposited partially in the layer during the arc deposition is removed or the melting spritzer deposited on the layer is partially replaced or eluted in the layer. An independent claim is included for a workpiece.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung und/oder zur Nachbearbeitung einer Beschichtung eines Werkstücks und ein Werkstück mit einer Beschichtung. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Verfahren zur Herstellung von Verschleißschutzschichten und der mit Verschleißschutzschichten versehenen Werkstücke, die beispielsweise bei Hochdruckpumpen und Injektoren zum Einsatz kommen.The invention relates to a method for coating and / or post-processing a coating of a workpiece and a workpiece with a coating. Specifically, the invention relates to the field of processes for the production of wear-resistant coatings and the workpieces provided with wear-resistant coatings, which are used, for example, in high-pressure pumps and injectors.

Aus der DE 10 2005 046 670 A1 ist eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzanlage einer Brennkraftmaschine bekannt. Die bekannte Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, in dem ein Pumpenelement angeordnet ist, das einen durch eine Antriebswelle in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben umfasst. Der Pumpenkolben ist hierbei in einer Zylinderbohrung eines Teils des Pumpengehäuses verschiebbar geführt und begrenzt in dieser einen Pumpenarbeitsraum. Der Pumpenkolben stützt sich über einen hohlzylinderförmigen Stößel, ein Stützelement und eine Rolle an der Antriebswelle ab. Hierbei ist das Stützelement in den Stößel eingesetzt. Die Rolle ist in dem Stützelement drehbar gelagert, so dass die Rolle auf dem Nocken der Antriebswelle abrollt.From the DE 10 2005 046 670 A1 a high-pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine is known. The known high-pressure pump has a pump housing, in which a pump element is arranged, which comprises a driven by a drive shaft in a stroke pump piston. The pump piston is in this case guided displaceably in a cylinder bore of a part of the pump housing and limited in this one pump working space. The pump piston is supported by a hollow cylindrical plunger, a support element and a roller on the drive shaft. Here, the support element is inserted into the plunger. The roller is rotatably mounted in the support member, so that the roller rolls on the cam of the drive shaft.

Die aus der DE 10 2005 046 670 A1 bekannte Hochdruckpumpe hat den Nachteil, dass zwischen den einzelnen Bauteilen im Betrieb ein Verschleiß auftritt, der die Lebensdauer der Hochdruckpumpe verkürzt.The from the DE 10 2005 046 670 A1 known high-pressure pump has the disadvantage that between the individual components during operation wear occurs, which shortens the life of the high-pressure pump.

Denkbar ist es, dass einzelne Bauteile mit einer Verschleißschutzschicht beschichtet werden. Hierbei ist es denkbar, dass die Verschleißschutzschicht durch Lichtbogenabscheidung hergestellt wird. Allerdings hat solch ein Lichtbogenverfahren den Nachteil, dass Schmelzspritzer auftreten. Diese Schmelzspritzer führen zu einer erhöhten Schichtrauhigkeit, so dass Paarungsprobleme in Bezug auf ein unbeschichtetes Bauteil auftreten. Hierdurch erhöht sich der Verschleiß des unbeschichteten Bauteils bei tribologischer Belastung erheblich. Allerdings sind mechanische Nachbearbeitungsverfahren, beispielsweise Strahlen, Polieren, Schleifen und Finishen, denkbar. Die Herstellung einer solchen Verschleillschutzschicht ist dann allerdings aufwändig und mit erhöhten Kosten verbunden.It is conceivable that individual components are coated with a wear protection layer. It is conceivable that the wear protection layer is produced by arc separation. However, such an arc method has the disadvantage that melting spatter occurs. These spatters result in increased layer roughness, causing mating problems with respect to an uncoated component. As a result, the wear of the uncoated component increases significantly under tribological load. However, mechanical post-processing methods, for example blasting, polishing, grinding and finishing, are conceivable. However, the production of such a wear protection layer is then complicated and involves increased costs.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Werkstück mit den Merkmalen des Anspruchs 6 haben demgegenüber den Vorteil, dass eine Beschichtung mit vorteilhaften Eigenschaften geschaffen werden kann, die zudem eingeglättet ist. Speziell können eine kostengünstige Herstellung von eingeglätteten Schichten und die Herstellung von beschichteten Werkstücken mit solchen Schichten erreicht werden.The inventive method with the features of claim 1 and the workpiece according to the invention with the features of claim 6 have the advantage that a coating with advantageous properties can be created, which is also smoothed. In particular, cost-effective production of smoothed layers and the production of coated workpieces with such layers can be achieved.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens und des im Anspruch 6 angegebenen Werkstücks möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements of the method specified in claim 1 and the specified in claim 6 workpiece are possible.

