DE19822936C2 - Process for the adhesive application of a lubricant layer to an exposed and tribologically stressed surface of a cylinder running surface and cylinder running surface with a lubricant layer adhering to an exposed surface - Google Patents

Process for the adhesive application of a lubricant layer to an exposed and tribologically stressed surface of a cylinder running surface and cylinder running surface with a lubricant layer adhering to an exposed surface

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum haftenden Aufbringen einer Schmierstoffschicht auf eine freiliegende und tribolo­ gisch beanspruchte Oberfläche einer Zylinderlauffläche sowie eine Zylinderlauffläche mit an einer freiliegenden Oberfläche haftenden Schmierstoffschicht gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 oder 2 bzw. 25, wie beides bspw. aus der gattungsbildend zug­ rundegelegten DE 196 10 055 C1 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a method for adhesive application a layer of lubricant on an exposed and tribolo gisch stressed surface of a cylinder tread and a Cylinder tread with adhering to an exposed surface Lubricant layer according to the preambles of claims 1 or 2 or 25, such as both from the generic train circular DE 196 10 055 C1 emerges as known.

Aus der DE 196 10 055 C1 ist eine Zylinderlauffläche von Kol­ benmotoren bekannt, diemit einer Beschichtung versehen ist. Zur Verbesserung Härte der Beschichtung weist sie neben Metalle, Metallegierungen, Oxide, Carbide und/oder keramischen Materia­ lien auf. Neben diesen Materialien besteht die Beschichtung auch noch zu 1% bis 50% aus Fluorpolymeren, die als Trocken­ schmiermittel vorgesehen sind. Der Auftrag der Beschicht er­ folgt bevorzugt durch thermisches Spritzen.From DE 196 10 055 C1 a cylinder tread from Kol Benmotoren known, which is provided with a coating. For Improvement in hardness of the coating shows it in addition to metals, Metal alloys, oxides, carbides and / or ceramic materia lay on. In addition to these materials, there is a coating also 1% to 50% of fluoropolymers, which are dry lubricants are provided. He applied the coating follows preferably by thermal spraying.

Aus der DE 196 01 793 A1 ist gleichfalls eine Beschichtung für Zylinderlaufflächen bekannt, die neben einer aus Al, Si und Fe gebildeten Matrix noch 3 bis 40% hexagonales Bornitrid als Trockenschmiermittel aufweist. Der Bevorzugte Auftrag dieser Beschichtung erfolgt bevorzugt durch Plasmaspritzen mit einem Argon-Wasserstoff-Plasma.From DE 196 01 793 A1 there is also a coating for Cylinder treads known, in addition to one made of Al, Si and Fe formed matrix still 3 to 40% hexagonal boron nitride as Has dry lubricant. The preferred order of this Coating is preferably carried out by plasma spraying with a Argon-hydrogen plasma.

Aus dem Artikel "Formation and self-lubricating mechanisms of boric acid on borided steel surfaces" von A. Erdemir et al in Surface & Coating Technology 76-77, 1995, Seite 443-490 ist eine Beschichtung eines Trockenschmiermittels aus Borsäure auf Stählen bekannt sowie ein Verfahren zur Aufbringung der Be­ schichtung. Bei dem aus dieser Schrift vorbekannten Verfahren wird ein Stahl zuerst boriert. Die borierte Oberfläche des Stahls weist eine gute Härte und Korrosionsbeständigkeit auf. Allerdings ist ihr Reibwert (Reibkoeffizient) sehr hoch. Daher wird die borierte Oberfläche des Stahles mit einer Schmier­ stoffschicht aus Borsäure versehen, die als Trockenschmiermit­ tel wirkt. Zum Borieren wird der Stahl in ein Salzbad getaucht, das eine Borverbindung aufweist und das auf 940°C erhitzt wird. Nach dem Salzbad wird der borierte Stahl auf 750°C er­ hitzt, wodurch die Boratome tiefer in den Oberflächenbereich des Stahles diffundieren können. Es wird vermutet, daß einige der Atome auch an die freie Oberfläche diffundieren, wo sie bei Anwesenheit von Sauerstoff sofort zu Boroxid reagieren. Dadurch scheidet sich an der Oberfläche des Stahls eine Boroxidschicht ab, die beim späteren Abkühlen und in Anwesenheit von Wasser­ stoff in Borsäure umgewandelt wird. Zur Bildung des Boroxids darf die Temperatur allerdings nicht unter 750°C abgesenkt werden und der borierte Stahl auch nicht länger als 8 min auf diese Temperatur erhitzt sein, da sich ansonst kein Boroxid bildet. Abgesehen davon, daß diese Temperaturbehandlung eine immense Belastung für den Stahl darstellt, ist auch die Prozeß­ führung zur Herstellung der Boroxid-Schicht sehr empfindlich, weshalb das vorbekannte Verfahren auch sehr aufwendig, kompli­ ziert und teuer ist. Desweiteren sind mit diesem Verfahren end­ formnahe, insbesondere genau bemaßte Bauteile nur sehr schwer und mit einer großen Ausschußrate herzustellen. Auch ist das gesamte Verfahren insbesondere für veränderte Schichtdicken sehr inflexibel.From the article "Formation and self-lubricating mechanisms of boric acid on borided steel surfaces" by A. Erdemir et al in Surface & Coating Technology 76-77 , 1995 , page 443-490, a coating of a dry lubricant made of boric acid on steels is known and a method of applying the coating. In the method previously known from this document, a steel is first borated. The borated surface of the steel has good hardness and corrosion resistance. However, their coefficient of friction (coefficient of friction) is very high. Therefore, the borated surface of the steel is provided with a layer of lubricant made of boric acid, which acts as a dry lubricant. For boronizing, the steel is immersed in a salt bath which contains a boron compound and which is heated to 940 ° C. After the salt bath, the borated steel is heated to 750 ° C, which allows the boron atoms to diffuse deeper into the surface area of the steel. It is believed that some of the atoms also diffuse to the free surface, where they react immediately to boron oxide in the presence of oxygen. As a result, a boron oxide layer is deposited on the surface of the steel, which is subsequently converted to boric acid when it cools down and in the presence of hydrogen. To form the boron oxide, however, the temperature must not be reduced below 750 ° C and the borated steel must not be heated to this temperature for longer than 8 minutes, as otherwise no boron oxide will form. In addition to the fact that this temperature treatment is an immense burden on the steel, the process for producing the boron oxide layer is also very sensitive, which is why the previously known method is also very complex, complicated and expensive. Furthermore, with this method, end-to-end, especially precisely dimensioned components are very difficult to manufacture and with a large reject rate. The entire process is also very inflexible, especially for changed layer thicknesses.

Aus dem Artikel "A study of the formation and self-lubrication mechanisms of boric acid folms on boric oxide caotings" von A. Erdemir et al in Surface & Coating Technology 43/44, 1990, Sei­ te 588-596 ist ebenfalls eine Beschichtung eines Trocken­ schmiermittels aus Borsäure sowie ein Verfahren zur Auftragung dieser Beschichtung bekannt. Bei diesem Verfahren wurden die O­ berflächen eines Gegenstandes aus α-Aluminiumoxid und eines Gegenstandes aus Stahl (M50) durch einen Argon-Ionenstrahl ge­ reinig und anschließend mittels einer Elektronenstrahlverdamp­ fung im Vakuum mit dem Boroxid beschichtet. Die Reibkoeffizien­ ten der einige µm dicken Schmierstoffschichten waren in beiden Fällen sehr gut, wobei allerdings die Standzeit der Beschich­ tung auf Stahl gering war. Desweitern ist die Haftung der Schmierstoffschichten aus Borsäure auf den Substraten gering, so daß auch dieses Verfahren eine hohe Ausschußrate aufweist.From the article "A study of the formation and self-lubrication mechanisms of boric acid folms on boric oxide caotings" by A. Erdemir et al in Surface & Coating Technology 43/44, 1990, Be te 588-596 is also a coating of Dry lubricant made of boric acid and a method for applying this coating are known. In this process, the surfaces of an object made of α-aluminum oxide and an object made of steel (M50) were cleaned by an argon ion beam and then coated with the boron oxide by means of an electron beam evaporation in vacuo. The friction coefficients of the several µm thick lubricant layers were very good in both cases, although the service life of the coating on steel was short. In addition, the adhesion of the lubricant layers made of boric acid to the substrates is low, so that this method also has a high rejection rate.

