| Titel | Untersuchung des tribologischen Verhaltens wolframmodifizierter amorpher Kohlenstoffschichten (a C:H:W) bei systematischer Variation der Biasspannung und des Argonflusses während des Beschichtungsprozesses |
| Autor | Rong Zhao, Tim Weikert, Stephan Tremmel, Sandro Wartzack |
| Infos zum Autor | Autorenanschrift: Lehrstuhl für Konstruktionstechnik Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Martensstraße 9 91058 Erlangen Telefon: +49 (0) 9131 85 25427 Telefax: +49 (0) 9131 85 27988 E-Mail: zhao@mfk.fau.de Web: www.mfk.fau.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Metallmodifizierte wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten (DLC) werden als vielversprechende Kandidaten für die Beschichtung von Umformwerkzeugen angesehen. Sie zeichnen sich nicht nur durch geringe Eigenspannungen und gute Schichthaftung zum Substrat aus, sondern es ist auch möglich, ihre mechanischen Eigenschaften durch den Metallanteil in der amorphen Kohlenstoffmatrix einzustellen. Entsprechend dem aktuellen Stand der Forschung haben die Beschichtungsprozessparameter starken Einfluss auf die Struktur, die mechanischen Eigenschaften sowie das tribologische Verhalten der Schichten. In dieser Arbeit wurden wolframmodifizierte wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten (a C:H:W) auf Schnellarbeitsstahl (1.3343) durch reaktives Magnetronsputtern eines Wolframkarbidtargets in Ethin-Argon-Atmosphäre hergestellt. Hierbei wurden systematisch die Biasspannung und der Argonfluss jeweils in drei Stufen variiert. Anschließend fand eine mechanische und tribologische Charakterisierung der Schichtvarianten statt. Ihr Verschleißverhalten wurde unter trockenen und ölgeschmierten (mit und ohne Additivierung) Bedingungen untersucht. Dabei konnte ein jeweils unterschiedliches Verschleißverhalten beobachtet werden. Dieses ist insbesondere auf bestimmte tribochemische Reaktionen zwischen den abgeschiedenen Kohlenstoffschichten und den Additivkomponenten des Schmieröls zurückzuführen. Abstract Metal doped diamond-like carbon coatings are considered as one of the most potential candidates for forming tools due to its good adhesion to the substrate and low residual stresses and brittleness. According to research works from the past years, the deposition parameters do have strong influences on the mechanical properties and the tribological behavior with and without lubricant of the coatings. In this paper tungsten doped hydrogenated amorphous carbon coatings (a C:H:W) are deposited on high speed steel (1.3343) by reactive magnetron sputtering of a tungsten-carbide target in argon-ethine atmosphere. During the deposition process the bias voltage and the argon flow were varied according to a 3x3 grid line experimental design. The coating characterization would be performed in terms of their topological, mechanical and tribological properties under different intermediate conditions (ambient air, extrusion oil, base oil without additives). Using laser scanning microscopy surface structures of the coatings and the sliding mechanisms would be revealed on a microscopic level. At the end, the effect of the deposition parameters (factors) bias voltage and argon flow on the mechanical and tribological properties would be discussed. |
| Datum | 2014 |
