EP3322841A1 - Kunststoffbauteil sowie verfahren zur herstellung eines kunststoffbauteils - Google Patents

Kunststoffbauteil sowie verfahren zur herstellung eines kunststoffbauteils

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EP3322841A1
EP3322841A1 EP16720706.7A EP16720706A EP3322841A1 EP 3322841 A1 EP3322841 A1 EP 3322841A1 EP 16720706 A EP16720706 A EP 16720706A EP 3322841 A1 EP3322841 A1 EP 3322841A1
Authority
EP
European Patent Office
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coating
plastic component
base body
pvd
pacvd
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16720706.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Milan Madron
Helmut Schillinger
Yashar Musayev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3322841A1 publication Critical patent/EP3322841A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D7/10—Bearings
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    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
    • C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
    • C25D5/14—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium two or more layers being of nickel or chromium, e.g. duplex or triplex layers

Definitions

  • the invention relates to a plastic component, comprising a base body of a polymer material and at least one at least partially arranged on the base body coating to increase a load capacity of the plastic component.
  • the invention also relates to a method for producing a plastic component, wherein a base body of the plastic component is made of a polymer material, and wherein the base body is at least partially coated to increase a load capacity of the plastic component.
  • the field of application of the plastic component according to the invention extends primarily to the automotive industry and the aerospace industry. Furthermore, the field of application of the plastic component according to the invention also extends to other industrial applications.
  • plastic components In motor vehicles different plastic components are installed.
  • the field of application of the plastic components claimed here extends primarily to technically highly loaded plastic components, such as bearing components, components for linear guides and clamping and guide rails.
  • the field of application extends to plastic components, which are used for the transmission of electrical voltages, dissipation of static electricity and electromagnetic shielding.
  • a particularly preferred example of highly loaded plastic components are bearing cages, in particular for rolling bearings, which guide the rolling elements of the roller bearings in pockets.
  • Such bearing cages are subject in use different loads, especially mechanical and thermal type, and a resulting wear.
  • Another preferred example of highly loaded plastic components are slide rails, especially for chain drives. Also, slide rails are not only subject to mechanical loads during use, but also to thermal loads.
  • DE 10 2008 022 31 1 A1 discloses a cage for rolling elements of a bearing, comprising a base body made of plastic, and a fixed to the base body coating of a metal, which covers the body at least in sections.
  • the coating is applied to the base body by an electrochemical process.
  • DE 10 2013 209 030 A1 discloses a method for applying corrosion protection to a metallic component.
  • a chemical, galvanic or a PVD / PACVD wear protection layer is applied to the metallic component.
  • the application of a PVD / PACVD layer on a plastic component is unusual.
  • DE101 52 055 A1 describes the application of amorphous carbon layers to a temperature-sensitive surface made of plastic by means of a
  • EP 1870609 A1 discloses a rolling bearing with a plastic cage, which has a DLC layer.
  • the object of the invention is to provide a plastic component for a motor vehicle, which is particularly suitable for highly loaded applications.
  • a plastic component comprising a base body of a polymer material and at least one, at least partially disposed on the base body coating to increase a load capacity of the plastic component, wherein the at least one coating a first coating in the form of a PVD / PACVD coating and a second coating in the form of a galvanic coating.
  • the first coating is applied by a combined method according to Physical Vapor Deposition (PVD) and Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition (PACVD).
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • PACVD Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition
  • particles are removed from a target material by sputtering and transported in the plasma to the surface to be treated, namely the surface of the plastic component.
  • the layer deposition takes place via the plasma excitation of a hydrocarbon-containing gas.
  • the combination of PVD and PACVD produces the at least one coating which makes it possible to increase the load on the plastic component.
  • the plastic components according to the invention can be used in areas where previously comparatively much more expensive metallic components were used. Further advantages of the plastic components according to the invention compared to metallic components made of steel or brass are in particular the low weight and the improved noise behavior. Compared to plastic components which have no coating according to the invention, the strength and wear resistance is increased by the coating according to the invention and the friction is reduced. In particular, this extends the entire life of the plastic components.
