KR102184805B1

KR102184805B1 - 코팅을 갖는 슬라이딩 요소, 특히 피스톤 링

Info

Publication number: KR102184805B1
Application number: KR1020157013496A
Authority: KR
Inventors: 마르커스 케네디; 랄프 라머스; 유리이 이바노프; 미하엘 치나볼트
Original assignee: 페데랄-모굴 부르샤이트 게엠베하
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2020-12-01
Also published as: WO2014068040A1; BR112015009584A2; JP6333270B2; RU2632338C2; EP2914761A1; JP2016502593A; PT2914761T; US20150292622A1; KR20150080540A; EP2914761B1; US9488276B2; CN104812926B; CN104812926A; DE102012219930A1; RU2015120606A; BR112015009584B1

Abstract

본 발명은 내측으로부터 외측으로 금속-함유 결합층 및 DLC 층을 갖는 코팅을 갖는 적어도 하나의 슬라이딩 표면을 갖는 슬라이딩 요소, 특히 피스톤 링에 관한 것으로서, 상기 DLC 층은 상기 결합층으로부터 인접한 DLC 커버층으로 연장되고 탄소 함량이 약 98.5 at% 이상이고 산소 및/또는 수소 및/또는 질소 함량이 각각 약 0.5 at% 이하이며 탄소의 sp2/sp3 비가 약 1 내지 약 3인 DLC 주층, 및 상기 DLC 주층으로부터 상기 슬라이딩 요소의 표면으로 연장되고 상기 주층과 비교하여 더 낮은 탄소 함량 및/또는 더 높은 산소 함량 및/또는 더 높은 수소 함량을 갖고 금속 및/또는 금속 산화물도 가지며 탄소의 sp2/sp3 비가 약 1 내지 약 3인 DLC 커버층을 갖는 비결정형의 수소-부재 다이아몬드-유사 탄소 층이다.

Description

코팅을 갖는 슬라이딩 요소, 특히 피스톤 링{SLIDING ELEMENT, IN PARTICULAR A PISTON RING, HAVING A COATING}

본 발명은 내측으로부터 외측으로 금속-함유 결합층 및 커버층(covering layer) 및 주층(main layer)으로 이루어지는 DLC 층을 포함하는 코팅을 갖는 적어도 하나의 슬라이딩 표면을 갖는 슬라이딩 요소(element), 특히 피스톤 링에 관한 것이다.

내연기관에 의한 낮은 연료 소비에 대한 고조된 소비자의 요구 및 갈수록 엄격해지는 법규(legal provisions)는 기계적 마찰 손실에서의 지속적인 감소를 필요로 한다. 그러나, 이것은 그 부분을 위해 특히 내마모성인 부품을 필요로 하는 터보차징(turbocharging) 및 직접 주입과 같은 성능 최적화의 도입으로 인한 현저하게 증가된 부품 요구사항 또한 동반된다.

높은 스트레스를 받는 피스톤 링의 내용 연한(service life)을 보호하기 위하여, DE 44 19 713에 개시되어 있는 것과 같은 초경-금속(hard-metal) 코팅의 사용이 증가하고 있다. 예를 들면, CrN 및 TiN과 같은 금속 질화물(nitride)은 그로 인해 대부분 물리적 증기 증착에 의해 단일 또는 다수층으로 형상화된다.

시스템 피스톤 링/실린더 배럴 면에서의 마찰을 감소시키기 위하여, 비결정형(amorphous) DLC(diamond-like carbon) 코팅이 사용된다(VDI Standard 2840). 그러나, 이들은 여전히 너무 짧은 내용 연한을 갖는다. 또한, 점착성과 이로 인한 내용 연한을 감소시키는 내부 스트레스의 형성으로 인해, 도포되는 층의 두께는 DE 10 2005 063 123 B에 개시되어 있는 것과 같이 대략 5 ㎛로 제한된다.

DE 40 40 456 C1 및 DE 198 50 218 C1은 종래의 스퍼터링(sputtering) 공정 또는 소위 진공 아크 공정을 이용하는 비결정형의 수소-부재 다이아몬드-유사 탄소층 시스템을 개시한다. 상기 층의 경도 정도가 높은 것은 개선된 마모 값을 보증한다. 상기 경도는 그로 인해 결합 특성, 즉 sp2 대 sp3 탄소 결합의 비에 의해 실질적으로 결정된다. sp3 함량이 높을수록 DLC 층이 더 단단하고 보다 강해진다.

