DE19927997A1

DE19927997A1 - Gleitelement

Info

Publication number: DE19927997A1
Application number: DE19927997A
Authority: DE
Inventors: Motonobu Onoda; Katsuaki Ogawa; Keiichi Kanemitsu
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2019-06-19
Also published as: JP3696406B2; JP2000001767A; US6139984A; DE19927997C2

Abstract

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Gleitelements, das mit einem Film beschichtet ist, der eine verbesserte Verschleißfestigkeit, eine verbesserte Freßbeständigkeit und solche verbesserten Eigenschaften aufweist, daß die Abriebsmenge an einem gegenüberliegenden Materials nicht erhöht wird (Gegenelement-Angriffseigenschaften). Dieses Ziel kann erreicht werden mit einem Gleitelement, das mit einem Cr-V-B-N-Legierungsfilm auf einer äußeren Oberfläche desselben beschichtet ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß der Cr-V-B-N-Legierungsfilm durch physikalische Dampfabscheidung, insbesondere durch Ionenplattierung, Vakuumabscheidung oder Sputtern, erzeugt wird. Es ist ferner bevorzugt, daß der Vanadingehalt innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 30 Gew.-% und der Borgehalt innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 20 Gew.-% liegen. Da der auf der äußeren Oberfläche des Gleitelements erzeugte Cr-V-B-N-Legierungsfilm eine verbesserte Verschleißfestigkeit, eine verbesserte Freßbeständigkeit und verbesserte Gegenelement-Angriffseigenschaften aufweist, ist es möglich, ein Gleitelement zur Verfügung zu stellen, das den geforderten Eigenschaften auch dann genügt, wenn das Gleitelement harten Betriebsbedingungen ausgesetzt ist. Außerdem ist es bevorzugt, daß auf der gesamten Oberfläche oder mindestens auf einer äußeren Oberfläche des Gleitelements eine Nitrierhärtungsschicht erzeugt worden ist und daß der Cr-V-B-N-Legierungsfilm auf die Nitrierhärtungsschicht ...

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Gleitelement, insbesondere ein solches mit einer ver besserten Verschleißfestigkeit, einer verbesserten Freßbeständigkeit und ei ner verbesserten Eigenschaft, die Abriebsmenge an einem gegenüberliegen den Material bzw. Element nicht zu erhöhen (nachstehend als Gegenelement- Angriffseigenschaften bezeichnet), wie es beispielsweise als Gleitelement ei nes Verbrennungsmotors verwendet wird.

Auf die Gleitoberfläche eines Kolbenrings als einem Gleitelement für einen Verbrennungsmotor wurden bereits konventionelle Oberflächenbehandlungen angewendet, beispielsweise eine Hartverchromung und eine Nitrierhärtung (Nitrierung), um dessen Oberflächen zu behandeln zum Zwecke der Verbesse rung ihrer Verschleißfestigkeit, um die Haltbarkeit zu erhöhen.

Da Kolbenringe in den letzten Jahren zunehmend härteren Betriebsbedingun gen ausgesetzt sind als Folge von höheren Motorleistungen und der Ge wichtsverminderung eines Verbrennungsmotors, können die Kolbenringe, die unter Anwendung konventioneller Oberflächenbehandlungen bearbeitet wur den, ihre Funktion, beispielsweise eine ausreichende Verschleißfestigkeit, nicht mehr erfüllen.

Aus diesem Grund ist es erforderlich, daß ein Gleitelement, beispielsweise ein Kolbenring, einen Film aufweist oder einer Oberflächenbehandlung unterzo gen wird, der (die) zu einer Verbesserung seiner Qualität, beispielsweise zu einer verbesserten Verschleißfestigkeit, einer verbesserten Freßbeständigkeit und verbesserten Gegenelement-Angriffseigenschaften, führt.

