JP2002516924A - 物体の摩擦応力を受ける露出面に潤滑層を付着するための方法および露出面に付着した潤滑層を有する物体 - Google Patents
物体の摩擦応力を受ける露出面に潤滑層を付着するための方法および露出面に付着した潤滑層を有する物体Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、物体の摩擦応力を受ける面に潤滑層を付与するための方法、および対応する物体に関するものであり、前記潤滑層は使用時にホウ酸を含有する。作製のために、物体が反応器に導入され、その反応器は排気される。次いで、付着促進層を形成するために、プロセスガスが導入される。このプロセスガスは、ホウ素、窒素および/または炭素を少なくとも化合物の形態で含有するか、あるいはプロセス条件のもとで対応する元素を放出し、かつ特に拡散によって物体の表面領域に侵入する。ホウ素および酸素を含有する中間層を作製するために、ホウ素を少なくとも化合物の形態で含有し、プロセス条件のもとでそのホウ素を放出する第2の前駆体材料、および酸素を少なくとも化合物の形態で含有し、プロセス条件のもとでその酸素を放出する第1の前駆体材料が、堆積気相に導入される。遅くとも使用時には、中間層のホウ素および酸素は、少なくともそれらが自由に接近し得る表面領域において、水素の助けにより、乾燥潤滑剤としてのホウ酸に少なくとも部分的に変換される。
Description
【0001】 本発明は、請求項1および30の前提部分にそれぞれ記載された、物体の摩擦
応力を受ける露出面に潤滑層を付着するための方法、および露出面に付着した潤
滑層を有する物体に関する。これらはともに、例えば、前提特徴部の基礎になっ
ている論文、A.Erdemir他、Surface&Coating Tec
hnology、76−77、1995、443頁〜490頁の「Format
ion and self−lubricating mechanisms
of boric acid on borided steel surfa
ces」により知られている。
応力を受ける露出面に潤滑層を付着するための方法、および露出面に付着した潤
滑層を有する物体に関する。これらはともに、例えば、前提特徴部の基礎になっ
ている論文、A.Erdemir他、Surface&Coating Tec
hnology、76−77、1995、443頁〜490頁の「Format
ion and self−lubricating mechanisms
of boric acid on borided steel surfa
ces」により知られている。
【0002】 A.Erdemir他、Surface&Coating Technolo
gy、76−77、1995、443頁〜490頁の論文「Formation
and self−lubricating mechanisms of
boric acid on borided steel surfaces
」には、鋼上でホウ酸から作製される乾燥潤滑剤のコーティングおよびそのコー
ティングの付着方法が開示されている。この論文によって知られた方法では、鋼
は最初にホウ化処理される。ホウ化処理された鋼表面は、良好な硬度および耐腐
食性を有する。しかし、その摩擦係数は非常に大きい。したがって、ホウ化処理
された鋼表面には、乾燥潤滑剤として作用するホウ酸の潤滑層が施される。ホウ
化処理するために、鋼は、ホウ素化合物を含有する940℃に加熱された塩浴に
浸漬される。塩浴の後、ホウ化処理された鋼は750℃に加熱され、ホウ素原子
をより深く鋼の表面領域内に拡散させる。その原子の一部はまた自由表面で拡散
し、その表面において、酸素が存在する場合には直ちに反応してホウ素酸化物に
なる。その結果、水素が存在するもとでその後冷却されたときにホウ酸に変換さ
れるホウ素酸化物の層が鋼表面に付着する。しかし、そのようなホウ素酸化物を
形成させるためには、温度を750℃未満に下げてはならず、ホウ化処理された
鋼もまたこの温度に8分間も加熱しなければならない。なぜなら、そうでない場
合には、ホウ素酸化物が形成されないからである。このような加熱処理は鋼上に
おける限りない負荷量を示すという事実は別として、このようなホウ素酸化物層
の作製方法は非常に変動しやすく、このため、知られている方法は非常に複雑で
、面倒で、かつ費用がかかる。さらに、この方法を使用して、最終的な形状に近
い形状、特に正確な寸法を有する構成部品を製造することは困難であり、大きな
不良品率を伴う。また、この方法全体は、特に層の厚さを変更することに関して
はほとんど柔軟性を有していない。
gy、76−77、1995、443頁〜490頁の論文「Formation
and self−lubricating mechanisms of
boric acid on borided steel surfaces
」には、鋼上でホウ酸から作製される乾燥潤滑剤のコーティングおよびそのコー
ティングの付着方法が開示されている。この論文によって知られた方法では、鋼
は最初にホウ化処理される。ホウ化処理された鋼表面は、良好な硬度および耐腐
食性を有する。しかし、その摩擦係数は非常に大きい。したがって、ホウ化処理
された鋼表面には、乾燥潤滑剤として作用するホウ酸の潤滑層が施される。ホウ
化処理するために、鋼は、ホウ素化合物を含有する940℃に加熱された塩浴に
浸漬される。塩浴の後、ホウ化処理された鋼は750℃に加熱され、ホウ素原子
をより深く鋼の表面領域内に拡散させる。その原子の一部はまた自由表面で拡散
し、その表面において、酸素が存在する場合には直ちに反応してホウ素酸化物に
なる。その結果、水素が存在するもとでその後冷却されたときにホウ酸に変換さ
れるホウ素酸化物の層が鋼表面に付着する。しかし、そのようなホウ素酸化物を
形成させるためには、温度を750℃未満に下げてはならず、ホウ化処理された
鋼もまたこの温度に8分間も加熱しなければならない。なぜなら、そうでない場
合には、ホウ素酸化物が形成されないからである。このような加熱処理は鋼上に
おける限りない負荷量を示すという事実は別として、このようなホウ素酸化物層
の作製方法は非常に変動しやすく、このため、知られている方法は非常に複雑で
、面倒で、かつ費用がかかる。さらに、この方法を使用して、最終的な形状に近
い形状、特に正確な寸法を有する構成部品を製造することは困難であり、大きな
不良品率を伴う。また、この方法全体は、特に層の厚さを変更することに関して
はほとんど柔軟性を有していない。
【0003】 A.Erdemir他、Surface&Coating Technolo
gy、43/44、1990、588頁〜596頁の論文「A study o
f the formation and self−lubrication
mechanisms of boric acid films on b
oric oxide coatings」には、同様に、ホウ酸を含む乾燥潤
滑剤のコーティングおよびこのコーティングの付着方法が開示されている。この
方法では、α−アルミナから作製された物体の表面、および鋼(M50)から作
製された物体の表面がアルゴン・イオン・ビームによって清浄化され、次いで電
子ビーム蒸発によって真空中でホウ素酸化物を用いてコーティングされる。両方
の場合において、厚さが数μmである潤滑層の摩擦係数は非常に良好であったが
、鋼上のコーティングの使用寿命は短かった。さらに、ホウ酸から作製された潤
滑層の基板に対する付着性は低く、このため、この方法もまた大きな不良品率を
伴っている。
gy、43/44、1990、588頁〜596頁の論文「A study o