  • the main body is a bearing cage or a clamping rail.
  • the base body is formed of a polyamide material.
  • the polyamide material is PA6, PA46 or PA66.
  • the polyamide material is reinforced with glass fibers, minerals, glass beads, carbon fibers or a combination of reinforcing components.
  • the first coating comprises a metal, a non-metal or a carbon compound.
  • the at least one coating comprises metals such as chromium, titanium, nickel, molybdenum, as well as nitrides, carbonitrides, oxides and carbides of metals and non-metals.
  • Examples of these are chromium nitride, titanium nitride, titanium carbide, titanium carbonitride, silicon carbide, tungsten carbide, silicon oxide.
  • Examples of coatings comprising a carbon compound so-called carbon-based layer systems, are aC: H, aC: H: Me and aC: H: X, where Me is metal and X is non-metal.
  • a first coating comprising a metal is formed in particular by the PVD method.
  • a first coating comprising a nonmetal or a carbon compound is formed by the PACVD method, with nonmetals preferably doped.
  • the first coating may be multi-layered, wherein identical or different materials for the partial layers may be used.
  • a second coating is arranged at least indirectly on the base body, wherein the second coating is formed galvanically.
  • the galvanic process for the formation of the second coating in particular copper, nickel, chromium, silver, zinc and gold are deposited directly on the base body or on the first coating.
  • the at least one further coating comprises alloys of the aforementioned metals, such as, for example, nickel-phosphorus, bronze, brass and various chromium and zinc alloys.
  • the second coating can also be multi-layered, it being possible for identical or different materials to be used for the partial layers.
  • the plastic component is designed such that the main body is a bearing cage or a clamping rail.
  • the first coating is arranged on the base body and the second coating is arranged on the first coating. Conversely, it can be just as advantageous if on the Base body, the second coating is arranged and on the second coating, the first coating is arranged.
  • the object is further for the inventive method for producing a plastic component, in particular a plastic component according to the invention as stated above, for a motor vehicle, wherein a base body of the plastic component is made of a polymer material, wherein on the body at least partially at least one coating is applied to a
  • the at least one coating comprising a first coating in the form of a PVD / PACVD coating by means of a combined PVD / PACVD method and a second coating in the form of a galvanic coating formed by means of a galvanic process becomes.
  • the second coating is applied either before the first coating on the base body or after the first coating on the first coating.
  • the inventive method for producing the plastic component for the motor vehicle essentially comprises the following method steps. First, a main body of the plastic component is made of a polymer material. Before applying the at least one coating, the plastic component is thoroughly cleaned. If the first coating is first applied to the base body, this is placed in the coating chamber. The coating chamber is evacuated. The main body is etched and at least partially coated according to the PVD / PACVD process. The deposition temperature is less than 140 °, the gas pressure is between 0.1 and 0.0001 mbar. Depending on the coating to be produced, different gases can be used. Essentially, C2H2 gas is intended for carbon based coatings. Nitridic coatings are produced using N 2 gas and oxide coatings when using O 2 gas. The target material is preferably formed of metals such as chromium, titanium, molybdenum or tungsten carbide. To the Finally, the coating chamber is pumped off and the finished coated plastic component removed.
  • the galvanic process comprises the following process steps. First, the plastic component is stretched in the coating device and thoroughly cleaned by hot degreasing, pickling or electrolytic degreasing. This is followed by the application of the second coating by the galvanic process.
  • Nickel sulfamate arranged.
  • the deposition temperature is less than 100 °, the current density being between 0.5 and 15A dm 2 .
  • a post-treatment such as a passivation or chromating.
  • the plastic component according to the invention is dried and removed.
  • FIG. 1 shows a simplified schematic sectional illustration of a plastic component according to the invention
  • Figure 2 is a perspective view of a tensioning rail according to the invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a bearing cage according to the invention. Detailed description of the drawing
  • the base body 1 of a plastic component according to the invention consists of a polyamide material.
  • a first coating 2a and a second coating 2b are arranged to increase a load capacity of the plastic component, wherein the second coating 2b is disposed directly on the base body 1, and wherein the first coating 2a is disposed on the second coating 2b.