Durch Lichtbogenabscheidung hergestellte Schutzschichten, Verschleißschutzschichten oder andere Schichten weisen auf Grund der hohen Energiedichten während der Beschichtung besondere Eigenschaften auf, die gegenüber mit alternativen Verfahren hergestellten Schichten überlegen sein können. Allerdings besteht bei der Lichtbogenabscheidung zur Herstellung von Schichten, insbesondere Dünnschichten, das Problem, das Schmelzspritzer auftreten, die im Kathodenfußpunkt des Lichtbogens durch überhitztes Targetmaterial entstehen und sich als Partikel auf die zu beschichtenden Werkstücke ablagern und gegebenenfalls in der Folge mit regulärem Beschichtungsmaterial überschichtet werden. Diese Schmelzspritzer führen zu einer erhöhten Schichtrauhigkeit und somit zu möglichen Paarungsproblemen. Speziell bei der Paarung eines beschichteten Bauteils mit einem unbeschichteten Bauteil tritt ein erheblich erhöhter Verschleiß des unbeschichteten Bauteils bei tribologischer Belastung auf. Durch die erhöhte Schichtrauhigkeit wirkt das beschichtete Bauteil wie eine Feile. Denkbar ist eine mechanische Nachbearbeitung der abgeschiedenen Schicht, um diese in einen glatten, funktionsfähigen Zustand zu versetzen. Hierbei kann Strahlen, Polieren, Schleifen, Finishen oder dergleichen zum Einsatz kommen. Diese Nachbearbeitungsverfahren sind allerdings relativ aufwändig und müssen gegebenenfalls an die jeweilige Geometrie des Werkstücks angepasst werden.Arc-deposited protective layers, wear-resistant layers, or other layers have particular properties due to the high energy densities during coating, which may be superior to those produced by alternative methods. However, in the arc deposition for the production of layers, in particular thin layers, there is the problem that melt spatter occurs, which arise in the cathode base of the arc due to overheated target material and deposit as particles on the workpieces to be coated and optionally over-coated with regular coating material. These molten splashes lead to an increased layer roughness and thus to possible mating problems. Especially when pairing a coated component with an uncoated component, a significantly increased wear of the uncoated component occurs under tribological stress. Due to the increased layer roughness, the coated component acts like a file. It is conceivable mechanical post-processing of the deposited layer to put them in a smooth, functional state. In this case, blasting, polishing, grinding, finishing or the like can be used. However, these post-processing methods are relatively complex and may need to be adapted to the respective geometry of the workpiece.

Durch die Ultraschall-Kavitationsbehandlung können die Schmelzspritzer aus dem Schichtverband der Beschichtung ausgelöst werden, ohne dass die Schicht selbst geschädigt wird. Dadurch wird die Schicht, insbesondere die Verschleißschutzschicht, nach der Beschichtung eingeglättet. Hierdurch kann die Schicht tribologisch wirksam gemacht werden, so dass ein Gegenkörperschutz besteht. Ferner wird eine Reinigungswirkung für das Werkstück erzielt. Nachbearbeitungsverfahren, insbesondere mechanische Nachbearbeitungen, können hierdurch entfallen. Hierdurch kann insbesondere der Verbrauch von Abrasivstoffen für eine mechanische Nachbearbeitung eingespart werden.Due to the ultrasonic cavitation treatment, the molten splashes can be released from the coating of the coating, without the layer itself being damaged. As a result, the layer, in particular the wear protection layer, is smoothed after the coating. As a result, the layer can be made tribologically effective, so that there is a counter-body protection. Furthermore, a cleaning effect for the workpiece is achieved. Post-processing, in particular mechanical post-processing, can be omitted hereby. As a result, in particular the consumption of abrasives for a mechanical post-processing can be saved.

