| Titel | Wälzbeständigkeit von Hochleistungsdünnschichten und hochzähen Stahlsubstraten bis 3.8 GPa Hertz’scher Kontaktpressung |
| Autor | Christian Scholz, Dirk Spaltmann, Mathias Woydt |
| Infos zum Autor | Christian Scholz*, Dirk Spaltmann, Mathias Woydt BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Fachgruppe VI.2 Unter den Eichen 44-46 D-12203 Berlin *korrespondierender Autor: christian.scholz@bam.de, Tel. +49 (0)30 8104 3551 |
| Inhalt | Zusammenfassung In den letzten Jahren sind Dünnschichten aus Diamond-like carbon (DLC) als eine der Strategien zur Reibungsminderung in Tribosystemenn wahrgenommen worden. Insbesondere die Automobilindustrie verspricht sich einen Vorteil mit der Nutzung von Dünnschichtsystemen in Kombination mit Leichtbaustrategien mechanischer Bauteile (bspw. Getriebe- und Antriebskomponenten). Für diesen Zweck wurden a-C und ta-C Schichten untersucht. Es zeigte sich, dass diese Dünnschichtsysteme in Wälzversuchen bis 10 Millionen Überrollungen unter Öltemperatur von 120°C und einer Hertz’schen Kontaktpressung bis P0max = 2.9 GPa überrollbeständig sind. Für diese Versuche wurden die gehärteten und angelassenen Stähle 100Cr6H und Cronidur 30 verwendet. Die Ziele dieser Arbeit sind vielfältig. Die Kontaktpressung soll unter der Verwendung von neuartigen hochzähen Stahlsubstraten für Dünnschichten bis P0max = 3.8 GPa angehoben werden. Des Weiteren soll gezeigt werden ob die unbeschichteten neuen Stahlmetallurgien eine Konkurrenz für Stahl-Schicht-Systeme darstellen können. Die Untersuchungen wurden an Zweischeibenprüfständen unter Misch-/Grenzreibungsbedingungen in dem Erstbefüllungsmotorenöl SAE 0W-30 VP1 durchgeführt. Als Substrate kamen für die Dünnschichten dabei zwei hochzähe Federstähle und ein Luft- und Raumfahrtstahl zum Einsatz. Verschiedene Faktoren, wie der Schmierungseinfluss, Oberflächenchemie und Verschleißverhalten wurden analysiert. Abstract Diamond-like carbon (DLC) coatings are perceived as part of a strategy for low frictional tribosystems. Especially the automotive industry anticipates a benefit in applying such coatings in association with the lightweight construction of mechanical parts, for instance in gear and engine components. Therefore, a-C and ta-C coatings were investigated and it was shown that these coatings are slip-rolling resistant at least of up to ten million cycles using oil temperatures of +120°C and under Hertzian contact pressures up to P0max = 2.9 GPa. The steel substrates investigated here were made of the hardened and tempered steels 100Cr6H and Cronidur 30. The aim of the current work is manifold. The Hertzian contact pressures should be increased up to P0max of 3.8 GPa by using new steel metallurgies as substrates for thin film coatings. Furthermore, it will be assessed, if they can compete with thin film coatings as uncoated couples. Two high toughness spring steels and an ultra-high toughness aerospace steel were tested in a twin disc tribometer under mixed/boundary conditions in a factory fill SAE 0W-30 (VP1) engine oil. Different parameters such as influences of the lubrication, surface chemistry and wear behavior were investigated. |
| Datum | 2010 |