소위 수소-부재 또는 산소- 및 수소-부재인 비결정형의 다이아몬드-유사 층의 제조는 DE 10 2008 022 039 A1 및 EP 0 724 023 A1에 개시되어 있다.

그러나, 비결정형의 수소-부재 다이아몬드-유사 탄소 층의 높은 경도 정도 및 높은 탄성 모듈러스(modulus)는 또한 일부 기술적 문제를 수반한다. 한편으로, 매우 단단한 층의 표면은 높은 표면 압력에서 표면에서 붕괴가 발생하고, 이에 따라 상기 층 시스템이 고장나는 것을 방지하기 위하여 매우 매끄러워야 한다. 또한, 소위 바이-메탈 효과는 피스톤 링의 기본 재료(basic material)와 그 코팅의 상이한 열 팽창 계수로 인해 일어난다. 상기 바이-메탈 효과는 상기 2 가지 재료의 탄성 모듈러스의 차이로 인해 추가로 강화된다. 그 결과, 온도가 증가될 때, 피스톤 링의 연결 영역에서 압력의 증가가 일어나고, 이는 마모의 증가를 초래할 수 있다. 또한, 스코어링(scoring) 및 높은 라이너(liner) 마모에 의해 파트너 요소(실린더 배럴 면)가 손상될 수 있다.

본 발명의 근간을 형성하는 목적은 최적의 기계적 및 마찰학적 특성을 갖는 슬라이딩 요소, 특히 내연기관용 피스톤 링을 생성하는 것이다. 보다 정확하게는, 상기 목적은 그 표면이 높은 기하학 강성(geometry robustness)으로 인해 가능한 가장 낮은 마찰 및/또는 가능한 가장 낮은 마모 및/또는 높은 스커프(scuff) 저항성 및/또는 최적의 밀봉 및 오일 스크레이핑(scraping)을 보장하며, 이로 인해 긴 내용 연한을 갖는 피스톤 링을 허용하는 슬라이딩 요소를 제공하는 것이다. 현존하는 초경 재료 시스템과 비교할 때, 증가된 경도 및/또는 높은 마모 저항성과 충분한 전단 강도 및/또는 낮은 마찰 및/또는 관성(inertia)이 추구된다. 또한, 상기 바이-메탈 효과는 가능한 많은 정도로 방지되어야 한다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1의 슬라이딩 요소에 의해 해결된다. 본 발명의 유리한 구현예 및 추가적인 개발은 후속 청구항에서 인용된 특성을 이용하여 달성될 수 있다.

상기 슬라이딩 요소, 특히 피스톤 링은 그 위에 내측으로부터 외측으로 금속-함유 결합층 및 DLC 층을 포함하는 코팅이 도포된 적어도 하나의 슬라이딩 표면을 가지며, 상기 DLC 층은 상기 결합층으로부터 인접한 DLC 커버층으로 연장되고 탄소 함량이 약 98.5 at% 이상이고 산소 및/또는 수소 및/또는 질소 함량이 각각 약 0.5 at% 이하이며 탄소의 sp2/sp3 비가 약 1 내지 약 3인 DLC 주층, 및 상기 DLC 주층으로부터 상기 슬라이딩 요소의 표면으로 연장되고 상기 주층과 비교하여 더 낮은 탄소 함량 및/또는 더 높은 산소 함량 및/또는 더 높은 수소 함량을 갖고 금속 및/또는 금속 산화물(oxide)도 가지며 탄소의 sp2/sp3 비가 약 1 내지 약 3인 DLC 커버층을 포함하는 비결정형의 수소-부재 다이아몬드-유사 탄소 층이다.

상기 개시된 슬라이딩 요소는 상기 DLC 층의 높은 경도 정도 및 양호한 관성 특성으로 인해 마찰 및 마모의 감소에 관해 유리한 것으로 나타났다. 본 발명에 따른 sp2/sp3 비는 탄성 모듈러스를 감소시킴으로써 그 중에서도 바이-메탈 효과의 감소로 인해 링 원주 상의 평균 링 마모 및 상기 피스톤 링의 연결 영역에서의 마모를 감소시키는데 특히 유리하다. 그 결과로서 증가되는 기하학 강성은 최적의 밀봉 및 오일 스크래핑을 얻기 위해 추가로 기여한다.

