KR20110042117A - 복합층을 가지는 슬라이딩 요소 - Google Patents

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KR20110042117A
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sliding element
protective layer
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디터 호프만
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에이엠쥐 코팅 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 캐리어 본체(10)와, 런닝층(39)과 보호층(35)을 포함하는 복합층(30)을 포함하는 슬라이딩 요소에 관한 것이며, 보호층(35)은 5㎬보다 큰 경도(HUplast)를 가지며, 런닝층(39)의 경도는 400 HV 미만이다.

Description

복합층을 가지는 슬라이딩 요소{SLIDING ELEMENT HAVING A MULTIPLE LAYER}
본 발명은 기계적인 베어링들에, 특히 기계류 및 자동차 공업에서 사용되는 것으로서 높은 수준의 부하를 받는 슬라이딩 접촉 베어링들에 적합한 복합층을 가지는 슬라이딩 요소에 관한 것이다.
기계적인 베어링들은, 서로 상대적으로 움직이고 또한 슬라이딩 요소 및 대응부(counterpart)로서 지칭되는 슬라이딩 파트너로 이루어진다. 슬라이딩 요소는 대체로 대응부에 대한 가이드로서 작용한다. 예를 들어, 슬라이딩-접촉 베어링의 경우에, 대응부는 원통형 축으로서 디자인되고, 슬라이딩 요소는 원통축과 짝을 이루는 부싱 또는 베어링 셸(bearing shell)로서 디자인된다. 축의 외부면과 접촉하는 베어링 셸의 내측은 축에 대한 런닝 표면(running surface)으로서 작용한다. 베어링 셸의 형상은 통상적으로 축의 원통 형상과 약간 다르며, 그러므로, 축과 베어링 셸 사이에는 마이크로미터의 크기 단위(order)의 폭을 가진 갭이 있다. 윤활제, 예를 들어 오일이 이 갭에 위치된다.
대체로 기계적인 베어링들에서, 특히 내연기관용 슬라이딩 접촉 베어링들에서, 특히 중요한 것은 길들임 운전 동작(running-in operation)으로서 공지된 것에 결부되는 것이다. 엔진이 구동하는 첫 번째 시기에서, 슬라이딩 파트너들은 짝을 이루고, 이와 관련된 표면 불규칙적인 것들은 개별적인 슬라이딩 지점들에서 매끄럽게 된다. 이러한 동작은 특정 정도의 마모와 관련된다. 현대적인 자동차 엔진에서, 길들임 운전 동작은 약 20 내지 30 시간의 동작 후에 종결되지만, 개별적인 경우에, 심지어 약 100 시간 후에만 종결된다.
베어링의 마찰 거동은 (슬라이딩 접촉 베어링들의 경우에) 슬라이딩 속도(v) 또는 회전 속도(n)의 함수로서 마찰계수(μ)를 곡선으로 그리는 Stribeck 곡선에 의해 기술된다. Stribeck 곡선에서 3개의 구역들 사이에는 다음과 같은 특징이 만들어진다:
- 저 슬라이딩 속도 또는 회전 속도에서의 고체(solid) 또는 정지 마찰,
- 평균 슬라이딩 속도 또는 회전 속도에서의 혼합 마찰, 및
- 고 슬라이딩 속도 또는 회전 속도에서의 액체 마찰.
고체 마찰의 구역에서, 마찰 계수 및 이와 관련된 마모는 슬라이딩 속도가 감소함으로써 크게 증가한다. 액체 마찰의 구역에서, 마찰 계수는 슬라이딩 속도가 증가함으로써 감소한다. 고체 마찰로부터 액체 마찰로의 천이부(transition)에서, 소위 혼합 마찰의 구역에서, 마찰 계수는 최소점을 통과하고, Stribeck 곡선 상의 이 지점은 해제점으로서 지칭된다.
엔진의 동작 동안, 마찰 거동의 3개의 구역들 모두는 예행 연습(run through)이다. 그러므로, 내마모성 및 내피로성 코팅이 슬라이딩 접촉 베어링들의 런닝 표면에 갖추어지는 것이 필요하다. 이러한 것은 고압축 디젤 및 가솔린 엔진들에서의 크랭크축의 베어링들에 특히 적용된다. PVD 또는 스퍼터링에 의해 만들어진 층은 알루미늄(Al), 주석(Sn) 및 적절다면 구리(Cu)의 금속 혼합물로 이루어지고, 특히 이러한 목적을 위해 적절하다고 판명된 5 내지 30㎛의 두께를 가진다(예를 들어, DE 36 29 451 C2 참조). 특별한 스퍼터링 공정 및 동시 또는 이후에 수행되는 가열 조화(heat-conditioning) 공정들에 의해, 약 80 내지 200 HV의 범위에 있는 마이크로 경도 및 양호한 슬라이딩 특성들을 가지는 특별한 야금학적 마이크로 구조가 알루미늄/주석 층에 만들어진다. 알루미늄/주석 층들의 양호한 슬라이딩 특성들은 Al의 스펀지형 마이크로 구조로부터 기인하며; 이러한 것은 런닝 표면 상에서 "금속성 윤활유 막"으로서 작용하는 Sn의 이탈을 촉진한다. 윤활 작용에 부가하여, 알루미늄/주석 층은 현미경으로 봐야만 하는 작은 마멸 입자들을 흡수하는데 양호한 특성들을 가지며, 작은 마멸 입자들은 주로 길들임 운전 위상 동안, 및 연속 동작 동안 보다 작은 스케일로 기계적인 베어링들에서 만들어진다(소위 잔류 폐기물 및 오일 잔류물). 특정값을 초과하는 경도를 가지는 마멸 입자들은 알루미늄/주석 층 내로 가압되거나 또는 매립된다. 그러므로, 알루미늄/주석 층은 대비되는 요구들을 만족시킨다:
- 80 내지 200 HV(비커스 경도)의 범위의 경도 및 관련된 안정성,
- 양호한 슬라이딩 특성(Sn 윤활),
- 경질 마멸 입자들을 흡수(매립)하는 능력.
이러한 특성들의 유익한 조합 때문에, 알루미늄-주석 합금은 기계적인 베어링들을 위한 런닝층(running layer)들에서 더욱 사용되고 있다.