Aus dem Artikel Artikel "Tribilogical Properties of Boric-Acid- Forming Sufaces. Part II: Mechanisms of Formation and Self- Lubrication of Boric Acid Films on Boron- and Boric Oxide- Containing Surfaces." von A. Erdemir et al in Journal of the Siciety of Tribologists and Lubrication Engineers (1991), 47(3), Seite 179-184 ist eine weitere Beschichtung eines Ge­ genstandes mit Borsäure als Trockenschmiermittel sowie ein zu­ gehöriges Verfahren bekannt. Hierbei weist die zu beschichtende Oberfläche zuerst eine Borschicht, anschließend eine Boroxid­ schicht und anschließend die Schmierstoffschicht auf.From the article Article "Tribilogical Properties of Boric-Acid-Forming Sufaces. Part II: Mechanisms of Formation and Self-Lubrication of Boric Acid Films on Boron- and Boric Oxide- Containing Surfaces." from A. Erdemir et al in Journal of the Siciety of Tribologists and Lubrication Engineers ( 1991 ), 47 ( 3 ), pages 179-184 a further coating of an object with boric acid as a dry lubricant as well as an associated method are known. Here, the surface to be coated first has a boron layer, then a boron oxide layer and then the lubricant layer.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Zylinderlauffläche, insbesondere aus einem Leichtme­ tall, in preisgünstiger Weise und innerhalb geringer Herstel­ lungstoleranzen sowie bei kleinen Ausschußraten mit einer gut­ haftenden Schmierstoffschicht aus einem Trockenschmiermittel versehen werden kann, wobei das Trockenschmiermittel einen mög­ lichst geringen Reibwert und eine möglichst lange Standzeit aufweisen soll. Desweiteren ist es Aufgabe der Erfindung für eine Zylinderlauffläche, insbesondere aus einem Leichtmetall, eine guthaftende Schmierstoffschicht aus einem Trockenschmier­ mittel zu entwickeln, welche Schmierstoffschicht preisgünstig und innerhalb geringer Herstellungstoleranzen sowie mit kleinen Ausschußraten aufgebracht ist, wobei das Trockenschmiermittel einen möglichst geringen Reibwert und eine möglichst hohe Standzeit aufweist. The object of the invention is to provide a method with which a cylinder tread, especially from a Leichtme tall, inexpensive and within a small amount tolerances as well as with small reject rates with a good adhesive lubricant layer from a dry lubricant can be provided, the dry lubricant possible The lowest possible coefficient of friction and the longest possible service life should have. Furthermore, it is an object of the invention for a cylinder running surface, in particular made of a light metal, a well-adhering layer of lubricant from a dry lubricant means to develop which lubricant layer inexpensive and within small manufacturing tolerances as well as small ones Reject rates is applied, the dry lubricant the lowest possible coefficient of friction and the highest possible Has service life.  

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1 oder 2 bzw. mit einer be­ schichteten Zylinderlauffläche mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst. Durch den erfindungsgemäßen Schichtaufbau und die Aufbringung der einzelnen Schichten, bevorzugt mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens, können die Schichtdicken in einfacher Weise im µm-Bereich reproduzierbar aufgebracht werden, so daß zumindest eine aufwendige Nachbearbeitung entfällt. Desweiteren Ist die Haftung der Borsäure aufweisenden Schmierstoffschicht auf der Zylinderlauffläche durch das erfindungsgemäße Vorgehen ver­ bessert.The object is achieved with a method with the Method steps of claim 1 or 2 or with a be layered cylinder tread with the features of the claim 25 solved. By the layer structure according to the invention and the Application of the individual layers, preferably by means of a Plasma CVD process, the layer thickness can be more simple Be reproducibly applied in the µm range, so that at least one time-consuming post-processing is not necessary. Furthermore Is  the adhesion of the lubricant layer containing boric acid the cylinder running surface by the procedure according to the invention improves.

Sinnvolle Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweiligen Un­ teransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von Beispielen und nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.Useful embodiments of the invention are the respective Un removable claims. Otherwise, the invention is based on of examples and subsequent drawings explained in more detail.

Dabei zeigtIt shows

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Schnittes durch einen erfin­ dungsgemäßen Schichtaufbau einer beschichteten Zylin­ derlauffläche, Fig. 1 a section of the tread a section through a layer structure of a OF INVENTION to the invention coated Zylin,

Fig. 2 ein Diagramm des Reibkoeffizienten in Abhängigkeit der Zeit bei mit unterschiedlichen Trockenschmiermitteln beschichteten Zylinderlaufflächen bei einem Schwingver­ schleißtest und Fig. 2 is a diagram of the coefficient of friction as a function of time with different cylinder lubricants coated with dry lubricants in a Schwingver wear test and

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Beschichtung Fig. 3 shows a device for producing the coating according to the invention

Fig. 4 ein Gasflußdiagramm bei der Herstellung einer erfin­ dungsgemäßen Beschichtung. Fig. 4 is a gas flow diagram in the manufacture of an inventive coating.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Schnittes durch einen er­ findungsgemäßen Schichtaufbau einer beschichteten Zylinderlauf­ fläche 1 dargestellt, wobei der Maßstab stark verzerrt ist. Die aus einer Leichtmetallegierung hergestellte Zylinderlauffläche 1 weist im Bereich ihrer nach außen gerichteten und mit der Be­ schichtung bedeckten Oberfläche 2 eine borierte Haftvermittler­ schicht 3 mit Boriden des Werkstoffs der Zylinderlauffläche 1 auf. Im vorliegenden Fall sind innerhalb der Haftvermittler­ schicht 3 Boride des Eisens angeordnet. Innen beginnend liegt zuerst zumindest vermehrt Fe2B und anschließend FeB vor.In Fig. 1 a section of a section through a layer structure according to the invention of a coated cylinder barrel surface 1 is shown, the scale being strongly distorted. The cylinder surface 1 made of a light metal alloy, in the region of their outwardly facing and coating covered with the loading surface 2 of a borated adhesive layer 3 with borides of the material of the cylinder surface 1 on. In the present case, 3 borides of iron are arranged within the adhesion promoter layer. Beginning inside there is at least more Fe 2 B and then FeB.

Anstelle einer reinen Borierung können zur Herstellung der Haftvermittlerschicht 3 die oberflächennahen Bereiche der Zylinderlauffläche 1 auch nitriert und/oder carbonisiert und/oder carbonitriert werden. Die letztgenannten Haftvermittlerschichten 3 können zusätzlich auch noch boriert werden. Anstelle eines Zylinderlauffläche 1 aus Stahl kann auch einen Zylinderlaufflä­ che aus einem anderen Werkstoff, vorzugsweise jedoch aus einem Ti- und/oder Al- und/oder Mg-Werkstoff, mit der erfindungsgemä­ ßen Beschichtung versehen werden.Instead of pure boronization, the regions of the cylinder running surface 1 near the surface can also be nitrided and / or carbonized and / or carbonitrided to produce the adhesion promoter layer 3 . The last-mentioned adhesion promoter layers 3 can additionally also be borated. Instead of a cylinder running surface 1 made of steel, a cylinder running surface made of another material, but preferably of a Ti and / or Al and / or Mg material, can also be provided with the coating according to the invention.

Auf der zuvor freiliegenden Oberfläche 2 der Zylinderlauffläche 1 folgt der Haftvermittlerschicht 3 eine Zwischenschicht 4, die Bor und dessen Oxide aufweist. Insbesondere weist die Zwischen­ schicht 4 - beginnend von der zuvor freiliegenden Oberfläche 2 der Zylinderlauffläche 1 - zuerst zumindest vorwiegend Bor, nachfolgend zumindest vorwiegend B6O und zuletzt B2O3 auf. Auf dem B2O3 ist die Borsäure (H3BO3) aufweisende Schmierstoff­ schicht 5 angeordnet, wobei die Anteil der Borsäure in der Schmierstoffschicht 5 zumindest oberflächennah mindestens 5%, bevorzugt 10% und besonders bevorzugt 30% beträgt.On the previously exposed surface 2 of the cylinder running surface 1 , the adhesive layer 3 is followed by an intermediate layer 4 which has boron and its oxides. In particular, the intermediate layer 4 - starting from the previously exposed surface 2 of the cylinder running surface 1 - first at least predominantly boron, subsequently at least predominantly B 6 O and finally B 2 O 3 . The boric acid (H 3 BO 3 ) containing lubricant layer 5 is arranged on the B 2 O 3 , the proportion of boric acid in the lubricant layer 5 being at least 5%, preferably 10% and particularly preferably 30%, at least near the surface.

Die als Trockenschmiermittel verwendete Borsäure kann insbeson­ dere erst oder auch zusätzlich, insbesondere bei einem Ver­ schleiß der bisherigen Borsäure aufweisenden Schmierstoff­ schicht 5, im Einsatzfall durch eine oberflächennahe Umwandlung des B2O3 bei Anwesenheit von Wasser bzw. Wasserstoff gebildet werden. In vorteilhafter Weise kann also die Bor und Sauer­ stoff, insbesondere B2O3, aufweisende Zwischenschicht 4 im Ver­ schleißfall eine Art Reservoir für die Borsäure der Schmier­ stoffschicht 5 bilden.The boric acid used as a dry lubricant can, in particular, only or additionally, in particular in the event of wear of the previous lubricant layer 5 , be formed in the application by a near-surface conversion of B 2 O 3 in the presence of water or hydrogen. Advantageously, the boron and oxygen, in particular B 2 O 3 , intermediate layer 4 in the event of wear and tear can form a kind of reservoir for the boric acid of the lubricant layer 5 .

In Fig. 2 ist ein Diagramm des Reibkoeffizienten in Abhängig­ keit der Zeit bei mit unterschiedlichen Trockenschmiermitteln beschichteten Substraten dargestellt, welche einem Schwingver­ gleichstest unterzogen wurden.In Fig. 2 a diagram of the coefficient of friction is in Depending ness of time shown in coated with different solid lubricants substrates which were equal Schwingver a test subject.