f the formation and self−lubrication
mechanisms of boric acid films on b
oric oxide coatings」には、同様に、ホウ酸を含む乾燥潤
滑剤のコーティングおよびこのコーティングの付着方法が開示されている。この
方法では、α−アルミナから作製された物体の表面、および鋼(M50)から作
製された物体の表面がアルゴン・イオン・ビームによって清浄化され、次いで電
子ビーム蒸発によって真空中でホウ素酸化物を用いてコーティングされる。両方
の場合において、厚さが数μmである潤滑層の摩擦係数は非常に良好であったが
、鋼上のコーティングの使用寿命は短かった。さらに、ホウ酸から作製された潤
滑層の基板に対する付着性は低く、このため、この方法もまた大きな不良品率を
伴っている。
【0004】 本発明の目的は、特に、金属物体に、乾燥潤滑剤の十分に付着する潤滑層を、
低コストで、厳しい製造許容公差内において低い不良品率で施す方法を提供する
ことにある。その意図は、乾燥潤滑剤が、できる限り小さい摩擦係数およびでき
る限り長い使用寿命を有することである。本発明のさらなる目的は、特に、金属
物体に対して、乾燥潤滑剤の十分に付着する潤滑層を開発することにある。この
場合、潤滑層は、低コストで、厳しい製造許容公差内において低い不良品率で付
与され、乾燥潤滑剤は、できる限り小さい摩擦係数およびできる限り長い使用寿
命を有する。
低コストで、厳しい製造許容公差内において低い不良品率で施す方法を提供する
ことにある。その意図は、乾燥潤滑剤が、できる限り小さい摩擦係数およびでき
る限り長い使用寿命を有することである。本発明のさらなる目的は、特に、金属
物体に対して、乾燥潤滑剤の十分に付着する潤滑層を開発することにある。この
場合、潤滑層は、低コストで、厳しい製造許容公差内において低い不良品率で付
与され、乾燥潤滑剤は、できる限り小さい摩擦係数およびできる限り長い使用寿
命を有する。
【0005】 本発明により、そのような目的は、請求項1に記載の工程を有する方法、およ
び請求項30に記載の特徴を有するコーティングによって達成される。本発明に
よる層構造により、および好ましくはプラズマCVD法によって個々の層が付与
されることにより、簡便な方法で層の厚さをμm範囲で再現性よく付着すること
ができ、その結果、少なくとも1つの複雑な再度の機械加工工程を省くことがで
きる。さらに、物体に対する付着性が本発明による手法によって改善される。
び請求項30に記載の特徴を有するコーティングによって達成される。本発明に
よる層構造により、および好ましくはプラズマCVD法によって個々の層が付与
されることにより、簡便な方法で層の厚さをμm範囲で再現性よく付着すること
ができ、その結果、少なくとも1つの複雑な再度の機械加工工程を省くことがで
きる。さらに、物体に対する付着性が本発明による手法によって改善される。
【0006】 本発明の有用な形態は、対応する従属請求項に示されている。さらに、本発明
は、実施例および下記の図面を参照することによってより詳細に説明される。
は、実施例および下記の図面を参照することによってより詳細に説明される。
【0007】 図1は、コーティングされた物体1の本発明による層構造の断面の細部を、非
常に歪んだ尺度で示す。外側を向き、コーティングで覆われているその表面2の
領域において、鋼から作製された金属物体1は、物体1が作製された材料のホウ
化物を含有するホウ化処理された付着促進層3を有する。この場合、鉄ホウ化物
が、付着促進層3の内側に配置されている。内側から、最初に主としてFe2B
が存在し、その次には主としてFeBが存在する。
常に歪んだ尺度で示す。外側を向き、コーティングで覆われているその表面2の
領域において、鋼から作製された金属物体1は、物体1が作製された材料のホウ
化物を含有するホウ化処理された付着促進層3を有する。この場合、鉄ホウ化物
が、付着促進層3の内側に配置されている。内側から、最初に主としてFe2B
が存在し、その次には主としてFeBが存在する。
【0008】 純粋なホウ化物を得る代わりに、付着促進層3を生成するために、表面に近い
物体1のそのような領域はまた、窒化および/または炭化および/または炭素窒
化処理することができる。さらに、このような性質の付着促進層3もまたホウ化
処理することができる。鋼から作製された物体1の代わりとして、別の材料から
作製された物体、好ましくは、Tiおよび/またはAlおよび/またはMgの材
料から作製された物体に本発明によるコーティングを施すこともまた可能である
。
物体1のそのような領域はまた、窒化および/または炭化および/または炭素窒
化処理することができる。さらに、このような性質の付着促進層3もまたホウ化
処理することができる。鋼から作製された物体1の代わりとして、別の材料から
作製された物体、好ましくは、Tiおよび/またはAlおよび/またはMgの材
料から作製された物体に本発明によるコーティングを施すこともまた可能である
。
【0009】 物体1の予め露出させた面2において、付着促進層3の次には、ホウ素および
その酸化物を含有する中間層4が存在する。特に、中間層4は、物体1の予め露
出させた面2から順に、最初に少なくとも主としてホウ素を含有し、その次に少
なくとも主としてB6Oを含有し、最後にB2O3を含有する。ホウ酸(H3B
O3)を含有する潤滑層5がB2O3上に配置される。潤滑層5におけるホウ酸
の割合は、少なくとも表面近傍において、少なくとも5%であり、好ましくは1
0%であり、特に好ましくは30%である。
その酸化物を含有する中間層4が存在する。特に、中間層4は、物体1の予め露
出させた面2から順に、最初に少なくとも主としてホウ素を含有し、その次に少
なくとも主としてB6Oを含有し、最後にB2O3を含有する。ホウ酸(H3B
O3)を含有する潤滑層5がB2O3上に配置される。潤滑層5におけるホウ酸
の割合は、少なくとも表面近傍において、少なくとも5%であり、好ましくは1
0%であり、特に好ましくは30%である。
【0010】 乾燥潤滑剤として使用されるホウ酸は、特に最初に、あるいはさらに、特に、
ホウ酸を含有する前の潤滑層5に対する摩耗が生じる場合、使用時に、B2O3 が表面近傍において水または水素の存在下で変換されることによって形成され得
る。したがって、有利なことに、ホウ素および酸素、特にB2O3を含有する中
間層4は、摩耗時における潤滑層5のホウ酸の一種の貯蔵元を形成することがで
きる。
ホウ酸を含有する前の潤滑層5に対する摩耗が生じる場合、使用時に、B2O3 が表面近傍において水または水素の存在下で変換されることによって形成され得
る。したがって、有利なことに、ホウ素および酸素、特にB2O3を含有する中
間層4は、摩耗時における潤滑層5のホウ酸の一種の貯蔵元を形成することがで
きる。
【0011】 図2は、種々の乾燥潤滑剤がコーティングされ、疲労摩耗試験に付された物体
の時間を関数とする摩擦係数を例示する図を示す。
の時間を関数とする摩擦係数を例示する図を示す。
【0012】 個々の曲線は、下記の材料から作製された物体に関する: 曲線A:ホウ酸の潤滑層を伴う本発明による層構造を有する物体1、 曲線B:焼結炭化物から作製された物体上の硫化モリブデン層(MoS2)、 曲線C:焼結炭化物から作製された物体上の非晶質ダイヤモンド、および 曲線D:超高速度鋼から作製された物体上の炭化タングステン/グラファイト
層。
層。
【0013】 試験を、乾燥状態で、すなわち、特に液体のさらなる潤滑剤が存在しないもと
