EP3143182A1 - BAUTEIL, VERWENDUNG EINES BAUTEILS SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES VERSCHLEIßBESTÄNDIGEN UND REIBUNGSREDUZIERENDEN BAUTEILS - Google Patents

BAUTEIL, VERWENDUNG EINES BAUTEILS SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES VERSCHLEIßBESTÄNDIGEN UND REIBUNGSREDUZIERENDEN BAUTEILS

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EP3143182A1
EP3143182A1 EP15711040.4A EP15711040A EP3143182A1 EP 3143182 A1 EP3143182 A1 EP 3143182A1 EP 15711040 A EP15711040 A EP 15711040A EP 3143182 A1 EP3143182 A1 EP 3143182A1
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EP
European Patent Office
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component
layer
carbon layer
layer system
friction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15711040.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Romina COSTA
Yashar Musayev
Edgar Schulz
Tim Matthias Hosenfeldt
Bolko Schuseil
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G15/00—Chain couplings, Shackles; Chain joints; Chain links; Chain bushes
    • F16G15/12—Chain links
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/044—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/046—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with at least one amorphous inorganic material layer, e.g. DLC, a-C:H, a-C:Me, the layer being doped or not

Definitions

  • the present invention relates to a component in which at least one surface is at least partially provided with a layer system.
  • the present invention also relates to a use of a component in which at least one surface is at least partially provided with a layer system.
  • the invention further relates to a method for producing a wear-resistant and friction-reducing component, wherein at least one surface is at least partially provided with a layer system.
  • Input components in which at least one surface is at least partially provided with a layer system, find application in various technical fields.
  • layer systems are known from the prior art, the tribological properties, such as wear resistance and
  • Another object of the present invention is a use of a component in which at least one surface at least partially with a
  • Layer system is provided, specify, so that the component during operation ago
  • Another object of the present invention is to provide a production process and process reliable method for producing a wear-resistant and friction-reducing component, which increases the component with increasing
  • At least one surface is at least partially provided with a layer system.
  • the layer system consists of a tetrahedral hydrogen-free amorphous first carbon layer, which is applied to the at least one surface of the component and onto which a hydrogen-free amorphous second carbon layer
  • the first carbon layer is a very hard ta-C
  • Carbon layer and the second carbon layer a tribologically graphite-like carbon layer.
  • the first carbon layer is a ta-C sp3-bonded carbon layer and the second carbon layer is an aC sp2-bonded carbon layer.
  • the total layer thickness of the layer system is preferably 0.5 to 5 ⁇ m. Accordingly, a separate consideration regarding existing space is not necessary. Depending on the sp3 or sp2 content, the tribological properties of the given layer thickness can therefore be set within a very wide range.
  • a further embodiment of the invention provides that in the layer system at least one metal and / or at least one non-metal is doped to the
  • these layer systems then have, for example, high wear resistance, low coefficients of friction and better adhesion of the layers to one another. In other words, a change in the metal content can greatly influence the material properties of the layer systems.
  • these layer systems it is also conceivable that these
  • Silicon for example, increases the temperature resistance in
  • a doping with silicon and oxygen can greatly reduce the surface energy (up to values of the order of magnitude of PTFE).
  • transparent and extremely scratch-resistant layers can be produced.
  • the inventive method for producing a wear-resistant and friction-reducing component, wherein at least one surface is at least partially provided with a layer system, according to the invention is characterized by the following steps: In a first step, a on the at least one surface of the component is a tetrahedral hydrogen-free amorphous first
  • Carbon layer which is a ta-C sp3-bonded carbon layer
  • a first embodiment of the method according to the invention can also provide that, before the deposition of the first carbon layer, an adhesion layer is applied at least to the at least one surface of the component.
  • a further embodiment of the method according to the invention can provide that at least one metal and / or at least one non-metal is doped into the layer system in order to apply the layer system to the respective application
  • the layer system described above consisting of the sp3- or sp2-bonded carbon layers, has excellent tribological properties.
  • this layer system ensures safe and consistent wear protection for the component.
  • Carbon layers from plant engineering eg: In-Line plant
  • FIG. 1 is a side view of the component according to the invention, in which a
  • FIG. 2 is a side view of the layer system of FIG. 1;
  • FIG. Fig. 3 is a diagram illustrating mechanical-technological properties of layer systems which can be used for the present invention;
  • Fig. 4 is a diagram showing the friction coefficient of various
  • Fig. 5 is a diagram showing the wear rate of various components
  • FIG. 1 is a side view of the device 10 according to the invention in which a
  • Surface 12 is at least partially provided with a layer system 14.
  • the layer system 14 consists of a tetrahedral hydrogen-free amorphous first material applied to the surface 12 of the component 10
  • Carbon layer 16 on which a hydrogen-free amorphous second carbon layer 18 is applied is applied.
  • Layer system 14 preferably has a total layer thickness D of 0.5 to 5 ⁇ on.
  • FIG. 2 shows a side view of the layer system 14, consisting of the first (ta-C sp3-bonded) carbon layer 16 and the second (aC sp2-bonded) carbon layer 18, wherein before the application of the first carbon layer 16, an adhesion layer 20, on the surface 12 of the component 10 of FIG. 1 is applied.
  • FIG. 3 shows a diagram showing mechanical-technological properties in the
  • the first carbon layer 16 may be doped with at least one metal, such as copper (Cu) and / or at least one nonmetal, such as silicon (Si), to match the properties of the layer systems 14 as appropriate To be able to modify requirements and applications.
  • a metal such as copper (Cu)
  • a nonmetal such as silicon (Si)
  • Figure 4 is a graph illustrating the coefficient of friction of various carbon layers in the ball-and-pulley tribometer which may be used for a layer system 14 of Figures 1 and 2 for the present invention; H.
  • oils X-axis
  • X-axis are changed in order to be able to evaluate the influence on the friction behavior of the respective carbon layer.
  • it is therefore possible to select a layer which then fulfills the desired tribological properties for the component 10.
  • FIG. 5 is a diagram showing the wear rate of various
  • Layer system 14 of FIG. 1 and 2 can be used for the present invention, ie here oils (X-axis) are changed so as to assess the influence on the wear behavior of the respective carbon layer can.
  • oils X-axis
  • a specific layer can be selected which then fulfills the desired tribological properties for the component 10.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

Es ist ein Bauteil (10), bei dem mindestens eine Oberfläche (12) zumindest teilweise mit einem Schichtsystem (14) versehen ist, offenbart. Erfindungsgemäß besteht das Schichtsystem (14) aus einer auf die mindestens eine Oberfläche (12) des Bauteils (10) aufgebrachten tetraedrischen wasserstofffreien amorphen ersten Kohlenstoffschicht (16), auf die eine wasserstofffreie amorphe zweite Kohlenstoffschicht (18) aufgebracht ist.

Description

Bauteil, Verwendung eines Bauteils sowie Verfahren zur Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil, bei dem mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem versehen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Verwendung eines Bauteils, bei dem mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem versehen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils, bei dem mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem versehen ist.
Eingangs genannte Bauteile, bei denen mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem versehen ist, finden in diversen technischen Gebieten Anwendung. So sind auch Schichtsysteme aus dem Stand der Technik bekannt, die tribologische Eigenschaften, wie Verschleißbeständigkeit und
reibungsreduzierende Funktionen, aufweisen, um für Bauteile, wie beispielsweise für hochbeanspruchte Kettentriebs-, Wälzlagerkomponenten, Motorenelemente und Werkzeuge, diese Eigenschaften zu gewährleisten. Um einen Verschleißschutz gewährleisten zu können, werden derartige Bauteile, wie z. B. Kettenbolzen, aktuell, durch thermo-chemische Behandlung, wie beispielsweise durch Inchromierung oder durch Wärmebehandlung wie z. B durch Karbonitrieren sowie mittels einer PVD-Beschichtung mit CrN, behandelt. Dies ist beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2004 043 550 A1 und
DE 10 2005 047 440 A1 beschrieben. Nachteiligerweise reichen diese Technologien bei den Bauteilen zum einen jedoch nicht für einen sicheren Schutz gegen Verschleiß bei steigender Beanspruchung aus und zum anderen schonen sie dadurch auch nicht ihre Reibpartner.
Eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist daher, ein Bauteil, bei dem mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem versehen ist, derart weiterzuentwickeln, dass dieses vor tribologischer Beanspruchung geschützt ist und insbesondere dabei einen sicheren und beständigen Verschleißschutz gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil gelöst, das die Merkmale im Anspruch 1 umfasst. Eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, eine Verwendung eines Bauteils, bei dem mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem
Schichtsystem versehen ist, anzugeben, so dass das Bauteil im Betrieb vor
tribologischer Beanspruchung geschützt ist und insbesondere dabei einen sicheren und beständigen Verschleißschutz gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch eine Verwendung eines Bauteils gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 5 umfasst.
Eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, ein serientaugliches und prozesssicheres Verfahren zur Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils anzugeben, das das Bauteil bei steigender
Beanspruchung im Betrieb sicher und beständig vor tribologischer Beanspruchung schützt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils gelöst, das die Merkmale im Anspruch 6 umfasst.
Bei dem erfindungsgemäßen Bauteil ist mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem versehen.
Erfindungsgemäß besteht das Schichtsystem aus einer auf die mindestens eine Oberfläche des Bauteils aufgebrachten tetraedrischen wasserstofffreien amorphen ersten Kohlenstoffschicht, auf die eine wasserstofffreie amorphe zweite
Kohlenstoffschicht aufgebracht ist. Insbesondere ist dabei die erste Kohlenstoffschicht eine sehr harte ta-C