Die Ultraschall-Kavitationsbehandlung des mit der Schicht beschichteten Werkstücks ist an die jeweilige Beschichtung angepasst. Hierdurch wird durch die Ultraschall-Kavitationsbehandlung ein Ultraschall-Kavitationsangriff auf die Beschichtung erzeugt, bei dem Schockwellen in der Beschichtung induziert werden, was zu einem Herauslösen der Schmelzspritzer (Droplets) führt. Durch eine geeignete Wahl eines Ultraschallkopfes kann hierbei eine ökonomische Durchführung der Ultraschall-Kavitationsbehandlung erfolgen, bei der ein Teil des Werkstücks oder auch das gesamte Werkstück gleichzeitig und homogen von Schmelzspritzern befreit wird.The ultrasonic cavitation treatment of the coated with the layer workpiece is attached to the adapted to respective coating. As a result, an ultrasonic cavitation attack on the coating is generated by the ultrasonic cavitation treatment, in which shock waves are induced in the coating, which leads to a detachment of the molten splashes (droplets). By a suitable choice of an ultrasound head, an economic implementation of the ultrasonic cavitation treatment can be carried out, in which a part of the workpiece or the entire workpiece is simultaneously and homogeneously freed from molten spatter.

Als Medium für die Ultraschall-Kavitationsbehandlung kann beispielsweise ein destilliertes Wasser, dem ein Korrosionsschutz zugefügt ist, dienen. Somit ergeben sich geringere Verbrauchskosten, da beispielsweise anstelle eines Diamantfinishbandes solch ein kostengünstiges Ultraschallmedium zum Einsatz kommt. Außerdem hat das Herauslösen der Schmelzspritzer durch die Ultraschall-Kavitationsbehandlung im Vergleich zum Einglätten mit einem Finishband oder einer anderen mechanischen Bearbeitung den Vorteil, dass während der Behandlung keine weiteren Beschichtungspartikel auftreten. Ferner können durch die herausgelösten Schmelzspritzer Vertiefungen in der Beschichtung hergestellt werden, die im Betrieb als Schmiermitteltaschen oder dergleichen dienen können. Außerdem hat die Ultraschall-Kavitationsbehandlung eine hohe Prozesssicherheit. Bei mechanischen Nachbehandlungen, beispielsweise beim Bandfinishen, besteht nämlich das Problem, dass der notwendige mechanische Kontakt möglichst homogen hergestellt werden muss, was die Prozesssicherheit verringert.As a medium for the ultrasonic cavitation treatment, for example, a distilled water to which corrosion protection is added serve. This results in lower consumption costs, since, for example, instead of a Diamantfinishbandes such a cost-effective ultrasound medium is used. In addition, the dissolution of the molten spatter by the ultrasonic cavitation treatment in comparison with the smoothing with a finishing belt or other mechanical processing has the advantage that no further coating particles occur during the treatment. Furthermore, depressions in the coating can be produced by the dissolved out melt splashes, which can serve as lubricant pockets or the like during operation. In addition, the ultrasonic cavitation treatment has a high process reliability. In the case of mechanical aftertreatments, for example during belt finishing, there is the problem that the necessary mechanical contact has to be produced as homogeneously as possible, which reduces process reliability.

Vorteilhaft ist es daher, dass die Ultraschall-Kavitationsbehandlung des mit der Schicht beschichteten Werkstücks so ausgeführt wird, dass während der Lichtbogenabscheidung im Bereich der aufgebrachten Schicht abgelagerte Schmelzspritzer zumindest weitgehend entfernt werden. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Ultraschall-Kavitationsbehandlung des mit der Schicht beschichteten Werkstücks so ausgeführt wird, dass auf oder zumindest teilweise in der Schicht abgelagerte Schmelzspritzer abgelöst beziehungsweise aus der Schicht herausgelöst werden. Hierdurch können auch in vorteilhafter Weise Schmiermitteltaschen in der aufgebrachten Schicht hergestellt werden.It is therefore advantageous that the ultrasound cavitation treatment of the workpiece coated with the layer is carried out such that, during the arc deposition in the region of the applied layer, deposited molten spatters are at least largely removed. Furthermore, it is advantageous that the ultrasonic cavitation treatment of the coated with the layer workpiece is carried out so that deposited on or at least partially deposited in the layer melt splashes are removed or dissolved out of the layer. As a result, lubricant pockets in the applied layer can also be produced in an advantageous manner.

