DE2415255A1

DE2415255A1 - Verfahren zur herstellung von hochwirksamen feststoff-trockenschmierfilmen

Info

Publication number: DE2415255A1
Application number: DE2415255A
Authority: DE
Inventors: Hermann Willy Dr Hellwig; Guenter Prof Dr Spengler
Original assignee: Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 1974-03-29
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1975-10-23
Also published as: DE2415255C3; DE2415255B2

Description

Verfahren zur Iterstellung von hochwirksamen Feststoff-Trockenschmierfilmen.
Die Erfindung hetrifft Verfahren zur Ilerstellung von hochwirksamen Feststoff-Trockenschmierfilmen insbesondere auf Edelstählen.
Es sind Verfahren bekannt, Trockanschmiermittel, z.B. Molvbdändisulfid, auf Metallen wie Werkzeug- und Edelstahl aufzubringen. Auch Läßt sich eine zweite Schicht aus Kunststoff, beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen (PTFA) auf die Sulfidschicht auftragen, wodurch eine sehr schmierwirksame Gleitzone in dem übergangshereich beider Schichten aufgebaut wird. In entsprechend modifizierter Form wird das Beschichtungsverfahren sowohl bei Cleitlagern wie auch bei Kugellagern angewandt.
Ein anderer Weg, der zu relativ langlebigen Schmierschichten führt, ist die Vergrößerung der Schmierstoffhaftunq auf den Lauf- und Gleitflächen durch Phosphatieren, Lackieren oder Aufrauhen der Oberflächen vor dem Beschichten.
Auch ist die herstellung haftfester Schichten, beispielsweise aus MoS2' auf Stahl durch eine "in situ"-MoS2-Behandlung der Oberflächen bereits industriell erprobt worden. Hierbei werden die MoS2-Schichten chemisch mit der Oberfläche verbunden.
(DT-OS 16 44 971; DT-OS 19 24 263; DT-OS 20 23 708; DT-OS 20 24 836).
Eine weitere Methode, festhaftende Schichten z.P. aus MoS2 oder WS2 zu erzeugen, ist das Belegen der Oberflächen mittels Kathodenzerstäubung, was in der Literatur auch als "Sputtering-Verfahren" bezeichnet wird (MASA TM X-52819 : "Friction characteristics of sputtored solid film lubricants", bv Talivaldis Spalvins, hewis Research Center, Cleveland/Ohio).
Bei dieser Schmierschichterzeuqung erfolgt die Verankerung mit der Lauf- oder Gleitfläche phvsikalisch im Vakuum durch hoch energetische Beaufschlagung durch die Schmierstoffteilchen.
Während beispielsweise beim "in situ"-MOS2-Verfahren die Schichten in größeren Dicken aus der Stahloberfläche herauswachsen können, sind die Schichten nach dem "Sputtering-Verfahren" sehr dünn (1-2 /um) bezw. bei dickerem Auftrag sehr berührungs-empfindlich.
Untersuchungen der Erfinder haben gezeigt, an bei unedlen Stählen das Aufbringen der eiqentlichen Trockenschmierschicht auf einer durch das "in situ"-Verfahren erzeugten Grundierschicht allen anderen bekannten Verfahren zur ITerstellung von Trockenschmierschichten überlegen ist. Da aber dem "in situ"-Verfahren eine chemische Reaktion zu Grunde liegt, ist dieses Verfahren auf relativ unedle Materialien heschränkt. Es ist bei den aus hochwertigen Edelstählen hergestellten Lagern nicht anwendbar. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, Verfahren anzugeben, mit denen es möglich ist, auch bei aus Edelstählen hergestellten Lagern einen hochwirksamen und langlebigen Trockenschmierfilm aufzutragen. Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet. Hierzu noch folgende Erläuterungen: Die vorliegende Erfindung benützt das "Sputtering|-Beschichtungsverfahren als Grundierunq der Lagerflächen für eine verhesserte Haftung polierend aufgetragener Trockenschmierschichten, d.h. die sputteringbeschichteten Flächen werden zusätzlich mit einer polierend aufgetragenen rot2' oder WS2-Schicht versehen. Zu dicke Grundierungsschichten werden vor dem Auftrag dieser MoS2- bzw. WS7-Schicht zunächst, etwa mit einem weichen Polierlappen, so stark abgerieben, daß von den aufgetragenen Schichten weitgehend nur noch die Verankerungen mit der Oberfläche erhalten bleiben. ITierdurch wird eine außerordentlich hohe Haftung und dadurch eine sehr lange Lebensdauer der auf die Grundierung polierend aufgetragenen Schmierschichten erreicht. Dabei erfolgt das polierende Auftragen der Schmierschichten nach den bekannten Verfahren, beispielsweise mit MoS2. Es wachsen hierbei neue MoS2-Filme, von den Verankerungen ausgehend, zu den Schmiermittelschichten heran, die zusätzlich noch durch einen weiteren polierenden Auftrag mit Kunststoff, z.B. PTFA, auch zu Doppelfilmen erweitert werden können.
Durch einen Einlauf der erfindungsgemäß geschmierten Lager von nur wenigen Stunden etwa vor ihrem endgiiltigen Einsatz, wird überschüssiges Schichtmaterial abgestoßen und die gut verankerten Schmierschichten automatisch auf die günstige Dicke eingestellt (bei MoS2 um 6 µm # 4). Die durch diesen erfindungsgemäßen Schichtaufbau erreichte Steigerung der Lebensdauer gegenüber solchen Schichten ohne "gesputterte" Grundierung beträgt ein Mehrfaches.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung von hochwirksamen Feststoff-Trockenschmierfilmen insbesondere auf Edelstlen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Haftung auf den Lagerflächen durch das bekannte sputtering-Verfahren eine vorzugsweise aus MoS2 oder WS2 bestehende Grundierschicht mit einer Dicke von 1-2 /um aufgetragen wird1 und daß das Aufbringen der eigentlichen vorzugsweise ebenfalls aus MoS2 oder WS2 bestehenden Trockenschmierschicht auf die Grundierschicht in hekannter Weise durch polierendes Auftragen erfolgt.

2. Verfahren zur Herstellung von hochwirksamen Feststoff-Trockenschmierfilmen insbesondere auf Edelstählen, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Grundierschicht und der eigentlichen Trockenschmierschicht des Anspruch 1 als weitere Schicht ein Kunststoff, z.B. Polvtetrafluoräthylen, polierend aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der günstigsten Schmierschichtdicke durch Abstoßen überschüssigen Schichtmaterials während eines Einlaufvorganges erfolgt.