Untersuchung von Einflüssen auf die Wälzbeständigkeit von DLC-Schichten

• Antragsteller: Dr.-Ing. Mathias Woydt
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 15437816

Das Einsatzgebiet von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC-Schichten) ließe sich beträchtlich erweitern, wenn diese Schichten bei Wälzbelastungen ebenso erfolgreich werden, wie unter Gleitbeanspruchung. In diesem Projekt werden anhand konkreter Herstellungs- und Betriebsparameter optimale Eigenschaften einer wälzbeständigen DLC-Schicht ermittelt. Dazu wird das Wälzverhalten einer wasserstoffhaltigen, überwiegend graphitartigen a-C:H- und einer wasserstofffreien, überwiegend diamantartigen ta-C-Schicht untersucht. Es wird erwartet, dass sich so der Einfluss des Wasserstoffs und der Bindungsart auf die Wälzbeständigkeit dieser DLC-Schichten aufklären lässt. Diese Schichten sollen ferner auf Substrate aus den wälzoptimierten Stählen 100Cr6 bzw. Cronidur30 aufgebracht werden. Im Gegensatz zum 100Cr6-Substrat sollte das Substrat aus Cronidur30 seine eingestellte Härte bei den während der Beschichtungsprozesse auftretenden Temperaturen beinhalten. In diesem Projekt soll ermittelt werden, ob eine so vorgegebene, höhere Härte während der anschließenden tribologischen Belastungen zu einer besseren Stützwirkung für die DLC-Schicht und damit zu deren erhöhter Wälzbeständigkeit führt. Anhand von unterschiedlichen Schichtdicken soll geklärt werden, ob es eine optimale Schichtdicke für wälzbeständige DLC-Schichten gibt. Es hat sich gezeigt, dass die Wälzeigenschaften von DLC-Schichten gegen metallische Gegenkörper durch die Verwendung des unpolaren Paraffinöls verbessert werden können. Anhand verschiedener Zwischenmedien unterschiedlicher Polarität soll geklärt werden, ob die DLC-Schicht oder das jeweilige Zwischenmedium die Wälzbeständigkeit des gesamten Systems bestimmt. Durch die Analyse der bei diesen Tests auftretenden Schichtschäden soll ferner ein Beitrag zur Aufklärung entsprechender Versagensmechanismen geliefert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen