WO2021170286A1 - Verfahren und vorrichtung zum beschichten einer tribologisch hochbelasteten oberfläche eines metallischen bauteils - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum beschichten einer tribologisch hochbelasteten oberfläche eines metallischen bauteils Download PDF

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    • F02M61/166—Selection of particular materials

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for coating a tribologically highly stressed surface of a metallic construction part with a carbon-containing hard wear protection layer, which is applied by a plasma process at least in one layer over at least part of the upper surface of the component by sputtering source.
  • the field of application of the invention extends primarily to automotive engineering, in particular to fuel injection systems.
  • Their metallic components such as fuel valve seats! Injectors, injector needles, plain bearing points in high-pressure pumps and the like are exposed to strong pressures and frictional loads during operation, so that such tribologically highly stressed surfaces of metal components of interest here have to be provided with a wear protection layer, which in particular significantly reduces the friction values in tribological contacts.
  • Such wear protection layers contain, for example, chromium nitrite, titanium nitrite or DLC (diamond-like carbon).
  • Special hydrogen-free tetrahedral amorphous carbon layers, so-called ta-C layers, are suitable for tribologically highly stressed contacts due to their high wear resistance and a low coefficient of friction compared to metallic counter-bodies.
  • Wear protection layers of this type are used in injection technology as well as in tool technology, i.e. as tool coatings.
  • the generally known prior art shows that the disturbing droplets can alternatively also be removed by a mechanical finishing process, for example by means of brushes, sanding belts or abrasive media, which, however, also causes an expensive additional work step.
  • HiPIMS high-power pulse magnetron sputtering
  • a softer run-in layer is applied to the mechanically processed wear protection layer.
  • the softer running-in layer is designed as a hydrogen-containing amorphous carbon layer (a-C: H). This coating process also requires several work steps to be carried out separately from one another.
  • the object is achieved on the basis of a method according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features.
  • the independent claim 9 specifies a device suitable for carrying out the method.
  • the invention includes the process engineering teaching that the wear protection layer applied by plasma method is then acted upon with ions generated by an ion source in order to compact the applied wear protection layer.
  • the advantage of the solution according to the invention lies in the fact that a manufacturing process for the deposition of, in particular, hydrogen-free ta-C layers as wear protection layers can be provided without complex generator technology, with the avoidance of disruptive droplets on the surface by an additional ion source in the course of plasma ionization takes place in that the conventional sputter layer is subsequently compacted.
  • application A and compacting B are periodically repeated until a sufficient layer thickness is produced. This can advantageously be carried out in a continuous manufacturing process.
  • the ions of the ion source compact the growing layer so that sp3 carbon residues are produced, that is to say a carbon layer which is as hard as possible and which has a layer hardness of preferably ⁇ 30 GPa is created.
  • the ion source is preferably operated with a noble gas, so that noble gas ions are generated for compacting.
  • noble gases are argon, neon, krypton or xenon.
  • the ion source for controlling the ion energy can be operated with an additional bias voltage between the component and the ion source.
  • An electron arc, a microwave discharge or an RF ion source or the like can be used as the ion source.
  • the two process steps A and B must be repeated periodically as explained above, which can be achieved by rotating a workpiece holding unit that takes one or more components.
  • sputter sources are provided which dop the wear protection layer with different elements. For example, doping with tungsten, chromium or boron can be carried out.
  • the ion source spatially separated from the at least one sputtering source.
  • the ion source can be arranged opposite the sputtering source, the at least one component being positioned in a rotating manner in between in order to implement an increasing layer structure with periodic applications A and B compaction.
  • several components arranged in a ring can be positioned in a rotating manner between the ion source and the sputtering source. In this way, several components can advantageously be coated at the same time.
  • an inner ion source is positioned in the center of a plurality of components rotating in a ring, the sputtering source being arranged on the outside.
  • the ring of the components rotates and the components also rotate around their own axis.
  • such a device can be implemented in a particularly space-saving manner.