Die einzelnen Kurven betreffen Gegenstände aus folgenden Werk­ stoffen:
Kurve A: eine Zylinderlauffläche 1 mit einem erfindungsgemäßen Schichtaufbau mit einer Schmierstoffschicht aus Borsäure,
Kurve B: eine Molybdensulfid-Schicht (MoS2) auf einem Gegen­ stand aus einem Hartmetall,
Kurve C: amorpher Diamant auf einem Gegegnstand aus einem Hartmetall und
Kurve D: eine Wolframcarbid/Graphitschicht auf einem Gegen­ stand aus einem Hochleistungs-Schnell-Schneidestahl.The individual curves relate to objects made of the following materials:
Curve A: a cylinder running surface 1 with a layer structure according to the invention with a lubricant layer made of boric acid,
Curve B: a molybdenum sulfide layer (MoS 2 ) on an object made of a hard metal,
Curve C: amorphous diamond on a hard metal object and
Curve D: a tungsten carbide / graphite layer on an object made of a high-performance high-speed steel.

Die Versuche wurden in trockenen Zustand, d. h. ohne zusätzli­ che, insbesondere flüssige Schmierung durchgeführt. Als Test­ körper wurde eine Kugel aus 100Cr6 mit einem Radius von 4 mm verwendet, die mit einer Last von 5 N auf das beschichtete Substrat aufgepreßt und auf einer Länge von 600 µm mit einer Frequenz von 10 kHz hin- und herbewegt wurde.The tests were carried out in a dry state, i.e. H. without additional che, especially liquid lubrication performed. As a test body was a ball made of 100Cr6 with a radius of 4 mm used with a load of 5 N on the coated Pressed substrate and with a length of 600 microns Frequency of 10 kHz was moved back and forth.

Der mit der WC/C-Schicht beschichtete Gegenstand (Kurve D) weist einen Verlauf des Reibkoeffizienten auf, der sich nach einem anfänglichen Einlaufverhalten bei Werten zwischen 0.2 und 0.3 einstellt. Dieser Wert wird innerhalb der genannten Band­ breite etwas über 100 Minuten gehalten und steigt anschließend an. Bei ca. 4000 Minuten beträgt er etwa 0.45.The object coated with the WC / C layer (curve D) has a course of the coefficient of friction, which follows an initial run-in behavior at values between 0.2 and 0.3 sets. This value is within the band mentioned held just over 100 minutes wide and then rises on. At about 4000 minutes it is about 0.45.

Der mit dem amorphen Diamanten beschichtete Gegenstand (Kurve C) weist einen Verlauf des Reibkoeffizienten auf, der sich nach einem anfänglichen etwa zehnminütigen Einlaufverhalten, bei dem die Werte des Reibkoeffizienten zwischen etwa 0.1 und 0.35 an- und abschwellen, auf einen Wert von ca. 0.1 einstellt. Ab die­ sem Zeitpunkt nimmt der Wert des Reibkoeffizienten mit zuneh­ mender Beanspruchungszeit stetig zu. Wie aus dem Diagramm nach Fig. 2 ersichtlich ist, steigt der Wert des Reibkoeffizienten nach 10 Minuten innerhalb von ca. 190 min von etwa 0.1 auf etwa 0.2 an. The object coated with the amorphous diamond (curve C) has a course of the coefficient of friction which, after an initial running-in behavior of approximately ten minutes, in which the values of the coefficient of friction increase and decrease between approximately 0.1 and 0.35, to a value of approximately 0.1 sets. From this point in time, the value of the coefficient of friction increases steadily with increasing exposure time. As can be seen from the diagram in FIG. 2, the value of the coefficient of friction increases from about 0.1 to about 0.2 within 10 minutes after about 10 minutes.

Der mit MoS2 beschichtete Gegenstand (Kurve B) weist einen Ver­ lauf des Reibkoeffizienten auf, der sich nach einem sehr kurzen Einlaufverhalten, auf einen Wert zwischen etwa 0.05 und etwa 0.1 einstellt. Dieser Wert des Reibkoeffizienten wird innerhalb der oberen Bandbreite etwa 100 Minuten gehalten und steigt an­ schließend innerhalb sehr kurzer Zeit auf Werte über 0.4 an. Dies bedeutet, daß das Material ein sehr gutes Kurzeitverhalten aber ein sehr schlechtes Langzeitverhalten aufweist.The object coated with MoS 2 (curve B) has a course of the coefficient of friction which, after a very short running-in behavior, adjusts to a value between approximately 0.05 and approximately 0.1. This value of the coefficient of friction is kept within the upper range for about 100 minutes and then rises to values over 0.4 within a very short time. This means that the material has very good short-term behavior but very poor long-term behavior.

Die den erfindungsgemäßen Schichtaufbau aufweisende Zylinder­ lauffläche 1 (Kurve A) weist nach einem anfänglichen etwa ein­ minütigen Einlaufverhalten einen Verlauf des Reibkoeffizienten auf, der sich auf einen Wert von etwa 0.05 einstellt. Dieser Wert des Reibkoeffizienten wird unverändert über die gesamte Zeit gehalten. Insbesondere sei hier erwähnt, das der Wert des Reibkoeffizienten sogar nach einer Versuchszeit die länger als die im Diagramm aufgeführte Zeit von 10.000 min war, immer noch stabil blieb.The cylinder tread 1 having the layer structure according to the invention (curve A) has, after an initial running-in behavior of approximately one minute, a course of the coefficient of friction which is set to a value of approximately 0.05. This value of the coefficient of friction is kept unchanged over the entire time. In particular, it should be mentioned here that the value of the coefficient of friction remained stable even after a test period which was longer than the time shown in the diagram of 10,000 min.

In Fig. 3 ist eine Vorrichtung in der Art einer Plasma-CVD- Anlage dargestellt, die zur Durchführung des erfinderischen Verfahrens, mit dem der erfindungsgemäße Schichtaufbau reali­ sierbar ist, geeignet ist.In Fig. 3, a device in the manner of a plasma CVD system is shown, which is suitable for carrying out the inventive method with which the layer structure according to the invention can be realized.

Die Vorrichtung weist einen Reaktor 6 auf, der durch ein flui­ disch mit ihm verbundenes Pumpsystem 7 evakuierbar ist. Ferner weist der Reaktor 6 ein Gasversorgungssystem mit mehreren Gas­ flaschen 8-11 und einen Verdampfer 12 auf. Das Gasversor­ gungssystem ist ebenso wie das Pumpsystem 7 zu- und abschalt­ bar. Die Gasflaschen 8-11 und der Verdampfer 12 können ein­ zeln und mit einem regelbaren Gasstrom mit dem Innenraum 13 des Reaktors 6 verbunden werden. In den Gasflaschen 8-11 sind bspw. die Prozeßgase, ein ein Plasma 16 unterstützendes Gas und/oder auch Vormaterialien für den erfindungsgemäßen Schicht­ aufbau gespeichert. Insbesondere handelt es sich u, die Gase Methan, Diboran, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. The device has a reactor 6 which can be evacuated by a pump system 7 connected to it in a fluidic manner. Furthermore, the reactor 6 has a gas supply system with several gas bottles 8-11 and an evaporator 12 . The gas supply system, like the pump system 7, can be switched on and off. The gas bottles 8-11 and the evaporator 12 can be a single and connected to the interior 13 of the reactor 6 with a controllable gas flow. In the gas bottles 8-11 , for example, the process gases, a gas supporting a plasma 16 and / or also starting materials for the layer according to the invention are stored. In particular, u, the gases methane, diborane, hydrogen, oxygen and nitrogen.

Innerhalb des Reaktors 6 ist ein Substrathalter 14 angeordnet, auf dem eine zu beschichtendie Zylinderlauffläche 1 angeordnet werden kann. Der Substrathalter 14 ist zur Spannungsversorgung elektrisch leitend mit einem Generator 15 verbunden. Der zur Plasmaerzeugung vorgesehene Generator 15 kann bspw. mit elek­ trischer Wechselspannung, mit einer Wechselspannung mit gekapp­ ter Halbwelle oder dgl., vorzugsweise mit einer gepulsten Gleichspannung betrieben werden.A substrate holder 14 is arranged inside the reactor 6 , on which a cylinder running surface 1 to be coated can be arranged. The substrate holder 14 is electrically conductively connected to a generator 15 for the voltage supply. The generator 15 provided for plasma generation can be operated, for example, with an electrical alternating voltage, with an alternating voltage with a half-wave or the like, preferably with a pulsed direct voltage.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schichtaufbaus wird der die zu beschichtende Zylinderlauffläche 1 sufweisende Motor und/oder eine entsprechende Zylinderlaufbuchse in den Reaktor 6 eingebaut und das Reaktorinnere 13 auf einen Druck kleiner 100 mbar, bevorzugt kleiner 10 mbar und besonders bevorzugt auf et­ wa 1 mbar evakuiert. Nach dem Evakuieren wird im Reaktorinnern 13 der erreichte Unterdruck gehalten. Gegebenenfalls kann das Reaktorinnere 13 auch zumindest teilweise wieder mit einem Inertgas befüllt werden.To produce a layer structure according to the invention, the motor which has the cylinder barrel surface 1 to be coated and / or a corresponding cylinder liner is installed in the reactor 6 and the reactor interior 13 is evacuated to a pressure of less than 100 mbar, preferably less than 10 mbar and particularly preferably to about 1 mbar. After evacuation, the vacuum reached is kept inside the reactor 13 . Optionally, the interior of the reactor 13 can also be at least partially refilled with an inert gas.

