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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Gemäß 35 U.S.C. § 119(a) beruht die Anmeldung auf der koreanischen Patentanmeldung
KR 10 2011 118 709 A , die am 15. November 2011 eingereicht wurde und auf deren Inhalt hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
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Hintergrund
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein friktionsarmes TiAgN-Beschichtungsmaterial für ein Fahrzeugteil. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Offenbarung ein friktionsarmes TiAgN-Beschichtungsmaterial, das nicht nur eine hohe Steifigkeit und Eigenschaften im Hinblick auf eine geringe Reibung wie DLC aufweist, sondern auch eine Abriebbeständigkeit bei hohen Temperaturen besitzt, sowie ein Verfahren zum Erzeugen desselben.
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(b) Stand der Technik
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Eine Plasmabeschichtungstechnik kann allgemein dazu verwendet werden, ein unbehandeltes Material mit einem anderen Material zu beschichten, wobei hierbei dem unbehandelten Material mechanische und funktionelle Eigenschaften verliehen werden. Plasmabeschichtungstechniken können in zwei generelle Gruppen unterteilt werden: die chemische Dampfphasenabscheidung (chemical vapor deposition, CVD) und die physikalische Dampfphasenabscheidung (physical vapor deposition, PVD).
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Verschiedene Arten der PVD finden allgemein Verwendung, wie zum Beispiel eine Vakuumabscheidung, Sputtern, eine Ionenplattierung und dergleichen. Die Ionenplattierung wird je nach dem Verfahren der Aktivierung des Plasmas und den Verfahren der Ionisierung des Beschichtungsmaterials in verschiedenen Beschichtungsverfahren eingesetzt. Zum Beispiel wird die Lichtbogenionenplattierung dazu verwendet, ein Beschichtungsmaterial (Target) unter Verwendung einer Lichtbogenentladung als negative Elektrode in der Dampfphase zu ionisieren; da es aufgrund seiner schnellen Verdampfungsgeschwindigkeit, die ein gutes Produktionsvermögen sowie hohe Ionisierungs-, Aufprall- und Migrationsenergien erzeugt, eine schnelle Beschichtungsgeschwindigkeit aufweist, wurde es infolgedessen erfolgreich bei harten Beschichtungen eingesetzt.
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Eine Beschichtung aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC, Diamond Like Carbon) wurde vielfach für eine friktionsarme Beschichtung für herkömmliche Fahrzeugteile verwendet. Obwohl eine DLC-Beschichtung den Vorteil besitzt, bereits massenproduziert und in vielen Bereichen eingesetzt zu werden, zeigen sich jedoch erhebliche Probleme bezüglich der geringen Abrasionsbeständigkeit und der unzureichenden Reibungs- oder Friktionseigenschaften bei sowohl hohen als auch niedrigen Temperaturen. Daneben weist sie das Problem der relativ langen Abschnitte mit stabiler Reibung / Perioden mit stabiler Reibung auf.
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In der Wissenschaft besteht daher der Bedarf nach einer Beschichtungsschicht für Bauteile, die eine hohe Steifigkeit, Eigenschaften im Hinblick auf eine geringe Reibung und Eigenschaften im Hinblick auf einen geeigneten Abrieb bei hohen Temperaturen aufweist, um die herkömmliche DLC-Beschichtung zu ersetzen.
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US 2008/0107917 A1 offenbart ein beschichtetes Substrat, das ein Metallsubstrat, eine keramische Unterschicht, die ein Nitrid, ein Carbid, ein Carbonitrid, ein Borid oder Kombinationen davon umfasst und über dem Metallsubstrat angeordnet ist, und eine Mischschicht umfasst, die Titannitrid und Silber umfasst und über der keramischen Unterschicht angeordnet ist.
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Kelly et al. (P. J. Kelly, H. Li, P. S. Benson, K. A. Whitehead, J. Verran, R. D. Amell, I. Iordanova; Comparison of the tribological and antimicrobial properties of CrN/Ag, ZrN/Ag, TiN/Ag, and TiN/Cu nanocomposite coatings, Surface & Coatings Technology; 2010, 205 (5), S. 1606-1610) beschreiben Nanokomposit-Beschichtungen, die CrN/Ag, ZrN/Ag, TiN/Ag und TiN/Cu enthalten.