또한, 특히 본 발명에 따른 sp2/sp3 비의 범위는 상기 DLC 층의 경도 및 탄성의 최적의 특성 조합을 세팅하도록 하기 때문에 유리하다. 최적의 마찰학적 특성을 위하여, 상기 금속은 상기 DLC 커버층에 금속 산화물로서 우세하게 존재하고, 이로 인해 고체 윤활제로 작용하는 것이 유리하다. 따라서, 그 결과 전체적으로 높은 마모 저항성 및 증가된 내용 연한을 갖는 슬라이딩 요소가 된다.

유리하게는 상기 DLC 층은 바람직하게는 대략 1.05 내지 대략 2의 탄소의 sp2/sp3 비를 갖는다. 상기 바람직한 범위는 상기 DLC 층이 상기 슬라이딩 요소의 기본 재료에 잘 적응하도록 허용한다. 상기 탄성 모듈러스는 특히 유리하게 감소될 수 있고, 따라서 상기 DLC 층의 탄성은 증가될 수 있으며, 예를 들면 상기 바이-메탈 효과는 감소될 수 있다.

추가적인 바람직한 구현예에서, 상기 DLC 커버층은 철 및 철 산화물을 함유하며, X-선 회절에 의해 입증되는 것과 같이 상기 철 산화물은 FeO 및 Fe₃O₄일 수 있다. 또한, 상기 DLC 커버층은 대략 30 at% 이하의 철 함량을 유리하게 포함한다. 철 산화물은 고체 윤활제로서 마찰 감소를 일으킬 수 있음이 문헌으로부터 알려져 있다. 또한, 철 산화물은 수소-부재 DLC 코팅보다 현저하게 더 부드러운 재료이며, 그 결과 런-인(run-in) 거동이 상당히 개선될 수 있다. 상기 금속 및 금속 산화물의 정의된 표면 부분은 마모, 런-인 거동 및 마찰의 최적화를 유도한다. 소위 BSE(Back Scattered Electrons) 모드에서 주사 전자 현미경을 이용한 측정에 기초하여, 상기 표면에서 금속 및 금속 산화물의 표면 부분은 직접 본 발명의 바람직한 구현예에 따라 결정될 수 있었다. 상기 표면 부분은 대략 5 내지 40%, 바람직하게는 대략 5 내지 25%이다.

상기 금속 및/또는 금속 산화물은 DLC 커버층에 의해 존재하거나, 보다 구체적으로는 특히 상기 DLC 커버층의 거칠기 골(roughness valley)에 끼워짐으로써 포함되는 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 금속 및/또는 금속 산화물은 상기 커버층에만 존재하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 DLC 커버층은 바람직하게는 대략 25 at% 이하의 탄소 함량 및 바람직하게는 대략 50 at% 이하의 산소 함량을 갖는다.

정상 대기 조건 하에서, 상기 커버층의 표면은 유리하게는 대략 20 at% 내지 대략 30 at%의 C-O 결합, 대략 8 at% 내지 대략 15 at%, 바람직하게는 대략 10 at% 내지 대략 15 at%의 C=O 결합, 및 대략 6 at% 내지 대략 10 at%의 O-C=O 결합을 갖는다. 본 발명에 따른 상기 층에서 특히 증가되는 상기 C-O 결합 부분은 탄소 결합 포화도의 증가 및 유리하게는 마모 및 마찰에서의 감소를 유도한다.

상기 DLC 커버층은 대략 2 ㎛, 바람직하게는 대략 1 ㎛까지의 두께를 갖고, 상기 DLC 주층은 대략 5 ㎛, 대략 40 ㎛까지의 두께를 갖는다. 상기 바람직한 두께는 긍정적인 방식으로 상기 코팅의 긴 내용 연한 및 작동 기간과, 이에 따른 연마 및 접착 마모 및 부품 고장에 대한 장기간의 보호를 보증한다.