で行った。使用された試験体は、半径が4mmの100Cr6の球であった。球
を、コーティングされる基板に5Nの荷重で押しつけ、10kHzの振動数で6
00μmの長さにわたって前後に動かした。
で行った。使用された試験体は、半径が4mmの100Cr6の球であった。球
を、コーティングされる基板に5Nの荷重で押しつけ、10kHzの振動数で6
00μmの長さにわたって前後に動かした。
【0014】 WC/C層がコーティングされた物体1(曲線D)は、初期の慣らし期の後、
0.2〜0.3の間で安定した摩擦係数を示している。この値は、ちょうど10
0分間以上にわたって上記の範囲内で維持され、次いで大きくなる。約4000
分において、摩擦係数は約0.45になる。
0.2〜0.3の間で安定した摩擦係数を示している。この値は、ちょうど10
0分間以上にわたって上記の範囲内で維持され、次いで大きくなる。約4000
分において、摩擦係数は約0.45になる。
【0015】 非晶質ダイヤモンドがコーティングされた物体1(曲線C)は、約10分間続
き、その間の摩擦係数が約0.1〜0.35の間で変動した初期の慣らし期の後
、約0.1で安定した摩擦係数を示している。この点以降で、摩擦係数は、負荷
時間が大きくなるに従って一定した割合で増大している。図2に示される図から
理解され得るように、摩擦係数は、10分後の約0.1から、約190分以内に
約0.2にまで増大している。
き、その間の摩擦係数が約0.1〜0.35の間で変動した初期の慣らし期の後
、約0.1で安定した摩擦係数を示している。この点以降で、摩擦係数は、負荷
時間が大きくなるに従って一定した割合で増大している。図2に示される図から
理解され得るように、摩擦係数は、10分後の約0.1から、約190分以内に
約0.2にまで増大している。
【0016】 MoS2がコーティングされた物体1(曲線B)は、非常に短い慣らし期の後
、約0.05〜約0.1の間で安定した摩擦係数を有している。摩擦係数のこの
レベルは、約100分間にわたって前記の範囲内で維持されているが、その後、
0.4を越えるまで非常に急激に上昇している。このことは、この材料は非常に
良好な短期の性能を有しているが、長期の性能はあまり良好でないことを意味し
ている。
、約0.05〜約0.1の間で安定した摩擦係数を有している。摩擦係数のこの
レベルは、約100分間にわたって前記の範囲内で維持されているが、その後、
0.4を越えるまで非常に急激に上昇している。このことは、この材料は非常に
良好な短期の性能を有しているが、長期の性能はあまり良好でないことを意味し
ている。
【0017】 約1分の初期の慣らし期の後、本発明による層構造を有する物体1(曲線A)
は、約0.05で安定した摩擦係数を有している。この摩擦係数は、全試験時間
を通して変化することなく維持されている。特に、この場合、摩擦係数が、図に
示された10,000分の時間よりも長い試験時間の後でさえも依然として安定
に維持されていることには言及しなければならない。
は、約0.05で安定した摩擦係数を有している。この摩擦係数は、全試験時間
を通して変化することなく維持されている。特に、この場合、摩擦係数が、図に
示された10,000分の時間よりも長い試験時間の後でさえも依然として安定
に維持されていることには言及しなければならない。
【0018】 図3は、本発明による方法を実施するのに好適であり、本発明による層構造を
作製するために使用できるデバイスをプラズマCVD装置の形態で示す。
作製するために使用できるデバイスをプラズマCVD装置の形態で示す。
【0019】 このデバイスは、流体的に連結されているポンプシステム7によって排気され
得る反応器6を有する。さらに、反応器6は、多数のガスボンベ8〜11および
蒸発器12を伴うガス供給システムを有する。このガス供給システムは、ポンプ
システム7と同様に、接続および遮断の切り換えが可能である。ガスボンベ8〜
11および蒸発器12は、個々に、制御可能なガス流量で反応器6の内部13に
接続することができる。ガスボンベ8〜11は、例えば、プロセスガス、プラズ
マ16を助けるガス、および/または本発明による層構造に必要な前駆体材料を
貯蔵するために使用される。特に、ガスボンベには、メタン、ジボラン、水素、
酸素および窒素のガスが貯蔵される。
得る反応器6を有する。さらに、反応器6は、多数のガスボンベ8〜11および
蒸発器12を伴うガス供給システムを有する。このガス供給システムは、ポンプ
システム7と同様に、接続および遮断の切り換えが可能である。ガスボンベ8〜
11および蒸発器12は、個々に、制御可能なガス流量で反応器6の内部13に
接続することができる。ガスボンベ8〜11は、例えば、プロセスガス、プラズ
マ16を助けるガス、および/または本発明による層構造に必要な前駆体材料を
貯蔵するために使用される。特に、ガスボンベには、メタン、ジボラン、水素、
酸素および窒素のガスが貯蔵される。
【0020】 反応器6の内部には、コーティングされる物体1を配置することができる基板
ホルダー14が存在する。電圧を供給するために、基板14は、ジェネレータ1
5に電気的に伝導し得る様式で接続されている。プラズマを発生させるために備
えられているジェネレータ15は、例えば、AC電圧で、キャップド半周期など
のAC電圧で操作され得るが、好ましくはパルス化DC電圧で操作され得る。
ホルダー14が存在する。電圧を供給するために、基板14は、ジェネレータ1
5に電気的に伝導し得る様式で接続されている。プラズマを発生させるために備
えられているジェネレータ15は、例えば、AC電圧で、キャップド半周期など
のAC電圧で操作され得るが、好ましくはパルス化DC電圧で操作され得る。
【0021】 本発明による層構造を形成するために、コーティングされる物体1が反応器6
の中に導入され、次いで反応器の内部13が、100mbar未満の圧力にまで
排気される。好ましくは10mbar未満の圧力に、特に好ましくは約1mba
rの圧力にまで排気される。排気後、得られた減圧が反応器の内部13において
維持される。適当な場合には、反応器の内部13はまた、少なくとも部分的に不
活性なガスで再び満たすことができる。
の中に導入され、次いで反応器の内部13が、100mbar未満の圧力にまで
排気される。好ましくは10mbar未満の圧力に、特に好ましくは約1mba
rの圧力にまで排気される。排気後、得られた減圧が反応器の内部13において
維持される。適当な場合には、反応器の内部13はまた、少なくとも部分的に不
活性なガスで再び満たすことができる。
【0022】 次いで、その振幅および振動数に関して所望するパルス化電圧がジェネレータ
15で設定され、ジェネレータ15に電気的に伝導し得る様式で接続されている
物体1に加えられる。物体1を取り囲むガスチャンバに対して、特に接地に対し
ても負である電圧を選択することが好ましい。
15で設定され、ジェネレータ15に電気的に伝導し得る様式で接続されている
物体1に加えられる。物体1を取り囲むガスチャンバに対して、特に接地に対し
ても負である電圧を選択することが好ましい。
【0023】 次いで、その後に付与される潤滑層5と物体1の材料との付着性を改善するの
に役立つか、あるいはその後に付与される中間層4と物体1の材料との付着性を
改善するのに役立つ付着促進層3を作製するためのプロセスガスが導入される。
に役立つか、あるいはその後に付与される中間層4と物体1の材料との付着性を
改善するのに役立つ付着促進層3を作製するためのプロセスガスが導入される。
【0024】 付着促進層3は、ホウ化および/または窒化および/または炭化および/また