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Han et al. (G. J. Han, H. S. Myung; M. H. Lee, L. R. Shaginyan; Microstructure and mechanical properties of Ti-Ag-N and Ti-Cr-N superhard nanostructured coatings, Surface & Coatings Technology, 2003, 174, S. 738 - 743) beziehen sich auf Ti-Ag-N- und T-Cr-N-Nanokomposit-Filme mit variierenden Silber- und Chromgehalten.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Die vorliegende Erfindung stellt ein friktionsarmes Beschichtungsmaterial aus TiAgN für ein Fahrzeugteil, das nicht nur die hohe Steifigkeit und die Eigenschaften im Hinblick auf eine geringe Reibung einer DLC aufweist, sondern auch eine Abriebbeständigkeit bei hohen Temperaturen besitzt, sowie ein Verfahren zum Erzeugen derselben bereit.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine friktionsarme TiAgN-Beschichtungsschicht für ein Fahrzeugteil eine Ti-Schicht; eine TiN-Schicht; eine TiAgN-Schicht, wobei die TiN-Schicht sandwichartig zwischen der Ti-Schicht und der TiAgN-Schicht angeordnet ist; und eine Ag-Schicht auf, die in die Oberfläche der TiAgN-Schicht übertragen wurde, wobei die Ag-Schicht, nachdem sie mit Hilfe einer Ag-Sputterquelle auf der Oberfläche der TiAgN-Schicht abgeschieden wurde, durch Scherung und vertikale Beanspruchung in die Oberfläche der TiAgN-Schicht übertragen wird.
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Genauer gesagt kann die Ti-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle auf der Oberfläche eines Grundmaterials abgeschieden, die TiN-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle und Stickstoffgas auf der Oberfläche der Ti-Schicht abgeschieden; und die TiAgN-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle, Ag-Sputterquelle und Stickstoffgas auf der Oberfläche der TiN-Schicht abgeschieden werden.
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Die Dicke der Ti-Schicht, der TiN-Schicht, der TiAgN-Schicht und der Ag-Schicht kann jeweils entsprechend in einem Bereich von etwa 1,5 bis 2 µm, etwa 0,08 bis 0,15 µm, etwa 0,05 bis 0,1 µm, und etwa 0,1 µm oder weniger (0 nicht eingeschlossen) liegen.
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Ein Beschichtungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen der Beschichtungsschicht umfasst: Reinigen der Oberfläche eines Grundmaterials; Vorbereiten der Atmosphäre im Inneren einer Abscheidekammer zu einer Atmosphäre unter Vakuum und hoher Temperatur; Abscheiden der Ti-Schicht auf der Oberfläche des Grundmaterials mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle; Abscheiden der TiN-Schicht auf der Oberfläche der Ti-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle und Stickstoffgas; Abscheiden einer TiAgN-Schicht auf der Oberfläche der TiN-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle, Ag-Sputterquelle und Stickstoffgas; und Abscheiden einer Ag-Schicht auf der Oberfläche der TiAgN-Schicht mit Hilfe einer Ag-Sputterquelle; und Übertragen der Ag-Schicht in die Oberfläche der TiAgN-Schicht durch Scherung und vertikale Beanspruchung.
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Im Vorbereitungsschritt kann eine Atmosphäre mit einem Vakuum von 1,33 × 10-3 - 1,33 × 10-4 Pa und einer hohen Temperatur von 400 bis 500 °C erzeugt werden.