상기 DLC 커버층에 있어서, 상기 금속 함량 및/또는 산소 함량 및/또는 수소 함량은 유리하게는 그 외측으로 증가한다. 외부에서의 상기 요소들의 바람직한 증가된 농도는 상기 코팅의 유리한 마찰학적 특성 및 상기 피스톤 링의 링 원주 상의 평균 링 마모 및 연결 영역에서의 마모의 감소를 유도한다.

상기 DLC 층은 바람직하게는 대략 1,800 내지 3,500 HV0.02의 경도 및/또는 추가로 바람직하게는 대략 150 내지 320 GPa의 탄성 모듈러스를 갖는다. 종래 초경 금속 재료와 비교할 때 높은 경도 정도 및 종래, 특히 수소-부재 DLC 재료와 비교할 때 감소된 탄성 모듈러스의 조합은 특히 유리한데, 그 이유는 이러한 방식으로 마모 저항성 및 기하학 강성이 증가되고 바이-메탈 효과가 감소될 수 있기 때문이다.

상기 DLC 층은 유리하게는 Rz < 대략 2 ㎛, 바람직하게는 Rz < 대략 1 ㎛의 평균 거칠기 깊이, 및 Rpk < 대략 0.15 ㎛, 바람직하게는 Rpk < 대략 0.1 ㎛의 환산 피크 높이(reduced peak height)를 추가로 갖는다. 낮은 양의 기술적 노력으로 더 부드러운 표면 구역을 달성할 수 있는 상기 낮은 거칠기는 특히 유리한데, 그 이유는 단단한 탄소 층에서의 불균일성으로 인한 붕괴때문에 층 시스템의 고장나는 것이 이러한 방식으로 감소될 수 있기 때문이다.

상기 결합층은 바람직하게는 대략 0.05 내지 대략 1.0 ㎛의 두께를 갖고, 또한 바람직하게는 크롬 또는 티타늄을 함유한다. 또한, 상기 슬라이딩 요소의 기본 재료는 주철 또는 강철인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 상기 구현예는 제1 위치에서 상기 슬라이딩 요소의 기본 재료를 갖는 상기 마모-감소 DLC 층의 최적이고 지속가능한 결합을 보증하고, 따라서 그 기능성(functionability)에 현저하게 기여한다.

도 1은 슬라이딩 요소의 코팅의 개략적인 구조를 나타낸 것을 보여준다.
도 2는 윤이나는 비결정형의 수소-부재 다이아몬드-유사 탄소 층의 층 파손의 BSE(back Scattered Electrons) 모드에서의 주사 전자 현미경 사진을 보여준다.
도 3은 표 1에서 개시 및 테스트된 슬라이딩 요소의 링 원주 상의 평균 상대적 링 마모 값을 보여준다.
도 4는 표 1에 개시 및 테스트된 슬라이딩 요소의 연결 영역에서의 평균 상대적 링 마모 값을 보여준다.

도 1은 본 발명에 따른 슬라이딩 요소의 코팅의 구조를 보여준다. 결합층(1)은 상기 슬라이딩 요소의 기본 재료에 직접 부착된다. DLC 주층(2)은 상기 결합층에 도포되고, DLC 커버층(3)은 상기 DLC 주층에 표면층으로서 도포된다.

도 2는 상기 코팅의 주사 전자 현미경 사진을 측면도로 보여준다. 재료-의존성 BSE(Back Scattered Electrons) 명암(contrast)에서, 탄소-함유 재료(4)는 짙은 회색이다. 층 표면 가까이의 흰색 구역은 보다 명확한데, 철-함유 재료(5)를 나타낸다. 화살표(6 및 7)는 각각 예로서 제공된 선택된 측정 점에서의 철-함유 재료의 두께를 가리킨다.

표 1은 슬라이딩 요소, 특히 피스톤 링의 3 가지 상이한 코팅의 개관(overview)을 제공하며, 이름, 제조 공정, 층 두께, 기계적 특성 및 sp2/sp3 비를 나열한다. 층 시스템 "PtaC2"는 본 발명의 바람직한 구현예에 대응한다.