は炭素窒化処理することによって都合よく得られる。このプロセスは、好適には
プラズマ16によって補助される。このプロセスにおいて、過剰なガス粒子はポ
ンプシステム7により除かれる。
は炭素窒化処理することによって都合よく得られる。このプロセスは、好適には
プラズマ16によって補助される。このプロセスにおいて、過剰なガス粒子はポ
ンプシステム7により除かれる。
【0025】 上記プロセスの代わりとして、あるいは上記プロセスに加えて、付着促進層3
を作製するために、適切な材料(1つまたは複数)を、コーティングされる物体
1のそのような表面2に近い領域にイオン注入により導入することもまた可能で
ある。
を作製するために、適切な材料(1つまたは複数)を、コーティングされる物体
1のそのような表面2に近い領域にイオン注入により導入することもまた可能で
ある。
【0026】 上記の付着促進層3の代用手段または補足手段として、TiNおよび/または
TiCおよび/またはTi(C,N)および/または炭化ホウ素層(B4C)を
、コーティングされる物体1のそのような表面2に、特に、付着促進層3として
、あるいは付着促進層3の構成成分として付着させることも特に可能である。
TiCおよび/またはTi(C,N)および/または炭化ホウ素層(B4C)を
、コーティングされる物体1のそのような表面2に、特に、付着促進層3として
、あるいは付着促進層3の構成成分として付着させることも特に可能である。
【0027】 補助するプラズマ16は、パルス化電圧とこの目的のために反応器の内部13
にさらに導入される水素、および/またはプロセスガスとの相互作用から生じる
。プラズマ16は、好ましくは、コーティングされる物体1のそのような表面2
を覆い、適当な場合には、物体1の穴あき孔などの凹部にも少なくとも部分的に
侵入するような方法で生成される。プラズマ16は、好ましくは、物体1の表面
の領域において生成される。
にさらに導入される水素、および/またはプロセスガスとの相互作用から生じる
。プラズマ16は、好ましくは、コーティングされる物体1のそのような表面2
を覆い、適当な場合には、物体1の穴あき孔などの凹部にも少なくとも部分的に
侵入するような方法で生成される。プラズマ16は、好ましくは、物体1の表面
の領域において生成される。
【0028】 プラズマ16により、有利なことに、コーティングされる物体1のそのような
表面2は750℃未満の温度に加熱され、好ましくは700℃未満の温度に、特
に好ましくは600℃未満の温度に加熱される。なぜなら、このような温度では
、物体1の材料の微細構造がわずかに変化することがせいぜい予想され得るにす
ぎないからである。
表面2は750℃未満の温度に加熱され、好ましくは700℃未満の温度に、特
に好ましくは600℃未満の温度に加熱される。なぜなら、このような温度では
、物体1の材料の微細構造がわずかに変化することがせいぜい予想され得るにす
ぎないからである。
【0029】 電圧のパルス繰返し数は、特にプラズマ16の三次元分布に影響する。したが
って、パルス繰返し数、および適当な場合には、さらに選択された電圧も、コー
ティングされる物体1のそのような表面2の三次元的な設計の関数として都合よ
く設定される。
って、パルス繰返し数、および適当な場合には、さらに選択された電圧も、コー
ティングされる物体1のそのような表面2の三次元的な設計の関数として都合よ
く設定される。
【0030】 プロセスガスは、有利なことに、付着促進層3を形成するために必要とされる
1つまたは複数の元素を含有するガスである。この付着促進層は、例えば、純粋
な形態で当該元素(1つまたは複数)、および/またはプロセスガスから得られ
る当該元素(1つまたは複数)を含有するプロセスガスから、解離産物および/
またはイオンとしてプロセス条件のもとで生じ得る。
1つまたは複数の元素を含有するガスである。この付着促進層は、例えば、純粋
な形態で当該元素(1つまたは複数)、および/またはプロセスガスから得られ
る当該元素(1つまたは複数)を含有するプロセスガスから、解離産物および/
またはイオンとしてプロセス条件のもとで生じ得る。
【0031】 上記の場合、ホウ素および/または窒素および/または炭素を少なくとも化合
物の形態で含有し、および/またはプロセス条件のもとで対応する元素を放出す
るるプロセスガスが、プロセスガスとして使用される。
物の形態で含有し、および/またはプロセス条件のもとで対応する元素を放出す
るるプロセスガスが、プロセスガスとして使用される。
【0032】 ホウ化処理の場合、ボラン類(BnHm)、好ましくはジボラン(B2H6)
、塩化ホウ素(BCl3)またはフッ化ホウ素(BF3)あるいはこれらのガス
の少なくとも2つの混合物が、プロセスガスとして使用される。
、塩化ホウ素(BCl3)またはフッ化ホウ素(BF3)あるいはこれらのガス
の少なくとも2つの混合物が、プロセスガスとして使用される。
【0033】 物体1がFeを含有する場合、ホウ化処理は、特に、Fe2B、およびFeB 2 よりも脆いFeBの生成をもたらし、したがって、一般的には望ましくない。
その後の層の特に良好な付着性は、FeBが、ホウ化鉄のすべてに対して、20
%未満、好ましくは10%未満、特に好ましくは1%未満の割合で形成された場
合に達成される。
その後の層の特に良好な付着性は、FeBが、ホウ化鉄のすべてに対して、20
%未満、好ましくは10%未満、特に好ましくは1%未満の割合で形成された場
合に達成される。
【0034】 これをより容易に達成するために、コーティングされる物体1のそのような表
面2の領域でFe2Bを形成した後、特に堆積気相中のホウ素含有量を5秒以内
に少なくとも20%増大させることができ、および/または表面近傍における物
体1の温度を低下させることができる。
面2の領域でFe2Bを形成した後、特に堆積気相中のホウ素含有量を5秒以内
に少なくとも20%増大させることができ、および/または表面近傍における物
体1の温度を低下させることができる。
【0035】 中間層4を付着促進層3上に配置することは有用である。この目的のために、
ガスが反応器の内部13およびプラズマ16に第2の前駆体材料として導入され
る。この場合、そのようなガスは、ホウ素を少なくとも化合物の形態で含有し、
プロセス条件のもとでそのホウ素を放出する。
ガスが反応器の内部13およびプラズマ16に第2の前駆体材料として導入され
る。この場合、そのようなガスは、ホウ素を少なくとも化合物の形態で含有し、
プロセス条件のもとでそのホウ素を放出する。
【0036】 付着促進層3に関して、特に、ボラン類(BnHm)、好ましくはジボラン(
B2H6)、塩化ホウ素(BCl3)またはフッ化ホウ素(BF3)あるいはこ
れらのガスの少なくとも2つの混合物が、この目的のために使用される。
B2H6)、塩化ホウ素(BCl3)またはフッ化ホウ素(BF3)あるいはこ
れらのガスの少なくとも2つの混合物が、この目的のために使用される。
【0037】 さらに、中間層4を形成するために、酸素を少なくとも化合物の形態で含有し
、プロセス条件のもとでその酸素を放出する第1の前駆体材料が、堆積気相に導
入される。
、プロセス条件のもとでその酸素を放出する第1の前駆体材料が、堆積気相に導
入される。
【0038】 ホウ素および酸素を含有する中間層4は、これらの2つの前駆体材料から付着
促進層3上に形成される。
促進層3上に形成される。
【0039】 温度および/または酸素レベルを変化させることの結果として、中間層4内の