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Die Ti-Schicht kann mit einer Dicke von etwa 0,08 bis 0,15 µm gebildet werden. Die TiN-Schicht kann mit einer Dicke von etwa 0,05 bis 0,1 µm gebildet werden. Die TiAgN-Schicht kann mit einer Dicke von etwa 1,5 bis 2 µm gebildet werden. Die Ag-Schicht kann mit einer Dicke von etwa 0,1 µm oder weniger (0 nicht eingeschlossen) gebildet werden.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die vorstehend angegebenen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen derselben, die in den beigefügten Figuren veranschaulicht sind, die hierin nachfolgend lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung angegebenen sind und die vorliegende Erfindung daher in keiner Weise einschränken sollen, ausführlich beschrieben. In den Figuren gilt:
- Die 1 und 2 sind Abbildungen, die einen Querschnitt und ein Herstellungsverfahren für die friktionsarme Beschichtungsschicht gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;
- 3 ist ein Graph, der die Reibungskoeffizienten der in den 1 und 2 gezeigten Beschichtungsschichten und der DLC-Beschichtung aus dem Stand der Technik vergleicht; und
- 4 ist ein Graph, der die friktionsstabilen Abschnitte / friktionsstabilen Perioden der in den 1 und 2 gezeigten Beschichtungsschichten und der herkömmlichen DLC-Beschichtung vergleicht.
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Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. In den Figuren bezeichnen die Bezugszeichen jeweils gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
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Im Folgenden wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die beispielhaft in den beigefügten Figuren gezeigt und nachstehend beschrieben ist. Obwohl die Erfindung anhand von beispielhaft angegebenen Ausführungsformen beschrieben wird, soll verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaft angegebenen Ausführungsformen einschränken soll. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielhaft angegebenen Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen abdecken, die im Geiste und Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, enthalten sein können.
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Soweit nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich ist, soll der Begriff „etwa“, wie er hierin verwendet wird, als innerhalb eines Bereichs mit in der Wissenschaft normalen Toleranzgrenzen liegend verstanden werden, zum Beispiel als innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Mittelwert liegend. „Etwa“ kann verstanden werden als innerhalb von 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % vom angegebenen Wert liegend. Soweit es aus dem Kontext nicht anderweitig klar hervorgeht, gelten alle hierin angegebenen Zahlenwerte als um den Begriff „etwa“ erweitert.
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Die hierin angegebenen Bereiche sollen als verkürzte Angabe aller Werte, die in diesem Bereich liegen, verstanden werden. Zum Beispiel soll ein Bereich von 1 bis 50 so verstanden werden, dass er jede Zahl, jede Kombination von Zahlen oder jeden Teilbereich der Gruppe umfasst, die aus 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 oder 50 besteht, sowie jede dazwischenliegende Dezimalzahl zwischen den vorstehend angegebenen ganzen Zahlen, wie zum Beispiel 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8 und 1,9. Als Teilbereiche werden insbesondere „ineinander verschachtelte Teilbereiche“, die an dem jeweiligen Endpunkt des Bereichs beginnen, in Betracht gezogen. Zum Beispiel kann ein ineinander verschachtelter Teilbereich eines beispielhaft angegebenen Bereichs von 1 bis 50 in einer Richtung 1 bis 10, 1 bis 20, 1 bis 30 und 1 bis 40 umfassen oder - in der anderen Richtung - 50 bis 40, 50 bis 30, 50 bis 20 und 50 bis 10.
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Es soll verstanden werden, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein weiterer ähnlicher Begriff, wie er hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge allgemein, wie beispielsweise Personenkraftwagen, einschließlich Geländewagen (sports utility vehicles, SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, umsteckbare Hybrid-Elektro-Fahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und weitere Fahrzeuge, die mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden (z.B. Kraftstoffen, die aus einer anderen Quelle als Erdöl stammen), einschließt. Wie es hierin verwendet wird, bezeichnet ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Antriebsquellen verfügt, wie zum Beispiel ein Fahrzeug, das sowohl mit Benzin als auch mit Strom betrieben wird.
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden nun im Folgenden ausführlich eine friktionsarme Beschichtungsschicht für ein Fahrzeugteil und ein Verfahren zum Erzeugen derselben gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Die 1 und 2 sind Abbildungen, die einen Querschnitt und ein Verfahren zum Erzeugen der friktionsarmen Beschichtungsschicht gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die friktionsarme Beschichtungsschicht der vorliegenden Erfindung weist eine Ti-Schicht 100 auf der Oberfläche eines Grundmaterials; eine TiN-Schicht 300 auf der Oberfläche der Ti-Schicht 100; eine TiAgN-Schicht 500 auf der Oberfläche der TiN-Schicht 300; und eine Ag-Schicht 700`, die in die Oberfläche der TiAgN-Schicht 500 übertragen wurde, auf. Anders ausgedrückt, umfasst die friktionsarme Beschichtungsschicht eine Ti-Grundschicht 100, eine TiN-Schicht 300 und eine TiAgN-Schicht 500, wobei die TiN-Schicht 300 sandwichartig zwischen der Ti-Grundschicht 100 und der TiAgN-Schicht 500 angeordnet ist. Daneben wurde eine Ag-Schicht 700` in die TiAgN-Schicht übertragen oder überführt.