Kohlenstoffschicht und die zweite Kohlenstoffschicht eine tribologisch graphitähnliche Kohlenstoffschicht. Strukturell beschrieben ist die erste Kohlenstoffschicht eine ta-C sp3-gebundene Kohlenstoffschicht und die zweite Kohlenstoffschicht eine a-C sp2- gebundene Kohlenstoffschicht. Vorzugsweise beträgt die Gesamtschichtdicke des Schichtsystems 0,5 bis 5 μηη. Dementsprechend ist eine gesonderte Berücksichtigung hinsichtlich vorhandenen Bauraums nicht notwendig. Bei der gegebenen Schichtdicke sind je nach sp3- bzw. sp2-Anteil die tribologischen Eigenschaften daher in einem sehr weiten Bereich einstellbar.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils ist zumindest auf die mindestens eine Oberfläche des Bauteils vor dem Aufbringen der ersten
Kohlenstoffschicht eine Haftungsschicht aufgebracht.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das in das Schichtsystem mindestens ein Metall und/oder mindestens ein Nichtmetall dotiert ist, um die
Eigenschaften der beiden Kohlenstoffschichten je nach Bedarf und Anwendungsfall modifizieren zu können. Durch Dotieren eines Metalls in eine Kohlenstoffschicht, besitzen diese Schichtsysteme dann beispielsweise hohe Verschleißfestigkeiten, geringe Reibkoeffizienten sowie eine bessere Haftung der Schichten zueinander. D. h., durch eine Veränderung des Metallgehalts lassen sich die Materialeigenschaften der Schichtsysteme stark beeinflussen. Ebenso ist aber denkbar, dass diese
Kohlenstoffschichten mit Elementen wie beispielsweise Silizium, Sauerstoff, etc.
dotiert sind. Silizium beispielsweise erhöht die Temperaturbeständigkeit in
sauerstoffhaltiger Umgebung. Eine Dotierung mit Silizium und Sauerstoff kann die Oberflächenenergie stark herabsetzen (bis hin zu Werten in der Größenordnung von PTFE). Außerdem lassen sich transparente und äußerst kratzfeste Schichten herstellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils, bei dem mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem versehen ist, zeichnet sich erfindungsgemäß durch die folgenden Schritte aus: In einem ersten Schritt wird eine auf die mindestens eine Oberfläche des Bauteils eine tetraedrische wasserstofffreie amorphe erste
Kohlenstoffschicht, die eine ta-C sp3-gebundene Kohlenstoffschicht ist,
abgeschieden. In einem anschließenden Schritt wird auf der ersten Kohlenstoffschicht eine wasserstofffreie amorphe zweite Kohlenstoffschicht, die eine a-C sp2-gebundene Kohlenstoffschicht ist, abgeschieden. Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch vorsehen, dass vor dem Abscheiden der ersten Kohlenstoffschicht eine Haftungsschicht zumindest auf die mindestens eine Oberfläche des Bauteils aufgebracht wird.
Ferner kann eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorsehen, dass in das Schichtsystem mindestens ein Metall und/oder mindestens ein Nichtmetall dotiert wird, um das Schichtsystem an die jeweilige Anwendung
anzupassen (Variation der Härte und der tribologischen Eigenschaften der
Beschichtung).
Das zuvor beschriebene Schichtsystem, bestehend aus den sp3- bzw. sp2- gebundenen Kohlenstoffsichten, bringt hervorragende tribologische Eigenschaften mit sich. Zudem gewährleistet dieses Schichtsystem einen sicheren und beständigen Verschleißschutz für das Bauteil. Somit kann die Erfindung auch für
hochbeanspruchte Maschinenelemente angewandt werden. Dazu gehören
beispielsweise Kettenbolzen und weitere Wälzlagerkomponenten sowie
hochbeanspruchte Motoren komponenten wie Tassenstößel, Pumpenstößel,
Schlepphebel, Steuerkolben der Dieseleinspritzpumpe, etc. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht zusätzlich darin, dass die beiden hier beschriebenen
Kohlenstoffschichten aus anlagentechnischer (z. B: In-Line Anlage) und
prozesstechnischer Sicht die Realisierung des Schichtsystems entsprechend leicht und wirtschaftlich realisieren, so dass mittels der Erfindung eine serientaugliche und prozesssichere Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils geschaffen ist.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren
entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im
Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bauteils, bei dem eine
Oberfläche zumindest teilweise mit einem Schichtsystem
