DE102017124656A1 - Process for producing a carbon coating - Google Patents

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Stefan Dupke
Edgar Schulz
Ricardo Henrique Brugnara
Nazlim Bagcivan
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung einer homogen dotierten Kohlenstoffbeschichtung (1) mit einem Wasserstoffgehalt von kleiner als 1,5 At.-% und mit einem Sauerstoffgehalt von kleiner als 1,5 At.-% auf einem Maschinenelement (2), wobei ein dotiertes Kohlenstofftarget (3), das zumindest mit Chrom und/oder Titan und/oder Wolfram und/oder Molybdän und/oder Vanadium und/oder Hafnium und/oder Silber und/oder Zirkonium und/oder Mangan und/oder Bor und/oder Kupfer und/oder Silizium und/oder Nickel und/oder Fluor und/oder Eisen dotiert ist, in einer Vakuumkammer (4) mit einem Lichtbogen (5) bearbeitet wird. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Maschinenelement (2), umfassend eine dotierte Kohlenstoffbeschichtung (1), die nach dem vorgenannten Verfahren ausgebildet ist sowie die Verwendung eines solchen Maschinenelements (1).The invention relates to a method for depositing a homogeneously doped carbon coating (1) having a hydrogen content of less than 1.5 At .-% and having an oxygen content of less than 1.5 at .-% on a machine element (2), wherein a doped carbon target (3) comprising at least chromium and / or titanium and / or tungsten and / or molybdenum and / or vanadium and / or hafnium and / or silver and / or zirconium and / or manganese and / or boron and / or copper and / or silicon and / or nickel and / or fluorine and / or iron, is processed in a vacuum chamber (4) with an arc (5). Furthermore, the invention also relates to a machine element (2), comprising a doped carbon coating (1), which is formed by the aforementioned method and the use of such a machine element (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kohlenstoffbeschichtung auf einem Maschinenelement. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Maschinenelement mit einer Kohlenstoffbeschichtung.The invention relates to a method for producing a carbon coating on a machine element. Furthermore, the invention also relates to a machine element with a carbon coating.

Aus der DE 10 2007 054 181 A1 geht eine Beschichtung für ein Bauteil mit einer auf amorphem Kohlenstoff basierenden und Wasserstoff enthaltenden Funktionsschicht hervor. Die Funktionsschicht enthält eine Mehrzahl von Schichten, die einen amorphen Kohlenstoff mit Wasserstoff aufweisen, die mit einem Nichtmetall dotiert sind und keine Metalldotierung aufweisen und von denen wenigstens eine Schicht dünner als 20 nm ist und die sich entweder in einem die Kristallbildung beeinflussenden Merkmal unterscheiden oder zwischen denen jeweils wenigstens eine Schicht aus einem nicht mit einem Nichtmetall dotierten Kohlenstoff mit Wasserstoff liegt.From the DE 10 2007 054 181 A1 is a coating for a component with an amorphous carbon-based and hydrogen-containing functional layer. The functional layer includes a plurality of layers having an amorphous carbon with hydrogen doped with a nonmetal and having no metal doping and at least one layer of which is thinner than 20 nm and which differ in or between a characteristic influencing crystal formation each of which is at least one layer of a non-doped with a non-metal carbon with hydrogen.

Die US 6,143,142 beschreibt Komposit-Beschichtungen, welche insbesondere Kohlenstoff und weitere Elemente wie Silizium oder Aluminium enthalten und einen Wasserstoffgehalt von 20% oder weniger aufweisen. Die Herstellung der Beschichtung erfolgt in einem gefilteren Lichtbogen-Verfahren.The US 6,143,142 describes composite coatings, which in particular contain carbon and other elements such as silicon or aluminum and have a hydrogen content of 20% or less. The production of the coating takes place in a gefilteren arc process.