  • Fig. 1 is a schematic flow chart of the method for coating a surface of a metallic component with a carbon-containing hard, low-droplet wear protection layer
  • Fig. 2 is a schematic partial cross-section through a component with attached wear protection layer
  • Fig. 3 is a schematic representation of a first embodiment of a device for performing the method according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a second embodiment of a
  • Fig. 5 is a schematic representation of a third embodiment of a device for performing the method according to the invention.
  • the component in order to carry out the method for coating a tribologically highly stressed surface of a component, the component is positioned P in the effective area of a sputtering source and an ion source in an initial procedural step.
  • An application A of a carbon-containing hard wear protection layer here a ta-C layer, is then carried out by a plasma process carried out by the sputtering source, here by means of DC magnetron sputtering (PVD) of a graphite target.
  • PVD DC magnetron sputtering
  • the applied carbon-containing wear protection layer is then acted upon with ions generated by an ion source in such a way that the applied wear protection layer is compacted. This increases the proportion of sp3 carbon-carbon compounds and thus also increases the hardness of the growing wear protection layer.
  • FIG. 2 shows a component 1 processed by the method according to the invention explained above in the form of a rotationally symmetrical cylindrical body on which the carbon-containing wear protection layer 2 was applied and compacted.
  • a suitable device for this method is shown in wel cher the component 1 on a workpiece holding unit 3, such as a turntable, is rotatably positioned.
  • a sputter source 4 for applying the carbon-containing wear protection layer 2 is arranged.
  • an ion source 5 is arranged spatially separated from the sputter source 4 and opposite it, which serves to compact the applied wear protection layer 2 by applying ions.
  • a bias voltage 6 is applied between the component 1 and the ion source 5.
  • a workpiece holding unit 3 ' is used, with which a plurality of components 1 can be positioned in a ring shape. Both the workpiece holding unit 3 'and each one individual component 1 arranged thereon (by way of example) driven in rotation. With this device, several components 1 can be coated at the same time, in that the applied wear protection layer 2 is applied by the sputter source 4 and the applied wear protection layer 2 is subsequently compacted by the ion source.
  • the device according to the exemplary embodiment described above is modified in such a way that the ion source 5 is arranged at a central point, that is to say on the axis of rotation of the workpiece holding unit 3 '. This results in a space-saving arrangement of the device. Otherwise, the structure and mode of operation of this third game personssbei corresponds to the previous embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten einer tribologisch hochbelasteten Oberfläche eines metallischen Bauteils (1) mit einer kohlenstoffhaltigen harten Verschleißschutzschicht (2), welche durch ein Plasmaverfahren zumindest einschichtig über zumindest einen Teil der Oberfläche des Bauteils (1) per Sputterquelle (4) aufgetragen wird, wobei die aufgetragene Verschleißschutzschicht (2) anschließend mit von einer Ionenquelle (5) generierten Ionen beaufschlagt wird, um die aufgetragene Verschleißschutzschicht (2) zu kompaktieren.

Description

Beschreibung
Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten einer tribologisch hochbelaste- ten Oberfläche eines metallischen Bauteils
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Be schichten einer tribologisch hochbelasteten Oberfläche eines metallischen Bau teils mit einer kohlenstoffhaltigen harten Verschleißschutzschicht, welche durch ein Plasmaverfahren zumindest einschichtig über zumindest einen Teil der Ober fläche des Bauteils per Sputterquelle aufgetragen wird.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf die Kraftfahr zeugtechnik, insbesondere auf Kraftstoffeinspritzsysteme. Deren metallischen Bauteile, wie beispielsweise Ventilsitze von Kraftstoff! njekto re n, Injektornadeln, Gleitlagerstellen bei Hochdruckpumpen und dergleichen sind im Betrieb starken Drücken und Reibbeanspruchungen ausgesetzt, so dass derartige tribologisch hoch beanspruchten Oberflächen hier interessierender metallischer Bauteile mit einer Verschleißschutzschicht zu versehen sind, welche insbesondere die Reib werte in tribologischen Kontakten deutlich senken.