  • the first coating 2a is a PVD / PACVD coating and the second coating 2b is a galvanic coating.
  • the first coating 2a comprises chromium nitride, the second coating 2b comprising chromium.
  • a plastic component 10 is shown, whose base body 1 is a bearing cage 3.
  • a coating 2 is formed on the bearing cage 3, which comprises the first coating and the second coating.
  • a plastic component 10 is shown, whose base body 1 is a tensioning rail 4.
  • a PVD / PACVD method - not shown here - coating 2a is arranged on the clamping rail 4.
  • a second coating 2b is arranged above this first coating 2a, the second coating 2b being applied by a galvanic process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Grundkörper (1) aus einem Polymerwerkstoff sowie mindestens eine zumindest teilweise an dem Grundkörper (1) angeordnete Beschichtung (2) zur Erhöhung einer Belastbarkeit des Kunststoffbauteils, wobei die mindestens eine Beschichtung (2) eine erste Beschichtung (2a) in Form einer PVD/PACVD-Beschichtung und eine zweite Beschichtung (2b) in Form einer galvanischen Beschichtung umfasst. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Grundkörper(1) des Kunststoffbauteils (10) aus einem Polymerwerkstoff hergestellt wird, und wobei auf dem Grundkörper (1) zumindest teilweise mindestens eine Beschichtung (2) aufgebracht wird, um eine Belastbarkeit des Kunststoffbauteils zu erhöhen.

Description

Titel
Kunststoffbauteil sowie Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kunststoffbauteil, umfassend einen Grundkörper aus einem Polymerwerkstoff sowie mindestens eine zumindest teilweise an dem Grundkörper angeordnete Beschichtung zur Erhöhung einer Belastbarkeit des Kunststoffbauteils.
Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbau- teils, wobei ein Grundkörper des Kunststoffbauteils aus einem Polymerwerkstoff hergestellt wird, und wobei der Grundkörper zumindest teilweise zur Erhöhung einer Belastbarkeit des Kunststoffbauteils beschichtet wird.
Gebiet der Erfindung
Das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Kunststoffbauteils erstreckt sich vornehmlich auf die Automobilindustrie sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie. Des Wei- teren erstreckt sich das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Kunststoffbau- teils auch auf weitere Industrieanwendungen.
In Kraftfahrzeugen werden unterschiedliche Kunststoffbauteile verbaut. Das Anwendungsgebiet der hier beanspruchten Kunststoffbauteile erstreckt sich vornehmlich auf technisch hochbelastete Kunststoffbauteile, wie beispielsweise Lagerbauteile, Komponenten für Linearführungen sowie Spann- und Führungsschienen. Ebenso erstreckt sich das Anwendungsgebiet auf Kunststoffbauteile, die zur Übertragung von elektrischen Spannungen, Ableitung von statischer Elektrizität sowie zur elektromagnetischen Abschirmung verwendet werden.
Ein besonders bevorzugtes Beispiel für hochbelastete Kunststoffbauteile sind Lagerkäfige, insbesondere für Wälzlager, die die Wälzkörper der Wälzlager in Taschen füh- ren. Solche Lagerkäfige unterliegen im Einsatz verschiedenen Belastungen, insbesondere mechanischer und thermischer Art, sowie einem daraus erwachsenden Verschleiß. Ein weiteres bevorzugtes Beispiel für hochbelastete Kunststoffbauteile sind Spannschienen, insbesondere für Kettentriebe. Auch Spannschienen unterliegen im Einsatz nicht nur mechanischen Belastungen sondern auch thermischen Belastungen.
Aus der DE 10 2008 022 31 1 A1 geht ein Käfig für Wälzkörper eines Lagers hervor, umfassend ein Grundkörper aus Kunststoff, und eine an dem Grundkörper befestigte Beschichtung aus einem Metall, die den Grundkörper mindestens abschnittsweise überdeckt. Insbesondere wird die Beschichtung nach einem elektrochemischen Verfahren auf den Grundkörper aufgebracht. Des Weiteren geht aus der DE 10 2013 209 030 A1 ein Verfahren zum Aufbringen eines Korrosionsschutzes auf ein metallisches Bauteil hervor. Dabei wird eine chemische, galvanische oder eine PVD/PACVD-Verschleißschutzschicht auf das metallische Bauteil aufgetragen. Die Aufbringung einer PVD/PACVD-Schicht auf einem Kunststoffbauteil ist unüblich.