酸素の割合を、中間層4内の酸素の割合が勾配を示すように制御することができ
る。
酸素の割合を、中間層4内の酸素の割合が勾配を示すように制御することができ
る。
【0040】 酸素の割合を、付着促進層3からの距離が増大するとともに大きくすることが
好ましい。好ましくは、特にB6Oおよび/またはB2O3としてホウ素酸化物
を含有する中間層4が与えられる。そのような場合、B6Oが最初に付与され、
その後にB2O3が付与されることが好ましい。ホウ素酸化物が付与される前に
、少なくとも実質的に純粋なホウ素を付着促進層3に付与することは有用である
。
好ましい。好ましくは、特にB6Oおよび/またはB2O3としてホウ素酸化物
を含有する中間層4が与えられる。そのような場合、B6Oが最初に付与され、
その後にB2O3が付与されることが好ましい。ホウ素酸化物が付与される前に
、少なくとも実質的に純粋なホウ素を付着促進層3に付与することは有用である
。
【0041】 付着促進層3の形成と類似する方法で、この方法において、物体1は、ホウ素
および酸素を含有する中間層4を付着させているときに、特に750℃未満の温
度に加熱され、好ましくは700℃未満の温度に加熱され、特に好ましくは60
0℃未満の温度に加熱される。
および酸素を含有する中間層4を付着させているときに、特に750℃未満の温
度に加熱され、好ましくは700℃未満の温度に加熱され、特に好ましくは60
0℃未満の温度に加熱される。
【0042】 最後に、ホウ酸(H3BO3)の潤滑層5が中間層4の露出面2の領域に形成
される。この潤滑層5は、水素、酸素およびホウ素のガスを使用して反応器6の
内部で直ちに作製され得る。
される。この潤滑層5は、水素、酸素およびホウ素のガスを使用して反応器6の
内部で直ちに作製され得る。
【0043】 反応器6の内部において、ホウ素および酸素を含有して表面に近い中間層4の
そのような領域が水素との反応によってホウ酸に変換されるか、またはホウ素お
よび酸素を含有する中間層4が形成されるとすぐに、この層は気相から少なくと
も部分的にホウ酸に変換されることが等しく可能である。両方の場合、物体1の
温度を少なくとも表面近傍において低下させることは好都合である。
そのような領域が水素との反応によってホウ酸に変換されるか、またはホウ素お
よび酸素を含有する中間層4が形成されるとすぐに、この層は気相から少なくと
も部分的にホウ酸に変換されることが等しく可能である。両方の場合、物体1の
温度を少なくとも表面近傍において低下させることは好都合である。
【0044】 あるいは、物体1が使用されている場合、この潤滑層5を水素および/または
スチームの存在下でのみ形成させることも可能である。この場合、ホウ素および
酸素を含有する表面に近い中間層4のそのような領域が雰囲気中の水素と化学反
応することによって、ホウ酸を含有する潤滑層5が形成される。この反応は、使
用時に生じる熱により特に促進される。この場合、ホウ素および酸素を含有する
中間層の少なくとも一部の領域は、何らかの他の方法で消費または除去されたホ
ウ酸を再生させるための供給元を構成する。
スチームの存在下でのみ形成させることも可能である。この場合、ホウ素および
酸素を含有する表面に近い中間層4のそのような領域が雰囲気中の水素と化学反
応することによって、ホウ酸を含有する潤滑層5が形成される。この反応は、使
用時に生じる熱により特に促進される。この場合、ホウ素および酸素を含有する
中間層の少なくとも一部の領域は、何らかの他の方法で消費または除去されたホ
ウ酸を再生させるための供給元を構成する。
【0045】 すべての場合において、潤滑層5は、有利なことに、ホウ酸を少なくとも80
%含有し、好ましくは少なくとも90%含有し、特に好ましくは少なくとも95
%含有する。
%含有し、好ましくは少なくとも90%含有し、特に好ましくは少なくとも95
%含有する。
【0046】 有利なことに、物体1を取り囲むガスチャンバに対して負の電位を有するパル
ス化DC電圧が、付着促進層3を作製しているときにだけでなく、ホウ素および
酸素を含有する中間層4および/または潤滑層5を作製しているときにおいても
反応器6内の物体1に加えられる。
ス化DC電圧が、付着促進層3を作製しているときにだけでなく、ホウ素および
酸素を含有する中間層4および/または潤滑層5を作製しているときにおいても
反応器6内の物体1に加えられる。
【0047】 請求項1に従って付与されるコーティングは、有利なことに、付着性を示す有
用なトライボロジー的コーティングを、特に、機械の構成部品の摩擦応力を受け
る使用表面に提供するために使用することができる。好ましくはエンジンの構成
部品、特に好ましくは、特に変速装置におけるカムシャフト、ロッカー・アーム
、バケット・タペット、ライナ、弁プレート、弁軸、弁ライナおよび弁案内、ピ
ストン・ピン、ピストン・リング、シリンダ・ライナ、コンロッド、ストップ・
ディスクおよびさらには歯車、ならびに連続可変型変速装置のチェーン・リンク
またはベルト車に、さらには切削工具の規定された形状寸法で材料を除去する用
具、例えば、フライス、旋削用具、使い捨て式の用具チップ、ドリル、さらには
リーマ処理およびブローチ処理を行うための用具、ならびに摩耗応力を受ける形
状形成用具、特に深絞りプレス機などの成形用具に提供される。
用なトライボロジー的コーティングを、特に、機械の構成部品の摩擦応力を受け
る使用表面に提供するために使用することができる。好ましくはエンジンの構成
部品、特に好ましくは、特に変速装置におけるカムシャフト、ロッカー・アーム
、バケット・タペット、ライナ、弁プレート、弁軸、弁ライナおよび弁案内、ピ
ストン・ピン、ピストン・リング、シリンダ・ライナ、コンロッド、ストップ・
ディスクおよびさらには歯車、ならびに連続可変型変速装置のチェーン・リンク
またはベルト車に、さらには切削工具の規定された形状寸法で材料を除去する用
具、例えば、フライス、旋削用具、使い捨て式の用具チップ、ドリル、さらには
リーマ処理およびブローチ処理を行うための用具、ならびに摩耗応力を受ける形
状形成用具、特に深絞りプレス機などの成形用具に提供される。
【0048】 すべての適用において、特に有利なことに、他の場合には必要とされる液体の
潤滑剤による潤滑を少なくとも減らすことができる。
潤滑剤による潤滑を少なくとも減らすことができる。
【0049】 本発明による方法を、図4に例示されるガスフロー図を参照して下記に説明す
る。
る。
【0050】 図4は、時間の経過に対する種々のガスのガスフロー図を示す。コーティング
される試料の温度もプロットしている。図4に示される線図は、プラズマCVD
法を使用して金属試料に本発明による層構造を作製しているときの反応器の内部
13において定められたガスフローを記載している。
される試料の温度もプロットしている。図4に示される線図は、プラズマCVD
法を使用して金属試料に本発明による層構造を作製しているときの反応器の内部
13において定められたガスフローを記載している。
【0051】 プラズマCVD法では、試料は、試料を取り囲むプラズマ16により加熱され
る。コーティングされる試料のそのような表面2を加熱し、かつ付着化またはホ
ウ化処理のために前駆体材料およびプロセスガスを活性化させるプラズマ16は
、試料に加えられた電圧によって点火または維持される。
る。コーティングされる試料のそのような表面2を加熱し、かつ付着化またはホ
ウ化処理のために前駆体材料およびプロセスガスを活性化させるプラズマ16は
、試料に加えられた電圧によって点火または維持される。