Derartige Verschleißschutzschichten enthalten beispielsweise Chromnitrit, Titan nitrit oder DLC (Diamond-Like Carbon). Besondere wasserstofffreie tetraedrische amorphe Kohlenstoffschichten, so genannte ta-C-Schichten, eignen sich auf grund ihrer hohen Verschleißbeständigkeit und einem geringen Reibwert gegen über metallischen Gegenkörpern für tribologisch hochbelastete Kontakte. Derar tige Verschleißschutzschichten kommen neben der Einspritztechnik auch in der Werkzeugtechnik zum Einsatz, also als Werkzeugbeschichtungen.
Stand der Technik Aus der DE 10 2009 046 284 Al geht ein Verfahren zur Beschichtung eines me tallischen Bauteils mit einer Verschleißschutzschicht hervor. Dabei wird die Ver schleißschutzschicht durch Lichtbogenabscheidung auf die Oberfläche des Bau teils aufgebracht. Die Lichtbogenabscheidung oder Vakuumbogenverdampfung verursacht so genannte Droplets auf der Oberfläche der Verschleißschutzschicht, welche sich beim Schichtwachstum auf den Bauteilen mit ablagern. Diese wer den durch eine nachfolgende Ultraschall- Kavitationsbehandlung entfernt. Die ver fahrensbedingt verbleibenden Vertiefungen können in vorteilhafter Weise an schließend als Schmiermitteltaschen dienen.
Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik geht hervor, dass die stören den Droplets alternativ auch durch einen mechanischen Finish-Prozess, bei spielsweise mittels Bürsten, Schleifbändern oder abrasiven Medien entfernt wer den können, was jedoch ebenfalls einen aufwendigen zusätzlichen Arbeitsschritt verursacht.
Ein weiteres allgemein bekanntes Verfahren zum Abscheiden von insbesondere ta-C-Schichten stellt das so genannte HiPIMS (Hochleistungsimpulsmagnetron sputtern) dar. Hierdurch wird durch kurze hochenergetische Pulse bei Spannun gen von bis zu zwei Kilovolt eine Ionisierung des Sputtermaterials erreicht, das anschließend mittels Bias-Spannung zum Substrat beschleunigt wird und dort eine harte Kohlenstoffschicht ausbildet. Hierfür ist allerdings eine aufwendige Ge neratorentechnik im Vergleich zu herkömmlichen Sputterquellen notwendig. Dies betrifft neben den Sputter-Generatoren auch den Generator für die Bias-Span- nung. Zusätzlich müssen diese im unteren Kilohertzbereich betriebenen Geräte untereinander synchronisiert werden. Insbesondere bei großen Kathodenflächen, wie diese in Batch-Anlagen für Automotive-Anwendungen üblich sind, stößt diese Technologie an Machbarkeitsgrenzen, da neben den hohen Spannungen auch hohe Pulsströme von mehreren Kiloampere Spitzenstrom erzeugt werden müss ten, was auch zu Lichtbogenproblemen an der Kathode selbst führen kann.
Aus der DE 10 2016 225 449 Al geht ein anderes Verfahren zum Beschichten eines metallischen Bauteils mit einer Verschleißschutzschicht hervor, bei wel chem durch ein Plasmaverfahren zumindest einschichtig über zumindest einen Teil der Oberfläche des Bauteils eine harte Verschleißschutzschicht aufgetragen wird. Die sich dabei auf der Oberfläche der aufgetragenen harten Verschleiß schutzschicht abscheidenden Droplets werden mechanisch in vorstehend be schriebener Weise entfernt.
Um die dabei wiederum entstehenden Vertiefungen auf der Oberfläche zu glät ten, wird auf die mechanisch bearbeitete Verschleißschutzschicht eine demge genüber weichere Einlaufschicht aufgetragen. Gegenüber der Verschleißschutz schicht ist die weichere Einlaufschicht als eine wasserstoffhaltige amorphe Koh lenstoffschicht (a-C: H) ausgebildet. Auch dieses Beschichtungsverfahren bedarf mehrerer örtlich getrennt voneinander auszuführender Arbeitsschritte.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Beschichten eines metallischen Bauteils mit einer harten Verschleiß schutzschicht zu schaffen, mit welchem/welcher sich in fertigungstechnisch einfa cher Weise ein serientaugliches Beschichten der Bauteile mit einer dropletfreien, wasserstofffreien und harten Verschleißschutzschicht durchführen lässt.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Der nebengeordnete Anspruch 9 gibt eine zur Durchführung des Verfahrens geeig nete Vorrichtung an.