Speziell ist es vorteilhaft, dass die aufgebrachte Schicht zumindest an ihrer Oberfläche frei von Schmelzspritzern ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass die aufgebrachte Schicht frei von eingeglätteten Schmelzspritzern ist. Somit kann auch bei einem unbeschichteten Gegenkörper eine vorteilhafte Paarung erzielt werden, bei der Paarungsprobleme verhindert oder zumindest verringert sind. Speziell kann ein Feileffekt oder Diamantfeileffekt bei tribologischer Belastung auf den unbeschichteten Gegenkörper verhindert werden.Specifically, it is advantageous that the applied layer is free of molten spatter, at least on its surface. Furthermore, it is advantageous that the applied layer is free of smoothed melt splatter. Thus, even with an uncoated counter body, an advantageous pairing can be achieved in which mating problems are prevented or at least reduced. Specifically, a Feileffekt or Diamantfeileffekt can be prevented by tribological stress on the uncoated counter body.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the accompanying drawings, in which corresponding elements are provided with corresponding reference numerals. It shows:

1 die Durchführung eines Verfahrensschritts des Verfahrens zur Beschichtung eines Werkstücks in einer schematischen Darstellung; 1 the implementation of a method step of the method for coating a workpiece in a schematic representation;

2 ein Werkstück mit einer Beschichtung, die durch ein Verfahren entsprechend einem möglichen Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebracht worden ist, in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung und 2 a workpiece with a coating, which has been applied by a method according to a possible embodiment of the invention, in an excerptive, schematic sectional view and

3 das in 2 auszugsweise dargestellte Werkstück entsprechend einer Ausgestaltung bei der Durchführung eines herkömmlichen Verfahrens. 3 this in 2 Partially illustrated workpiece according to an embodiment in the implementation of a conventional method.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Anordnung zur Durchführung eines Verfahrensschritts eines Verfahrens zur Beschichtung eines Werkstücks 1 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Speziell eignet sich das Verfahren zum Beschichten und/oder zum Nachbearbeiten einer Beschichtung von Werkstücken 1 für Komponenten, die beispielsweise für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. 1 shows an arrangement for performing a method step of a method for coating a workpiece 1 according to an embodiment of the invention. In particular, the method is suitable for coating and / or reworking a coating of workpieces 1 for components that are used, for example, for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.

Zunächst wird das Werkstück 1 an zumindest einer Außenseite 2 mit zumindest einer Schicht 3 beschichtet. Diese Beschichtung erfolgt durch Lichtbogenabscheidung. Die Schicht 3 ist somit zunächst als Lichtbogen abgeschiedene Schicht 3 ausgestaltet. Speziell kann die Schicht 3 als Verschleißschutzschicht 3 in Form einer Lichtbogen abgeschiedenen ta-C-Schicht 3 ausgestaltet sein. Auf das Werkstück 1 ist nach diesem Verfahrensschritt, nämlich der Lichtbogenabscheidung, die Schicht 3 aufgebracht.First, the workpiece 1 on at least one outside 2 with at least one layer 3 coated. This coating takes place by arc separation. The layer 3 is thus initially deposited as an arc layer 3 designed. Specifically, the layer 3 as wear protection layer 3 in the form of an arc-deposited ta-C layer 3 be designed. On the workpiece 1 is after this step, namely the arc deposition, the layer 3 applied.

Das mit der Schicht 3 beschichtete Werkstück 1 wird in ein Medium 4 eingebracht, wie es in der 1 dargestellt ist. Das Medium 4 ist ein Ultraschallmedium 4. Als Medium 4 eignet sich beispielsweise ein destilliertes Wasser, das einen Korrosionsschutz enthält.That with the layer 3 coated workpiece 1 gets into a medium 4 introduced, as it is in the 1 is shown. The medium 4 is an ultrasound medium 4 , As a medium 4 For example, a distilled water that contains corrosion protection is suitable.