versehen ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Schichtsystems aus Fig. 1 ; Fig. 3 ein Diagramm, das mechanisch-technologische Eigenschaften von Schichtsystemen veranschaulicht, die für die vorliegende Erfindung herangezogen werden können;
Fig. 4 ein Diagramm, das die Reibzahl verschiedener
Kohlenstoffschichten im Kugel-Scheibe-Tribometer
veranschaulicht, die für ein Schichtsystem für die vorliegende Erfindung herangezogen werden können; und
Fig. 5 ein Diagramm, das die Verschleißrate verschiedener
Kohlenstoffschichten im Kugel-Scheibe-Tribometer
veranschaulicht, die für ein Schichtsystem für die vorliegende Erfindung herangezogen werden können.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische
Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Bauteil, die erfindungsgemäße Verwendung eines Bauteils sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils ausgestaltet sein können und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar. Figur 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Bauteils 10, bei dem eine
Oberfläche 12 zumindest teilweise mit einem Schichtsystem 14 versehen ist.
Erfindungsgemäß besteht das Schichtsystem 14 aus einer auf die Oberfläche 12 des Bauteils 10 aufgebrachten tetraedrischen wasserstofffreien amorphen ersten
Kohlenstoffschicht 16, auf die eine wasserstofffreie amorphe zweite Kohlenstoffschicht 18 aufgebracht ist. Das durch die beiden Kohlenstoffschichten 16, 18 gebildete
Schichtsystem 14 weist vorzugsweise eine Gesamtschichtdicke D von 0,5 bis 5 μιτι auf.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist vor dem Aufbringen der ersten
Kohlenstoffschicht 16 eine Haftungsschicht 20 auf die Oberfläche 12 des Bauteils 10 aufgebracht, so dass eine bessere Haftung gewährt ist. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht des Schichtsystems 14, bestehend aus der ersten (ta-C sp3-gebundene) Kohlenstoffschicht 16 und der zweiten (a-C sp2-gebundene) Kohlenstoffschicht 18, wobei vor dem Aufbringen der ersten Kohlenstoffschicht 16 eine Haftungsschicht 20, auf die Oberfläche 12 des Bauteils 10 aus Fig. 1 aufgebracht wird.
Figur 3 zeigt ein Diagramm, das mechanisch-technologische Eigenschaften im
Hinblick auf Adhäsion und Härte von Schichtsystemen 14 veranschaulicht, die für die vorliegende Erfindung herangezogen werden können. So kann beispielsweis die erste Kohlenstoffschicht 16 (s. hierzu Fig. 1 ) mit mindestens einem Metall, wie beispielspiel Kupfer (Cu) und/oder mindestens ein Nichtmetall, wie beispielswiese Silizium (Si) dotiert werden, um die Eigenschaften des Schichtsystemen 14 je nach Bedarf und Anwendungsfall modifizieren zu können.
Figur 4 zeigt ein Diagramm, das die Reibzahl verschiedener Kohlenstoffschichten im Kugel-Scheibe-Tribometer veranschaulicht, die für ein Schichtsystem 14 nach Fig. 1 und 2 für die vorliegende Erfindung herangezogen werden können, d. h. hier werden Öle (X-Achse) verändert, um so den Einfluss auf das Reibverhalten der jeweiligen Kohlenstoffschicht bewerten zu können. Je nach Anwendungsfall des Bauteils 10 (s. hierzu Fig. 1 ) und dessen Beanspruchung im Betrieb, kann somit gezielt eine Schicht gewählt werden, die dann die gewünschten tribologischen Eigenschaften für das Bauteil 10 erfüllt.
Figur 5 zeigt ein Diagramm, das die Verschleißrate verschiedener
Kohlenstoffschichten im Kugel-Scheibe-Tribometer veranschaulicht, die für ein
Schichtsystem 14 nach Fig. 1 und 2 für die vorliegende Erfindung herangezogen werden können, d. h. hier werden Öle (X-Achse) verändert, um so den Einfluss auf das Verschleißverhalten der jeweiligen Kohlenstoffschicht bewerten zu können. Auch hier kann je nach Anwendungsfall des Bauteils 10 (s. hierzu Fig. 1 ) und dessen Beanspruchung im Betrieb, gezielt eine Schicht gewählt werden, die dann die gewünschten tribologischen Eigenschaften für das Bauteil 10 erfüllt. Bezugszeichenliste
Bauteil
Oberfläche
Schichtsystem
tetraedrische wasserstofffreie amorphe erste Kohlenstoffschicht, ta-C sp3-gebundene Kohlenstoffschicht
wasserstofffreie amorphe zweite Kohlenstoffschicht;
a-C sp2-gebundene Kohlenstoffschicht
Haftungsschicht
Gesamtschichtdicke