Um diesen Problemen gerecht zu werden, werden einige Verbrennungsmoto ren oder Teile derselben mit einem harten Film, beispielsweise einem Film aus Chromnitrid (Cr-N) oder Titannitrid (TiN) beschichtet, der durch Anwendung eines physikalischen Dampfabscheidungs-Verfahrens (PVD-Verfahrens) her gestellt wird, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern. Bei diesen Filmen tritt jedoch das Problem auf, daß sie gelegentlich einen hohen Abrieb (Verschleiß) an einer Zylinderlaufbuchse als einem gegenüberliegenden Material (Gegen element) verursachen, obgleich die Verschleißfestigkeit derselben verbessert ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgrund der vorstehenden Ausführungen ist es ein Ziel der vorliegenden Er findung, das bei konventionellen Oberflächenbehandlungen auftretende Pro blem zu lösen und ein Gleitelement zu schaffen, das mit einem Film beschich tet ist, der eine verbesserte Verschleißfestigkeit, eine verbesserte Freßbe ständigkeit und verbesserte Gegenelement-Angriffseigenschaften aufweist.

Dieses Ziel kann erfindungsgemäß erreicht werden mit einem Gleitelement, das mit einem Legierungsfilm aus Chrom (Cr)-Vanadin (V)-Bor (B)-Stick stoff (N) auf seiner äußeren Oberfläche beschichtet ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß der Cr-V-B-N-Legierungsfilm durch Anwendung einer physika lischen Dampfabscheidung, insbesondere durch Ionenplattierung, Vakuumab scheidung oder Sputtern (Kathodenzerstäubung), aufgebracht wird. Es ist fer ner bevorzugt, daß der Vanadin (V)-Gehalt innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 30 Gew.-% liegt und daß der Bor (B)-Gehalt innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 20 Gew.-% liegt.

Da der auf die äußere Oberfläche des Gleitelements aufgebrachte Cr-V-B-N- Legierungsfilm eine verbesserte Verschleißfestigkeit, eine verbesserte Freß beständigkeit und verbesserte Gegenelement-Angriffseigenschaften aufweist, ist es erfindungsgemäß möglich, ein Gleitelement zur Verfügung zu stellen, das im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften auch dann den Anforde rungen genügt, wenn das Gleitelement harten Betriebsbedingungen ausge setzt ist.

Es ist ferner bevorzugt, daß eine Nitrierhärtungsschicht (Nitrierschicht) auf der gesamten Oberfläche oder mindestens einer äußeren Oberfläche des Gleite lements erzeugt wird und daß der Cr-V-B-N-Legierungsfilm auf die Nitrierhär tungsschicht aufgebracht wird. Da die harte Nitrierschicht auf der Oberfläche des Gleitelements erzeugt worden ist, weist das erfindungsgemäße Gleitele ment noch bessere Eigenschaften auf in bezug auf die Verschleißfestigkeit, die Freßbeständigkeit und die Gegenelement-Angriffseigenschaften in Kombi nation mit dem Effekt der Beschichtung mit dem Cr-V-B-N-Legierungsfilm.

Da bei dem erfindungsgemäßen Gleitelement der Cr-V-B-N-Legierungsfilm auf eine Gleitoberfläche des Gleitelements aufgebracht ist, weist das Gleitelement noch einen weiter verbesserten Effekt oder eine weiter verbesserte Funktion in bezug Verschleißfestigkeit, Freßbeständigkeit und Gegenelement-Angriffsei genschaften auf als ein Gleitelement, wie es in der Praxis teilweise verwendet wird, das einen Cr-N-Legierungsfilm aufweist.

Das erfindungsgemäße Gleitelement kann in einem Hochleistungs-Motor und in einem Hochtemperatur/Hochleistungs-Motor verwendet werden, wie er in der Zukunft entwickelt werden wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1A eine vergrößerte Schnittansicht eines Beispiels eines erfindungs gemäßen Gleitelements für einen Verbrennungsmotor;

Fig. 1B eine perspektivische Ansicht des teilweise unterbrochenen Gleit elements, wie es in Fig. 1 A dargestellt ist;

Fig. 2 ein Diagramm, das die Verschleißfestigkeit (den Verschleißfe stigkeitsindex) zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Gegenelement-Angriffseigenschaften (den Gegenelement-Angriffseigenschaftsindex) zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, das die Freßbeständigkeit (den Freßbeständig keitsindex) zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm, das die Ablösungsbeständigkeit (den Ablösungs beständigkeitsindex) zeigt; und