Die DE101 52 055 A1 beschreibt die Aufbringung von amorphen Kohlenstoffschichten auf eine temperaturempfindliche Oberfläche aus Kunststoff mittels eines
PVD/PECVD- bzw. PVD/PACVD-Verfahrens. Die EP 1870609 A1 offenbart ein Wälzlager mit einem Käfig aus Kunststoff, der eine DLC-Schicht aufweist.
Aufgabenstellung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kunststoffbauteil für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das insbesondere für hochbelastete Anwendungen geeignet ist. Erfindungsgemäße Lösung
Erfindungsgemäß ist ein Kunststoffbauteil vorgeschlagen, umfassend einen Grundkörper aus einem Polymerwerkstoff sowie mindestens eine, zumindest teilweise an dem Grundkörper angeordnete Beschichtung zur Erhöhung einer Belastbarkeit des Kunststoffbauteils, wobei die mindestens eine Beschichtung eine erste Beschichtung in Form einer PVD/PACVD- Beschichtung und eine zweite Beschichtung in Form einer galvanischen Beschichtung umfasst. Mit anderen Worten wird die erste Beschichtung nach einem kombinierten Verfahren gemäß Physical Vapour Deposition (PVD) und plasmaunterstützter Chemical Vapour Deposition (PACVD) aufgebracht. Im PVD- Verfahren werden beispielsweise durch Sputtern Partikeln aus einem Targetmaterial herausgelöst und im Plasma auf die zu behandelnde Oberfläche, nämlich die Oberfläche des Kunststoffbauteils transportiert. Beim PACVD-Verfahren erfolgt die Schicht- abscheidung beispielsweise über die Plasmaanregung eines kohlenwasserstoffhalti- gen Gases. Mithin wird durch die Kombination von PVD und PACVD die mindestens eine Beschichtung erzeugt, die es ermöglicht, die Belastung des Kunststoffbauteils zu erhöhen. Somit können die erfindungsgemäßen Kunststoffbauteile in Gebieten Anwendung finden, in denen bisher vergleichsweise viel teuerere metallische Bauteile zum Einsatz kamen. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Kunststoffbauteile ge- genüber metallischen Bauteilen aus Stahl oder Messing sind insbesondere das geringe Gewicht sowie das verbesserte Geräuschverhalten. Gegenüber von Kunststoffbauteilen, die keine erfindungsgemäße Beschichtung aufweisen, wird durch die erfindungsgemäße Beschichtung die Festigkeit und Verschleißbeständigkeit erhöht und die Reibung gemindert. Insbesondere wird dadurch die gesamte Lebensdauer der Kunststoffbauteile verlängert.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Grundkörper ein Lagerkäfig oder eine Spannschiene ist. Vorzugsweise ist der Grundkörper aus einem Polyamidwerkstoff ausgebildet. Insbesondere ist der Polyamidwerkstoff PA6, PA46 oder PA66. Ferner ist es denkbar, dass der Polyamidwerkstoff mit Glasfasern, Mineralien, Glaskugeln, Kohlefasern oder einer Kombination von Verstärkungskomponenten verstärkt ist. Des Weiteren bevorzugt umfasst die erste Beschichtung ein Metall, ein Nichtmetall oder eine Kohlenstoffverbindung. Insbesondere umfasst die mindestens eine Beschichtung Metalle wie Chrom, Titan, Nickel, Molybdän, sowie Nitride, Karbonitride, Oxide und Karbide von Metallen und Nichtmetallen. Beispiele dafür sind Chromnitrid, Titannitrid, Titankarbid, Titan karbonitrid, Siliziumkarbid, Wolfram karbid, Siliziumoxid. Beispiele für Beschichtungen, die eine Kohlenstoffverbindung umfassen, sogenannte kohlenstoffbasierte Schichtsysteme sind a-C:H, a-C:H:Me und a-C:H:X, wobei Me für Metall und X für Nichtmetall steht. Eine erste Beschichtung, umfassend ein Metall, wird insbesondere durch das PVD-Verfahren gebildet. Ferner wird eine erste Be- Schichtung, umfassend ein Nichtmetall oder eine Kohlenstoffverbindung, durch das PACVD-Verfahren gebildet, wobei Nichtmetalle vorzugsweise hinzu dotiert werden. Dabei kann die erste Beschichtung mehrlagig ausgeführt sein, wobei gleiche oder unterschiedliche Materialien für die Teilschichten zum Einsatz kommen können. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine zweite Beschichtung zumindest mittelbar an dem Grundkörper angeordnet, wobei die zweite Beschichtung galvanisch ausgebildet ist. Im galvanischen Verfahren zur Ausbildung der zweiten Beschichtung wird insbesondere Kupfer, Nickel, Chrom, Silber, Zink und Gold unmittelbar auf den Grundkörper oder auf die erste Beschichtung abgeschieden. Ferner ist es auch denkbar, dass die mindestens eine weitere Beschichtung Legierungen der zuvor genannten Metalle umfasst, so wie beispielsweise Nickel-Phosphor, Bronze, Messing sowie verschiedene Chrom- und Zinklegierungen. Dabei kann auch die zweite Beschichtung mehrlagig ausgeführt sein, wobei gleiche oder unterschiedliche Materialien für die Teilschichten zum Einsatz kommen können.
Mithin erfolgt eine Metallisierung des Kunststoffbauteils stets über eine galvanische Beschichtung oder über eine PVD-Beschichtung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Kunststoffbauteil derart ausgebildet, dass der Grundkörper ein Lagerkäfig oder eine Spannschiene ist.
Es hat sich sowohl als vorteilhaft erwiesen, wenn auf dem Grundkörper die erste Beschichtung angeordnet ist und auf der ersten Beschichtung die zweite Beschichtung angeordnet ist. Umgekehrt kann es aber ebenso vorteilhaft sein, wenn auf dem Grundkörper die zweite Beschichtung angeordnet ist und auf der zweiten Beschich- tung die erste Beschichtung angeordnet ist.
Die Aufgabe wird weiterhin für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils, insbesondere eines erfindungsgemäßen Kunststoffbauteils wie oben ausgeführt, für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Grundkörper des Kunststoffbauteils aus einem Polymerwerkstoff hergestellt wird, wobei auf dem Grundkörper zumindest teilweise mindestens eine Beschichtung aufgebracht wird, um eine Belastbarkeit des Kunststoffbauteils zu erhöhen, dadurch gelöst, dass die mindestens eine Beschich- tung umfassend eine erste Beschichtung in Form einer PVD/PACVD- Beschichtung mittels eines kombinierten PVD/PACVD-Verfahrens und eine zweite Beschichtung in Form einer galvanischen Beschichtung mittels eines galvanischen Verfahrens ausgebildet wird. Die zweite Beschichtung wird dabei entweder vor der ersten Beschichtung auf den Grundkörper oder nach der ersten Beschichtung auf die erste Beschichtung aufgebracht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Kunststoffbauteils für das Kraft- fahrzeug umfasst im Wesentlichen folgende Verfahrensschritte. Zunächst wird ein Grundkörper des Kunststoffbauteils aus einem Polymerwerkstoff hergestellt. Vor dem Aufbringen der mindestens einen Beschichtung wird das Kunststoffbauteil gründlich gereinigt. Sofern die erste Beschichtung zuerst auf den Grundkörper aufgetragen wird, wird dieser in die Beschichtungskammer gelegt. Die Beschichtungskammer wird evakuiert. Der Grundkörper wird geätzt und gemäß dem PVD/PACVD-Verfahren zumindest teilweise beschichtet. Dabei ist die Abscheidetemperatur geringer als 140°, wobei der Gasdruck zwischen 0,1 und 0,0001 mbar beträgt. Je nach zu erzeugender Beschich- tung können unterschiedliche Gase verwendet werden. Im Wesentlichen wird C2H2- Gas für kohlenstoffbasierte Beschichtungen vorgesehen. Nitridische Beschichtungen werden bei einem Einsatz von N2-Gas und oxidische Beschichtungen bei einem Einsatz von O2-Gas erzeugt. Das Targetmaterial ist vorzugsweise aus Metallen wie beispielsweise Chrom, Titan, Molybdän oder aus Wolframkarbid ausgebildet. Zum Schluss wird die Beschichtungskammer abgepumpt und das fertig beschichtete Kunststoffbauteil entnommen.