WO 2007/079834는 제 1 또는 내부 마모층, 및 탄소로 만들어지고 수소와 나노결정 탄화물상(nanocrystalline carbide phase)들을 함유하는 외부 길들임(run-in) 층을 포함하는 슬라이딩 요소를 기술한다. 길들임 층은 금속 함유, 비결정질, Me-C:H형의 경질 탄소, 금속으로서 바람직하게 텅스텐으로 이루어진다. 특히, 길들임 층은, PVD에 의해 만들어지고 다이아몬드형 탄소(diamond-like carbon, DLC)로 이루어진 층이다. 길들임 층의 두께는 1 내지 5㎛이다. 마모층은 질화물층으로서, 전기도금된 층으로서, 열적으로 분사된 층으로서 및/또는 박막 기술에 의해 증착되는 경질 금속층으로서 형성된다.
US 6,095,690은 금속성 본체와, 본체에 적용되고 오일 수용을 위한 다수의 함몰부를 구비하는 금속성 베이스 층을 포함하는 슬라이딩 접촉 베어링을 기술한다. 함몰부 또는 오일 포켓들은 0.03 내지 3㎜의 깊이와 상기 깊이의 10 내지 40배의 폭을 가진다. 베이스 층은 바람직하게 전기도금 또는 스퍼터링에 의해 만들어지고, AlNi2MnCu, AlZn5SiCuPbMg, AlSn6, CuPb22Sn, CuPb17Sn5, CuPb10Sn10, CuPb22S3, PbSn10Cu2, PbSn10Cu5 또는 PbSn14Cu8로 이루어지고, 바람직하게 AlSn20으로 이루어진다.
US 5,238,311은 증가된 내마모성을 가지는 내연기관용 슬라이딩 접촉 베어링을 기술한다. 슬라이딩 접촉 베어링의 베어링 셸은 0.6㎜ 미만의 폭 및 15㎛ 미만의 깊이를 가지는 원통형 또는 원형 또는 나선형으로 순환하는 그루브들을 구비한다. 부가하여, 베어링 셸은 각각 전기도금으로 증착되고 알루미늄-납 합금 또는 니켈로 이루어진 제 1 및 제 2 층들을 구비한다. 상부 니켈층의 압력 저항 또는 마이크로 경도는 60㎫까지이다. 2개의 전기도금된 층들은, 그루브들을 구비하고 강으로 만들어진 베어링 본체에 적용되는 베이스 층 상에 증착된다. 베이스 층은 kelmet(납-구리 합금) 또는 AlSnCu와 같은 알루미늄 합금으로 이루어진다.
US 5,620,262는, 베이스 층과 베이스 층에 증착된 제 1 및 제 2 코팅을 구비한 베어링 본체를 포함하는 슬라이딩 접촉 베어링을 기술한다. 베이스 층은 원통형 또는 원형으로 순환하는 그루브들을 구비한다. 제 1 및 제 2 코팅들은 2㎛ 미만의 범위 또는 1 내지 8㎛의 범위의 두께를 가진다. 인접한 그루브들 사이의 웨브(web)들의 높이는 제 2 코팅의 두께의 70 내지 200%, 즉 0.7 내지 16㎛에 달한다. 사용된 재료들은 다음과 같다: 베이스 층에 대해 Cu-23/Pb-3/Sn 또는 Cu-1/Ag와 같은 알루미늄 또는 구리 합금, 제 1 코팅에 대해 Ni, Cu, Cr 또는 Fe와 같은 전기도금에 의해 증착된 금속들; 및 제 2 코팅에 대해 Pb-10/Sn-2/Cu와 같은 납 함유 합금, 순수 주석 또는 주석 합금.
US 6,059,460은 슬라이딩 접촉 베어링들을 위한 슬라이딩 요소들을 기술한다. 슬라이딩 요소의 런닝 표면은 원통형 또는 원형으로 순환하는 그루브들 및 수 마이크로미터의 범위에 있는 깊이 및 폭 또는 높이 및 폭을 가지는 웨브들의 조직 체계(system)를 포함한다. 그루브들은 오일과 같은 윤활제를 수용하도록 작용하는데 반하여, 웨브들은 슬라이딩 요소와 대응부(축) 사이의 접촉 표면을 최소화한다. 그루브들과 웨브들의 단면 윤곽은 삼각형, 직사각형, 사다리꼴 또는 파형처럼 구성될 있다.
US 6,739,238은, 서로 상대적으로 움직이는 슬라이딩 요소들, 및 슬라이딩 요소들 사이에 위치되고 층상 유동 상태(laminar flow condition)들이 퍼지는 윤활 오일의 막을 포함하는 내연기관용 베어링들을 기술한다. 슬라이딩 요소들의 마주한 표면들은 현미경으로 봐야 하는 불규칙한 상승부(elevation)들과 다수의 딤플(dimple)들을 포함하고, 딤플들의 평균 최대 깊이는 상승부의 최대 높이보다 크고, 하나의 슬라이딩 요소의 딤플들의 평균 최대 지름은 반대편 슬라이딩 요소의 딤플들 사이의 평균 최소 거리보다 작다. 또 다른 구성에서, 슬라이딩 요소들의 표면들은 그루브들을 포함하고, 그루브들의 치수들은 서로에 대하여 그리고 마주하는 슬라이딩 요소들 사이의 갭에 대하여 특정 관계이다.
종래의 공지된 베어링들은 하나 이상의 다음과 같은 결점들을 가진다:
- 런닝층의 파손(failure)은 하부 배치 재료(lower-lying material)들을 노출시키고, 이러한 것은 증가된 마모 또는 부정적인 소비 및 관련된 높은 실패율과 함께 마찰에 대한 베어링의 대응부와의 위태로운 재료 짝짓기를 하고;
- 런닝층의 파손은 마멸되면 환경에 유해한 하부 배치 재료, 예를 들어 특히 윤활제를 통해 주위로 나아가는 납 함유 재료들을 노출시키고;
- 고 수준의 부하를 받는 베어링들의 경우에, 런닝층의 경도가 높은 특정 또는 지점 표면 부하에 견디도록 충분히 높지 않기 때문에, 조직화된(structured) 층, 예를 들어 딤플들을 구비한 런닝층들을 사용하는 것이 가능하지 않다.
본 발명의 목적은 상기된 문제들을 방지하고 증가된 내마모성 및 피로 강도를 가지는 베어링들을 위한 슬라이딩 요소들을 제공하는 것이다. 이러한 목적의 맥락 내에서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 슬라이딩 요소들을 제조하는 방법과, 이러한 슬라이딩 요소들을 포함하고, 증가된 내마모성 및 피로 강도를 가지는 베어링을 통한 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 외부 런닝층과, 5㎬보다 큰, 바람직하게 10㎬보다 큰, 특히 20㎬보다 큰, 특히 바람직하게 40㎬보다 큰 경도(HUplast)를 가지는 내부 보호층을 포함하는 복합층을 가진 캐리어 본체로 만들어진 슬라이딩 요소에 의해 달성된다.
플라스틱 경도(HUplast)는 예를 들어 200㎛의 반경을 가지는 다이아몬드 테스트 헤드를 사용하여 DIN EN ISO 14577에 따라서 바람직하게 측정된다.
예를 들어, DLC, Me-DLC, W-DLC, Ti-DLC, Cr-DLC와 같은 다이아몬드형 탄소(DLC)를 함유한 재료들은 보호층을 위한 재료로서 적절하다. 실리콘 질화물과 같은 세라믹 재료들 또한 보호층을 위해 사용될 수 있다. 보호층은 바람직하게 PVD 및/또는 PCVD에 의해 증착될 수 있다.
보호층과 비교하여, 런닝층은 단지 10 내지 400 HV의 낮은 경도를 가지지만, 양호한 슬라이딩 특성들에 의해 특징된다. 런닝층의 경도(HV)는 예를 들어 DIN EN ISO 6507에 따라서 측정된다. 400 HV은 약 0.4㎬에 상응한다. 런닝층의 경도는 정상적인 동작 상태 하에서 발생하는 부하에 효과적으로 견디도록 충분히 높다. 드물게 발생하는 피크 부하의 경우에, 런닝층은 국부적으로 손상될 수 있으며, 이 경우에, 밑에 있는 경질의 보호층이 노출되고, 베어링의 대응부와 접촉하게 된다. 가능하게 존재할 수 있는 마멸 입자들은 보호층의 높은 경도로 인하여 보호층 내로 침투할 수 없으며, 남아있는 런닝층에 매립된다.
런닝층은 바람직하게 60 내지 200 HV, 특히 80 내지 140 HV의 경도를 가진다. 특히, 보호층은 다이아몬드형 탄소(DLC), 바람직하게 30㎬보다 큰 경도를 가지는 DLC를 함유한다. 본 발명의 추가적인 구성에서, 보호층은 DLC, Me-DLC, W-DLC, Ti-DLC, Cr-DLC 및 실리콘 질화물 또는 그 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료를 함유한다. 보호층은 바람직하게 PVD 및/또는 PCVD에 의해 제조되고, 0.2 내지 10㎛, 바람직하게 0.5 내지 8㎛, 특히 1 내지 5㎛의 두께를 가진다. 본 발명의 하나의 전개에 있어서, 슬라이딩 요소들은 다수의 함몰부들 및/또는 상승부들을 포함하는 하나 이상의 조직화된 내부면들을 포함한다. 이 경우에, 각각의 표면들에 대해 직각으로 측정된 높이에서의 최대 차이(예를 들어 DIN 4768 Part 1에 따른 봉우리 대 골짜기 값)는 200㎛ 미만, 바람직하게 100㎛ 미만, 특히 20㎛ 미만이다. 보호층, 및 적절하다면 추가의 층들의 적용 전에, 내부면들의 구조적 파라미터들은 예를 들어 DIN 4768 Part 1, DIN EN ISO 4287, DIN EN 10049 또는 DIN EN ISO 13565에 따른 공지의 측정 방법에 의해 결정될 수 있다. 이 경우에 사용되는 측정 설비들은 바람직하게 예를 들어 Taylor Hobson Talysurf 6 또는 Digital Instruments Dimension 3100과 같은 프로파일미터(Profilometer) 또는 원자력 현미경이다. 이러한 것에 대한 하나의 대안으로서, 광학 또는 전자 현미경에 의해 완전한 복합층을 가지는 슬라이딩 요소의 영역들을 분석하여 측정하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가의 구성에 있어서, 내부면들은 0.5 내지 1500㎛, 바람직하게 5 내지 100㎛, 특히 10 내지 20㎛의 최대 측면 치수(maximum lateral dimension); 및 0.5 내지 200㎛, 바람직하게 1 내지 200㎛, 특히 1 내지 20㎛의 최대 깊이를 가지는 다수의 함몰부들을 포함한다. 또 다른 유익한 전개에 있어서, 내부면들은 0.5 내지 2000㎛, 바람직하게 5 내지 200㎛, 특히 10 내지 20㎛의 최대 폭; 및 0.5 내지 200㎛, 바람직하게 1 내지 100㎛, 특히 1 내지 20㎛의 최대 깊이를 가지는 다수의 그루브들을 포함한다. 특히, 캐리어 본체의 표면은 다수의 함몰부들 및/또는 상승부들로 조직화되어 장비될 수 있다. 결합 강도를 증가시키기 위하여, 바람직하게 Ti, TiNx, Cr, CrNy, Ni, NiCr 또는 Cr/NiCr 합금을 함유하고 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.5 내지 3㎛의 두께를 가지는 결합층(bonding layer)이 보호층과 캐리어 본체 사이에 배열된다.
본 발명의 추가의 유익한 구성들은 다음과 같은 사실들에 의해 특징된다:
- 복합층은 보호층과 캐리어 본체 사이에 배열되는 베이스 층을 포함하고, 베이스 층은 바람직하게 청동, 황동 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 100 내지 2000㎛, 바람직하게 100 내지 800㎛, 특히 200 내지 500㎛의 두께를 가지며;
- 베이스 층의 표면은 함몰부들 및/또는 상승부들을 포함하는 조직화된 표면으로서 구성되고;
- 복합층은 보호층과 베이스 층 사이에 배열된 결합층을 포함하고, 결합층은 바람직하게 Ti, TiNx, Cr, CrNy, Ni, NiCr 또는 Cr/NiCr 합금을 함유하고 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.5 내지 3㎛의 두께를 가지며;
- 캐리어 본체는 금속, 바람직하게 강으로 이루어지고;
- 캐리어 본체는 실리콘 질화물로 이루어지며;
- 복합층은 보호층과 런닝층 사이에 배열된 중간층을 포함하고, 중간층은 바람직하게 Cr, Ni, NiCr 또는 Cr/NiCr 합금을 함유하고 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.5 내지 3㎛의 두께를 가지며;
- 런닝층은 금속 또는 다수의 금속들 및/또는 실리콘 탄화물(SiC)의 합금을 함유하며;
- 런닝층은 AlSn, AlSn20, AlSn20Cu 또는 AlSn25Cu을 함유하고;
- 런닝층은 캐소드 스퍼터링 또는 증착 공정들에 의해 제조되었으며;
- 런닝층은 PbSn18Cu2, PbSn10TiO2, CuPb30 또는 CuPb40을 함유하고;
- 런닝층은 전기도금 공정에 의해 만들어졌으며;
- 런닝층은 AgSn85CuNi을 함유하고;
- 런닝층은 윤활 바니시(lubricating varnish)가 코팅되고;
- 런닝층은 윤활 바니시로 이루어진다.