【0052】 温度を制御するために、試料の温度が測定され(曲線F)、特に加熱作用を有
するプラズマ16のために試料に加えられる電圧がそれに従って調節される。こ
の場合のように、電圧は純粋なDC電圧とすることができる。プラズマ16に負
わせる要求に依存して、パルス化電圧、AC電圧または半周期AC電圧が、好ま
しくは、DC電圧の代わりに加えられる。
するプラズマ16のために試料に加えられる電圧がそれに従って調節される。こ
の場合のように、電圧は純粋なDC電圧とすることができる。プラズマ16に負
わせる要求に依存して、パルス化電圧、AC電圧または半周期AC電圧が、好ま
しくは、DC電圧の代わりに加えられる。
【0053】 反応器内部における圧力pのレベルは、下から2番目の個々には記されてはい
ない曲線として図4に示される線図から読み取ることができる。付着促進層なら
びに中間層および潤滑層を作製しているときにプロセスガスと混合されるH2フ
ロー(5%B2H6および95%H2)が、曲線Eとして図4による線図に示さ
れ、酸素フローが曲線Gとして図4に示されている。種々のガスフローに対して
示される値は、標準状態立方センチメートル(sccm)の単位に基づく。ホウ
化処理作用を有するプロセスガスもまた、ホウ素を供給する第2の前駆体材料の
ために使用されるので、ホウ化処理(期間H)後の曲線Fもまた、第2の前駆体
材料のガスフローを示す(期間I)。潤滑層は、期間Jのときに形成される。
ない曲線として図4に示される線図から読み取ることができる。付着促進層なら
びに中間層および潤滑層を作製しているときにプロセスガスと混合されるH2フ
ロー(5%B2H6および95%H2)が、曲線Eとして図4による線図に示さ
れ、酸素フローが曲線Gとして図4に示されている。種々のガスフローに対して
示される値は、標準状態立方センチメートル(sccm)の単位に基づく。ホウ
化処理作用を有するプロセスガスもまた、ホウ素を供給する第2の前駆体材料の
ために使用されるので、ホウ化処理(期間H)後の曲線Fもまた、第2の前駆体
材料のガスフローを示す(期間I)。潤滑層は、期間Jのときに形成される。
【0054】 適当な場合には、試料は、反応器6に導入される前に予め清浄化され、その後
で反応器6に導入される。次いで、反応器の内部13が0.5mbar未満の圧
力にまで排気される。清浄化するために、H2ガスが、反応器6の排気された反
応器の内部13に約30分間導入される。プラズマ16が、H2ガスによって試
料の領域において点火され、コーティングされる試料のそのような表面2がH2 プラズマ16の助けによって清浄化される。図4に示される線図から理解され得
るように、試料が清浄化されたとき、反応器の内部13の圧力は約10mbar
に上昇する。このレベルが、この例示的な実施形態の本発明による層構造の前記
形成時において、少なくとも実質的に維持される。
で反応器6に導入される。次いで、反応器の内部13が0.5mbar未満の圧
力にまで排気される。清浄化するために、H2ガスが、反応器6の排気された反
応器の内部13に約30分間導入される。プラズマ16が、H2ガスによって試
料の領域において点火され、コーティングされる試料のそのような表面2がH2 プラズマ16の助けによって清浄化される。図4に示される線図から理解され得
るように、試料が清浄化されたとき、反応器の内部13の圧力は約10mbar
に上昇する。このレベルが、この例示的な実施形態の本発明による層構造の前記
形成時において、少なくとも実質的に維持される。
【0055】 試料の表面2が清浄化された後、表面2は、95%H2が加えられた約60s
ccmのB2H6ガス流に、約6時間の期間Hにわたって、約750℃の温度で
曝される。付着促進層3は、このようなプロセス条件のもとで形成される。ちょ
うど記載された条件のもとで、試料は、表面に近い数μmにわたってホウ化処理
される。ホウ化処理された付着促進層3により、続いて付与される中間層4と、
その後に付与される潤滑層5と、試料(物体1)の材料との付着性が改善される
。
ccmのB2H6ガス流に、約6時間の期間Hにわたって、約750℃の温度で
曝される。付着促進層3は、このようなプロセス条件のもとで形成される。ちょ
うど記載された条件のもとで、試料は、表面に近い数μmにわたってホウ化処理
される。ホウ化処理された付着促進層3により、続いて付与される中間層4と、
その後に付与される潤滑層5と、試料(物体1)の材料との付着性が改善される
。
【0056】 ホウ化処理された後、温度は約500℃に下げられ、H2が加えられたプロセ
スガス流は約50sccmに下げられる。その結果、ホウ素層が、約5時間の期
間Iのときに付着促進層3上に形成される。このホウ素層は中間層4の一部を形
成する。
スガス流は約50sccmに下げられる。その結果、ホウ素層が、約5時間の期
間Iのときに付着促進層3上に形成される。このホウ素層は中間層4の一部を形
成する。
【0057】 ホウ素層を成長させた後、酸素が、さらに、反応器6に約1時間にわたって(
期間J)、約15sccmで、前記のプロセスパラメータ(ガス流量、温度およ
び圧力)を維持しながら流される。このプロセスにおいて、ホウ素および酸素を
含有する中間層の領域が最初に形成される。
期間J)、約15sccmで、前記のプロセスパラメータ(ガス流量、温度およ
び圧力)を維持しながら流される。このプロセスにおいて、ホウ素および酸素を
含有する中間層の領域が最初に形成される。
【0058】 次いで、温度が下げられ、残りのパラメータは一定に保たれる。温度を下げた
結果として、プラズマが消え、プラズマの燃料として以前に使用されていた水素
が自由に利用できる。この結果、約200℃よりも低い温度および水素の存在下
で、乾燥潤滑剤のホウ酸(H3BO3)のみを実質的に含有する潤滑層5が形成
される。
結果として、プラズマが消え、プラズマの燃料として以前に使用されていた水素
が自由に利用できる。この結果、約200℃よりも低い温度および水素の存在下
で、乾燥潤滑剤のホウ酸(H3BO3)のみを実質的に含有する潤滑層5が形成
される。
【図1】 コーティングされた物体の本発明による層構造の断面の細部を示す図である。
【図2】 種々の乾燥潤滑剤がコーティングされた物体の疲労摩耗試験中の時間を関数と
する摩擦係数を例示する図を示す図である。
する摩擦係数を例示する図を示す図である。
【図3】 本発明によるコーティングを作製するためのデバイスを示す図である。
【図4】 本発明によるコーティングを作製しているときのガスフローを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Epplestrasse 225 Stu ttgart Germany Fターム(参考) 4K030 AA03 AA04 AA07 AA14 AA17 BA01 BA07 BA18 BA26 BA36 BA38 BA41 BA42 BA49 BB12 FA01 JA09 JA10 KA20 KA39 KA41 LA01 LA22 LA23 4K044 AA02 AA06 AB10 BA18 BA20 BB03 BC01 CA02 CA13 CA44
Claims (40)
- 【請求項1】 物体の摩擦応力を受ける露出面に少なくとも応力条件のもと
でホウ酸(H3BO3)を含有する潤滑層を外面的に付着するための方法であっ
て、次の工程の組合せを特徴とする前記方法、 ・物体(1)を導入し、前記物体はコーティングされるものであり、反応器内で
付着促進層が形成され、その後に付与される潤滑層(5)の乾燥潤滑剤と前記物
体(1)の材料との付着性が前記付着促進層(3)によって改善されるものであ