모든 슬라이딩 요소는 기관 테스트, 즉 200 bar의 연소 압력 및 71 kW/리터 배기량의 비출력을 갖는 고-스트레스 디젤 기관에서 입증되었다. 도 3 및 도 4는 500 시간의 구동 시간 후 링 원주 상의 평균 상대적 링 마모 및 연결 영역에서의 평균 상대적 링 마모를 비교한 것을 보여주며, CrN 코팅 형태의 종래 기술이 참조물(reference)(100%)로서 사용된다. 바람직한 구현예는 특히 유리한 것으로, 즉 상대적으로 저-마모인 것으로 나타났다. 이것이 감소된 sp3 함량에 의해 기인된다는 것은 종래 기술과 비교할 때 특이한 것인데, 그 이유는 "PtaC2"는 "PtaC1"보다 더 낮은 경도 정도 및 더 낮은 탄성 모듈러스를 갖고 있기 때문이다.

또한, 표 1에서의 코팅으로부터 제조된 피스톤 링의 밀봉 효과는 클램프 링 상의 등고선 플롯(contour plot)에 의해 확인하였다. 이후, 이로부터 전체 링 원주 상의 방사상 압력(radial pressure)이 결정된다. "PtaC1"과 비교할 때, 바람직한 구현예인 "PtaC2"는 상기 링 연결에서 낮은 인덴트(indent)를 갖는 거의 압력-부재 구역에 의해 특정되고, 빛이 통하지 않는다(light-tight). 이것은 더 높은 온도에서도 양호한 기하학 강성 및 밀봉 효과가 있음을 제시한다.

또한, "PtaC"로 나타낸 층의 필요한 표면 가공은 그 미세구조 및 표면 조성을 변형할 수 있다. 이것은, 예를 들면, 가공/평활화(smoothing) 후에 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)에 의해 측정되었고, 상기 "PtaC1" 및 "PtaC2" 층 내의 산소 함량은 상기 기본 재료에 대략 500 ㎚의 깊이에서 대략 0.5 at% 미만으로부터 상기 표면에 가까운 영역에서 대략 47 at%까지 증가하였다. 또한, 상기 철 함량은 대략 1% 미만으로부터 대략 23%까지 증가하였고, 상기 탄소 함량은 DLC 층의 두께에서 대략 99 at%로부터 상기 표면에 가까운 영역에서 대략 30 at%까지 감소되었다.

명칭	제조 공정	층 두께 [㎛]	탄성 모듈러스 [GPa]	경도 [HV0.02]	sp2/sp3 비
PCN	PVD	32	230-270	1,180-1,370	-
"PtaC1"	PVD	22	370-410	3,300-4,500	0.8-1
"PtaC2"	PVD	23	185-210	2,470-2,940	1.05-2

SEM(Scanning Electron Microscopy) 조사에 기초하여, 표 2는 코팅 "PtaC1" 및 "PtaC2"에 대한 Fe 표면 부분을 특정한다. 표 2는 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 측정에 기초하여 대략 10 ㎚ 두께의 표면 영역, 즉 커버층(3)에 대한 탄소-산소-결합 비를 추가로 특정한다.

"PtaC1"과 비교할 때, 본 발명의 바람직한 구현예에 대응하는 코팅 "PtaC2"는 상대적으로 큰 Fe 표면 부분 및 더 높은 C-O 단일 결합 비율에 의해 특정된다. 보통의 대기에서 산소에 결합되지 않은 탄소는 C-O 결합보다 더 낮은 형성 엔탈피를 갖는 수소에 결합할 것이고, 따라서 상기 "PtaC1"은 본 발명에 따른 것과 같은 "PtaC2"보다 더 낮은 마모 저항성 및 더 높은 마찰을 가질 것으로 예상된다. 그러나, 이러한 유형의 결합은 XPS를 이용해서 검출할 수는 없다.

층 명칭	Fe 표면 부분 [%] (SEM 측정)	C O 결합 비율 [at%] (XPS 측정)
층 명칭	Fe 표면 부분 [%] (SEM 측정)	C-O	C=O	O-C=O
"PtaC1"	13.8-27.3	11.7	10.3	6.0
"PtaC2"	11.7-36.5	24.7	11.3	8.0

본 발명에 따른 슬라이딩 요소는 PVD 공정에 의해 제조될 수 있으며, 이것에 의해 예를 들면 결합층으로서 크롬 및 탄소가 상기 스라이딩 부재의 기본 재료 상의 전자기장을 통해 증기화, 이온화 및 침적된다. 상기 슬라이딩 요소의 추가적인 가공은 후속 공정에 의해 수행되며, 금속성 가공 재료로부터의 재료의 전달이 열화학 공정, 예를 들면 온도-유도성 산화와 관련되어 일어난다. 그 결과, 도 2의 흰색 구역으로부터 매우 자명한 것과 같이, 대응하는 금속 및/또는 금속 산화물은 상기 DLC 커버층의 거칠기 골 내에 증착된다.