또한, 본 발명은 다음의 사실을 특징으로 하는 실시예들에 관한 것이다:
- 복합층은 보호층과 런닝층 사이에 배열된 중간층을 포함하고, 중간층은 금속(Me), 바람직하게 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Re 및 Si로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 탄화물 형성 금속을 함유하고; 중간층은 보호층에 인접한 제 1 부분적인 중간층, 런닝층에 인접한 제 2 부분적인 중간층, 및 또한 제 1 및 제 2 부분적인 중간층들 사이에 배열된 제 3 부분적인 중간층을 포함하고; 제 1 부분적인 중간층은 선택적으로 보호층에 의해 진전되는(graduated) 천이층(transition layer), 및 Me-DLC 또는 Si-DLC로 이루어진 비진전층(non-graduated layer)을 포함하고; 제 2 부분적인 중간층은 Me로 이루어지고 제 1 부분적인 중간층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인되며; 선택적인 제 3 부분적인 중간층은 금속 탄화물(MeCx) 또는 SiCx으로 이루어지고, 제 1 및/또는 제 2 부분적인 중간층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인되고; 중간층은 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.3 내지 0.6㎛의 전체 두께를 가지며;
- 복합층은 보호층과 캐리어 본체 사이 또는 보호층과 베이스 층 사이에 배열되는 결합층을 포함하고, 결합층은 캐리어 본체 또는 베이스 층에 인접한 제 1 부분적인 결합층, 및 보호층에 인접하고 제 1 부분적인 중간층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인되는 제 2 부분적인 결합층을 포함하고; 제 1 부분적인 결합층은 Ti 또는 Cr으로 이루어지고, 제 2 부분적인 결합층은 티타늄 질화물(TiNx) 또는 크롬 질화물(CrNx)로 이루어지고; 결합층은 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.3 내지 0.6㎛의 전체 두께를 가지며;
- 보호층은 결합층, 베이스 층 또는 캐리어 본체에 인접한 제 1 부분적인 보호층, 제 1 부분적인 보호층에 인접하고 제 1 부분적인 보호층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인되는 제 2 부분적인 보호층, 및 가능하게 제 2 부분적인 보호층과 런닝층 또는 중간층 사이에 배열되고 제 2 부분적인 보호층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인되는 제 3 부분적인 보호층을 포함하고; 제 1 부분적인 보호층은 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W 및 Re로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 Me를 포함한 금속 탄화물(MeCx)로 이루어지고, 특히 티타늄 탄화물(TiCx) 또는 텅스텐 탄화물(WCx) 또는 SiCx로 이루어지고; 제 2 부분적인 보호층은 Me-DLC 또는 Si-DLC로 이루어지고, 특히 Ti-DLC 또는 W-DLC로 이루어지며; 보호층은 0.5 내지 10㎛, 특히 1 내지 4㎛의 전체 두께를 가진다.
증착된 층의 두께가 증가함으로써 층에서의 탄소의 계량 가능한 일부가 감소되도록, 코팅 챔버에 공급되는 탄소 함유 가스, 예를 들어 아세틸렌의 양이 공지된 방식으로 연속적으로 감소되는 것으로, 보호층 재료(Me-DLC, Si-DLC 또는 DLC), 탄화물 형성 금속(Me) 또는 Si로 이루어진 상기 "진전된 천이층(graduated transition layer)"은 바람직하게 PVD 및/또는 PECVD에 의해 제조된다.
본 발명에 따른 슬라이딩 요소는 내연기관의 실린더, 피스톤 및 피스톤 링에서 사용하는데 적절하며, 유익하게 예를 들어 슬라이딩 접촉 베어링들의 스플릿 셸(split shell)로서 슬라이딩 접촉 베어링의 구성 부분으로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 슬라이딩 요소의 평면 또는 원통형 실시예들은 선형 가이드들에서 사용하는데 적절하다.
다양한 형태의 기계적인 베어링들에서, 예를 들어 유체 동역학 및 유체 정역학적 베어링들에서, 구름 베어링들에서, 특히 볼 베어링들에서 및 또한 마그네틱 베어링들에서 본 발명에 따른 하나 이상의 슬라이딩 요소들을 사용하는 것이 가능하다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따른 슬라이딩 요소들을 제조하는 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
a) 가능하게 베이스 층 또는 결합층이 구비된 캐리어 본체의 표면이 선택적으로 조직화되는 단계;
b) 5㎬보다 큰 경도(HUplast)를 가지는 보호층이 캐리어 본체의 표면에 적용되고, 상기 보호층은 바람직하게 PVD 및/또는 PCVD에 의해 증착되는 단계;
c) 중간층이 보호층에 선택적으로 적용되는 단계;
d) 런닝층이 보호층 또는 선택적으로 중간층에 적용되는 단계; 및
e) 윤활 바니시가 런닝층에 선택적으로 적용되는 단계.
본 발명은, 런닝층이 부분적으로 파괴되고 베어링의 대응부가 바람직하게 노출되어 있는 조직화된 보호층과 접촉할 때에도 슬라이딩 요소가 여전히 매우 양호한 런닝 특성들을 가지는 이점을 달성한다. 그런 다음, 런닝층의 재료로 된 마멸 입자들은 보호층에 있는 함몰부들에 매립된다. 런닝층의 재료의 경도는 보호층의 재료의 경도보다 작다. 매우 단단한 보호층은 어떠한 마멸 입자들도 흡수할 수 없으며, 손상되지 않는다. 부가하여, 보호층은 양호한 슬라이딩 특성들을 가진다. 마멸 입자들이 보호층에 있는 함몰부들에 퇴적되기 때문에, 베어링의 대응부에서의 마모 정도는 최소화된다.
다음의 설명에서, 본 발명은 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 슬라이딩 접촉 베어링을 위한 베어링 셸의 단면 사시도.
도 2는 베어링 셸을 구비한 슬라이딩 접촉 베어링과 축을 통한 단면도.
도 3a 내지 도 3f는 보호층을 가지는 슬라이딩 요소들의 다양한 실시예들을 도시한 도면.
도 4a 및 도 4b는 내측에 조직화된 표면을 가지는 본 발명에 따른 슬라이딩 요소들의 사시도.
도 1은 복합층(30)이 적용되는 캐리어 본체(10)를 포함하는 슬라이딩 요소(1)를 도시한다. 캐리어 본체(10) 및 복합층(30)의 기본 구조는 종래에 공지되어 있다. 도 1에 도시된 캐리어 본체(10)는 슬라이딩 접촉 베어링들을 위해 적절한 반원통형 형상을 가진다. 본 발명에 따라서, 캐리어 본체(10)가 임의의 다른 필요한 형상을 가지는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 평면의 표면을 가지는 캐리어 본체(10)는 선형 가이드들을 위해 적절하다. 환형으로 구성된 캐리어 본체(10)는 피스톤 링들을 위해 제공된다.
도 2는 원통형 슬라이딩 요소(1), 대응부(50), 및 윤활유 막(51)을 포함하는 슬라이딩 접촉 베어링을 도시한다. 슬라이딩 요소(1)는 캐리어 본체(10)와 복합층(30)을 포함한다. 대체로 천연 또는 합성 오일로 이루어진 윤활유 막(51)은 슬라이딩 요소(1)와 대응부(50) 사이에 위치된다. 슬라이딩 요소(1)와 대응부(50) 사이의 상대 운동은 화살표(A)에 의해 지시된다. 이는 마멸 입자(52)들이 윤활유 막(51)에 존재하는 경우일 수 있다. 마멸 입자(52')들이 충분히 높은 경도를 가지면, 마멸 입자들은 대응부(50)에 의해 복합층(30) 내로 가압되거나 또는 복합층에 매립될 수 있다.
도 3a는 복합층(30)이 런닝층(39)과 보호층(35)을 포함하는 본 발명에 따른 슬라이딩 요소(1)의 제 1 실시예의 단면도이다. 보호층(35)은 캐리어 본체(10) 상에 위치된다.
도 3b는 런닝층(39)과 보호층(35)에 부가하여, 복합층(30)이 캐리어 본체(10)와 보호층(35) 사이에 배열된 베이스 층(31)을 포함하는 본 발명에 따른 추가의 실시예를 도시한다.
도 3c는 복합층(30)이 결합층(32)과 중간층(36)을 포함하는 본 발명에 따른 슬라이딩 요소(1)의 또 다른 실시예를 도시한다. 결합층(32)과 중간층(36)은 각각 보호층(35)과 베이스 층(31) 사이, 보호층(35)과 런닝층(39) 사이에 배열된다.
본 발명의 유익한 전개에 있어서, 슬라이딩 요소(1)의 하나 이상의 내부면들이 조직화된다. 내부면(들)은 바람직하게 캐리어 본체(10)의 표면 또는 베이스 층(31)의 표면이다.
도 3d는 슬라이딩 요소(1)를 단면도로 도시하고, 슬라이딩 요소의 캐리어 본체(10)는 조직화된 표면(20)을 가진다. 예를 들어, 표면(20)은 깊이(T)를 가지는 스탬핑된 구성들을 포함한다. 표면(20)의 코스와 비교 가능한 코스를 가진 보호층(35)은 표면(20) 상에 위치된다. 런닝층(39)은 보호층(35) 상에 위치된다.
도 3e는 베이스 층(31)의 표면(20)이 조직화되는 슬라이딩 요소(1)의 실시예를 도시한다. 도면 부호 30, 35, 39 및 T는 도 3d에서와 동일한 의미를 가진다.
도 3f는 도 3c에 도시된 슬라이딩 요소와 유사한 구조를 가지는 슬라이딩 요소(1)를 도시하고, 베이스 층(31)의 표면(20)은 조직화된다. 보호층(35)을 베이스 층(31)에 고정하는 결합층(32)은 표면(20) 상에 위치된다. 보호층(35)에 적용되는 중간층(36)은 보호층(35)을 런닝층(39)에 연결하도록 작용한다.
도 3d 내지 도 3f 및 도 4a 및 도 4b에서, 런닝층(39)의 표면은 평면이다. 이러한 것은 보호층(35) 및/또는 런닝층(39), 및 적절하다면 조직화된 표면(20)(들)을 커버하는 추가의 층들의 두께가 표면(20)(들)에 있는 함몰부들/상승부들을 매끄럽게 하거나 또는 평면화하도록 충분히 클 때에만 달성된다. 이러한 것은 대체로 상기의 경우가 아니며; 대신, 보호층(35), 적절하다면 런닝층(39)은 조직화된 표면(20)(들)에 일치하는 코스를 가진다. 따라서, 본 발명은 또한 보호층(35), 및 적절하다면 런닝층(39)이 조직화된 표면(20)(들)에 실질적으로 일치하도록 디자인된 슬라이딩 요소(1)들을 망라한다.
보호층(35)이 다수의 함몰부들을 구비한 조직화된 표면(20)(들)에 일치하는 코스를 가지는 본 발명에 따른 슬라이딩 요소(1)는 다음의 효과들에 기초하여 특히 유익한 보호 작용에 의해 특징된다:
i) 런닝층(39)이 큰 영역에 걸쳐서 파괴되면, 런닝층(39)의 잔류 물질은 보호층(35)에 있는 함몰부들에 잔류한다. 이러한 잔류 물질은 높은 그 경도로 인하여 보호층(35) 내로 침투할 수 없는 마멸 입자들의 매립에 이용할 수 있다.
ⅱ) 보호층(35)에서의 무수히 많은 함몰부들 때문에, 베어링의 대응부와의 접촉 표면은 감소되고, 이와 관련되어, 대응부 상에서의 마찰에 대한 저항이 감소된다.
도 4a는 베이스 층(31)에서의 규칙적으로 배열된 다수의 함몰부들 또는 딤플(23)들을 구비하는 조직화된 표면(20)을 가진 슬라이딩 요소(1)의 사시도를 도시한다. 나머지에 대하여, 이러한 슬라이딩 요소(1)의 구조는 도 3b에 도시된 슬라이딩 요소의 구조에 일치한다. 측면 치수 또는 길이(Lx) 및 폭(Ly)을 구비한 함몰부(23)들은 엠보싱 또는 화학적 에칭과 같은 공지의 방법에 의해 만들어질 수 있다. 규칙적인 배열은 반드시 필요한 것이 아니며; 함몰부(23)들의 형상 및 상대적인 배열 모두는 불규칙적일 수 있다.
도 4b는 베이스 층(31)의 표면(20)이 그루브들 또는 고랑들에 의해 조직화되고 함몰부(23)들과 상승부(24)들을 포함하는 본 발명의 추가적인 실시예들을 도시한다. 그루브들은 불규칙적으로 치수화되고 배열될 수 있다.
내부면(20)(들)은 다양한 공지된 방법들에 의해 조직화된다. 예를 들어, 이 경우에, 엠보싱, 밀링, 터닝, 그라인딩, 숏 블라스팅 등과 같은 기계적인 방법, 레이저 또는 전자 방출과 같은 고에너지 방사, 또는 적절하다면 포토리소그래픽으로 조직화된 에칭 마스크와 조합한 화학 에칭 공정이 사용된다.