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Genauer gesagt, weist die friktionsarme Beschichtungsschicht für ein Fahrzeugteil gemäß der vorliegenden Erfindung auf: eine Ti-Schicht 100, die mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle auf der Oberfläche eines Grundmaterials abgeschieden wurde; eine TiN-Schicht 300, die mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle und Stickstoffgas auf der Oberfläche der Ti-Schicht 100 abgeschieden wurde; eine TiAgN-Schicht 500, die mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle, einer Ag-Sputterquelle und Stickstoffgas auf der Oberfläche der TiN-Schicht 300 abgeschieden wurde; und eine Ag-Schicht 700`, die, nachdem sie mit Hilfe einer Ag-Sputterquelle auf der Oberfläche der TiAgN-Schicht 500 abgeschieden wurde, mittels Scherung und vertikaler Beanspruchung in die Oberfläche der TiAgN-Schicht 500 übertragen wurde.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung können die Dicken der Ti-Schicht 100, der TiN-Schicht 300, der TiAgN-Schicht 500 und der übertragenen Ag-Schicht 700` in einem Bereich von entsprechend 1,5 bis 2 µm, 0,08 bis 0,15 µm, 0,05 bis 0,1 µm, und 0,1 µm oder weniger (0 nicht eingeschlossen) liegen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erzeugen der friktionsarmen Beschichtungsschicht für ein Fahrzeugteil: einen Vorbereitungsschritt, um die Oberfläche eines Grundmaterials zu reinigen und anschließend die Atmosphäre im Inneren einer Abscheidekammer als Atmosphäre unter Vakuum und hoher Temperatur vorzubereiten; einen Schritt des Aufbringens eines ersten Puffers, um eine Ti-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle auf der Oberfläche des Grundmaterials abzuscheiden; einen Schritt des Aufbringens eines zweiten Puffers, um eine TiN-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle und Stickstoffgas auf der Oberfläche der Ti-Schicht abzuscheiden; einen Schritt des Aufbringens einer ersten Beschichtung, um eine TiAgN-Schicht mit Hilfe einer Ti-Lichtbogenquelle, einer Ag-Sputterquelle und Stickstoffgas auf der Oberfläche der TiN-Schicht abzuscheiden; und einen Schritt des Aufbringens einer zweiten Beschichtung, um eine Ag-Schicht mit Hilfe einer Ag-Sputterquelle auf der Oberfläche der TiAgN-Schicht abzuscheiden. In dem Schritt des Aufbringens der zweiten Beschichtung wird die Ag-Schicht nach ihrer Abscheidung mittels Scherung und vertikaler Beanspruchung in die Oberfläche der TiAgN-Schicht übertragen.
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Die Beschichtungsschicht der vorliegenden Erfindung kann mittels PVD (physikalischer Dampfphasenabscheidung) gebildet werden. Bei diesem Verfahren wird zu Beginn ein Reinigungsprozess durchgeführt. Im Reinigungsschritt, der als Vorbehandlungsschritt vor dem Beschichten der Oberfläche des rekarburierten Grundmaterials angesehen wird, werden Verunreinigungen auf der Oberfläche einer Versuchsprobe mit Hilfe einer Ultraschallreinigung mit Ethanol (z.B. für etwa 10 bis 15 min) und Aceton (z.B. für etwa 3 bis 5 min) und Trocknen (z.B. für etwa 5 bis 10 min) entfernt, so dass eine gleichmäßige Qualität bzw. ein gleichmäßiges Erscheinungsbild der Beschichtung erhalten wird.