Anschließend wird an dem Generator 15 eine gewünschte Puls- Spannung hinsichtlich ihrer Amplitude und ihrer Frequenz einge­ stellt und an die elektrisch leitend mit dem Generator 15 ver­ bundenen Zylinderlauffläche 1 angelegt. Vorzugsweise wird eine Spannung gewählt, die bezogen auf den die Zylinderlauffläche 1 umgebenden Gasraum und insbesondere auch gegenüber Masse nega­ tiv ist.Subsequently, a desired pulse voltage with regard to its amplitude and frequency is set on the generator 15 and applied to the electrically conductive cylinder 15 connected with the generator 15 tread 1 . A voltage is preferably selected which is negative with respect to the gas space surrounding the cylinder running surface 1 and in particular also with respect to ground.

Danach wird das Prozeßgas zur Herstellung der Haftvermittler­ schicht 3, die zur Verbesserung der Haftung zwischen der später aufgetragenen Schmierstoffschicht 5 und dem Material der Zylin­ derlauffläche 1 oder zur Verbesserung der Haftung zwischen ei­ ner anschließend aufgebrachten Zwischenschicht 4 und dem Mate­ rial der Zylinderlauffläche 1 dient, eingeleitet.Thereafter, the process gas layer to prepare the adhesive 3, the tread to improve the adhesion between the subsequently applied lubricant layer 5 and the material of the Zylin 1 or to improve the adhesion between ei ner subsequently applied intermediate layer 4 and the mate rial of the cylinder running surface 1 is used, initiated.

Die Haftvermittlerschicht 3 wird günstigerweise durch Borieren und/oder Nitrieren und/oder Carbonisieren und/oder Carbonitrieren erzeugt, welche Prozesse zweckmäßigerweise durch ein Plasma 16 unterstützt werden. Hierbei werden überschüssige Gaspartikel von dem Pumpsystem 7 entfernt.The adhesion promoter layer 3 is advantageously produced by boronizing and / or nitriding and / or carbonizing and / or carbonitriding, which processes are expediently supported by a plasma 16 . Excess gas particles are removed from the pump system 7 .

Anstelle oder ergänzend zu dem obigen Prozeß kann zur Herstel­ lung der Haftvermittlerschicht 3 das bzw. die betreffenden Sub­ stanzen auch mittels Ionenimplantation in die oberflächennahen Bereiche der zu beschichtenden Oberfläche 2 der Zylinderlauf­ fläche 1 eingebracht werden.Instead of or in addition to the above process for the manufacture of the adhesive layer 3, the development of the surface to be coated are introduced 2 of the cylinder running surface 1 and the sub respective punch by means of ion implantation into the near-surface regions.

Als Ersatzmaßnahme oder als ergänzende Maßnahme zu der/den oben genannten Haftvermittlerschichten 3 kann auf der zu beschich­ tenden Oberfläche 2 der Zylinderlauffläche 1 und zwar als Haft­ vermittlerschicht 3 oder als Bestandteil der Haftvermittler­ schicht 3 insbesondere TiN und/oder TiC und/oder Ti(C, N) und/oder eine Borcarbid-Schicht (B4C) abgeschieden werden.As an alternative measure, or as a supplementary measure to / the above-mentioned adhesive layers 3 can be applied to the to beschich Tenden surface 2 of the cylinder surface 1, specifically promoter layer as the adhesive 3 or as part of the adhesive layer 3 in particular, TiN and / or TiC and / or Ti (C , N) and / or a boron carbide layer (B 4 C) are deposited.

Das unterstützende Plasma 16 wird aus der Zusammenwirkung der gepulsten elektrischen Spannung und Wasserstoff, der hierzu ex­ tra in das Reaktorinnere 13 eingeleitet wird, und/oder dem Pro­ zeßgas erzeugt. Bevorzugt wird das Plasma 16 so erzeugt, daß es die zu beschichtende Oberfläche 2 der Zylinderlauffläche 1 um­ hüllt und ggf. auch zumindest teilweise in Vertiefungen, wie Bohrungen und dergleichen, der Zylinderlauffläche 1 eintaucht. Vorzugsweise wird das Plasma 16 im Bereich der Oberfläche der Zylinderlauffläche 1 erzeugt.The supporting plasma 16 is generated from the interaction of the pulsed electrical voltage and hydrogen, which is introduced ex tra into the interior of the reactor 13 , and / or the process gas. The plasma 16 is preferably generated in such a way that it envelops the surface 2 of the cylinder running surface 1 to be coated and, if necessary, also at least partially immerses it in depressions, such as bores and the like, of the cylinder running surface 1 . The plasma 16 is preferably generated in the region of the surface of the cylinder running surface 1 .

In günstiger Weise beheizt das Plasma 16 zumindest die zu be­ schichtende Oberfläche 2 der Zylinderlauffläche 1 auf Tempera­ turen kleiner 750°C, vorzugsweise kleiner 700°C und besonders bevorzugt kleiner 600°C, da hier allenfalls eine geringe Ände­ rung des Gefüges des Werkstoffes der Zylinderlauffläche 1 zu erwarten ist.Conveniently, the plasma 16 heats at least the surface to be coated 2 of the cylinder liner 1 to temperatures below 750 ° C, preferably below 700 ° C and particularly preferably below 600 ° C, since at most a slight change in the structure of the material Cylinder liner 1 is expected.

Die Pulsrate der elektrischen Spannung hat u. a. eine Auswirkung auf die räumlich Gestalt des Plasma 16. Daher wird die Pulsräte und ggf. auch die gewählte elektrische Spannung zweckmäßigerweise in Abhängigkeit zu der körperlichen Ausgestaltung der zu beschichtenden Oberfläche 2 der Zylinderlauffläche 1 einge­ stellt.The pulse rate of the electrical voltage has an effect on the spatial shape of the plasma 16 , among other things. Therefore, the pulse counts and possibly also the selected electrical voltage is expediently in dependence on the physical configuration of the surface 2 to be coated of the cylinder running surface 1 .

Bei den Prozeßgase handelt es zweckmäßiger um Gase, die das Element bzw. die Elemente enthalten, die zur Herstellung der Haftvermittlerschicht 3 benötigt werden. Dies kann bspw. da­ durch erfolgen, daß das Prozeßgas das bzw. die betreffende Ele­ ment(e) in reiner Form aufweist und/oder daß das bzw. die be­ treffende Element(e) bei Prozeßbedingungen aus dem Prozeßgas als Dissoziationsprodukt und/oder als Ion zur Verfügung ge­ stellt werden.The process gases are more appropriately gases which contain the element or elements which are required for the production of the adhesion promoter layer 3 . This can be done, for example, by the fact that the process gas has the element (s) in question in pure form and / or that the element (s) concerned is at process conditions from the process gas as a dissociation product and / or as Ion be made available.

Als Prozeßgas werden in den obigen Fällen Prozeßgase verwendet, die Bor und/oder Stickstoff und/oder Kohlenstoff zumindest als Verbindung aufweisen und/oder bei Prozeßbedingungen das ent­ sprechende Element freigeben.In the above cases, process gases are used as process gas, the boron and / or nitrogen and / or carbon at least as Have connection and / or the ent under process conditions Release speaking element.

Bei einer Borierung handelt es sich bei dem Prozeßgas bevorzugt um Borane (BnHm), vorzugsweise um Diboran (B2H6), um Borchlorid (BCl3) oder um Borfluorid (BF3) oder um ein Gemische aus zumin­ dest zweien dieser Gase.In the case of a boronization, the process gas is preferably borane (B n H m ), preferably diborane (B 2 H 6 ), boron chloride (BCl 3 ) or boron fluoride (BF 3 ) or a mixture of at least two these gases.

Bei einer Fe aufweisenden Zylinderlauffläche 1 wird beim Borie­ ren insbesondere Fe2B und das gegenüber dem FeB2 sprödere und daher zumeist unerwünschte FeB gebildet. Eine besonders gute Haftung der nachfolgenden Schicht wird erreicht, wenn das FeB im Verhältnis zu allen Eisenboriden mit einem Anteil kleiner 20 %, bevorzugt kleiner 10% und besonders bevorzugt kleiner 1% gebildet wird.In the case of an Fe-bearing cylinder tread 1 , in particular, Fe 2 B is formed in the boron ren and that is more brittle than the FeB 2 and therefore mostly undesirable FeB is formed. Particularly good adhesion of the subsequent layer is achieved if the FeB is formed in a proportion of less than 20%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 1% in relation to all iron borides.

Um dies in einfacher Weise zu realisieren kann insbesondere der Anteil von Bor in der abscheidenden Gasphase nach der Bildung von Fe2B im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche 2 der Zy­ linderlauffläche 1 innerhalb von 5 s um wenigstens 20% erhöht und/oder die oberflächennahe Temperatur der Zylinderlauffläche 1 abgesenkt werden. To achieve this in a simple manner, in particular the proportion of boron in the separating gas phase after the formation of Fe 2 B in the region of the surface 2 to be coated of the cylinder tread 1 can be increased by at least 20% within 5 s and / or the temperature close to the surface the cylinder surface 1 can be lowered.