り、 ・前記反応器(6)を100mbar未満、好ましくは10mbar未満、特に
好ましくは約1mbarの圧力に排気し、および/または少なくとも部分的に不
活性ガスで前記反応器(6)を満たし、 ・少なくとも化合物の形態でホウ素を含有し、プロセス条件のもとで前記ホウ素
を放出する第2の前駆体材料を堆積気相に加え、 ・少なくとも化合物の形態で酸素を含有し、プロセス条件のもとで前記酸素を放
出する第1の前駆体材料を堆積気相に加え、 ・ホウ素および酸素を含有する前記前駆体材料を含む中間層(4)を前記付着促
進層(3)上に形成し、および ・少なくとも使用時に、ホウ素および酸素を含有する前記中間層(4)内のホウ
素および酸素を少なくとも部分的に変換し、少なくとも自由に接近可能なその表
面の領域において、水素の助けによって前記潤滑層(5)の乾燥潤滑剤としてホ
ウ酸を形成する。 - 【請求項2】 前記物体(1)は、前記反応器(6)に導入された後に前記
付着促進層(3)のみが施され、ホウ素および/または窒素および/または炭素
を少なくとも化合物の形態で含有しプロセス条件のもとで対応する元素を放出す
るプロセスガスが前記反応器に導入され、前記反応器は排気されおよび/または
不活性ガスで少なくとも部分的に満たされるものであり、および前記物体(1)
の前記露出面(2)の領域において、特に拡散によって前記付着促進層(3)を
形成するために、前記プロセスガスの少なくとも1つの元素が、組込まれおよび
/または化学反応する前記物体(1)の露出面(2)の材料に付加されることを
特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記付着促進層(3)を形成するために、前記プロセスガス
の少なくとも1つの元素が、前記物体(1)のコーティングされる前記露出面(
2)の材料内に拡散されおよび/またはイオン注入されることを特徴とする請求
項2記載の方法。 - 【請求項4】 TiNおよび/またはTiCおよび/またはTi(C,N)
が、前記付着促進層(3)の構成成分として、ホウ素および酸素を含有する前記
中間層(4)の下部に配置されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記付着促進層(3)が、ホウ化および/または窒化および
/または炭化および/または炭素窒化処理されることを特徴とする請求項1記載
の方法。 - 【請求項6】 水素、および/またはプロセス条件のもとで前記堆積気相か
ら水素を放出する水素化合物が、ホウ酸を形成するために使用されることを特徴
とする請求項1記載の方法。 - 【請求項7】 ホウ化物が、前記物体(1)の表面に近い前記付着促進層(
3)の領域で形成されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 前記プロセスガスおよび/または前記前駆体材料が、コーテ
ィングされる前記物体(1)の表面(2)と接触する前に、プラズマ(16)に
通され、少なくとも部分的に解離および/またはイオン化されることを特徴とす
る請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 前記プラズマ(16)が、コーティングされる前記物体(1
)の表面(2)領域で発生され、コーティングされる前記物体(1)の少なくと
も表面(2)が、前記プラズマにより加熱されることを特徴とする請求項8記載
の方法。 - 【請求項10】 ホウ素原子および/または炭素原子および/または窒素原
子を導入することによって前記付着促進層(3)を形成させている間、および/
またはホウ素/酸素層を付着させている間において、前記物体(1)が、特に7
50℃未満、好ましくは700℃未満、特に好ましくは600℃未満の温度に加
熱されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項11】 前記潤滑層(5)を形成するために、ホウ素および酸素を
含有する前記中間層(4)のホウ酸への少なくとも部分的な転換が少なくとも表
面近傍において行われている間、温度が下げられることを特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項12】 一般的なプロセス条件、および一般的なプロセス条件のも
とで多くて一般的なプロセス温度に対応する解離温度のもとでガス形態にあるホ
ウ素化合物が、ホウ素を導入するために、および/またはホウ素および酸素を含
有する前記中間層(4)を形成するために、プロセスガスとして導入されること
を特徴とする請求項5記載の方法。 - 【請求項13】 ボラン(BnHm)、好ましくはジボラン(B2H6)、
塩化ホウ素(BCl3)またはフッ化ホウ素(BF3)、あるいはこれらのガス
の少なくとも2つの混合物が、ホウ素を導入するために、および/またはホウ素
および酸素を含有する前記中間層(4)を形成するために、プロセスガスとして
前記反応器(6)に導入されることを特徴とする請求項5記載の方法。 - 【請求項14】 ホウ素および酸素を含有する前記中間層(4)が、それが
形成されるとすぐに、気相から少なくとも部分的にホウ酸に変換されることを特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項15】 前記付着促進層(3)および/またはホウ素と酸素とを含
有する前記中間層(4)および/または前記潤滑層(5)を形成している間、電
圧が前記物体(1)に印加されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項16】 選択される前記電圧が、パルス化DC電圧であることを特
徴とする請求項15記載の方法。 - 【請求項17】 周囲のガスチャンバに関して負である電位が、前記物体(
1)に印加されることを特徴とする請求項15および8記載の方法。 - 【請求項18】 ホウ素酸化物、特にB2O3が、ホウ素および酸素を含有
する前記中間層(4)として与えられることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項19】 前記潤滑層(5)が、少なくとも30%、好ましくは少な
くとも50%、特に好ましくは少なくとも60%のホウ酸を提供されることを特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項20】 前記潤滑層(5)が、少なくとも80%、好ましくは少な
くとも90%、特に好ましくは少なくとも95%のホウ酸を提供されることを特
徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項21】 前記中間層(4)として、B6Oおよび/またはB2O3 が与えられることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 【請求項22】 前記中間層(4)として、最初にB6Oが、次いでB2O 3 が与えられ、B6Oの前には、好ましくは、ホウ素がさらに与えられることを
特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項23】 金属性の、特に鉄を含有する物体(1)が物体(1)とし
て選択され、金属ホウ化物、好ましくは、Fe2Bおよび/またはFeBが前記
付着促進層(3)のホウ化物として形成されることを特徴とする請求項5記載の
方法。 - 【請求項24】 金属合金、好ましくは軽量金属合金、特に好ましくはチタ