Claims

내측으로부터 외측으로 금속-함유 결합층 및 DLC 층을 포함하는 코팅을 갖는 적어도 하나의 슬라이딩 표면을 갖는 슬라이딩 요소로서,
상기 DLC 층은 상기 결합층으로부터 인접한 DLC 커버층으로 연장되고 탄소 함량이 98.5 at% 이상이고 산소 및/또는 수소 및/또는 질소 함량이 각각 0.5 at% 이하이며 탄소의 sp2/sp3 비가 1 내지 3인 DLC 주층, 및 상기 DLC 주층으로부터 상기 슬라이딩 요소의 표면으로 연장되고 상기 주층과 비교하여 더 낮은 탄소 함량 및/또는 더 높은 산소 함량 및/또는 더 높은 수소 함량을 갖고 금속 및/또는 금속 산화물도 가지며 탄소의 sp2/sp3 비가 1 내지 3인 DLC 커버층을 포함하는 비결정형의 수소-부재 다이아몬드-유사 탄소 층인 슬라이딩 요소.
청구항 1에 있어서,
상기 DLC 층은 탄소의 sp2/sp3 비가 1.05 내지 2인 슬라이딩 요소.
청구항 1에 있어서,
상기 DLC 커버층은 철 및/또는 철 산화물을 포함하는 슬라이딩 요소.
청구항 3에 있어서,
상기 철 산화물은 FeO 및/또는 Fe₃O₄인 슬라이딩 요소.
청구항 1에 있어서,
상기 DLC 커버층은 철 함량이 30 at% 이하인 슬라이딩 요소.
청구항 1에 있어서,
상기 DLC 커버층은 탄소 함량이 25 at% 이상인 슬라이딩 요소.
청구항 1에 있어서,
상기 DLC 커버층은 산소 함량이 50 at% 이하인 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 커버층의 표면은 다음의 C O 결합 비율을 갖는 슬라이딩 요소:
· C-O 20 at% 내지 30 at%,
· C=O 8 at% 내지 15 at%,
· O-C=O 6 at% 내지 10 at%.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅의 표면에 배치된 금속 및/또는 금속 산화물은 5 내지 40%의 표면 부분을 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 커버층은 2 ㎛까지의 두께를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 주층은 5 ㎛ 내지 40 ㎛의 두께를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 함량 및/또는 산소 함량 및/또는 수소 함량은 상기 DLC 커버층 내에서 그 외측으로 증가하는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 층은 1,800 내지 3,500 HV0.02의 경도를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 층은 150 내지 320 GPa의 탄성 모듈러스를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 층은 Rz < 2 ㎛의 평균 거칠기 깊이, 및 Rpk < 0.15 ㎛의 환산 피크 높이(reduced peak height)를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합층은 0.05 ㎛ 내지 1.0 ㎛의 두께를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합층은 크롬 또는 티타늄을 포함하는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이딩 요소의 기본 재료는 주철 또는 강철인 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이딩 요소는 피스톤 링인 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 커버층의 표면은 다음의 C O 결합 비율을 갖는 슬라이딩 요소:
· C-O 20 at% 내지 30 at%,
· C=O 10 at% 내지 15 at%,
· O-C=O 6 at% 내지 10 at%.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅의 표면에 배치된 금속 및/또는 금속 산화물은 5 내지 25%의 표면 부분을 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 커버층은 1 ㎛까지의 두께를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 층은 Rz < 1 ㎛의 평균 거칠기 깊이, 및 Rpk < 0.15 ㎛의 환산 피크 높이를 갖는 슬라이딩 요소.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 DLC 층은 Rz < 2 ㎛의 평균 거칠기 깊이, 및 Rpk < 0.1 ㎛의 환산 피크 높이를 갖는 슬라이딩 요소.