Die AT 14701 U1 beschreibt eine Beschichtungsquelle bzw. eine Kathode zur Herstellung dotierter Kohlenstoffschichten, wobei als geeignete Herstellungsverfahren physikalische Gasphasenabscheidungsverfahren wie eine Magnetron-Kathodenzerstäubung und ein Lichtbogenverdampfen beschrieben sind. Als Dotierungsmaterial sind Metalle und nichtmetallische Elemente genannt. Der Kerngedanke der Erfindung ist, dass das Dotierungsmaterial in der Kohlenstoffkathode in Partikelform mittels Sinterprozess fein verteilt eingebettet wird.The AT 14701 U1 describes a coating source or a cathode for the production of doped carbon layers, wherein as suitable manufacturing methods physical vapor deposition methods such as magnetron sputtering and arc evaporation are described. As a doping material metals and non-metallic elements are mentioned. The core idea of the invention is that the doping material is embedded in the carbon cathode in particle form finely distributed by means of sintering process.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Kohlenstoffbeschichtung auf einem Maschinenelement zu schaffen, wobei insbesondere die Verschleiß- und/oder Reibeigenschaften der Kohlenstoffbeschichtung verbessert werden.The object of the present invention is to provide a method for producing a carbon coating on a machine element, wherein in particular the wear and / or friction properties of the carbon coating are improved.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Abscheidung einer homogen dotierten Kohlenstoffbeschichtung mit einem Wasserstoffgehalt von kleiner als 1,5 At.-% und mit einem Sauerstoffgehalt von kleiner als 1,5 At.-% auf einem Maschinenelement ein dotiertes Kohlenstofftarget, das zumindest mit Chrom und/oder Titan und/oder Wolfram und/oder Molybdän und/oder Vanadium und/oder Hafnium und/oder Silber und/oder Zirkonium und/oder Mangan und/oder Bor und/oder Kupfer und/oder Silizium und/oder Nickel und/oder Fluor und/oder Eisen dotiert ist, in einer Vakuumkammer mit einem Lichtbogen bearbeitet. Mithin wird die Kohlenstoffbeschichtung auf dem Maschinenelement durch Vakuumlichtbogenbeschichten erzeugt. Der Vakuumlichtbogen stellt eine hochionisierte Gasentladung dar, wobei die hochionisierte Gasentladung im von dem Vakuumlichtbogen selbst erzeugten Dampf brennt. Erfindungswesentlich ist, dass vor einer Ausbildung des Lichtbogens ein Sauerstoffpartialdruck in der Vakuumkammer unterhalb von 2,5*10-6 mbar eingestellt wird.In the process according to the invention, a doped carbon target, which is at least chromium, is deposited on a machine element to deposit a homogeneously doped carbon coating having a hydrogen content of less than 1.5 at.% And an oxygen content of less than 1.5 at and / or titanium and / or tungsten and / or molybdenum and / or vanadium and / or hafnium and / or silver and / or zirconium and / or manganese and / or boron and / or copper and / or silicon and / or nickel and / or fluorine and / or iron is doped, processed in a vacuum chamber with an arc. Thus, the carbon coating is created on the machine element by vacuum arc coating. The vacuum arc is a highly ionized gas discharge, with the highly ionized gas discharge burning in the vapor generated by the vacuum arc itself. It is essential to the invention that, before the arc is formed, an oxygen partial pressure in the vacuum chamber is set below 2.5 × 10 -6 mbar.

Das hier erfindungsgemäß benötigte Hochvakuum, insbesondere Ultrahochvakuum, wird durch einen Einsatz verschiedener Pumpen erreicht, wobei zunächst mit einer oder auch einer Vielzahl von mechanischen Pumpen ein Unterdruck im Bereich von 0,01 bis 1 mbar erzeugt wird. Dabei kommen beispielsweise Drehschieberpumpen, Membranpumpen oder Scrollpumpen zum Einsatz. Anschließend kommt üblicherweise eine Öldiffusionspumpe oder eine Turbomolekularpumpe zum Einsatz. Die Einstellung des Hoch- oder Ultrahochvakuums kann durch eine Beheizung der Vakuumkammer, insbesondere auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes von Wasser, signifikant erhöht werden. Zum Erreichen von Ultrahochvakuum werden nachfolgend insbesondere nichtmechanische Pumpen eingesetzt, beispielsweise eine lonengetterpumpe oder eine Titansublimationspumpe. Zusätzlich können Kühlfallen im unteren Teil der Vakuumkammer zum Einsatz kommen, um den Druck in der Vakuumkammer bzw. der Beschichtungskammer weiter zu senken.The high vacuum required here according to the invention, in particular ultra-high vacuum, is achieved through the use of different pumps, wherein first of all one or a plurality of mechanical pumps generates a negative pressure in the range from 0.01 to 1 mbar. For example, rotary vane pumps, diaphragm pumps or scroll pumps are used. Subsequently, usually an oil diffusion pump or a turbomolecular pump is used. The setting of the high or ultrahigh vacuum can be significantly increased by heating the vacuum chamber, in particular to a temperature above the boiling point of water. Non-mechanical pumps, for example an ion getter pump or a titanium sublimation pump, are used below to achieve ultrahigh vacuum. In addition, cold traps can be used in the lower part of the vacuum chamber to further reduce the pressure in the vacuum chamber or the coating chamber.

Der Zeitbedarf, um Hochvakuum oder Ultrahochvakuum einzustellen, kann mehrere Stunden benötigen, hat jedoch den Vorteil, dass der Sauerstoffgehalt in der erzeugten Schicht kleiner 1,5 At.-%, insbesondere kleiner 1 At,-% einstellbar ist und dadurch die Verschleiß- und/oder Reibeigenschaften der Kohlenstoffbeschichtung signifikant verbessert werden.The time required to set high vacuum or ultrahigh vacuum may take several hours, but has the advantage that the oxygen content in the layer produced is less than 1.5 At .-%, in particular less than 1 At, - is adjustable and thus the wear and / or friction properties of the carbon coating are significantly improved.

Das dotierte Kohlenstofftarget ist bevorzugt kathodisch gepolt. Die Stromerzeugung kann entweder gepulst oder kontinuierlich betrieben werden.The doped carbon target is preferably poled cathodically. Power generation can be either pulsed or continuous.

Insbesondere weist das dotierte Kohlenstofftarget eine konstante Konzentration von Dotierungselementen auf, wobei diese homogen im dotierten Kohlenstofftarget verteilt sind.In particular, the doped carbon target has a constant concentration of doping elements, which are homogeneously distributed in the doped carbon target.

Unter einer „Beschichtung“ ist hier ein Schichtsystem mit mindestens einer Schicht zu verstehen. Insbesondere können auch mehrere Schichten, zumindest teilweise übereinander und/oder nebeneinander, ausgebildet sein.Under a "coating" here is a layer system with at least one layer too understand. In particular, a plurality of layers, at least partially one above the other and / or side by side, may be formed.

Die dotierte Kohlenstoffbeschichtung hat neben einer Reibungsreduzierung ebenso positive Auswirkungen auf das Korrosionsverhalten und die Dauerfestigkeit der damit beschichteten Oberfläche des Maschinenelements.The doped carbon coating has a friction reduction as well as positive effects on the corrosion behavior and the fatigue strength of the thus coated surface of the machine element.

Vorzugsweise wird das Maschinenelement zumindest während der Abscheidung der Kohlenstoffbeschichtung in Rotation versetzt. Dazu ist das Maschinenelement während der Beschichtung beispielsweise auf einer drehbaren Einheit fixiert.Preferably, the machine element is rotated at least during the deposition of the carbon coating. For this purpose, the machine element is fixed during the coating, for example on a rotatable unit.