In das Medium 4 wird ein Ultraschallkopf 5 eingetaucht, wobei eine Stirnseite 6 des Ultraschallkopfs 5 der mit der Schicht 3 beschichteten Außenseite 2 des Werkstücks 1 zugewandt ist. Dadurch ist die Stirnseite 6 auch einer Oberfläche 7 der Schicht 3 zugewandt. Das beschichtete Werkstück 1 wird dann einer Ultraschall-Kavitationsbehandlung unterzogen. Diese Ultraschall-Kavitationsbehandlung bezieht sich speziell auf die Schicht 3. Hierbei werden in der Schicht 3 Schockwellen induziert, um Schmelzspritzer 10 (3), die auch als Droplets bezeichnet werden, aus der Schicht 3 herauszulösen. Hierbei ist der Ultraschallkopf 5 vorzugsweise an die Ausgestaltung des Werkstücks 1 angepasst, so dass die gesamte Schicht 3 gleichzeitig und homogen von Schmelzspritzern 10 befreit wird. In der 1 sind mehrere Kavitationsblasen 11 dargestellt, die eine Kavitationszone 12 im Medium 4 veranschaulichen. Die Oberfläche 7 der Schicht 3 grenzt direkt oder zumindest möglichst nahe an die Kavitationszone 12 an. Hierfür werden der Ultraschallkopf 5 und das Werkstück 1 geeignet zueinander positioniert. Somit befindet sich die Schicht 3 im Einzugsbereich der Kavitationsblasen 11. Die Schockwellen der zerfallenden Kavitationsblasen 11 erzeugen eine sehr oberflächennahe mechanische Belastung der Oberfläche 7 der Schicht 3. Diese mechanische Belastung führt vor einer Schädigung der Schicht 3, die vermieden wird, zu einem Herauslösen der Schmelzspritzer 10. In Abhängigkeit von der aufgebrachten Schicht 3 wird hierbei die mechanische Belastung auf die Schicht 3 an die mechanische Belastbarkeit angepasst. Diese angepasste mechanische Belastung führt somit zwar zu einem Entfernen der Schmelzspritzer 10 aus der Schicht 3, aber im Übrigen zu keiner Beschädigung der Struktur der Schicht 3.In the medium 4 becomes an ultrasound head 5 immersed, with one end face 6 of the ultrasound head 5 the one with the layer 3 coated outside 2 of the workpiece 1 is facing. This is the front side 6 also a surface 7 the layer 3 facing. The coated workpiece 1 is then subjected to ultrasonic cavitation treatment. This ultrasonic cavitation treatment refers specifically to the layer 3 , This will be in the layer 3 Shock waves induced to melt-spatter 10 ( 3 ), also referred to as droplets, from the layer 3 extract. Here is the ultrasound head 5 preferably to the configuration of the workpiece 1 adjusted so that the entire layer 3 simultaneous and homogeneous of molten spatters 10 is released. In the 1 are several cavitation bubbles 11 represented a cavitation zone 12 in the medium 4 illustrate. The surface 7 the layer 3 borders directly or at least as close as possible to the cavitation zone 12 at. For this purpose, the ultrasound head 5 and the workpiece 1 positioned appropriately to each other. Thus, the layer is located 3 in the catchment area of the cavitation bubbles 11 , The shock waves of the decaying cavitation bubbles 11 produce a very near-surface mechanical load on the surface 7 the layer 3 , This mechanical load leads to damage to the layer 3 , which is avoided, to a dissolution of the molten splash 10 , Depending on the applied layer 3 Here is the mechanical stress on the layer 3 adapted to the mechanical load capacity. Although this adapted mechanical load thus leads to a removal of the molten splash 10 out of the shift 3 , but by the way to no damage to the structure of the layer 3 ,

Je nach Ausgestaltung der Anordnung zur Ultraschall-Kavitationsbehandlung können auch andere Kavitationszonen 12 erzeugt werden. Speziell ist es möglich, dass eine Kavitationszone 12 als räumlich ausgedehntes Kavitationsfeld erzeugt wird, in das das Werkstück 1 ganz oder teilweise eingebracht wird. Speziell können eine Vielzahl von Werkstücken 1 nacheinander durch solch ein Kavitationsfeld geführt werden.Depending on the configuration of the arrangement for ultrasonic cavitation treatment, other cavitation zones can also be used 12 be generated. Specifically, it is possible for a cavitation zone 12 is generated as a spatially extended cavitation field, in which the workpiece 1 is introduced in whole or in part. Specifically, a variety of workpieces 1 be guided in succession through such a cavitation field.