Auf der Haftvermittlerschicht 3 wird sinnvollerweise eine Zwi­ schenschicht 4 angeordnet. Hierzu wird als zweites Vormaterial ein Gas in das Reaktorinnere 13 und in das Plasma 16 eingelei­ tet, das Bor zumindest als Verbindung aufweist und bei Prozeß­ bedingungen das Bor freigibt.On the adhesion promoter layer 3 , an intermediate layer 4 is usefully arranged. For this purpose, a gas is introduced as the second primary material into the reactor interior 13 and into the plasma 16 , which has boron at least as a compound and releases the boron under process conditions.

Wie schon bei der Haftvermittlerschicht 3 werden hierzu insbe­ sondere Borane (BnHm), vorzugsweise Diboran (B2H6), Borchlorid (BCl3) oder Borfluorid (BF3) oder ein Gemische aus zumindest zweien dieser Gase verwendet.As with the adhesion promoter layer 3 , special boranes (B n H m ), preferably diborane (B 2 H 6 ), boron chloride (BCl 3 ) or boron fluoride (BF 3 ) or a mixture of at least two of these gases are used for this purpose.

Desweiteren wird zur Bildung der Zwischenschicht 4 ein Sauer­ stoff zumindest als Verbindung aufweisendes und bei Prozeßbe­ dingungen den Sauerstoff freigebendes erstes Vormaterial in die abscheidende Gasphase eingeleitet.Furthermore, to form the intermediate layer 4, an oxygen material is introduced at least as a compound and, under process conditions, the oxygen-releasing first primary material is introduced into the separating gas phase.

Aus diesen beiden Vormaterialien wird die Bor und Sauerstoff aufweisende Zwischenschicht 4 auf der Haftvermittlerschicht 3 abgeschieden.The intermediate layer 4 containing boron and oxygen is deposited on the adhesion promoter layer 3 from these two materials.

Durch die Variation der Temperatur und/oder des Sauerstoffs kann hierbei der Anteil des Sauerstoff in der Zwischenschicht 4 gesteuert werden, so daß der Anteil von Sauerstoff innerhalb der Zwischenschicht 4 einen Gradienten aufweist.By varying the temperature and / or the oxygen, the proportion of oxygen in the intermediate layer 4 can be controlled so that the proportion of oxygen within the intermediate layer 4 has a gradient.

Vorzugsweise nimmt der Anteil von Sauerstoff mit zunehmendem Abstand von der Haftvermittlerschicht 3 zu. Bevorzugt wird die Zwischenschicht 5 mit Boroxid, insbesondere als B6O und/oder B2O3 aufgetragen, wobei vorzugsweise zuerst B6O und anschließend B2O3 aufgetragen wird. Vor der Aufbringung der Boroxide wird auf die Haftvermittlerschicht 3 sinnvollerweise zumindest weit­ gehend reines Bor aufgetragen.The proportion of oxygen preferably increases with increasing distance from the adhesion promoter layer 3 . The intermediate layer 5 is preferably applied with boron oxide, in particular as B 6 O and / or B 2 O 3 , B 6 O and then B 2 O 3 preferably being applied first. Before the boron oxides are applied, at least largely pure boron is expediently applied to the adhesion promoter layer 3 .

Analog zur Herstellung der Haftvermittlerschicht 3 wird hierbei die Zylinderlauffläche 1 während des Abscheidens der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischenschicht 4 insbesondere auf Temperaturen kleiner 750°C, vorzugsweise kleiner 700°C und be­ sonders bevorzugt kleiner 600°C beheizt.Analogously to the production of the adhesion promoter layer 3 , the cylinder running surface 1 is heated during the deposition of the intermediate layer 4 containing boron and oxygen, in particular to temperatures below 750 ° C., preferably below 700 ° C. and particularly preferably below 600 ° C.

Im Bereich der freiliegenden Oberfläche 2 der Zwischenschicht 4 wird zuletzt die Schmierstoffschicht 5 aus Borsäure (H3BO3) an­ geordnet. Diese Schmierstoffschicht 5 kann mit den Gasen Was­ serstoff, Sauerstoff und Bor gleich innerhalb des Reaktors 6 hergestellt werden.In the area of the exposed surface 2 of the intermediate layer 4 , the lubricant layer 5 made of boric acid (H 3 BO 3 ) is finally arranged. This lubricant layer 5 can be produced with the gases What serstoff, oxygen and boron right inside the reactor 6 .

Ebenso ist es innerhalb des Reaktors 6 möglich, die oberflä­ chennahen Bereiche der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwi­ schenschicht 4 durch Reaktion mit Wasserstoff in Borsäure umzu­ wandeln oder die Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischen­ schicht 4 gleich bei Ihrer Herstellung aus der Gasphase zumin­ dest teilweise in Borsäure umzuwandeln. In beiden Fällen wird zweckmäßigerweise zumindest oberflächennah die Temperatur der Zylinderlauffläche 1 gesenkt.Convert It is also possible within the reactor 6, the oberflä-near areas of the boron and oxygen-containing interim rule layer 4 by reaction with hydrogen in the boric acid transform or the boron and oxygen-containing intermediate layer 4 are identical in their preparation from the gas phase at least partially in boric acid convert. In both cases, the temperature of the cylinder running surface 1 is expediently lowered, at least close to the surface.

Ersatzweise ist es auch möglich, daß diese Schmierstoffschicht 5 erst bei Anwesenheit von Wasserstoff und/oder Wasserdampf im Einsatz der Zylinderlauffläche 1 gebildet wird. In diesem Fall wird durch eine chemische Reaktion der oberflächennahen Berei­ che der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischenschicht 4 mit dem Wasserstoff der Atmosphäre zu der Borsäure aufweisenden Schmierstoffschicht 5 umgesetzt. Diese Reaktion wird insbeson­ dere noch durch die beim Einsatz entstehende Wärme gefördert. In diesem Fall stellen zumindest gewisse Bereiche der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischenschicht ein Reservoir zur Nach­ gewinnung von verschlissener oder auf sonst eine Art entfernter Borsäure dar.Alternatively, it is also possible for this lubricant layer 5 to be formed only in the presence of hydrogen and / or water vapor when the cylinder running surface 1 is used. In this case, the boron and oxygen-containing intermediate layer 4 is converted to the boric acid-containing lubricant layer 5 by a chemical reaction of the near-surface areas. This reaction is particularly promoted by the heat generated during use. In this case, at least certain areas of the intermediate layer containing boron and oxygen represent a reservoir for the recovery of worn or otherwise removed boric acid.

In allen Fällen weist die Schmierstoffschicht 5 sinnvollerweise mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90% und besonders bevor­ zugt mindestens 95% Borsäure auf.In all cases, the lubricant layer 5 expediently has at least 80%, preferably at least 90% and particularly preferably at least 95% boric acid.

In vorteilhafter Weise wird nicht nur während der Herstellung der Haftvermittlerschicht 3 sondern auch bei der Herstellung der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischenschicht 4 und/oder der Schmierstoffschicht 5 innerhalb des Reaktors 6 an die Zy­ linderlauffläche 1 eine gepulste DC-Spannung angelegt, die ge­ genüber dem die Zylinderlauffläche 1 umgebenden Gasraum ein ne­ gatives elektrisches Potential aufweist.Advantageously, a pulsed DC voltage is applied not only during the production of the adhesion promoter layer 3 but also during the production of the intermediate layer 4 containing boron and oxygen and / or the lubricant layer 5 within the reactor 6 to the cylinder barrel 1 , the ge compared to that the cylinder tread 1 surrounding gas space has a negative electrical potential.

Bei allen Anwendungen ist von besonderem Vorteil, daß ein sonst notwendige Schmierung mit Flüssigschmiermitteln zumindest ver­ ringert werden kann.In all applications it is particularly advantageous that an otherwise necessary lubrication with liquid lubricants at least ver can be reduced.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in Fig. 4 dargestellten Gasflußdiagramms beschrieben.The method according to the invention is described below using a gas flow diagram shown in FIG. 4.

In Fig. 4 ist ein Gasflußdiagramm verschiedener Gase über der Zeit dargestellt, wobei zusätzlich die Temperatur der zu be­ schichtenden Probe mit aufgetragen ist. Das Diagramm nach Fig. 4 beschreibt den eingestellten Gasfluß im Reaktorinnern 13 wäh­ rend der Herstellung eines erfindungsgemäßen Schichtaufbaus auf einer metallischen Probe mittels eines Plasma-CVD-Prozesses.In Fig. 4, a gas flow diagram of various gases is shown over time, with the temperature of the sample to be coated is also applied. The diagram according to FIG. 4 describes the gas flow set in the reactor interior 13 during the production of a layer structure according to the invention on a metallic sample by means of a plasma CVD process.

Bei dem Plasma-CVD-Prozeß wird die Probe durch ein die Probe umgebendes Plasma 16 geheizt. Das die zu beschichtende Oberflä­ che 2 der Probe beheizende Plasma 16, das ebenfalls die Vorma­ terialien sowie das Prozeßgas zur Abscheidung bzw. zur Borie­ rung aktiviert, wird durch eine an der Probe anliegende Span­ nung gezündet bzw. aufrechterhalten.In the plasma CVD process, the sample is heated by a plasma 16 surrounding the sample. The surface to be coated surface 2 of the sample heating plasma 16 , which also activates the primary materials and the process gas for deposition or for boring, is ignited or maintained by a voltage applied to the sample.