Die Erfindung schließt die verfahrenstechnische Lehre ein, dass die per Plasma verfahren aufgetragene Verschleißschutzschicht anschließend mit von einer lo- nenquelle generierten Ionen beaufschlagt wird, um die aufgetragene Verschleiß schutzschicht zu kompaktieren.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass damit ein Herstellungsverfahren zur Abscheidung von insbesondere wasserstofffreien ta-C-Schichten als Verschleißschutzschichten ohne aufwendige Generatoren technik bereitgestellt werden kann, wobei die Vermeidung störender Droplets auf der Oberfläche durch eine zusätzliche lonenquelle im Zuge einer Plasmaionisie rung erfolgt, indem damit ein Nachkompaktieren der herkömmlichen Sputter- schicht erfolgt. Vorzugsweise wird zum Schichtaufbau der Verschleißschutzschicht auf der Oberfläche des Bauteils das Aufträgen A und Kompaktieren B periodisch wieder holt, bis eine ausreichende Schichtdicke erzeugt ist. Dies kann vorteilhafterweise im kontinuierlichen Fertigungsverfahren durchgeführt werden. Dabei kompaktie ren die Ionen der lonenquelle die wachsende Schicht, so dass sp3- Kohlest off- Kohlenstoffbindungen erzeugt werden, also eine möglichst harte Kohlenstoff schicht entsteht, welche eine Schichthärte von vorzugsweise < 30 GPa aufweist.
Vorzugsweise wird die lonenquelle mit einem Edelgas betrieben, so dass zum Kompaktieren Edelgasionen generiert werden. Als Edelgas kommen beispiels weise Argon, Neon, Krypton oder Xenon in Betracht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die lonenquelle zur Steuerung der lonenenergie mit einer zusätzlichen Bias-Spannung zwischen Bauteil und lo nenquelle betrieben werden. Als lonenquelle kann ein Elektronenbogen, eine Mikrowellenentladung oder RF-Ionenquelle oder ähnliches verwendet werden.
Da die erfindungsgemäße Nachkompaktierung nur auf die Oberfläche der wach senden Verschleißschutzschicht wirkt, sind die beiden Prozessschritte A und B wie vorstehend erläutert periodisch zu wiederholen, was durch eine Rotation ei ner Werkstückhalteeinheit realisierbar ist, welche ein oder mehrere Bauteile auf nimmt.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschla gen, dass mehrere Sputterquellen vorgesehen sind, welche die Verschleiß schutzschicht mit unterschiedlichen Elementen dotieren. So kann eine Dotierung mit beispielsweise Wolfram, Chrom oder Bor durchgeführt werden.
Für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen einer konti nuierlichen Fertigung wird vorgeschlagen, die lonenquelle räumlich getrennt von der mindestens einen Sputterquelle anzuordnen. So kann gemäß einer ersten Ausführungsform die lonenquelle gegenüberliegend der Sputterquelle angeord net sein, wobei das mindestens eine Bauteil rotierend dazwischen positioniert ist, um einen anwachsenden Schichtaufbau mit periodischem Aufträgen A und Kom paktieren B zu realisieren. Nach einer zweiten Ausführungsform können mehrere kranzförmig angeordnete Bauteile zwischen lonenquelle und Sputterquelle rotierend positioniert werden. Hiermit lassen sich vorteilhafterweise gleichzeitig mehrere Bauteile beschichten.