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Dann wird in einem Vakuumierungsprozess ein Vakuumierungsgrad von 1,33 - 1,33 × 10-1 Pa (10-2 bis 10-3 Torr) in einer Kammer hergestellt, wobei eine Drehkolbenpumpe einer PVD-Ausrüstung verwendet wird, und dann wird die Vakuumatmosphäre unter Verwenden einer Turbo-Arbeitspumpe auf 1,33 × 10-3 bis 1,33 × 10-4 Pa (10-5 bis 10-6 Torr) erhöht. Der Vakuumierungsgrad von 1,33 Pa (10-2 Torr) oder weniger wird mit Hilfe eines an der Oberseite der Kammer angeordneten Ionen-Messgeräts überprüft, und das Verfahren wird bei einem Vakuumierungsgrad von 1,33 × 10-3 Pa (10-5 Torr) oder weniger durchgeführt.
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Während des Erwärmungsprozesses wird die Temperatur in der Kammer auf etwa 400 bis 500 °C oder mehr eingestellt, um so die Reaktion von N (Stickstoff) zu erleichtern, und die Erwärmungszeit wird auf etwa 40 bis 60 min eingestellt, um so eine gleichmäßige Temperaturverteilung an der Oberfläche und im Inneren der zu beschichtenden Versuchsprobe und in der Atmosphäre der Kammer herzustellen.
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Wie im vorstehend beschriebenen Reinigungsprozess wird die Versuchsprobe, in der die Verunreinigungen mit Ethanol und Aceton entfernt wurden, etwa 15 bis 20 min lang oder länger unter Verwenden einer Ionenkanone gereinigt, um die Adhäsionseigenschaften zwischen einer Pufferschicht und dem Grundmaterial zu verbessern. Dann werden der Schritt des Aufbringens eines ersten Puffers, der Schritt des Aufbringens eines zweiten Puffers, der Schritt des Aufbringens einer ersten Beschichtung und der Schritt des Aufbringens einer zweiten Beschichtung durchgeführt.
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Im Schritt des Aufbringens eines ersten Puffers erfolgt das Fixieren der Ti-Schicht unter Verwenden einer Ionenquelle, um die Adhäsionseigenschaften der TiAgN-Schicht als funktionelle Beschichtungsschicht zu verbessern, und elementares Ti und Ar-Gas werden auf die Versuchsprobe aufprallen gelassen, um einen die Oberfläche reinigenden Effekt zu erhalten, und damit - unter Anlegen einer hochenergetischen Vorspannung (400 bis 600 V) an die Lichtbogenquelle (70 A bis 80 A) mit einer hohen Energiedichte - das Grundmaterial auf/in der Versuchsprobe eingesetzt wird; die abgeschiedene Dicke wird auf 0,08-0,15 µm eingestellt.
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Im Schritt des Aufbringens einer zweiten Pufferschicht können die Adhäsionseigenschaften, wenn die TiAgN-Schicht direkt auf der Ti-Schicht abgeschieden wird, aufgrund der unterschiedlichen Gitterkonstanten durch eine einzige Spannungsbeanspruchung, die an der Grenzfläche hervorgerufen wird, abnehmen; als Folge davon kann eine Konzentration der Spannungsbeanspruchung an der Grenzfläche auftreten und dies kann schließlich zu einer Zerstörung der Beschichtungsschicht führen. Um die Bindungsfestigkeit zwischen den Grenzflächen zu verbessern, wird die TiN-Schicht unter Verwenden der Lichtbogenquelle (70 bis 80 A) daher mit einer Dicke von 0,05 bis 0,1 µm oder weniger abgeschieden.
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Im Schritt des Aufbringens einer ersten Beschichtung wird die TiAgN-Schicht (1,5 bis 2 µm) aufgebracht, indem zwei Ionenquellen, die Lichtbogenquelle (80 bis 120 V) und die Sputterquelle (0,7 bis 1 A) aktiviert werden. Die Lichtbogenquelle und die Versuchsprobe sind jedoch in einem Abstand von 20 bis 25 µm voneinander entfernt angeordnet, um eine Abscheidung von Makropartikeln, die von der Lichtbogenquelle gebildet werden können, zu verhindern, und um so die Rauigkeit der Oberfläche zu verbessern.