Vorzugsweise wird die Kohlenstoffbeschichtung in einer Schichtdicke von höchstens 10 µm ausgebildet.Preferably, the carbon coating is formed in a layer thickness of at most 10 microns.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Kohlenstofftarget zumindest mit Chrom und/oder Titan und/oder Wolfram und/oder Molybdän und/oder Vanadium und/oder Hafnium und/oder Silber und/oder Zirkonium und/oder Mangan und/oder Bor und/oder Kupfer und/oder Silizium und/oder Nickel und/oder Fluor und/oder Eisen dotiert ist. Mithin umfasst das Kohlenstofftarget neben Kohlenstoff zumindest eins der zuvor genannten Elemente. Ferner ist es aber auch denkbar, dass das Kohlenstofftarget neben Kohlenstoff auch alle anderen oder nur einen Teil der zuvor genannten Elemente aufweist.The invention includes the technical teaching that the carbon target at least with chromium and / or titanium and / or tungsten and / or molybdenum and / or vanadium and / or hafnium and / or silver and / or zirconium and / or manganese and / or boron and / or copper and / or silicon and / or nickel and / or fluorine and / or iron. Thus, in addition to carbon, the carbon target comprises at least one of the aforementioned elements. Furthermore, it is also conceivable that the carbon target next to carbon also has all other or only part of the aforementioned elements.

Das erfindungsgemäße Maschinenelement umfasst eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildete dotierte Kohlenstoffbeschichtung. Insbesondere ist die Kohlenstoffbeschichtung zumindest an einem Teil der Oberfläche des Maschinenelements ausgebildet. Ferner ist es aber auch denkbar, dass die Kohlenstoffbeschichtung an der gesamten Oberfläche des Maschinenelements ausgebildet ist.The machine element according to the invention comprises a doped carbon coating formed by the method according to the invention. In particular, the carbon coating is formed at least on a part of the surface of the machine element. Furthermore, it is also conceivable that the carbon coating is formed on the entire surface of the machine element.

Bevorzugt beträgt ein Wasserstoffgehalt in der Kohlenstoffbeschichtung höchstens 1 At.-% (Atomprozent). Ferner beträgt ein Sauerstoffgehalt in der Kohlenstoffbeschichtung bevorzugt höchstens 1 At.-%. Mithin ist die Kohlenstoffbeschichtung nahezu wasserstoff- und sauerstofffrei, wobei dies insbesondere aufgrund des Vakuums und der damit verbundenen fehlenden Atmosphäre während der Beschichtung erzielt wird. Die Kombination aus nahezu vorhandener Wasserstofffreiheit und nahezu vorhandener Sauerstofffreiheit hat sich als besonders effektiv erwiesen, um eine Reibungsreduzierung und die bereits erwähnten positiven Auswirkungen auf das Korrosionsverhalten und die Dauerfestigkeit der Kohlenstoffbeschichtung zu erzielen.Preferably, a hydrogen content in the carbon coating is at most 1 at.% (Atomic percent). Further, an oxygen content in the carbon coating is preferably at most 1 at.%. Thus, the carbon coating is virtually hydrogen and oxygen free, due in particular to the vacuum and associated lack of atmosphere during coating. The combination of near-zero hydrogen freedom and near-zero oxygen has been found to be particularly effective in achieving friction reduction and the already mentioned positive effects on the corrosion behavior and fatigue strength of the carbon coating.

Vorzugsweise weist die Kohlenstoffbeschichtung eine Schichtdicke von höchstens 10 µm auf.The carbon coating preferably has a layer thickness of at most 10 μm.