Fig. 6A und 6B schematische Schnittansichten, die den Ablösungsbeständig keitstest unter Verwendung einer Schlagtest-Vorrichtung vom NPR-Typ zeigen.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Die Fig. 1 zeigt die Struktur eines Kolbenrings 1, bei dem es sich um ein Bei spiel für ein Gleitelement für einen Verbrennungsmotor handelt, wobei die Fig. 1 A eine vergrößerte Ansicht von 1a in der Fig. 1B darstellt; und die Fig. 1B zeigt in perspektivischer Ansicht eine teilweise unterbrochene Oberfläche 1a des Kolbenrings 1. Auf die äußere Umfangs-Oberfläche 3 eines Trägermateri als 2 des Kolbenrings 1 ist ein Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 aufgebracht. Ob gleich das erfindungsgemäße Gleitelement nachstehend anhand eines Kol benrings erläutert wird, kann das Gleitelement beispielsweise auch für Auto mobilteile oder Kompressorteile stehen und es ist nicht auf einen Kolbenring beschränkt.

Als Trägermaterial 2 für den Kolbenring 1 wird im allgemeinen ein rostfreier Stahl oder ein nitriergehärteter rostfreier Stahl verwendet. Da eine harte Ni trierschicht 5 durch Diffusionscarburierung von Stickstoff in eine Oberfläche des rostfreien Stahls durch Nitrierung erzeugt werden kann, wird sie vorzugs weise als Gleitelement, beispielsweise insbesondere als Kolbenring 1, ver wendet. Die Nitrierhärtung (Nitrierung) kann auch unter Anwendung eines konventionellen Verfahrens durchgeführt werden.

Der Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 wird vorzugsweise auf die äußere Umfangs- Oberfläche 3 des Kolbenrings 1 aufgebracht. Da die äußere Umfangs- Oberfläche 3 des Kolbenrings 1 mit einer Zylinderlaufbuchse als gegenüber liegendem Material während des Gleitens in Kontakt kommt, erhält der Kol benring 1 eine verbesserte Verschleißfestigkeit, eine verbesserte Freßbe ständigkeit und verbesserte Gegenelement-Angriffseigenschaften durch Er zeugung des Cr-V-B-N-Legierungsfilms 4 auf mindestens der äußeren Um fangs-Oberfläche 3. Es ist möglich, den Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 auch auf die Oberfläche neben der äußeren Umfangs-Oberfläche 3 aufzubringen, so daß keine Beschränkung in bezug darauf besteht, wo der Cr-V-B-N-Legie rungsfilm 4 erzeugt wird. Außerdem weist der Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 ins besondere verbesserte Gegenelement-Angriffseigenschaften auf gegenüber dem gegenüberliegenden Material (Element), beispielsweise einer Zylinder laufbuchse, die aus Gußeisen oder einer Aluminium-Legierung hergestellt ist, er wird daher vorzugsweise auf das Gleitelement aufgebracht, das in Kombi nation mit dem vorstehend beschriebenen gegenüberliegenden Element ver wendet wird.

Der Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 wird im allgemeinen durch PVD (physikalische Dampfabscheidung) auf der äußeren Umfangs-Oberfläche 3 des Kolbenrings 1 erzeugt. Bei der PVD wird die Ionenplattierung, die Vakuumabscheidung oder das Sputtern angewendet. Die Dicke des gebildeten Cr-V-B-N-Legierungsfilms 4 liegt vorzugsweise im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 1 bis 70 µm, die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt.

Es ist bevorzugt, daß der erhaltene Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 Vanadin (V) in einer Menge innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 30 Gew.-% und Bor (B) in einer Menge innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 20 Gew.-% enthält. Der durch Zugabe von Vanadin (V) und Bor (B) zu einer Cr-N-Legierung gebildete Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 weist insbesondere verbesserte Gegenelement- Angriffseigenschaften sowie eine verbesserte Verschleißfestigkeit und eine verbesserte Freß-Beständigkeit auf. Wenn der Vanadingehalt weniger als 0,1 Gew.-% und der Borgehalt weniger als 0,05 Gew.-% betragen, können die be vorzugte Wirkung und Funktion, die auf das Vanadin (V) und das Bor (B) zu rückzuführen sind, nicht in ausreichendem Maße erzielt werden, der erwartete Effekt in bezug auf die Freß-Beständigkeit und die Gegenelement-An griffseigenschaften kann nicht erzielt werden. Wenn der Vanadin-Gehalt mehr als 30 Gew.-% und der Bor-Gehalt mehr als 20 Gew.-% betragen, erfüllt der Kolbenring nicht mehr seine Funktion, weil der Legierungsfilm 4 hohe innere Spannungen aufweist und die Zähigkeit des Legierungsfilms 4 abnimmt, so daß Risse und Schichtentrennungen in dem Legierungsfilm 4 auftreten. Der besonders bevorzugte Bereich für den Vanadin-Gehalt liegt innerhalb von 1 bis 25 Gew.-% und der besonders bevorzugte Bereich für den Bor-Gehalt liegt innerhalb von 0,8 bis 12 Gew.-%.