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Im Schritt des Aufbringens der zweiten Beschichtung wird die Ag-Schicht unter Verwenden der Sputterquelle (0,6 bis 0,8 A) auf 0,05 bis 0,1 µm oder weniger dotiert, um - anders als bei einem herkömmlichen Puffer, der die Aufgabe besitzt, die Adhäsionseigenschaften zu verbessern - die Eigenschaften im Hinblick auf eine geringe Reibung zu verbessern, was die Funktion des elementaren Ag ist. Die Oberflächenrauigkeit und der Effekt bezüglich der Einlaufzeit werden erreicht, indem eine Schicht mit Ag-Mikropartikeln gegen die Ti-Partikel der Lichtbogenquelle gebildet wird, um die Reibungseigenschaften unter echten Bedingungen (kombinierte Beanspruchung) zu verbessern.
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1 zeigt einen Zustand des Abscheidens der obersten Ag-Schicht, und 2 zeigt einen Zustand des Übertragens oder Überführens der Ag-Schicht in die TiAgN-Schicht eines unteren Teils durch Aufbringen vertikaler und horizontaler Scherkräfte. Ein Teil der Ag-Schicht wird durch Beanspruchung und Reibung entfernt und ein weiterer Teil wird in die TiAgN-Schicht übertragen, so dass eine modifizierte TiAgN-Schicht mit den starken funktionellen Eigenschaften von Ag (wenig Reibung) gebildet wird. Hierdurch kann als Fähigkeit einer stabilen Reibung zu Beginn auch der Effekt bezüglich der Einlaufzeit (ein Zustand, bei dem der Reibungskoeffizient unter dem Einfluss der Oberflächenrauigkeit an der Kontaktfläche zu Beginn eines Versuchs zunimmt, und anschließend die Rauigkeit und der Oxidfilm an der Oberfläche entfernt werden, gefolgt von einer Stabilisierung) erfüllt werden.
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Zuletzt erfolgt in einem Ofen eine Abkühlung auf Raumtemperatur, um eine Modifikation der Beschichtungsschicht zu verhindern und gleichmäßige Eigenschaften zu erzeugen.
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3 ist eine Graph, der die Reibungskoeffizienten der Beschichtungsschichten, die in den 1 und 2 gezeigt sind, mit demjenigen einer herkömmlichen DLC-Beschichtung vergleicht. Bezüglich der Reibungseigenschaften bei Raumtemperatur, wenn die Ag-Schicht eine übertragene TiAgN (Ag)-Schicht war, wurde bestätigt, dass die Reibungseigenschaften im Vergleich zu denjenigen von allgemeinem TiAgN um 200 % oder mehr verbessert wurden. Des Weiteren wurden die Reibungseigenschaften bei hohen Temperaturen im Vergleich zu massenproduziertem DLC um 141 % verbessert. Anders ausgedrückt wurde die Abriebbeständigkeit bei hohen Temperaturen verbessert.
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4 ist ein Graph, der die Abschnitte mit stabiler Reibung / Perioden mit stabiler Reibung der in den 1 und 2 gezeigten Beschichtungsschichten und der herkömmlichen DLC-Beschichtung miteinander vergleicht. Wenn die Ag-Schicht eine übertragene TiAgN (Ag)-Schicht war, wurde bestätigt, dass die Reibungseigenschaften gut waren und dass - als Effekt bezüglich der Einlaufzeit - der reibungsstabile Abschnitt /die reibungsstabile Periode im Vergleich zu denjenigen von massenproduziertem DLC und allgemeinem TiAgN reduziert war.
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Mit der friktionsarmen Beschichtungsschicht für ein Fahrzeugteil, die aus der vorstehend beschriebenen beispielhaften Struktur besteht, und dem Verfahren zum Erzeugen derselben kann eine TiAgN-Beschichtungsschicht mit nicht nur einer hohen Steifigkeit und den Eigenschaften im Hinblick auf eine geringe Reibung von DLC, sondern auch mit einer Abriebbeständigkeit bei hohen Temperaturen bereitgestellt werden.