Vorzugsweise ist die Kohlenstoffbeschichtung zumindest teilweise aus amorphen Kohlenstoff und Chrom und/oder Titan und/oder Wolfram und/oder Molybdän und/oder Vanadium und/oder Hafnium und/oder Silber und/oder Zirkonium und/oder Mangan und/oder Bor und/oder Kupfer und/oder Silizium und/oder Nickel und/oder Fluor und/oder Eisen ausgebildet. Amorpher Kohlenstoff ist ferner unter der Bezeichnung DLC (Diamond Like Carbon) oder diamantähnlicher Kohlenstoff bekannt. Bevorzugt ist das Maschinenelement im Betrieb dazu vorgesehen, einer Gleit- und/oder Wälzbeanspruchung ausgesetzt zu sein.Preferably, the carbon coating is at least partially made of amorphous carbon and chromium and / or titanium and / or tungsten and / or molybdenum and / or vanadium and / or hafnium and / or silver and / or zirconium and / or manganese and / or boron and / or Copper and / or silicon and / or nickel and / or fluorine and / or iron formed. Amorphous carbon is also known by the name DLC (Diamond Like Carbon) or diamond-like carbon. Preferably, the machine element is provided in operation to be exposed to a sliding and / or Wälzbeanspruchung.

Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung eines solchen Maschinenelements als Teil eines Wälzlagers, eines Gleitlagers, eines Schlepphebels, eines Tassenstößels, wobei die Kohlenstoffbeschichtung mit einem weiteren Maschinenelement in Gleit - und/oder Wälzkontakt steht.According to the invention, the use of such a machine element as part of a rolling bearing, a sliding bearing, a drag lever, a bucket tappet, wherein the carbon coating is in sliding and / or rolling contact with another machine element.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Es zeigen

  • 1 eine stark vereinfachte schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung eines Maschinenelements mit einer dotierten Kohlenstoffbeschichtung, und
  • 2 eine schematische Darstellung des Maschinenelements gemäß 1 während eines Verfahrens zur Abscheidung der dotierten Kohlenstoffbeschichtung.
Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the two figures. Show it
  • 1 a highly simplified schematic sectional view illustrating a machine element with a doped carbon coating, and
  • 2 a schematic representation of the machine element according to 1 during a process for depositing the doped carbon coating.

Gemäß 1 weist ein erfindungsgemäßes - hier nur teilweise dargestelltes - Maschinenelement 2 eine dotierte Kohlenstoffbeschichtung 1 auf, die für einen gleitenden und wälzenden Kontakt mit mindestens einem weiteren - hier nicht dargestellten - Maschinenelement vorgesehen ist. Mithin wird das Maschinenelement 2, insbesondere im Bereich der Kohlenstoffbeschichtung 1, im Betrieb einer Gleit- und Wälzbeanspruchung ausgesetzt. Die Kohlenstoffbeschichtung 1 ist aus amorphen Kohlenstoff und Chrom ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Kohlenstoffbeschichtung 1 mit Chrom dotiert. Ein Wasserstoffgehalt in der Kohlenstoffbeschichtung 1 beträgt höchstens 1 At.-%. Ferner beträgt ein Sauerstoffgehalt in der Kohlenstoffbeschichtung 1 höchstens 1 At.-%. Die Kohlenstoffbeschichtung 1 weist vorliegend eine Schichtdicke von höchstens 10 µm auf.According to 1 has an inventive - only partially shown - machine element 2 a doped carbon coating 1 on, which is provided for a sliding and rolling contact with at least one further - not shown here - machine element. Thus, the machine element 2 , in particular in the field of carbon coating 1 , exposed during operation of a sliding and rolling stress. The carbon coating 1 is made of amorphous carbon and chromium. In other words, the carbon coating 1 doped with chromium. A hydrogen content in the carbon coating 1 is at most 1 at.%. Further, an oxygen content is in the carbon coating 1 at most 1 at.%. The carbon coating 1 in the present case has a layer thickness of at most 10 μm.