Gemäß einer dritten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass im Zentrum von mehreren kranzförmig rotierenden Bauteilen eine innere lonenquelle positioniert ist, wobei die Sputterquelle außenliegend angeordnet ist. Dabei dreht sich bei der kranzförmigen Anordnung der Kranz der Bauteile und die Bauteile rotieren zu sätzlich um die eigene Achse. Eine solche Vorrichtung lässt sich im Gegensatz zu den vorstehenden Ausführungsformen besonders bauraumsparend realisie ren.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemein sam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Ablaufplan des Verfahrens zum Beschichten einer Oberfläche eines metallischen Bauteils mit einer kohlenstoffhaltigen har ten, dropletarmen Verschleißschutzschicht,
Fig. 2 einen schematischen Teilquerschnitt durch ein Bauteil mit hieran ange brachter Verschleißschutzschicht,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vor richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig.4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Vor richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Detailbeschreibung der Zeichnung. Gemäß Fig. 1 erfolgt zur Durchführung des Verfahrens zum Beschichten einer tribologisch hochbelasteten Oberfläche eines Bauteils in einem initialen Verfah rensschritt ein Positionieren P des Bauteils im Wirkbereich einer Sputterquelle sowie einer lonenquelle. Anschließend erfolgt ein Aufträgen A einer kohlenstoff haltigen harten Verschleißschutzschicht, hier einer ta-C-Schicht, durch ein von der Sputterquelle ausgeführtes Plasmaverfahren, hier mittels DC- Magnetronsput tern (PVD) eines Grafittargets. Nachfolgend wird die aufgetragene kohlenstoffhal tige Verschleißschutzschicht mit von einer lonenquelle generierten Ionen derart beaufschlagt, dass die aufgetragene Verschleißschutzschicht kompaktiert wird. Hierdurch wird der Anteil an sp3- Kohlenstoff- Kohlenstoffverbindungen erhöht und somit die Härte der anwachsenden Verschleißschutzschicht ebenfalls erhöht.
Die Fig. 2 zeigt ein durch das vorstehend erläuterte erfindungsgemäße Verfahren bearbeitetes Bauteil 1 in Form eines rotationssymmetrischen zylindrischen Kör pers, auf dem die kohlenstoffhaltige Verschleißschutzschicht 2 aufgetragen und kompaktiert wurde. Durch Drehung des Bauteils 1 erfolgt ein anwachsender Schichtaufbau der Verschleißschutzschicht 1, die nach dem Aufträgen kompak tiert wird.
In Fig. 3 ist eine für dieses Verfahren geeignete Vorrichtung dargestellt, bei wel cher das Bauteil 1 an einer Werkstückhalteeinheit 3, beispielsweise einem Dreh teller, rotierbar positioniert wird. Beabstandet hiervon ist einerseits eine Sputter quelle 4 zum Aufträgen der kohlenstoffhaltigen Verschleißschutzschicht 2 ange ordnet. Räumlich getrennt von der Sputterquelle 4 und dieser gegenüberliegend ist andererseits eine lonenquelle 5 angeordnet, welche zum Kompaktieren der aufgetragenen Verschleißschutzschicht 2 durch Beaufschlagung mit Ionen dient. Durch die Rotation des Bauteils 1 erfolgt das vorstehend beschriebene periodi sche Aufträgen A und Kompaktieren B zum Schichtaufbau der Verschleißschutz schicht 2. Zur Steuerung der lonenenergie wird zwischen dem Bauteil 1 und der lonenquelle 5 eine Bias-Spannung 6 angelegt.
Gemäß der mit Fig. 4 illustrierten alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Werkstückhal teeinheit 3‘ verwendet, mit welcher sich mehrere Bauteile 1 kranzförmig positio nieren lassen. Dabei wird sowohl die Werkstückhalteeinheit 3’ als auch jedes ein- zelne hieran angeordnete Bauteil 1 (exemplarisch) rotierend angetrieben. Mit die ser Vorrichtung können mehrere Bauteile 1 gleichzeitig beschichtet werden, in dem durch die Sputterquelle 4 das Aufträgen und durch die lonenquelle das nachfolgende Kompaktieren der aufgetragenen Verschleißschutzschicht 2 er- folgt.