Der Cr-Gehalt in dem Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 77,4 bis 49,6 Gew.-% und der N-Gehalt liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 20,8 bis 13,4 Gew.-%.

Beispiel

Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Zuerst wurde ein Läppen auf einer Seite einer ebenen Stahlplatte mit der Grö ße 18 mm × 12 mm × 6 mm durchgeführt, dann wurde diese Oberflächen behandelt, so daß sie eine Oberflächenrauheit von nicht mehr als 1 µm auf wies, und als Testprobe verwendet. Die so erhaltene Probe wurde in einem organischen Lösungsmittel einer Ultraschall-Reinigung unterzogen. Anschlie ßend wurde der Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 durch Lichtbogen-Ionenplattierung unter Anwendung der folgenden Stufen aufgebracht.

Stufen zur Erzeugung des Cr-V-B-N-Legierungsfilms

Die Probe wurde in der Kammer (einem Vakuum-Behälter) einer Lichtbogen- Ionenplattierungs-Vorrichtung fixiert. Die Kammer wurde bis auf 5 × 10^-3 Torr evakuüert. Das an der Oberfläche der Probe haftende oder adsorbierte Gas wurde durch Erhitzen mittels einer in die Kammer eingebauten Heizeinrichtung freigesetzt. Als Target wurde eine Cr-V-B-Legierung mit einer vorgegebenen Zusammensetzung verwendet. Die Lichtbogenentladung wurde auf der Ober fläche derselben erzeugt, dann wurden Cr-, V- und B-Ionen freigesetzt. Die Sputter-Reinigung (Ionenbombardierung) wurde auf der Oberfläche der Probe durchgeführt durch Anlegen einer Spannung von -800 V an die Probe. Danach wurde Stickstoffgas in die Kammer eingeleitet, in welcher die Lichtbogen- Entladung erzeugt wurde, dann wurde der Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 in einer Dicke von 20 µm auf der Oberfläche der Probe erzeugt durch Anlegen einer Vorspannung von -50 V an die Probe.

Es wurden Cr-V-B-N-Legierungsfilme 4 mit variierendem Vanadin (V)-Gehalt und Bor (B)-Gehalt erzeugt durch Verwendung eines Cr-V-B-Legierungs- Targets mit einer unterschiedlichem Zusammensetzung. Es wurden die Pro ben Nr. 1 bis 4 als erfindungsgemäßes Beispiel hergestellt, auf denen die Cr- V-B-N-Legierungsfilme 4 mit der in der Tabelle 1 angegebenen Zusammenset zung nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erzeugt wurden. Außer dem wurde als Vergleichsprobe eine Probe, wie sie teilweise in der Praxis verwendet wird, als Probe Nr. 5 hergestellt, auf der ein Cr-N-Legierungsfilm erzeugt wurde.

Tabelle 1

Verschleißtest

Die Bewertung der Verschleißfestigkeit erfolgte unter den folgenden Ver schleißtest-Bedingungen unter Verwendung der Proben Nr. 1 bis 5, die unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Stufen hergestellt wurden.

Der Verschleißtest wurde durchgeführt unter Verwendung einer Verschleiß test-Vorrichtung vom Amsler-Typ. Die Proben (von denen jede eine Größe von 18 mm × 12 mm × 6 mm hatte) wurden als fixiertes Werkstück verwendet und als gegenüberliegendes Material (rotierendes Werkstück) wurde ein Doug hnut-förmiges Material (äußerer Durchmesser 40 mm, innerer Durchmesser 16 mm, Dicke 10 mm) verwendet. Die Probe wurde so angeordnet, daß der auf gebrachte Legierungsfilm mit dem Doughnut-förmigen rotierenden Werkstück in Kontakt kam. Die Testergebnisse sind in der Fig. 2 dargestellt.