Zur Regelung der Temperatur wird die Temperatur der Probe ge­ messen und dementsprechend die an der Probe anliegende elektri­ sche Spannung für das u. a. heizend wirkenden Plasma 16 verän­ dert. Die elektrische Spannung kann wie vorliegend eine reine Gleichspannung sein. Je nach Anforderungen an das Plasma 16 wird anstelle der Gleichspannung vorzugsweise eine gepulste Spannung, eine Wechselspannung oder eine halbwellige Wechsels­ pannung angelegt. To regulate the temperature, the temperature of the sample is measured and, accordingly, the electrical voltage applied to the sample is changed for the plasma 16, which has a heating effect, for example. As in the present case, the electrical voltage can be a pure DC voltage. Depending on the requirements of the plasma 16 , a pulsed voltage, an AC voltage or a half-wave AC voltage is preferably applied instead of the DC voltage.

Der Verlauf des Druckes p im Reaktorinnern ist in dem Diagramm nach Fig. 4 als nicht gekennzeichnete Kurve, der bei der Her­ stellung der Haftvermittler- und der Zwischen- und ebenfalls der Schmierstoffschicht mit dem Prozeßgas vermischte H2-Fluß (5% B2H6 und 95% H2) als Kurve E und der Sauerstoffluß der Kurve G entnehmbar. Die Werte der unterschiedlichen Gasflüsse bezie­ hen sich auf die Einheit Standard-Kubikzentimeter (sccm). Da für das Bor liefernde zweite Vormaterial ebenfalls das borie­ rend wirkende Prozeßgas verwendet wird, zeigt die Kurve F nach dem Borieren (Zeitintervall H) ebenfalls den Gasfluß des zwei­ ten Vormaterials (Zeitintervall I). Während des Zeitintervalls J wird die Schmierstoffschicht 5 aufgetragen.The course of the pressure p in the interior of the reactor is in the diagram according to FIG. 4 as an unmarked curve, the H 2 flow (5% B 2 H. Mixed with the process gas in the manufacture of the adhesion promoter and the intermediate layer and also the lubricant layer 6 and 95% H 2 ) as curve E and the oxygen flow from curve G. The values of the different gas flows refer to the standard cubic centimeter (sccm) unit. Since the boron-producing process gas is also used for the boron-supplying primary material, the curve F after the boronization (time interval H) also shows the gas flow of the second primary material (time interval I). During the time interval J, the lubricant layer 5 is applied.

Die Probe wird eventuell vor dem Einbau in den Reaktor 6 vorge­ reinigt und anschließend in den Reaktor 6 eingebaut. Danach wird das Reaktorinnere 13 bis auf einen Druck kleiner 0.5 mbar evakuiert. Zur Reinigung wird in das evakuierte Reaktorinne 13 des Reaktor 6 ca. 30 min ein H2-Gas eingeleitet. Mit dem H2-Gas wird in Bereich der Probe das Plasma 16 gezündet und die zu be­ schichtende Oberfläche 2 der Probe unter Zuhilfenahme des H2- Plasma 16 gereinigt. Wie aus dem Diagramm nach Fig. 4 ersicht­ lich ist, steigt bei der Reinigung der Probe der Druck im Reak­ torinnern 13 auf einen Wert von ca. 10 mbar an. Dieser Wert wird bei der beschriebenen Herstellung des erfindungsgemäßen Schichtaufbau dieses Ausführungsbeispiels zumindest weitgehend beibehalten.The sample may be pre-cleaned before installation in the reactor 6 and then installed in the reactor 6 . The reactor interior 13 is then evacuated to a pressure of less than 0.5 mbar. For cleaning, an H 2 gas is introduced into the evacuated reactor interior 13 of the reactor 6 for about 30 minutes. With the H 2 gas, the plasma 16 is ignited in the area of the sample and the surface 2 of the sample to be coated is cleaned with the aid of the H 2 plasma 16 . As can be seen from the diagram in FIG. 4, when the sample is cleaned, the pressure inside the reactor 13 rises to a value of approximately 10 mbar. This value is at least largely maintained in the described production of the layer structure according to the invention of this exemplary embodiment.

Nach der Reinigung der Oberfläche 2 der Probe wird sie für die Zeitdauer H von ca. 6 Stunden bei einer Temperatur von ca. 750 °C und einem mit 95% H2 versetzten B2H6 Gasstrom von ca. 60 sccm aufgesetzt. Bei diesen Prozeßbedingungen wird die Haftvermitt­ lerschicht 3 hergestellt. Dabei wird die Probe bei den eben ge­ nannten Bedingungen einige µm oberflächennah boriert. Durch die borierte Haftvermittlerschicht 3 ist die Haftung zwischen der anschließend aufzutragenden Zwischenschicht 4 sowie der später aufzutragenden Schmierstoffschicht 5 und dem Material der Probe (Gegenstandes 1) verbessert. After the surface 2 of the sample has been cleaned, it is put on for a period of H of about 6 hours at a temperature of about 750 ° C. and a B 2 H 6 gas stream of about 60 sccm mixed with 95% H 2 . Under these process conditions, the adhesive layer 3 is produced. The sample is borated close to the surface for a few µm under the conditions just mentioned. By borated adhesive layer 3, the adhesion between the subsequently to be applied intermediate layer 4 and the lubricant layer 5 to be applied later and the material of the sample is improved (the object 1).

Nach dem Borieren wird die Temperatur auf ca. 500°C abgesenkt und der Fluß des H2-versetzten Prozeßgases auf einen Fluß von ca. 50 sccm gesenkt. Dadurch wird auf der Haftvermittlerschicht 3 für die Zeitdauer I von ca. 5 Stunden eine Borschicht herge­ stellt. Diese Borschicht gehört zu der Zwischenschicht 4.After boriding, the temperature is reduced to approximately 500 ° C. and the flow of the H 2 -constituted process gas is reduced to a flow of approximately 50 sccm. As a result, a boron layer is produced on the adhesion promoter layer 3 for the period I of approximately 5 hours. This boron layer belongs to the intermediate layer 4 .

Nach dem Aufwachsen der Borschicht wird in den Reaktor 6 zu­ sätzlich für ca. 1 Stunde (Zeitdauer J) Sauerstoff und zwar mit einem Fluß von ca. 15 sccm eingeströmt, wobei die vorherigen Prozeßparameter (Gasflüsse, Temperatur und Druck) beibehalten wird. Hierbei bilden sich die Bor und Sauerstoff aufweisenden Bereiche der Zwischenschicht 4.After the boron layer has grown, oxygen is additionally flowed into the reactor 6 for about 1 hour (time period J) with a flow of about 15 sccm, the previous process parameters (gas flows, temperature and pressure) being maintained. The boron and oxygen-containing regions of the intermediate layer 4 are thereby formed .

Anschließend wird die Temperatur abgesenkt und die restlichen Parameter konstant gehalten. Durch die Absenkung der Temperatur bricht das Plasma 16 zusammen und der zuvor als Plasmabrenn­ stoff verwendete Wasserstoff steht zur freien Verfügung. Hier­ durch bildet sich bei Temperaturen unterhalb von ca. 200°C und der Anwesenheit von Wasserstoff die weitgehend ausschließlich das Trockenschmiermittel Borsäure (H3BO3) aufweisende Schmier­ stoffschicht 5.The temperature is then lowered and the remaining parameters are kept constant. By lowering the temperature, the plasma 16 collapses and the hydrogen previously used as the plasma fuel is freely available. This forms at temperatures below approx. 200 ° C and the presence of hydrogen the largely exclusively the dry lubricant boric acid (H 3 BO 3 ) containing lubricant layer 5 .

Claims (29)

1. Verfahren zum außenseitigen und haftenden Aufbringen einer Schmierstoffschicht auf eine freiliegende und tribologisch be­ anspruchte Oberfläche einer Zylinderlauffläche, wobei die Schmierstoffschicht zumindest unter Beanspruchungsbedingungen Borsäure (H3BO3) aufweist,
bei welchem Verfahren die zu beschichtende und mit einer Haftvermittlerschicht versehene Zylinderlauffläche (1) in ei­ nen Reaktor eingebaut wird, wobei durch die Haftvermittler­ schicht (3) die Haftung zwischen dem später aufgetragenen Trockenschmierstoff der Schmierstoffschicht (5) und dem Mate­ rial der Zylinderlauffläche (1) verbessert wird,
bei welchem Verfahren der Reaktor (6) auf einen Druck kleiner 100 mbar, bevorzugt kleiner 10 mbar und besonders bevorzugt auf etwa 1 mbar evakuiert und/oder zumindest teilweise mit einem Inertgas befüllt wird,
bei welchem Verfahren auf der Haftvermittlerschicht aus Vor­ materialien, die Bor und Sauerstoff aufweisen, eine Zwischen­ schicht hergestellt wird,
bei welchem Verfahren die oberhalb der Haftvermittlerschicht (3) abgeschiedene Zwischenschicht (4) mit einem Sauerstoff­ gradienten abgeschieden wird, der mit zunehmendem Abstand von der Haftvermittlerschicht (3) hin zunimmt,
bei welchem Verfahren der abscheidenden Gasphase ein Bor zu­ mindest als Verbindung aufweisendes und bei Prozeßbedingungen das Bor freigebendes zweites Vormaterial zugegeben wird,
bei welchem Verfahren der abscheidenden Gasphase ein Sauer­ stoff zumindest als Verbindung aufweisendes und bei Prozeßbe­ dingungen den Sauerstoff freigebendes erstes Vormaterial zu­ gegeben wird, und
bei welchem Verfahren wenigstens im Einsatzfalle zumindest teilweise Bor und Sauerstoff der Bor und Sauerstoff aufwei­ senden Zwischenschicht (4) zumindest im Bereich ihrer frei zugänglichen Oberfläche unter Zuhilfenahme von Wasserstoff zu Borsäure umgewandelt und als Trockenschmiermittel der Schmierstoffschicht (5) verwendet wird.1. A process for the outside and adhesive application of a lubricant layer to an exposed and tribologically stressed surface of a cylinder running surface, the lubricant layer having boric acid (H 3 BO 3 ) at least under stress conditions,
In which method the cylinder running surface ( 1 ) to be coated and provided with an adhesion promoter layer is installed in a reactor, the adhesion promoter layer ( 3 ) providing the adhesion between the later applied dry lubricant of the lubricant layer ( 5 ) and the material of the cylinder running surface ( 1 ) is improved,
in which process the reactor ( 6 ) is evacuated to a pressure of less than 100 mbar, preferably less than 10 mbar and particularly preferably to about 1 mbar and / or at least partially filled with an inert gas,
in which method an intermediate layer is produced on the adhesion promoter layer from pre-materials that contain boron and oxygen,
in which method the intermediate layer ( 4 ) deposited above the adhesion promoter layer ( 3 ) is deposited with an oxygen gradient which increases with increasing distance from the adhesion promoter layer ( 3 ),
Which process is used to add a boron, at least as a compound, to the separating gas phase and to release the boron under process conditions,
in which method of the separating gas phase an oxygen material is added at least as a compound and under process conditions the oxygen-releasing first primary material is added, and
In which method, at least in part, boron and oxygen convert the intermediate layer ( 4 ) containing boron and oxygen at least in the area of its freely accessible surface with the aid of hydrogen to boric acid and is used as the dry lubricant of the lubricant layer ( 5 ). 2. Verfahren zum außenseitigen und haftenden Aufbringen einer Schmierstoffschicht auf eine freiliegende und tribologisch be­ anspruchte Oberfläche einer Zylinderlauffläche, wobei die Schmierstoffschicht zumindest unter Beanspruchungsbedingungen Borsäure (H3BO3) aufweist,
bei welchem Verfahren die zu beschichtende Zylinderlauffläche (1) in einen Reaktor eingebaut wird,
bei welchem Verfahren der Reaktor (6) auf einen Druck kleiner 100 mbar, bevorzugt kleiner 10 mbar und besonders bevorzugt auf etwa 1 mbar evakuiert und/oder zumindest teilweise mit einem Inertgas befüllt wird,
bei welchem Verfahren eine Haftvermittlerschicht (3) herge­ stellt wird, wozu im Bereich der freiliegenden Oberfläche (2) der Zylinderlauffläche (1), insbesondere durch Diffusion, zu­ mindest ein Element eines Prozeßgases in das Material der freiliegenden Oberfläche (2) der Zylinderlauffläche (1) ein­ gebracht und dort eingebaut und/oder chemisch reagiert wird,
wobei durch die Haftvermittlerschicht (3) die Haftung zwi­ schen dem später aufgetragenen Trockenschmierstoff der Schmierstoffschicht (5) und dem Material der Zylinderlaufflä­ che (1) verbessert wird,
bei welchem Verfahren in den Reaktor ein Bor und/oder Stick­ stoff und/oder Kohlenstoff zumindest als Verbindung aufwei­ sendes und bei Prozeßbedingungen das entsprechende Element freigebendes Prozeßgases zugegeben wird,
bei welchem Verfahren mit Bor und Sauerstoff aufweisenden Vormaterialien auf der Haftvermittlerschicht (3) eine Zwi­ schenschicht (4) hergestellt wird,
bei welchem Verfahren die oberhalb der Haftvermittlerschicht (3) abgeschiedene Zwischenschicht (4) mit einem Sauerstoffgradienten abgeschieden wird, der mit zunehmendem Abstand von der Haftvermittlerschicht (3) hin zunimmt,
bei welchem Verfahren wenigstens im Einsatzfalle zumindest teilweise Bor und Sauerstoff der Bor und Sauerstoff aufwei­ senden Zwischenschicht (4) zumindest im Bereich ihrer frei zugänglichen Oberfläche unter Zuhilfenahme von Wasserstoff zu Borsäure umgewandelt und als Trockenschmiermittel der Schmierstoffschicht (5) verwendet wird,
bei welchem Verfahren der abscheidenden Gasphase ein Bor zu­ mindest als Verbindung aufweisendes und bei Prozeßbedingungen das Bor freigebendes zweites Vormaterial zugegeben wird, und
bei welchem Verfahren der abscheidenden Gasphase ein Sauer­ stoff zumindest als Verbindung aufweisendes und bei Prozeßbe­ dingungen den Sauerstoff freigebendes erstes Vormaterials zu­ gegeben wird.2. Method for the outside and adhesive application of a lubricant layer to an exposed and tribologically stressed surface of a cylinder running surface, the lubricant layer having boric acid (H 3 BO 3 ) at least under stress conditions,
the process by which the cylinder running surface ( 1 ) to be coated is installed in a reactor,
in which process the reactor ( 6 ) is evacuated to a pressure of less than 100 mbar, preferably less than 10 mbar and particularly preferably to about 1 mbar and / or at least partially filled with an inert gas,
in which method an adhesion promoter layer (3) Herge is provides, for which purpose in the area of the exposed surface (2) of the cylinder surface (1), in particular by diffusion, at least one element of a process gas in the material of the exposed surface (2) of the cylinder surface (1 ) brought in and installed there and / or chemically reacted,
wherein the adhesion promoter layer ( 3 ) improves the adhesion between the later applied dry lubricant of the lubricant layer ( 5 ) and the material of the cylinder surface ( 1 ),
the process in which a boron and / or nitrogen and / or carbon is added to the reactor, at least as a compound, and process gas which releases the corresponding element under process conditions,
in which method with intermediate materials containing boron and an intermediate layer ( 4 ) is produced on the adhesion promoter layer ( 3 ),
in which method the intermediate layer ( 4 ) deposited above the adhesion promoter layer ( 3 ) is deposited with an oxygen gradient which increases with increasing distance from the adhesion promoter layer ( 3 ),
In which method, at least in part, boron and oxygen convert the intermediate layer ( 4 ) containing boron and oxygen at least in the area of its freely accessible surface with the aid of hydrogen to boric acid and is used as the dry lubricant of the lubricant layer ( 5 ),
in which method a boron, at least as a compound and which releases the boron under process conditions, is added to the separating gas phase, and
in which process of the separating gas phase an oxygen material is added, at least as a compound and under process conditions, the oxygen-releasing first primary material is added. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Haftvermittlerschicht (3) zumindest ein Element des Prozeßgases in das Material der freiliegenden und zu beschichtenden Oberfläche (2) der Zylinderlauffläche (1) eindiffundiert und/oder ionenimplantiert wird.3. The method according to claim 2, characterized in that for the production of the adhesive layer ( 3 ) at least one element of the process gas in the material of the exposed and to be coated surface ( 2 ) of the cylinder running surface ( 1 ) is diffused and / or ion-implanted. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Zylinderlauffläche (1) zur Bildung der Haftvermittlerschicht (3) boriert und/oder nitriert und/oder carbonisiert und/oder carbonitriert wird.4. The method according to claim 2, characterized in that the surface of the cylinder running surface ( 1 ) to form the adhesive layer ( 3 ) is borated and / or nitrided and / or carbonized and / or carbonitrided. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Borsäure-Schicht Wasserstoff und/oder eine unter Prozeßbedingungen Wasserstoff freigebende Wasserstoffver­ bindung aus der abscheidenden Gasphase verwendet wird.5. The method according to claim 1 or 2, characterized, that to form the boric acid layer hydrogen and / or a under process conditions hydrogen releasing hydrogen ver bond from the separating gas phase is used. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßgase und/oder die Vormaterialien vor ihrem Auf­ treffen auf der zu beschichtenden Oberfläche (2) der Zylinder­ lauffläche (1) durch ein Plasma (16) hindurchgeleitet und zu­ mindest zum Teil dissoziert und/oder ionisiert werden.6. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the process gases and / or the materials before they meet on the surface to be coated ( 2 ) of the cylinder tread ( 1 ) passed through a plasma ( 16 ) and at least partially be dissociated and / or ionized. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma (16) im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche (2) der Zylinderlauffläche (1) erzeugt wird und daß mit dem Plasma zumindest die zu beschichtenden Oberfläche der Zylinder­ lauffläche (1) beheizt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the plasma (16) of the surface to be coated (2) of the cylinder surface (1) is generated in the area and that is heated with the plasma at least the tread surface to be coated of the cylinder (1) . 