An dem Grundkörper wird weiterhin - zumindest teilweise - die zweite Beschichtung nach einem galvanischen Verfahren aufgebracht, wobei die zweite Beschichtung auf die erste Beschichtung aufgebracht wird. Das galvanische Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte. Zunächst wird das Kunststoffbauteil in die Beschichtungsvorrich- tung gespannt und gründlich durch Heißentfetten, Beizen oder einer elektrolytischen Entfettung gereinigt. Hiernach folgt das Aufbringen der zweiten Beschichtung nach dem galvanischen Verfahren. Beispielsweise ist dazu eine Nickelanode in
Nickelsulfamat angeordnet. Die Abscheidetemperatur ist geringer als 100°, wobei die Stromdichte zwischen 0,5 und 15A dm2 beträgt. Je nach Anwendung erfolgt eine Nachbehandlung wie beispielsweise eine Passivierung oder Chromatierung. Zum Schluss wird das erfindungsgemäße Kunststoffbauteil getrocknet und entnommen.
Beim galvanischen Verfahren werden lediglich Metalle abgeschieden. Demgegenüber werden beim PVD/PACVD-Verfahren Metalle, Nitride, Karbonitride, Karbide, Oxide, Nichtmetalle oder Kohlenstoffverbindungen abgeschieden. Kurzbeschreibung der Zeichnung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
Figur 1 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffbauteils,
Figur 2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Spannschiene, und
Figur 3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lagerkäfigs. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Nach Figur 1 besteht der Grundkörper 1 eines erfindungsgemäßen Kunststoffbauteils aus einem Polyamid Werkstoff. An dem Grundkörper 1 sind eine erste Beschichtung 2a und eine zweite Beschichtung 2b zur Erhöhung einer Belastbarkeit des Kunststoffbauteils angeordnet, wobei die zweite Beschichtung 2b unmittelbar an dem Grundkörper 1 angeordnet ist, und wobei die erste Beschichtung 2a an der zweiten Beschichtung 2b angeordnet ist. Dabei ist die erste Beschichtung 2a eine PVD/PACVD- Beschichtung und die zweite Beschichtung 2b eine galvanische Beschichtung. Im Wesentlichen um- fasst die erste Beschichtung 2a Chromnitrid, wobei die zweite Beschichtung 2b Chrom umfasst.
Gemäß Figur 2 ist ein Kunststoffbauteil 10 dargestellt, dessen Grundkörper 1 ein Lagerkäfig 3 ist. Zur Erhöhung der Belastbarkeit des aus einem Polymerwerkstoff beste- henden Lagerkäfigs 3 ist eine Beschichtung 2 an dem Lagerkäfig 3 ausgebildet, die die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung umfasst.
Nach Figur 3 ist ein Kunststoffbauteil 10 dargestellt, dessen Grundkörper 1 eine Spannschiene 4 ist. Zur Erhöhung der Belastbarkeit der aus einem Polymerwerkstoff bestehenden Spannschiene 4 ist eine nach einem PVD/PACVD-Verfahren aufgebrachte - hier nicht dargestellte - Beschichtung 2a an der Spannschiene 4 angeordnet. Ferner ist über dieser ersten Beschichtung 2a eine zweite Beschichtung 2b angeordnet, wobei die zweite Beschichtung 2b nach einem galvanischen Verfahren aufgebracht ist.