Ferner kann das Werkstück 1 in dem Medium 4 auch gereinigt werden. Hierbei kann gleichzeitig mit der Entfernung der Schmelzspritzer 10 eine Reinigung des Werkstücks 1 erfolgen. Der Reinigungsschritt kann sich allerdings auch an die Entfernung der Schmelzspritzer 10 anschließen oder separat durchgeführt werden.Furthermore, the workpiece 1 in the medium 4 also be cleaned. This can be done simultaneously with the removal of molten spatter 10 a cleaning of the workpiece 1 respectively. However, the cleaning step may also be related to the removal of the molten spatter 10 connect or be carried out separately.

2 zeigt das Werkstück 1, das mit der Schicht 3 beschichtet ist, in einer auszugsweisen, schematischen Schnittdarstellung entsprechend einer möglichen Ausgestaltung. Hierbei ist das Werkstück 1 nach der Ultraschall-Kavitationsbehandlung dargestellt. Durch die vorangegangene Lichtbogenabscheidung ist eine Schicht 3 auf der Außenseite 2 angebracht, die beispielsweise als Verschleißschutzschicht 3 dient. Durch die Ultraschall-Kavitationsbehandlung sind Schmelzspritzer 10 aus der Schicht 3 entfernt, so dass Vertiefungen beziehungsweise Freiräume 13, 14, 15 in der Schicht 3 gebildet sind, die Schmiermitteltaschen 13, 14, 15 bilden. Die Oberfläche 7 der Schicht 3 ist eingeglättet. Beim Kontakt des Werkstücks 1 mit einem Gegenkörper, der an der Oberfläche 7 der Schicht 3 mit dem Werkstück 1 in Kontakt kommt, ist somit eine tribologische Belastung des Gegenkörpers verhindert oder zumindest erheblich verringert. Hierbei kann sich in vorteilhafter Weise in den Schmiermitteltaschen 13 bis 15 ein Schmiermittel sammeln. Dadurch ist zudem eine gleichmäßige Schmierung gewährleistet. 2 shows the workpiece 1 that with the layer 3 is coated, in a partial, schematic sectional view corresponding to a possible embodiment. Here is the workpiece 1 after the ultrasonic cavitation treatment. The previous arc separation is a layer 3 on the outside 2 attached, for example, as a wear protection layer 3 serves. Due to the ultrasonic cavitation treatment are melt spatter 10 out of the shift 3 removed, leaving pits or open spaces 13 . 14 . 15 in the layer 3 are formed, the lubricant pockets 13 . 14 . 15 form. The surface 7 the layer 3 is smoothed. Upon contact of the workpiece 1 with a counter body that is at the surface 7 the layer 3 with the workpiece 1 comes into contact, thus a tribological load of the counter body is prevented or at least significantly reduced. This can be in the lubricant pockets in an advantageous manner 13 to 15 collect a lubricant. This also ensures a uniform lubrication.

Allerdings eignet sich die nachbearbeitete Schicht 3 auch für trockene, das heißt ungeschmierte, Anwendungen. Hierbei tritt dann keine Schmierwirkung durch Taschen 13 bis 15 auf.However, the post-processed layer is suitable 3 also for dry, that means unlubricated, applications. In this case, no lubricating effect occurs through pockets 13 to 15 on.

3 zeigt das in 2 dargestellte Werkstück 1' in einer schematischen, auszugsweisen Schnittdarstellung entsprechend einer herkömmlichen Ausgestaltung. In der herkömmlichen Ausgestaltung ist auf die Außenseite 2 des Werkstücks 1' die Schicht 3 aufgebracht, wobei auf Grund der Lichtbogenabscheidung Schmelzspritzer 10, 16, 17, 18 vorgesehen sind. Die Schmelzspritzer 10, 16 bis 18 erstrecken sich hierbei teilweise in die Schicht 3. Der Schmelzspritzer 10 ist als nicht eingeglätteter Schmelzspritzer 10 dargestellt. Die Schmelzspritzer 16 bis 18 veranschaulichen eingeglättete Schmelzspritzer 16 bis 18. Die eingeglätteten Schmelzspritzer 16 bis 18 ergeben sich nach einer mechanischen Nachbearbeitung, die Strahlen, Polieren, Schleifen und Finishen umfassen kann. Solche Nachbearbeitungen sind allerdings aufwändig und mit entsprechend hohen Kosten verbunden. 3 shows that in 2 represented workpiece 1' in a schematic, partial sectional view according to a conventional embodiment. In the conventional embodiment is on the outside 2 of the workpiece 1' the layer 3 applied, wherein due to the arc deposition melting spatter 10 . 16 . 17 . 18 are provided. The molten splash 10 . 16 to 18 extend partially into the layer 3 , The melt splash 10 is as an unfused melt spray 10 shown. The molten splash 16 to 18 illustrate smoothed fusion splashes 16 to 18 , The smoothed melting splashes 16 to 18 arise after a mechanical post-processing, which may include blasting, polishing, grinding and finishing. Such reworking, however, are complex and associated with correspondingly high costs.

Die Ultraschall-Kavitationsbehandlung ermöglicht auch bei hohen Schmelzspritzerdichten eine Schmelzspritzer freie Herstellung der Schicht 3 zur Ausgestaltung einer vorteilhaften Beschichtung.The ultrasound cavitation treatment enables a melt-splash-free production of the layer even at high melt-spray densities 3 for the embodiment of an advantageous coating.

Das Verfahren zur Beschichtung und/oder Nachbearbeitung einer Beschichtung ist allgemein für tribologische Paarungen geeignet.The process for coating and / or finishing a coating is generally suitable for tribological pairings.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the described embodiments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005046670 A1 [0002, 0003]

Claims

Method for coating and / or finishing a coating of a workpiece ( 1 ), wherein by arc deposition on at least one outer side ( 2 ) of the workpiece ( 1 ) at least partially at least one layer ( 3 ) is applied and wherein the with the layer ( 3 ) coated workpiece ( 1 ) at least in the area of the applied layer ( 3 ) is treated by an ultrasonic cavitation treatment.

A method according to claim 1, characterized in that by the arc deposition as a wear protection layer ( 3 ) layer ( 3 ) is formed.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the ultrasonic cavitation treatment of the layer ( 3 ) coated workpiece ( 1 ) is carried out so that during the arc deposition in the region of the applied layer ( 3 ) deposited molten splashes ( 10 ) are at least largely removed.

A method according to claim 3, characterized in that the ultrasonic cavitation treatment of the layer ( 3 ) coated workpiece ( 1 ) is carried out so that on or at least partially in the layer ( 3 ) deposited molten splashes ( 10 ) or from the layer ( 3 ) are removed.

A method according to claim 4, characterized in that the ultrasonic cavitation treatment is carried out so that in the applied layer ( 3 ) Shock waves are generated.

Workpiece ( 1 ) with at least one coating, which at least one on an outer side ( 2 ) applied layer ( 3 ), wherein the layer ( 3 ) by arc deposition on the outside ( 2 ) is applied and wherein the workpiece ( 1 ) at least in the area of the applied layer ( 3 ) is treated by an ultrasonic cavitation treatment.

Workpiece according to claim 6, characterized in that the applied layer ( 3 ) at least on one surface ( 7 ) of the applied layer ( 3 ) at least substantially free of molten spatters ( 10 ).

Workpiece according to claim 6 or 7, characterized in that the applied layer ( 3 ) Lubricant pockets ( 13 - 15 ) having.

Workpiece according to one of claims 6 to 8, characterized in that the applied layer ( 3 ) on a surface ( 7 ) of the applied layer ( 3 ) is not mechanically post-processed.

Workpiece according to claim 9, characterized in that the applied layer ( 3 ) free of smoothed molten spatters ( 16 - 18 ).