베이스 층(31)에 적절한 재료들은 특히 주석, 비스무스, 인듐, 납 또는 알루미늄에 기초한 합금들, 및 높은 납 함유량을 가능하게 가질 수 있는 CuPb에 기초한 합금들, 또는 AlSn 또는 AlBi에 기초한 합금들이다. 높은 주석 함유량을 가진 주석 기반 합금들은 특히 유익하다. 무납 구리 기반 합금(lead-free copper-based alloy)들을 사용하는 것이 또한 가능하다. 구리 기반 재료들의 예는 CuPb22Sn2, CuPb10Sn10, CuPb15-Sn7, CuSn6, CuSn4Zn이다. 비교적 낮은 환경 오염에 대하여, CuAl, CuSn, CuZn, CuZnSn 및 CuBi에 기초한 무납 구리 합금들은 특히 유익하다. 주석 기반 재료들의 예들은 Sn8Cu4, SnSb2, Cu6Pb이다. 납 기반 재료들의 예들은 PbSb10Sn6, PbSb15Sn10, PbSb15-SnAs이다. 가능한 알루미늄 기반 재료들의 예들은 AlSn40, AlSn20, AlSn25, AlSn10, AlSn6 등이다.
베이스 층(31)을 위하여, 예를 들어 AlZn4SiPb와 같은 AlZn에 기초한 재료, 또는 예를 들어 AlSiCuMgNi와 같은 AlSi에 기초한 재료, 또는 예를 들어 AlSn20Si4와 같은 AlSnSi에 기초한 재료들을 사용하는 것이 또한 가능하다. 예의 방식으로, 베이스 층(31)은 종래에 공지된 바와 같은 전기도금, 피복, 롤링 피복 등에 의해 캐리어 본체에 적용될 수 있다.
런닝층(35)은 바람직하게 스퍼터링 공정, 증착 또는 전기도금의 도움으로 증착된다. 이 경우에, 예를 들어, 합금 원소들로서 납 및/또는 비스무스 및/또는 인듐 및/또는 주석을 함유하는 알루미늄 합금들, 알루미늄 기반 합금들, 구리 기반 합금들, 납 및/또는 비스무스 및/또는 인듐 및/또는 주석을 함유하는 은 기반 합금들, 은-납 합금 등과 같이 종래에 공지된 합금들 또는 금속들을 증착하는 것이 가능하다. 가능하게 사용될 수 있는 합금들의 리스트는 비소모적(non-exhaustive)이며, 기술된 것들과 다른 합금들 또는 혼합물들을 철이하는 것이 또한 가능하다는 것은 두말할 필요가 없으며, 차례로 무납 합금들의 사용하는 것이 특히 선호된다. 스퍼터링 공정들이 그 자체로 공지되어 있기 때문에, 이 시점에 관련 문헌에 대한 참조가 만들어진다. 스퍼터링을 위한 합금들은 예를 들어 55wt% 내지 80wt%, 바람직하게 60wt% 내지 79wt%, 특히 64wt% 내지 70wt%의 범위와 같은 50wt% 내지 90wt%에 있는 알루미늄, 및 또한 예를 들어, 10wt% 내지 39wt%, 바람직하게 12wt% 내지 32wt%, 특히 17wt% 내지 20wt%와 같은 5wt% 내지 45wt%의 범위에 있는 주석을 함유할 수 있다.
예를 들어, 망간, 철, 코발트 등과 같은 다른 합금 원소들은 예를 들어 경질 재료들과 같은 특정 합금상(alloy phase)들의 형성을 위해 존재할 수 있다. 예를 들어, 추가의 합금 원소들은 Ag, Al, Fe, Cu, Ni, Sc, Si, Zn, Mn, Co, Cr, Zr, Mg이게 된다.
윤활 바니시가 런닝층(39)을 위해 사용되면, 이러한 것은 주요 구성 성분으로서 적어도 하나의 열가소성 수지를 함유하고, 이러한 열가소성 수지는, 특히 방향성 폴리아미드이미드, 폴리이미드 및/또는 폴리아미드이미드 및/또는 폴리알릴에테르이미드 및/또는 페놀 수지 및/또는 폴리알릴 에테르 에테르 케톤 및/또는 폴리아미드 및/또는 에폭시 수지 및/또는 특히, 방향성 에폭시 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌 및/또는, 예를 들어 폴리플루오르알콕시-폴리테트라플루오르에틸렌 공중합체들, 에틸렌 테트라플루오르에틸렌, 불소 첨가 에틸렌-프로필렌 공중합체들, 폴리비닐리덴 이불화물, 폴리비닐 불화물과 같은 불소 함유 수지, 및/또는 알릴렌 황화물 및/또는 폴리트리아조-피로멜리티이미드 및/또는 폴리에스테르이미드 및/또는 폴리알릴 황화물 및/또는 황화 폴리비닐리덴 및/또는 폴리설폰, 폴리알릴 설폰 및/또는 폴리알릴 산화물과, 예를 들어, 폴리이미드 및 폴리아미드이미드와 같은 혼합물들, 폴리아릴에테르이미드, 페놀 수지, 폴리아릴 에테르 에테르 케톤, 폴리아미드, 에폭시 수지, 특히 방향족 에폭시 수지, 폴리테트라플루오르에틸렌, 예를 들어, 폴리플루오르알콕시-폴리테트라플루오르에틸렌 공중합체, 에틸렌 테트라플루오르에틸렌, 불소 첨가 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴 이불화물, 폴리비닐 불화물과 같은 불소 함유 수지, 알릴렌 황화물 및/또는 폴리트리아조-피로멜리티미드(polytriazo-pyromellitimides), 폴리에트테르이미드, 폴리알릴 황화물, 폴리비닐렌 황화물, 폴리설폰, 폴리알릴설폰, 폴리알릴 산화물, 예를 들어 폴리이미드 및/또는 폴리아미드이미드 및/또는 폴리알릴에테르이미드 및/또는 페놀 수지 및/또는 폴리알릴 에테르 에테르 케톤 및/또는 폴리아미드 및/또는 에폭시 수지 및/또는 폴리테트라플루오르에틸렌 및/또는, 예를 들어 폴리플루오르알콕시-폴리테트라플루오르에틸렌 공중합체들, 에틸렌 테트라플루오르에틸렌, 불소 첨가 에틸렌-프로필렌 공중합체들, 폴리비닐리덴 이불화물, 폴리비닐 불화물과 같은 불소 함유 수지, 및/또는 알릴렌 황화물 및/또는 폴리트리아조-피로멜리티이미드 및/또는 폴리에스테르이미드 및/또는 폴리비닐렌 황화물 및/또는 폴리설폰 및/또는 폴리알릴 설폰 및/또는 폴리알릴 산화물의 공중합체들 또는 혼합물과 같은 그 공중합체들 또는 혼합물에 의해 개질된, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 특히 방향족 폴리아미드이미드, 폴리아릴에테르이미드, 특히 방향족 폴리아릴에테르이미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 주기적인 온도-의존성 연화 및 경화 메커니즘이 주로 열가소성 수지 또는 수지 혼합물 또는 공중합체들로 이루어진 윤활 바니시에 의해 가능하게 만들어지는 것이 유익하고, 그 결과, 윤활 바니시의 층의 수명이 증가될 수 있다. 또한, 베어링 기능이 특별히 기술된 수지들 또는 수지 혼합물들 또는 공중합체들로 인하여 하중의 상이한 예들에 적합할 수 있고, 그러므로, 값비싼 형태의 수지가 높은 수준의 하중을 받을 수 있는 베어링 요소들을 위해서만 사용될 수 있다는 것이 또한 유익하고, 그 결과, 보다 낮은 수준의 하중을 받는 베어링 요소들을 위한 비용의 견지에서 잇점을 달성하는 것이 가능하다.
윤활 바니시의 수지 함유량은 30%의 하한 및 95%의 상한을 가진 범위로부터 선택될 수 있다. 이에 의해, 기재에 대한 변형의 전달 능력을 변화시키는 것이 가능하고, 그러므로, 특히 길들임 위상에서 윤활 바니시의 층의 런닝 특성들은 각각의 필요 조건들에 보다 양호하게 순응될 수 있다.
이러한 효과를 더욱 개선하도록, 50wt%의 하한 및 85wt%의 상한을 가진 범위로부터, 또는 70wt%의 하한 및 75wt%의 상한을 가진 범위로부터 윤활 바니시의 수지 함유량을 선택하는 것이 가능하다.
열가소성 수지는, 특히 MoS2, h-BN, WS2, 흑연, 폴리테트라플루오르에틸렌, Pb, Pb-Sn 합금들, CF2, PbF2와 같은 윤활제, 또한 예를 들어 CrO3, Fe3O4, PbO, ZnO, CdO, Al2O3, SiC, Si3N4, SiO2, Si3N4와 같은 경질 재료, 점토, 활성, TiO2, 멀라이트, CaC2, Zn, AlN, Fe3P, Fe2B, Ni2B, FeB, 예를 들어 ZnS, Ag2S, CuS, FeS, FeS2, Sb2S3, PbS, Bi2S3, CdS와 같은 금속 황화물들, 섬유, 특히 예를 들어 유리, 탄소, 포타슘, 티탄산염, 예를 들어 SiC와 같은 휘스커(whisker), 예를 들어 Cu 또는 강과 같은 금속 섬유들과 같은 무기 섬유, 및 또한 특히 모두 기술된 형태의 적어도 하나의 윤활제 및/또는 하나의 경질 재료 및/또는 하나의 금속 황화물 및/또는 적어도 하나의 섬유 첨가제와, 예를 들어, 특히 기술된 형태의 적어도 하나의 윤활제, 및/또는 특히 기술된 형태의 적어도 하나의 경질 재료, 및/또는 특히 기술된 형태의 적어도 하나의 금속 황화물, 및/또는 특히 기술된 형태의 적어도 하나의 섬유 첨가제의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 함유할 수 있다.

Claims (34)

  1. 복합층(30)을 가진 캐리어 본체(10)를 포함하는 슬라이딩 요소(1)로서,
    외부 런닝층(39) 및 5㎬보다 큰 경도(HUplast)를 가지는 내부 보호층(35)을 포함하는 슬라이딩 요소(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층(35)은 10㎬ 보다 큰, 바람직하게 20㎬보다 큰, 특히 바람직하게 40㎬보다 큰 경도(HUplast)를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 10 내지 400 HV, 바람직하게 60 내지 200 HV, 및 특히 80 내지 140 HV의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층(35)은 다이아몬드형 탄소(DLC), 바람직하게 30㎬보다 큰 경도를 가지는 DLC를 함유하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층(35)은 DLC, Me-DLC, W-DLC, Ti-DLC, Cr-DLC 및 실리콘 질화물 또는 그 혼합물들로부터 선택되는 재료를 함유하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 보호층(35)은 PVD 및/또는 PCVD에 의해 제조되고, 0.2 내지 10㎛, 바람직하게 0.5 내지 8㎛, 및 특히 1 내지 5㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  7. 제 1 항에 있어서, 다수의 함몰부(23)들 및/또는 상승부(24)들을 포함하는 적어도 하나의 조직화된 내부면(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 표면(20)(들)에 대해 직각으로 측정된 높이에서의 최대 차이(DIN 4768 Part 1에 따른 봉우리 대 골짜기 값)는 200㎛ 미만, 바람직하게 100㎛ 미만, 및 특히 20㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 내부면(20)(들)은 0.5 내지 1500㎛, 바람직하게 5 내지 100㎛, 및 특히 10 내지 20㎛의 최대 측면 치수; 및 0.5 내지 200㎛, 바람직하게 1 내지 200㎛, 및 특히 1 내지 20㎛의 최대 깊이를 가진 다수의 함몰부(23)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 내부면(20)(들)은 0.5 내지 2000㎛, 바람직하게 5 내지 200㎛, 및 특히 10 내지 20㎛의 최대 폭; 및 0.5 내지 200㎛, 바람직하게 1 내지 100㎛, 및 특히 1 내지 20㎛의 최대 깊이를 가진 다수의 그루브(23)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 캐리어 본체(10)의 표면은 함몰부(23)들 및/또는 상승부(24)들을 포함하는 조직화된 표면(20)으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  12. 제 1 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 복합층(30)은 상기 보호층(35)과 상기 캐리어 본체(10) 사이에 배열된 결합층(32)을 포함하고, 상기 결합층(32)은 바람직하게 Ti, TiNx, Cr, CrNy, Ni, NiCr 또는 Cr/NiCr 합금을 함유하고, 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.5 내지 3㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 복합층(30)은 상기 보호층(35)과 상기 캐리어 본체(10) 사이에 배열된 베이스 층(31)을 포함하고, 상기 베이스 층(31)은 바람직하게 청동, 황동 또는 알루미늄 합금으로 이루어지고, 100 내지 2000㎛, 바람직하게 100 내지 800㎛, 및 특히 200 내지 500㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  14. 제 7 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 베이스 층(31)의 표면은 함몰부(23)들 및/또는 상승부(24)들을 포함하는 조직화된 표면(20)으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 복합층(30)은 상기 보호층(35)과 상기 베이스 층(31) 사이에 배열된 결합층(32)을 포함하고, 상기 결합층(32)은 바람직하게 Ti, TiNx, Cr, CrNy, Ni, NiCr 또는 Cr/NiCr 합금을 함유하고, 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.5 내지 3㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 본체(10)는 금속, 바람직하게 강(steel)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 본체(10)는 실리콘 질화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 복합층(30)은 상기 보호층(35)과 상기 런닝층(39) 사이에 배열된 중간층(36)을 포함하고, 상기 중간층(36)은 바람직하게 Cr, Ni, NiCr 또는 Cr/NiCr 합금을 함유하고, 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.5 내지 3㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 금속, 다수의 금속들의 합금 및/또는 SiC를 함유하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 AlSn, AlSn20, AlSn20Cu, AlSn25Cu을 함유하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 캐소드 스퍼터링 또는 증착 공정들에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  22. 제 19 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 PbSn18Cu2, PbSn10TiO2, CuPb30 or CuPb40을 함유하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  23. 제 19 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 전기도금 공정들에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  24. 제 19 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 AgSn85CuNi을 함유하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  25. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 윤활 바니시로 코팅되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  26. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝층(39)은 윤활 바니시로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 하나 이상의 항들에 있어서, 슬라이딩 접촉 베어링들을 위한 스플릿 셸로서 구성되는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  28. 내연기관의 실린더들, 피스톤들 및 피스톤 링들에서 제 1 항 내지 제 26 항 중 하나 이상의 항들에 따른 슬라이딩 요소(1)를 사용하는 방법.
