JP2006077328A - 耐摩耗性被覆及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 耐摩耗性被覆を、少なくとも2つのCrNx相を含む少なくとも1つのナノ結晶機能層(4)により形成する。
【選択図】 図4
Description
RGes=((RTassenstoessel)2+(RNockenwelle)2)0.5
ここにRTassenstoesselはバケットタペットの表面粗さ、RNockewelleはカムシャフトの表面粗さを表す。
2 機械部材の所定の面
3 支持層/付着仲介層
4 ナノ結晶機能層/CrNx相層
5 バケットタペット
6 カム
7 弁軸
8 油圧式支持部品
9 ピストン
10 ハウジング
11 ドラッグレバー
12 ころがり軸受
50 カム接触面
51 バケット外周面
90 ピストンとドラッグレバーの間の接触区域
91 ピストンとハウジングの間の接触区域
Claims (27)
- 機械部材(1)の所定の面(2)の摩擦の減少及び耐摩耗性の増加のために、少なくとも2つのCrNx相を含む少なくとも1つのナノ結晶機能層(4)からなる、特に内燃機関の、摩擦摩耗をこうむる機械部材(1)の所定の面(2)の上の耐摩耗性被覆(3、4)。
- 少なくとも1つの耐摩耗性被覆(4)が主としてCR2N結合及びCrN結合を含む準安定混合層からなることを特徴とする、請求項1に記載の耐摩耗性被覆。
- 準安定混合相のCr2N結合の割合が少なくとも70%であることを特徴とする、請求項2に記載の耐摩耗性被覆。
- 少なくとも1つの機能層(4)が10nmの範囲内の粒度を有することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 少なくとも1つの機能層(4)が2,500HV〜3,200HVの硬さを有することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 少なくとも1つの機能層(4)が最大0.04μmの平均粗さRaを有することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 少なくとも1つの機能層(4)が0.1μmないし4.0μm、とりわけ2.0μmの厚さを有することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 少なくとも1つの機能層(4)が少なくとも2つのCrNx相を含む複数のナノ結晶個別層からなり、個々の層が段階的に又は一定不変の層組成で被着されることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 少なくとも1つの機能層(4)がサブプランテーションした炭素を有することを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 機械部材(1)の所定の面(2)とCrNx機能層(4)の間に少なくとも1つの支持層(3)及び/又は少なくとも1つの付着仲介層(3)が設けられ、上記の層(3)が例えばPVD(物理蒸着)法により金属含有、例えばタングステン含有炭素層として、遷移金属の炭化物及び/又は窒化物を有する層として、熱処理により肌焼、炭窒化又は浸炭窒化層として、熱化学的方法により窒化又はホウ素化層として、電気メッキ法によりクロム含有層等として形成されていることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 少なくとも1つの支持層(3)及び/又は少なくとも1つの付着仲介層(3)が約0.1μmないし4.0μmの厚さを有することを特徴とする、請求項10に記載の耐摩耗性被覆。
- 機械部材(1)の所定の面(2)が16MnCr5、C45、100Cr6、31CrMoV9、80Cr2等からなることを特徴とする、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 機械部材(1)の所定の面(2)が最大0.03μmの平均粗さRaを有することを特徴とする、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- タペット(5)、ドラッグレバー又はロッカアーム(11)として形成された機械部材の上の摺動接触層として使用されていることを特徴とする、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆(3、4)。
- バケットタペット(5)のカム接触面(50)又はバケットタペット(5)のカム接触面(50)及びバケット外周面(51)の全部又は一部を形成していることを特徴とする請求項1乃至9いずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 弁駆動機構部品、機械式又は油圧式バケットタペット、弁軸又は弁軸ささえ、油圧式支持又は差込み部材、ころがり軸受部品、特にエンジン区域の噴射ノズルのための制御ピストン、解放用軸受、ピストンピン、軸受ブシュ、リニアガイド等の所定の面の上の層として設けられていることを特徴とする、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の耐摩耗性被覆。
- 特に内燃機関の、摩擦摩耗をこうむる機械部材(1)の所定の面(2)の耐摩耗性被覆(3、4)の製造方法において、
機械部材(1)の所定の面(2)の摩擦の減少及び耐摩耗性の増加のために、機械部材(1)の所定の面(2)に少なくとも2つのCrNx相からなる少なくとも1つのナノ結晶機能層(4)を被着することを含む方法。 - 少なくとも1つのナノ結晶機能層(4)をPVD法、とりわけ反応性PVDスパッタリング法により機械部材(1)の所定の面(2)に析出することを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 少なくとも1つの機能層(4)を、主としてCr2N結合及びCrN結合を含む準安定相から形成することを特徴とする、請求項17又は18に記載の方法。
- 準安定混合相のCr2N結合の割合が少なくとも70%である少なくとも1つの機能層(4)を形成することを特徴とする、請求項17乃至19のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも2つのCrNx相を含む複数のナノ結晶個別層からなる少なくとも1つの機能層(4)を形成し、その際個々の層を段階的に又は一定不変の層組成で被着することを特徴とする請求項17乃至20のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの機能層(4)に炭素のサブプランテーションを行うことを特徴とする、請求項17乃至21のいずれか一項に記載の方法。
- 機械部材(1)の所定の面(2)と四面体アモルファス炭素層(4)との間に少なくとも1つの支持層(3)及び/又は少なくとも1つの付着仲介層(3)を設け、上記の層(3)を例えばPVD法により金属含有、例えばタングステン含有炭素層として、遷移金属の炭化物及び/又は窒化物を有する層として、熱処理により肌焼、炭窒化又は浸炭窒化層として、熱化学的方法により窒化又はホウ素化層として、電気メッキ法によりクロム含有層、例えば窒化クロム層等として形成することを特徴とする、請求項17乃至22のいずれか一項に記載の方法。
- 析出の前に機械部材(1)の所定の面(2)を肌焼き及び/又は炭窒化し、焼戻すことを特徴とする請求項17乃至23のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの析出した機能層(4)の機械的再加工を行わないことを特徴とする請求項17乃至24のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの機能層(4)の析出を、機械部材(1)の焼戻し温度より低い被覆処理温度で行うことを特徴とする請求項17乃至25のいずれか一項に記載の方法。
- 機械部材(1)の所定の面(2)の再熱処理を行わないことを特徴とする請求項17乃至26のいずれか一項に記載の方法。
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