Nach 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Abscheidung der homogen dotierten Kohlenstoffbeschichtung 1 auf einem Maschinenelement 2 gemäß 1 vereinfacht dargestellt. Mehrere Maschinenelemente 2 sind in einer Vakuumkammer 4 auf einer drehbaren Einheit 8 angeordnet. Das Vakuum in der Vakuumkammer 4 wird durch eine Pumpenvorrichtung 9 erzeugt. Die drehbare Einheit 8 ist an einer Bias-Spannungsquelle 10 angeschlossen. Zur Abscheidung der Kohlenstoffbeschichtung 1 auf dem jeweiligen Maschinenelement 2 werden dotierte Kohlenstofftargets 3 verwendet. Ein Lichtbogen 5 wird zwischen einer Anode 6 und dem als Kathode gepolten Kohlenstofftarget 3 gezündet, wobei dadurch ein Materialdampf 7 erzeugt wird, der eine homogene Konzentration des dotierten Kohlenstofftargets 3 aufweist und an einer Oberfläche des Maschinenelements 2 kondensiert, um eine homogen dotierte Kohlenstoffbeschichtung 1 auszubilden. Das Kohlenstofftarget 3 besteht neben Kohlenstoff aus Chrom, das homogen im Kohlenstoff verteilt ist.To 2 is the inventive method for depositing the homogeneously doped carbon coating 1 on a machine element 2 according to 1 shown in simplified form. Several machine elements 2 are in a vacuum chamber 4 on a rotatable unit 8th arranged. The vacuum in the vacuum chamber 4 is through a pump device 9 generated. The rotatable unit 8th is at a bias voltage source 10 connected. For deposition of the carbon coating 1 on the respective machine element 2 become doped carbon targets 3 used. An arc 5 is between an anode 6 and the cathode polarized carbon target 3 ignited, thereby forming a material vapor 7 which produces a homogeneous concentration of the doped carbon target 3 and on a surface of the machine element 2 condenses to a homogeneously doped carbon coating 1 train. The carbon target 3 consists of carbon and chromium, which is homogeneously distributed throughout the carbon.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Alternativ kann das Kohlenstofftarget 3 neben oder statt Chrom auch Titan und/oder Wolfram und/oder Molybdän und/oder Vanadium und/oder Hafnium und/oder Silber und/oder Zirkonium und/oder Mangan und/oder Bor und/oder Kupfer und/oder Silizium und/oder Nickel und/oder Fluor und/oder Eisen aufweisen.The invention is not limited to the embodiment described above. Alternatively, the carbon target 3 In addition to or instead of chromium, titanium and / or tungsten and / or molybdenum and / or vanadium and / or hafnium and / or silver and / or zirconium and / or manganese and / or boron and / or copper and / or silicon and / or nickel and / or fluorine and / or iron.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KohlenstoffbeschichtungCarbon coating
22
Maschinenelementmachine element
33
KohlenstofftargetCarbon target
44
Vakuumkammervacuum chamber
55
LichtbogenElectric arc
66
Anodeanode
77
Materialdampfmaterial vapor
88th
drehbare Einheitrotatable unit
99
Pumpenvorrichtungpump device
1010
Bias-SpannungsquelleBias voltage source