Bezugszeichenliste
1 Grundkörper
2 Beschichtung
2a erste Beschichtung
2b zweite Beschichtung
3 Lagerkäfig
4 Spannschiene
0 Kunststoffbauteil

Claims

Patentansprüche
1 . Kunststoffbauteil (10), umfassend einen Grundkörper (1 ) aus einem
Polymerwerkstoff sowie mindestens eine, zumindest teilweise an dem Grundkörper (1 ) angeordnete Beschichtung (2) zur Erhöhung einer Belastbarkeit des Kunststoffbauteils, wobei die mindestens eine Beschichtung (2) eine erste Beschichtung (2a) in Form einer PVD/PACVD- Beschichtung und eine zweite Beschichtung (2b) in Form einer galvanischen Beschichtung umfasst.
2. Kunststoffbauteil nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 ) aus einem Polyamid Werkstoff ausgebildet ist.
3. Kunststoffbauteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung (2a) ein Metall, ein Nichtmetall oder eine Kohlenstoffverbindung umfasst.
4. Kunststoffbauteil nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Beschichtung (2a) aus einem Material der Gruppe umfassend Chrom, Titan, Nickel, ein Nitrid, ein Karbonitrid, ein Karbid, ein Oxid, a-C:H, a-C:H:Me, a-C:H:X, wobei Me für ein Metall und X für ein Nichtmetall steht, gebildet ist.
5. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschichtung (2b) aus einem Material der Gruppe umfassend Kupfer, Nickel, Chrom, Silber, Zink, Gold, Nickel-Phosphor, Bronze, Messing, eine Chromlegierung, eine Zinklegierung, eine Legierung umfassend mindestens zwei der Metalle Kupfer, Nickel, Chrom, Silber, Zink, Gold, gebildet ist.
6. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 ) ein Lagerkäfig (3) oder eine Spannschiene (4) ist.
7. Kunststoffbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Grundkörper (1 ) die erste Beschichtung (2a) angeordnet ist und auf der ersten Beschichtung (2a) die zweite Beschichtung (2b) angeordnet ist, oder umgekehrt.
8. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbauteils (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Grundkörper (1 ) des Kunststoffbauteils aus einem Polymerwerkstoff hergestellt wird, wobei auf dem Grundkörper (1 ) zumindest teilweise mindestens eine Beschichtung (2) aufgebracht wird, um eine Belastbarkeit des Kunststoffbauteils zu er- höhen,
dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beschichtung (2) umfassend eine erste Beschichtung (2a) in Form einer PVD/PACVD- Beschichtung mittels eines kombinierten PVD/PACVD-Verfahrens und eine zweite Beschichtung (2b) in Form einer galvanischen Beschichtung mittels eines galvanischen Verfahrens ausgebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Beschichtung (2b) entweder vor der ersten Beschichtung (2a) auf den Grundkörper (1 ) oder nach der ersten Beschichtung (2a) auf die erste Beschichtung (2a) aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass im PVD/PACVD-Verfahren die Abscheidetemperatur geringer als 140° gewählt wird und ein Gasdruck zwischen 0,1 und 0,0001 mbar ge- wählt wird.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass im galvanischen Verfahren die Abscheidetemperatur geringer als 100° gewählt wird und die Stromdichte zwischen 0,5 und 15A dm2 ge- wählt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass auf die zweite Beschichtung (2b) eine Passivierung oder Chromatierung aufgebracht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass beim galvanischen Verfahren Metalle abgeschieden werden und beim PVD/PACVD-Verfahren Metalle, Nitride, Karbide, Oxide, Nichtmetalle oder Kohlenstoffverbindungen abgeschieden werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 ) aus einem Polyamidwerkstoff mit der zweiten Beschichtung (2b) aus Chrom beschichtet wird und die zweite Beschichtung (2b) mit der ersten Beschichtung (2a) aus Chromnitrid beschichtet wird.
EP16720706.7A 2015-07-15 2016-03-16 Kunststoffbauteil sowie verfahren zur herstellung eines kunststoffbauteils Withdrawn EP3322841A1 (de)

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