Gemäß Fig. 5 ist die Vorrichtung gemäß des vorhergehend beschriebenen Aus führungsbeispiels dahingehend modifiziert, dass die lonenquelle 5 an zentraler Stelle, also auf der Drehachse der Werkstückhalteeinheit 3‘ angeordnet ist. Hier- durch ergibt sich eine bauraumsparende Anordnung der Vorrichtung. Ansonsten entspricht der Aufbau und die Funktionsweise dieses dritten Ausführungsbei spiels dem vorstehenden Ausführungsbeispiel.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiele, sondern kann auch Abwandlungen hiervon mit beinhalten, die vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es bei spielsweise auch denkbar, die Sputterquelle zentral und die lonenquelle außen anzuordnen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Beschichten einer tribologisch hochbelasteten Oberflä che eines metallischen Bauteils (1) mit einer kohlenstoffhaltigen harten Ver schleißschutzschicht (2), welche durch ein Plasmaverfahren zumindest ein schichtig über zumindest einen Teil der Oberfläche des Bauteils (1) per Sputter- quelle (4) aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgetragene Verschleißschutzschicht (2) anschließend mit von einer lonenquelle (5) generierten Ionen beaufschlagt wird, um die aufgetragene Verschleißschutzschicht (2) zu kompaktieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schichtaufbau der Verschleißschutzschicht (2) das Aufträgen (A) und Kompaktieren (B) periodisch wiederholt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschleißschutzschicht (2) eine wasser stofffreie tetraedrische Kohlenstoffschicht (ta-C-Schicht) aufgetragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Aufträgen (A) und Kompaktieren (B) eine sp3-Kohlenstoff-Kohlenstoffschicht mit einer Schichthärte von > 30 GPa er zeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lonenquelle (5) mit einem Edelgas betrieben wird, so dass zum Kompaktieren (B) Edelgasionen generiert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lonenquelle (5) zur Steuerung der lonen- energie mit einer Bias-Spannung (6) zwischen Bauteil (1) und lonenquelle (5) be trieben wird.
7. Metallisches Bauteil (1), das nach einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche beschichtet ist.
8. Metallisches Bauteil (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als tribologisch hochbelastete Kompo nente eines Kraftstoff! njektors oder einer Hochdruckpumpe ausgebildet ist.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü che 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens:
- eine Werkstückhalteeinheit (3; 3’) zum rotierbaren Positionieren (P) des zu be schichtenden Bauteils (1),
- eine Sputterquelle (4) zum Aufträgen (A) einer kohlenstoffhaltigen harten Ver schleißschutzschicht (2), sowie
- eine lonenquelle (5) zum Kompaktieren (B) der aufgetragenen Verschleiß schutzschicht (2) durch Beaufschlagung mit Ionen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lonenquelle (5) als Elektronenbogen, als Mikrowellenentladung oder als RF-Ionenquelle ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sputterquellen (4) vorgesehen sind, welche die Verschleißschutzschicht (2) unterschiedlichen metallischen Elemen ten dotieren.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die lonenquelle (5) räumlich getrennt von der mindestens einen Sputterquelle (4) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die lonenquelle (5) gegenüberliegend der Sput terquelle (4) angeordnet ist, wobei das mindestens eine Bauteil (1) rotierend da zwischen positioniert ist, um einen anwachsenden Schichtaufbau mit periodi schem Aufträgen (A) und Kompaktieren (B) zu realisieren.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere kranzförmig angeordnete Bauteile (1) zwischen lonenquelle (5) und Sputterquelle (4) rotierend positioniert sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum von mehreren kranzförmig angeord neten Bauteilen (1) eine innere lonenquelle (5) positioniert ist, wobei die Sputter quelle (4) außenliegend angeordnet ist.
PCT/EP2020/087985 2020-02-28 2020-12-29 Verfahren und vorrichtung zum beschichten einer tribologisch hochbelasteten oberfläche eines metallischen bauteils WO2021170286A1 (de)

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