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007054181 A1 [0002]DE 102007054181 A1 [0002]
  • US 6143142 [0003]US 6143142 [0003]
  • AT 14701 U1 [0004]AT 14701 U1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zur Abscheidung einer homogen dotierten Kohlenstoffbeschichtung (1) mit einem Wasserstoffgehalt von kleiner als 1,5 At.-% und mit einem Sauerstoffgehalt von kleiner als 1,5 At.-% auf einem Maschinenelement (2), wobei ein dotiertes Kohlenstofftarget (3), das zumindest mit Chrom und/oder Titan und/oder Wolfram und/oder Molybdän und/oder Vanadium und/oder Hafnium und/oder Silber und/oder Zirkonium und/oder Mangan und/oder Bor und/oder Kupfer und/oder Silizium und/oder Nickel und/oder Fluor und/oder Eisen dotiert ist, in einer Vakuumkammer (4) mit einem Lichtbogen (5) bearbeitet wird, wobei vor einer Ausbildung des Lichtbogens (5) ein Sauerstoffpartialdruck in der Vakuumkammer (4) unterhalb von 2,5*10-6 mbar eingestellt wird.A method for depositing a homogeneously doped carbon coating (1) having a hydrogen content of less than 1.5 at.% And an oxygen content of less than 1.5 at.% On a machine element (2), wherein a doped carbon target (3 ) containing at least chromium and / or titanium and / or tungsten and / or molybdenum and / or vanadium and / or hafnium and / or silver and / or zirconium and / or manganese and / or boron and / or copper and / or silicon and / or nickel and / or fluorine and / or iron is doped in a vacuum chamber (4) is processed with an arc (5), wherein prior to formation of the arc (5) an oxygen partial pressure in the vacuum chamber (4) below 2 , 5 * 10 -6 mbar is set. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Maschinenelement (2) zumindest während der Abscheidung der Kohlenstoffbeschichtung (1) in Rotation versetzt wird.Method according to Claim 1 in that the machine element (2) is set in rotation at least during the deposition of the carbon coating (1). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kohlenstoffbeschichtung (1) in einer Schichtdicke von höchstens 10 µm ausgebildet wird.Method according to Claim 1 or 2 wherein the carbon coating (1) is formed in a layer thickness of at most 10 μm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das dotierte Kohlenstofftarget (3) kathodisch gepolt wird.Method according to one of Claims 1 to 3 wherein the doped carbon target (3) is cathodically poled. Maschinenelement (2), umfassend eine dotierte Kohlenstoffbeschichtung (1), die nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 ausgebildet ist.Machine element (2) comprising a doped carbon coating (1), which is produced by a method according to one of the Claims 1 to 4 is trained. Maschinenelement (2) nach Anspruch 5, wobei der Wasserstoffgehalt in der Kohlenstoffbeschichtung (1) höchstens 1 At.-%, beträgt.Machine element (2) after Claim 5 wherein the hydrogen content in the carbon coating (1) is at most 1 at.%. Maschinenelement (2) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der Sauerstoffgehalt in der Kohlenstoffbeschichtung (1) höchstens 1 At.-% beträgt.Machine element (2) according to one of Claims 5 or 6 wherein the oxygen content in the carbon coating (1) is at most 1 at.%. Maschinenelement (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Kohlenstoffbeschichtung (1) eine Schichtdicke von höchstens 10 µm aufweist.Machine element (2) according to one of Claims 5 to 7 wherein the carbon coating (1) has a layer thickness of at most 10 μm. Maschinenelement (2) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Maschinenelement (2) im Betrieb dazu vorgesehen ist, zumindest im Bereich der Kohlenstoffbeschichtung (1) einer Gleit- und/oder Wälzbeanspruchung ausgesetzt zu sein.Machine element (2) according to one of Claims 5 to 8th , Wherein the machine element (2) is provided in operation to be subjected at least in the region of the carbon coating (1) a sliding and / or rolling stress. Verwendung eines Maschinenelements (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 9 als Teil eines Wälzlagers, eines Gleitlagers, eines Schlepphebels oder eines Tassenstößels, wobei die Kohlenstoffbeschichtung (1) mit einem weiteren Maschinenelement in Gleit - und/oder Wälzkontakt steht.Use of a machine element (1) according to one of Claims 5 to 9 as part of a roller bearing, a plain bearing, a drag lever or a bucket tappet, wherein the carbon coating (1) is in sliding and / or rolling contact with a further machine element.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6143142A (en) 1999-05-10 2000-11-07 Nanyang Technological University Composite coatings
DE102007054181A1 (en) 2007-11-14 2009-05-20 Schaeffler Kg Corrosion-resistant coating and manufacturing method thereof
AT14701U1 (en) 2015-03-19 2016-04-15 Plansee Composite Mat Gmbh Coating source for producing doped carbon layers

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