Die Verschleißfestigkeit wurde beurteilt unter Anwendung des Verschleißfe stigkeits-Index gegenüber der Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel), der sich äußer te in dem Abriebsverlust der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel), wobei der Abriebsverlust der Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel) auf den Wert 100 festgesetzt wurde. Wie in Fig. 2 dargestellt, lag der Verschleißfestig keitsindex der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) unter 100. Dies zeigt, daß der Abriebsverlust der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) geringer war als der Abriebsverlust der Probe Nr. 5 (Vergleichsbei spiel). Daraus ergibt sich eindeutig, daß die Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsge mäßes Beispiel) eine bessere Verschleißfestigkeit aufweisen als die Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel).

Gleichzeitig wurden die Gegenelement-Angriffseigenschaften bewertet durch Bestimmung des Abriebsverlustes an dem rotierenden Werkstück, d. h. an dem gegenüberliegenden Material (Element). Ähnlich wie die Verschleißfestigkeit wurden die Gegenelement-Angriffseigenschaften bewertet unter Anwendung des Index, der sich zeigte in dem Abriebsverlust des rotierenden Werkstückes bei Verwendung der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel), wobei der Abriebsverlust des rotierenden Werkstückes bei Verwendung der Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel) auf den Wert 100 festgesetzt wurde. Wie in der Fig. 3 dargestellt, liegt der Index des rotierenden Werkstückes bei Verwendung der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) unter 100. Dies zeigt, daß der Abriebsverlust des rotierenden Werkstückes bei Verwendung der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) geringer war als der Abriebsverlust des rotierenden Werkstückes bei Verwendung der Probe Nr. 5 (Vergleichsbei spiel). Daraus ergibt sich eindeutig, daß die Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsge mäßes Beispiel) bessere Gegenelement-Angriffseigenschaften aufweisen als die Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel).

Verschleißtest-Bedingungen

Testvorrichtung: Verschleißtest-Vorrichtung vom Amsler-Typ;
Verfahren: Der Verschleißtest wurde so durchgeführt, daß etwa die Hälfte des rotierenden Werkstückes in das Öl eintauchte, das fixierte Werkstück mit dem rotierenden Werkstück in Kontakt kam und ein Gewicht aufgelegt wurde;
gegenüberliegendes Material: FC25 (HRB98);
Schmieröl: Lageröl;
Öl-Temperatur: 80°C.
Umfangs-Geschwindigkeit: 1 m/s (478 UpM);
Belastung: 150 kg;
Dauer: 7 h;
Bestimmung des Abriebsverlustes: der Abriebsverlust (µm) wurde mittels eines Profils mit unterschiedlicher Höhe bestimmt.

Freßbeständigkeitstest

Die Freßbeständigkeit wurde bewertet unter Verwendung der vorstehend be schriebenen Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) und der Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel) unter den folgenden Bedingungen für den Freßbe ständigkeitstest. Die Testergebnisse sind in der Fig. 4 dargestellt.

Der Freßbeständigkeits-lndex wurde verwendet zur Beurteilung der Freßbe ständigkeit. Der Freßbeständigkeits-Index ist dargestellt durch die ein Fressen verursachende Belastung der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Bei spiel), wobei die ein Fressen verursachende Belastung der Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel 5) auf 100 festgesetzt wurde. Wenn daher der Freßbe ständigkeits-lndex der Proben Nr. 1 bis 4 mehr als 100 beträgt, so bedeutet dies, daß die ein Fressen verursachende Belastung der Proben Nr. 1 bis 4 größer ist als diejenige der Probe Nr. 5. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, weisen die Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) eine bessere Freßbeständig keit auf als die Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel).

Freßbeständigkeitstest-Bedingungen

Testvorrichtung: Verschleißtest-Vorrichtung vom Amsler-Typ;
Verfahren: der Freßbeständigkeits-Test wurde so durchgeführt, daß das Schmieröl an dem Test-Werkstück haftete, und es wurde ein Gewicht aufge legt, bis ein Fressen eintrat;
gegenüberliegendes Material: FC25 (HRB98);
Schmieröl: Spindelöl Nr. 2;
Öl-Temperatur: je nach Ablauf der Vorgänge;
Umfangs-Geschwindigkeit: 1 m/s (478 UpM);
Belastung: bis ein Fressen auftrat;
Dauer: je nach Ablauf der Vorgänge

Ablösungstest

Der Ablösungstest wurde beurteilt anhand der Verwendung der vorstehend beschriebenen Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) und der Pro be Nr. 5 (Vergleichsbeispiel) unter den nachstehend angegebenen Bedingun gen für den Ablösungstest. Die Ergebnisse des Tests sind in der Fig. 5 darge stellt.