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlauffläche (1) während des Abscheidens der Bor/Sauerstoffschicht insbesondere auf Temperaturen kleiner 750 °C, vorzugsweise kleiner 700°C und besonders bevorzugt kleiner 600°C beheizt wird.8. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder running surface ( 1 ) is heated during the deposition of the boron / oxygen layer in particular to temperatures below 750 ° C, preferably below 700 ° C and particularly preferably below 600 ° C. 9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlauffläche (1) während der Bildung der Haftver­ mittlerschicht (3) durch Einbringen von Boratomen und/oder von Kohlenstoffatomen und/oder von Stickstoffatomen insbesondere auf Temperaturen kleiner 750°C, vorzugsweise kleiner 700°C und besonders bevorzugt kleiner 600°C beheizt wird.9. The method according to claim 2, characterized in that the cylinder running surface ( 1 ) during the formation of the adhesive layer ( 3 ) by introducing boron atoms and / or carbon atoms and / or nitrogen atoms, in particular at temperatures below 750 ° C, preferably below 700 ° C and particularly preferably less than 600 ° C is heated. 10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß während der zumindest oberflächennahen und wenigstens teil­ weisen Umwandlung der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischen­ schicht (4) in Borsäure zum Herstellen der Schmierstoffschicht (5) die Temperatur gesenkt wird.10. The method according to claim 5, characterized in that during the at least near-surface and at least partial conversion of the boron and oxygen-containing intermediate layer ( 4 ) in boric acid to produce the lubricant layer ( 5 ) the temperature is lowered. 11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen des Bors und/oder zur Abscheidung der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischenschicht (4) Boran (BnHm), vorzugsweise Diboran (B2H6), Borchlorid (BCl3) oder Borfluorid (BF3) oder ein Gemisch zumindest zweier dieser Gase in den Re­ aktor (6) eingeleitet wird.11. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for the introduction of boron and / or for the deposition of the boron and oxygen-containing intermediate layer ( 4 ) borane (B n H m ), preferably diborane (B 2 H 6 ), boron chloride ( BCl 3 ) or boron fluoride (BF 3 ) or a mixture of at least two of these gases is introduced into the reactor ( 6 ). 12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Herstellung der Bor und Sauerstoff aufweisenden Zwischenschicht (4) und/oder der Schmierstoffschicht (5) an die Zylinderlauffläche (1) eine elektrische Spannung angelegt wird.12. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during the production of the boron and oxygen-containing intermediate layer ( 4 ) and / or the lubricant layer ( 5 ) an electrical voltage is applied to the cylinder running surface ( 1 ). 13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Herstellung der Haftvermittlerschicht (3) an die Zylinderlauffläche (1) eine elektrische Spannung angelegt wird.13. The method according to claim 2, characterized in that an electrical voltage is applied to the cylinder running surface ( 1 ) during the production of the adhesive layer ( 3 ). 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Spannung eine gepulste Gleich-Spannung ge­ wählt wird.14. The method according to claim 12 or 13, characterized, that a pulsed DC voltage ge as electrical voltage is chosen. 15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Bor und Sauerstoff aufweisende Zwischenschicht (4) Bo­ roxid, insbesondere B2O3 abgeschieden wird.15. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as boron and oxygen-containing intermediate layer ( 4 ) Bo roxid, in particular B 2 O 3 is deposited. 16. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffschicht (5) mit mindestens 30%, bevorzugt mindestens 50% und besonders bevorzugt mindestens 60% Borsäu­ re gebildet wird.16. The method according to claim 5, characterized in that the lubricant layer ( 5 ) is formed with at least 30%, preferably at least 50% and particularly preferably at least 60% boric acid. 17. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffschicht (5) mit mindestens 80%, bevorzugt mindestens 90% und besonders bevorzugt mindestens 95% Borsäu­ re gebildet wird.17. The method according to claim 5, characterized in that the lubricant layer ( 5 ) is formed with at least 80%, preferably at least 90% and particularly preferably at least 95% boric acid. 18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zwischenschicht (4) B6O und/oder B2O3 abgeschieden wird.18. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for the intermediate layer ( 4 ) B 6 O and / or B 2 O 3 is deposited. 19. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zylinderlauffläche (1) und/oder die Haftvermittler­ schicht (3) nacheinander B, B6O und B2O3 abgeschieden wird.19. The method according to claim 1 or 2, characterized in that on the cylinder surface ( 1 ) and / or the adhesion promoter layer ( 3 ) B, B 6 O and B 2 O 3 are deposited in succession. 20. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zylinderlauffläche (1) eine metallische, insbesondere Eisen aufweisende Zylinderlauffläche (1) gewählt wird und daß als Borid der Haftvermittlerschicht (3) ein Metallborid, vor­ zugsweise Fe2B und/oder FeB, gebildet wird.20. The method according to claim 4, characterized in that is chosen as a cylinder running surface (1) a metal, in particular iron-containing cylinder face (1) and that as the boride of the adhesion promoter layer (3) a metal boride, before preferably Fe 2 B and / or FeB, is formed. 21. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftvermittlerschicht (3) auf der zu beschichtenden Oberfläche (2) der Zylinderlauffläche (1) eine Bor und Kohlen­ stoff, bevorzugt eine Borcarbid-Schicht (B4C) abgeschieden wird.21. The method according to claim 2, characterized in that a boron and carbon material, preferably a boron carbide layer (B 4 C) is deposited as an adhesion promoter layer ( 3 ) on the surface to be coated ( 2 ) of the cylinder running surface ( 1 ). 22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das FeB im Verhältnis zu allen Eisenboriden mit einem An­ teil kleiner 20%, bevorzugt kleiner 10% und besonders bevor­ zugt kleiner 1% gebildet wird.22. The method according to claim 20, characterized, that the FeB has an An in relation to all iron borides partly less than 20%, preferably less than 10% and especially before trains less than 1% is formed. 23. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung von Fe2B im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche (2) der Zylinderlauffläche (1) der Anteil von Bor in der abscheidenden Gasphase innerhalb von 5 s um wenigstens 20% erhöht wird.23. The method according to claim 2, characterized in that after the formation of Fe 2 B in the region of the surface to be coated ( 2 ) of the cylinder running surface ( 1 ), the proportion of boron in the separating gas phase is increased by at least 20% within 5 s . 24. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Bildung von Fe2B im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche (2) der Zylinderlauffläche (1) zumindest die ober­ flächennahe Temperatur der Zylinderlauffläche (1) abgesenkt wird.24. The method according to claim 2, characterized in that after the formation of Fe 2 B in the region of the surface to be coated ( 2 ) of the cylinder barrel ( 1 ) at least the surface temperature of the cylinder barrel ( 1 ) is lowered. 25. Zylinderlauffläche mit einer Schmierstoffschicht, welche zumindest im Einsatzfall wenigstens bereichsweise Borsäure als Trockenschmiermittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Schmierstoffschicht (5) eine Haftvermittler­ schicht (3) angeordnet ist, daß die Haftvermittlerschicht (3) Bor und/oder Kohlenstoff und/oder Stickstoff aufweist, daß die Schmierstoffschicht (5) aus einer Gasphase aufgetragen ist, daß zwischen der Schierstoffschicht (5) und der Haftvermittler­ schicht (3) eine Zwischenschicht (4) angeordnet ist, daß die Zwischenschicht (4) Bor und Sauerstoff aufweist und daß die Zwischenschicht (4) einen Sauerstoffgradienten aufweist, der mit zunehmendem Abstand von der Haftvermittlerschicht (3) hin zunimmt.25. Cylinder surface with a lubricant layer, which at least in some cases has boric acid as a dry lubricant, characterized in that an adhesion promoter layer ( 3 ) is arranged below the lubricant layer ( 5 ), that the adhesion promoter layer ( 3 ) boron and / or carbon and / or nitrogen, that the lubricant layer ( 5 ) is applied from a gas phase, that an intermediate layer ( 4 ) is arranged between the lubricant layer ( 5 ) and the adhesion promoter layer ( 3 ), that the intermediate layer ( 4 ) has boron and oxygen and that the intermediate layer ( 4 ) has an oxygen gradient which increases with increasing distance from the adhesion promoter layer ( 3 ). 26. Zylinderlauffläche nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffschicht (5) zumindest oberflächennah min­ destens 5%, bevorzugt 10% und besonders bevorzugt 30% Borsäu­ re (H3BO3) aufweist.26. Cylinder tread according to claim 25, characterized in that the lubricant layer ( 5 ) has at least 5%, preferably 10% and particularly preferably 30% boric acid (H 3 BO 3 ) at least near the surface. 27. Zylinderlauffläche nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht (3) als borierte und/oder carbo­ nisierte und/oder nitrierte und/oder carbonitrierte Schicht ausgebildet ist.27. Cylinder tread according to claim 25, characterized in that the adhesion promoter layer ( 3 ) is designed as a boronized and / or carbonized and / or nitrided and / or carbonitrided layer. 28. Zylinderlauffläche nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (4) Bor, B6O und B2O3 aufweist.28. Cylinder tread according to claim 25, characterized in that the intermediate layer ( 4 ) has boron, B 6 O and B 2 O 3 . 29. Zylinderlauffläche nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (4) beginnend von der Haftvermittler­ schicht (3) zuerst Bor nachfolgend B6O und darauf nachfolgend B2O3 aufweist, wobei das B2O3 in direktem Kontakt zu der Schmierstoffschicht (5) angeordnet ist.29. Cylinder tread according to claim 25, characterized in that the intermediate layer ( 4 ) starting from the adhesion promoter layer ( 3 ) first has boron, then B 6 O and then B2O3, the B 2 O 3 in direct contact with the lubricant layer ( 5 ) is arranged.
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