  29. 선형 가이드들을 위한 제 1 항 내지 제 26 항 중 하나 이상의 항들에 따른 슬라이딩 요소(1)를 사용하는 방법.
  30. 제 1 항 내지 제 26 항 중 하나 이상의 항들에 따른 하나 이상의 슬라이딩 요소(1)들을 포함하는 기계적인 베어링.
  31. 제 1 항 내지 제 27 항 중 하나 이상의 항들에 따른 하나 이상의 슬라이딩 요소(1)들을 제조하는 방법으로서,
    a) 가능하게 베이스 층(31)이 구비된 캐리어 본체(10)의 표면(20)이 선택적으로 조직화되는 단계;
    b) 5㎬보다 큰 경도(HUplast)를 가지는 보호층(35)이 상기 캐리어 본체(10)의 표면에 적용되고, 상기 보호층(35)은 바람직하게 PVD 및/또는 PCVD에 의해 증착되는 단계;
    c) 중간층(36)이 선택적으로 상기 보호층(35)에 적용되는 단계;
    d) 런닝층(39)이 상기 보호층(35) 또는 선택적으로 상기 중간층(36)에 적용되는 단계; 및
    e) 윤활 바니시가 상기 런닝층(39)에 선택적으로 적용되는 단계를 포함하는 슬라이딩 요소 제조 방법.
  32. 제 1 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 하나 이상의 항들에 있어서, 상기 복합층(30)은 상기 보호층(35)과 상기 런닝층(39) 사이에 배열된 중간층(36)을 포함하고, 상기 중간층(36)은 금속(Me), 바람직하게 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W 및 Re으로 이루어진 그룹으로부터 선택퇸 탄화물 형성 금속을 함유하고; 상기 중간층(36)은 상기 보호층(35)에 인접한 제 1 부분적인 중간층, 상기 런닝층(39)에 인접한 제 2 부분적인 중간층, 및 또한 선택적으로 상기 제 1 및 제 2 부분적인 중간층들 사이에 배열된 제 3 부분적인 중간층을 포함하고; 상기 제 1 부분적인 중간층은 선택적으로 상기 보호층에 의해 진전되는 천이층, 및 이어서 Me-DLC 또는 Si-DLC으로 이루어진 비진전층을 포함하고; 상기 제 2 부분적인 중간층은 Me로 이루어지고, 상기 제 1 부분적인 중간층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인되고; 상기 선택적인 제 3 부분적인 중간층은 금속 탄화물(MeCx) 또는 SiCx로 이루어지고 상기 제 1 및/또는 제 2 부분적인 중간층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인되고; 상기 중간층(36)은 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.3 내지 0.6㎛의 전체 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  33. 제 1 항, 제 11 항 및 제 13 항 중 하나 이상의 항들에 있어서, 상기 복합층(30)은 상기 보호층(35)과 상기 캐리어 본체(10) 사이 또는 상기 보호층(35)과 상기 베이스 층(31) 사이에 배열된 결합층(32)을 포함하고, 상기 결합층(32)은 상기 캐리어 본체(10)에 인접한 또는 상기 베이스 층(31)에 인접한 제 1 부분적인 결합층과, 상기 보호층(35)에 인접하고 상기 제 1 부분적인 결합층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인된 제 2 부분적인 결합층을 포함하고; 상기 제 1 부분적인 결합층은 Ti 또는 Cr로 이루어지고, 상기 제 2 부분적인 결합층은 티타늄 질화물(TiNx) 또는 크롬 질화물(CrNx)로 이루어지고; 상기 결합층(32)은 0.2 내지 5㎛, 바람직하게 0.3 내지 0.6㎛의 전체 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
  34. 제 1 항 및 제 33 항 중 하나 이상의 항들에 있어서, 상기 보호층(35)은 상기 결합층(32)에 인접한, 상기 베이스 층(31)에 인접한 또는 상기 캐리어 본체(10)에 인접한 제 1 부분적인 보호층, 상기 제 1 부분적인 보호층에 인접하고 상기 제 1 부분적인 보호층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인된 제 2 부분적인 보호층, 및 가능하게, 상기 제 2 부분적인 보호층과 상기 런닝층(39) 또는 상기 중간층(36) 사이에 배열되고 상기 제 2 부분적인 보호층에 의해 진전되도록 선택적으로 디자인된 제 3 부분적인 보호층을 포함하고; 상기 제 1 부분적인 보호층은 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W 및 Re로 이루어진 그룹으로부터 선택된 Me를 구비한 금속 탄화물(MeCx ), 특히 티타늄 탄화물(TiCx) 또는 텅스텐 탄화물(WCx) 또는 SiCx로 이루어지고; 제 2 부분적인 보호층은 Si-DLC 또는 Me-DLC, 특히 Ti-DLC 또는 W-DLC로 이루어지고; 선택적인 제 3 부분적인 보호층은 DLC로 이루어지고; 상기 보호층(35)은 0.5 내지 10㎛, 특히 1 내지 4㎛의 전체 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 요소(1).
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