Einfluss der Temperatur auf das tribologische Verhalten von DLC-Schichten

摘要

Diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC) zeichnen sich durch ein sehr günstiges Reibungs- und Verschleißverhalten aus. Auf vielen Werkzeugen und hochbelasteten Bauteilen ist DLC daher bereits erfolgreich im Einsatz. In naher Zukunft wird die Bedeutung dieser Schichten als Oberflächenschutz in tribologischen Systemen weiter ansteigen. Wie viele Applikationsbeispiele zeigen, ist die Leistungsfähigkeit von DLC als Schicht zur Verringerung von Reibung und Verschleiß zwar groß, weist aber auch Grenzen auf. Vor allem bei höheren Temperaturen ( > 300℃) treten Strukturveränderungen oder sogar Oxidationsvorgänge auf, die auch die tribologischen Eigenschaften der Schichten verschlechtern können. Reibungs- und Verschleißuntersuchungen (Schwingungsverschleiß) von DLC-Schichten wurden im Temperaturbereich von 25℃ bis 250℃ durchgeführt und zeigen ein schnelleres Durchreiben der Schicht bei höheren Temperaturen. Die „Lebensdauer" der Schichten wird mit zunehmender Prüftemperatur reduziert. Einsatzgrenzen für DLC-Schichten können abgeleitet werden.%Diamond like carbon coatings (DLC) are of great importance for tribological application due to attractive low friction and low wear rates under many conditions. On tools and high loaded components DLC coatings are already in use, further areas of application are expected to follow. In many applications DLC coatings can reduce friction and wear considerably at room temperature, at elevated temperature, however, structural changes and oxidation processes can limit the protective properties. Friction and wear of DLC coating on HSS substrates were investigated in the range from room temperature up to 300℃ with oscillating sliding motion. The coating is worn through during the tests at elevated temperature. The life time decreases with increasing temperature. Limits of applicability can be derived from the results.