ン合金および/またはアルミニウム合金および/またはマグネシウム合金を含有
する物体(1)が選択されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項25】 ホウ素および炭素の層、好ましくは、炭化ホウ素層(B4 C)が、コーティングされる前記物体(1)の表面(2)に前記付着促進層(3
)として形成されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項26】 前記付着促進層(3)上に形成される前記中間層(4)が
、前記付着促進層(3)からの距離が増大するとともに大きくなる酸素勾配で形
成されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項27】 FeBが、ホウ化鉄のすべてに対して20%未満、好まし
くは10%未満、特に好ましくは1%未満の割合で形成されることを特徴とする
請求項23記載の方法。 - 【請求項28】 コーティングされる前記物体(1)の表面(2)領域にF
e2Bが形成された後、堆積気相中のホウ素の割合が5秒以内に少なくとも20
%増大されることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項29】 コーティングされる前記物体(1)の表面(2)領域にF
e2Bが形成された後、少なくとも、前記物体(1)の表面近傍の温度が下げら
れることを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項30】 コーティングされる露出面に付着する潤滑層であって、少
なくとも使用時に乾燥潤滑剤として少なくとも複数の領域にホウ酸を含有する前
記潤滑層を有する物体において、付着促進層(3)が前記潤滑層(5)の下部に
配置され、前記付着促進層(3)がホウ素および/または炭素および/または窒
素を含有し、前記潤滑層(5)が気相から形成されることを特徴とする物体。 - 【請求項31】 前記潤滑層(5)が、少なくとも表面近傍において、ホウ
酸(H3BO3)を少なくとも5%、好ましくは10%、特に好ましくは30%
含有することを特徴とする請求項30記載の物体。 - 【請求項32】 前記付着促進層(3)が、ホウ化および/または炭化およ
び/または窒化および/または炭素窒化処理されていることを特徴とする請求項
30記載の物体。 - 【請求項33】 中間層(4)が、前記潤滑層(5)と前記付着促進層(3
)との間に配置されていることを特徴とする請求項30記載の物体。 - 【請求項34】 前記中間層(4)が、ホウ素および酸素を含有することを
特徴とする請求項33記載の物体。 - 【請求項35】 前記中間層(4)が、前記付着促進層(3)からの距離が
増大するとともに大きくなる酸素勾配を有することを特徴とする請求項33記載
の物体。 - 【請求項36】 前記中間層(4)が、ホウ素、B6OおよびB2O3を含
有することを特徴とする請求項33記載の物体。 - 【請求項37】 前記中間層(4)が、前記付着促進層(3)側から、最初
にホウ素、次いでB6Oを含有し、その後にB2O3を含有し、前記B2O3が
前記潤滑層(5)と直接接触するように配置されていることを特徴とする請求項
33記載の物体。 - 【請求項38】 構成部品の摩耗応力を受ける使用面の少なくともいくつか
の領域をコーティングするための請求項1に記載の方法を使用してコーティング
された物体(1)の用途であって、エンジンの構成部品、特に変速装置における
カムシャフト、ロッカー・アーム、バケット・タペット、ライナ、弁プレート、
弁軸、弁ライナおよび弁案内、ピストン・ピン、ピストン・リング、シリンダ・
ライナ、コンロッド、ストップ・ディスクおよび歯車、ならびに連続可変型変速
装置のチェーン・リンクまたはベルト車についての用途。 - 【請求項39】 切削工具の規定された形状寸法で材料を除去する用具の材
料除去切削面の少なくとも複数領域をコーティングするための請求項1に記載の
方法を使用してコーティングされた物体(1)の用途であって、特に、フライス
、旋削用具、使い捨て式の切削用具チップ、ドリル、ならびにリーマ処理および
ブローチ処理を行うための用具についての用途。 - 【請求項40】 摩耗応力を受ける形状形成用具の少なくとも複数領域をコ
ーティングするための請求項1に記載の方法を使用してコーティングされた物体
(1)の用途であって、特に深絞りプレス機などの成形用具についての用途。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19822934.8 | 1998-05-22 | ||
DE1998122934 DE19822934C2 (de) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | Verfahren zum haftenden Aufbringen einer Schmierstoffschicht auf eine freiliegende und tribologisch beanspruchte Oberfläche eines Gegenstandes, Gegenstand mit an einer freiliegenden Oberfläche haftenden Schmierstoffschicht sowie Verwendung eines beschichteten Gegenstandes |
PCT/EP1999/002791 WO1999061682A1 (de) | 1998-05-22 | 1999-04-24 | Verfahren zum aufbringen einer schmierstoffschicht auf einen gegenstand sowie gegenstand mit haftender schmierstoffschicht |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002516924A true JP2002516924A (ja) | 2002-06-11 |
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JP2000551061A Pending JP2002516924A (ja) | 1998-05-22 | 1999-04-24 | 物体の摩擦応力を受ける露出面に潤滑層を付着するための方法および露出面に付着した潤滑層を有する物体 |
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---|---|
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EP (1) | EP1088118B1 (ja) |
JP (1) | JP2002516924A (ja) |
DE (2) | DE19822934C2 (ja) |
WO (1) | WO1999061682A1 (ja) |
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JP2017096932A (ja) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | ニヴァロックス−ファー ソシエテ アノニム | トライボロジーが改善された計時器コンポーネント |
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