Der Ablösungsbeständigkeitsindex wurde verwendet zur Bewertung der Ablö sungsbeständigkeit. Die Ablösungsbeständigkeit (Index) ist dargestellt durch die eine Ablösung bei den Proben Nr. 1 bis 4 hervorrufende Zeit (erfindungs gemäßes Beispiel), wobei die Zeit bis zum Auftreten einer Ablösung bei der Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel) mit 100 angenommen wurde. Wenn in diesem Falle die Ablösungsbeständigkeit (Index) der Proben Nr. 1 bis 4 weniger als 100 beträgt, so bedeutet dies, daß die Ablösungsbeständigkeit der Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel) schlechter ist als diejenige der Probe Nr. 5 (Vergleichsbeispiel), weil die Ablösung in den Proben Nr. 1 bis 4 nach Zeiten auftritt, die kürzer sind als die Zeiten, bis eine Ablösung in der Probe Nr. 5 auftritt. Die Schlagtest-Vorrichtung vom NPR-Typ ist in den Fig. 6A und 6B dargestellt.

Ablösungstest-Bedingungen

Testvorrichtung: verbesserte Ausführungsform der Schlagtest-Vorrichtung vom NPR-Typ (erläutert in der japanischen Patentpublikation Nr. 36-19604, quanti tative Testvorrichtung zur Bestimmung des Grades der Plattierungshaftung);
Verfahren: die Bewertung erfolgte durch Messung der Zeit, bis eine Ablösung auftrat für den Fall, daß eine Schlagenergie, die 43,1 mJ (44 kg/mm) pro Zeiteinheit betrug, auf die Oberfläche des PVD-Legierungsfilms einwirken ge lassen wurde;
Auftreten einer Ablösung: Betrachtung der auf das 15fache vergrößerten Oberfläche.

Testergebnisse

In bezug auf die Proben Nr. 1 bis 4 (erfindungsgemäßes Beispiel), auf die der Cr-V-B-N-Legierungsfilm 4 aufgebracht worden war, der einen Vanadingehalt innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 30 Gew.-% und einen Borgehalt innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 20 Gew.-% aufwies, wurde gezeigt, daß der Ver schleißfestigkeitsindex und der Gegenelement-Angriffseigenschaftsindex ab nahmen und der Freßbeständigkeitsindex zunahm, so daß die Proben Nr. 1 bis 4 bezüglich der Verschleißfestigkeit, der Freßbeständigkeit und der Ge genelement-Angriffseigenschaften verbessert waren.

Bezüglich der Ablösungsbeständigkeit wiesen die Proben Nr. 1 bis 4 (erfin dungsgemäßes Beispiel) das gleiche Leistungsvermögen wie die Probe Nr. 5 auf, so daß die Ablösungsbeständigkeit ebenfalls verbessert war.

Claims

1. Gleitelement, gekennzeichnet durch eine äußere Oberfläche, auf die ein Cr-V-B-N-Legierungsfilm aufgebracht ist.

2. Gleitelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Cr-V- B-N-Legierungsfilm durch physikalische Dampfabscheidung erzeugt worden ist.

3. Gleitelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die physi kalische Dampfabscheidung nach einem Verfahren, ausgewählt aus der Grup pe, bestehend aus Ionenplattierung, Vakuumabscheidung und Sputtern, durchgeführt worden ist.

4. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß in dem Cr-V-B-N-Legierungsfilm der Vanadingehalt innerhalb des Be reiches von 0,1 bis 30 Gew.-% und der Borgehalt innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 20 Gew.-% liegen.

5. Gleitelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß auf der gesamten Oberfläche oder mindestens der äußeren Oberflä che des Gleitelements eine Nitrierhärtungsschicht erzeugt worden ist und daß der Cr-V-B-N-Legierungsfilm auf die Nitrierhärtungsschicht aufgebracht ist.