Claims

P 140824 WO 2015/172775 PCT/DE2015/200065 - 8 -Patentansprüche
1 . Bauteil (10), bei dem mindestens eine Oberfläche (12) zumindest teilweise mit einem Schichtsystem (14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsystem (14) aus einer auf die mindestens eine Oberfläche (12) des Bauteils (10) aufgebrachten tetraedrischen wasserstofffreien amorphen ersten Kohlenstoffschicht (16) besteht, auf die eine wasserstofffreie amorphe zweite
Kohlenstoffschicht (18) aufgebracht ist.
2. Bauteil (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Gesamtschichtdicke (D) des Schichtsystems (14) 0,5 bis 5 μιτι beträgt.
3. Bauteil (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest auf die mindestens eine Oberfläche (12) des Bauteils (10) vor dem Aufbringen der ersten Kohlenstoffschicht (16) eine Haftungsschicht (20) aufgebracht ist.
4. Bauteil (10) nach vorangehenden Ansprüchen, wobei in das Schichtsystem (14) mindestens ein Metall und/oder mindestens ein Nichtmetall dotiert ist.
5. Verwendung eines Bauteils (10), bei dem mindestens eine Oberfläche zumindest teilweise (12) mit einem Schichtsystem (14) nach einem der vorangehenden
Ansprüche 1 bis 4 versehen ist, so dass das Bauteil (10) infolge des Schichtsystems (14) verschleißbeständig und reibungsreduzierend mit einem Reibpartner
zusammenwirkt.
6. Verfahren zur Herstellung eines verschleißbeständigen und reibungsreduzierenden Bauteils (10), bei dem mindestens eine Oberfläche (12) zumindest teilweise mit einem Schichtsystem (14) versehen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Abscheiden einer tetraedrischen wasserstofffreien amorphen ersten
Kohlenstoffschicht (16) auf die mindestens eine Oberfläche (12) des Bauteils (10); und P 140824
WO 2015/172775 PCT/DE2015/200065
- 9 -
Abscheiden einer wasserstofffreien amorphen zweiten Kohlenstoffschicht (18) auf die erste Kohlenstoffschicht (16).
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zumindest auf die mindestens eine Oberfläche (12) des Bauteils (10) vor dem Abscheiden der ersten Kohlenstoffschicht (16) eine Haftungsschicht (20) aufgebracht wird
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei in das Schichtsystem (14) mindestens ein Metall und/oder mindestens ein Nichtmetall dotiert wird.
EP15711040.4A 2014-05-16 2015-02-05 BAUTEIL, VERWENDUNG EINES BAUTEILS SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES VERSCHLEIßBESTÄNDIGEN UND REIBUNGSREDUZIERENDEN BAUTEILS Withdrawn EP3143182A1 (de)

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102015032127B8 (pt) 2015-12-21 2022-09-27 Mahle Metal Leve Sa Elemento deslizante
CN110249115B (zh) * 2017-01-27 2023-09-15 伊顿智能动力有限公司 具有冲压对准的防旋转特征部的泵致动器
DE102018125631A1 (de) * 2018-10-16 2020-04-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schichtsystem, Rollelement und Verfahren

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07268607A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Tdk Corp ダイヤモンドライクカーボン薄膜を有する物品およびその製造方法
JP4135087B2 (ja) * 2003-06-26 2008-08-20 日産自動車株式会社 摺動部材用硬質炭素膜及びその製造方法
JP2006029462A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Kayaba Ind Co Ltd チェーン
DE102004043550B4 (de) 2004-09-09 2012-02-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verschleißfeste Beschichtung, ihre Verwendung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102005047440A1 (de) 2004-09-30 2006-04-13 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager und Verfahren zur Kühlung von Ladeluft
WO2007020139A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Nv Bekaert Sa Substrate coated with a layered structure comprising a tetrahedral carbon layer and a softer outer layer
ES2695024T3 (es) * 2005-08-18 2018-12-28 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfäffikon Sustrato recubierto con una estructura en capas que comprende un recubrimiento de carbono tetraédrico
JP2007162099A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Toyota Motor Corp 硬質炭素膜及びその製造方法並びに摺動部材
CA2625684A1 (en) * 2006-03-17 2007-09-27 Vinder Jaggi Self-supporting multilayer films having a diamond-like carbon layer
JP4944706B2 (ja) * 2007-08-24 2012-06-06 サンデン株式会社 斜板式圧縮機
DE102008016864B3 (de) * 2008-04-02 2009-10-22 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolbenring
DE102011003254A1 (de) * 2011-01-27 2012-08-02 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Gleitelement, insbesondere Kolbenring, mit einer Beschichtung sowie Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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