Design verschleißreduzierender amorpher Kohlenstoffschichtsysteme für trockene tribologische Gleitkontakte

Overview & Synopsis

Amorphe Kohlenstoffschichten (a-C:H) finden riesiges Potenzial im Einsatz für trockene Kontaktbedingungen. Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, das Design einer industrieüblichen a-C:H-Schicht auf Werkzeugstahl zu modifizieren, um die Verschleißbeständigkeit im trockenen Gleitkontakt zu erhöhen. Der Hintergrund für die vorliegenden Untersuchungen liegt darin, dass ein schmierstofffreier Blechumformprozess durch werkzeugseitiges Beschichten realisiert werden kann. Untersucht bezüglich des Schichtdesigns werden vor allem Haftschicht, Schichtdicke und Abscheidegasatmosphäre. Auf ihren Einflüssen auf die tribologisch relevante Schichtcharakteristik im Vergleich zu dem a-C:H-Referenzschichtsystem liegen die Schwerpunkte. Nach den tribologischen Evaluationen werden die Verschleißspuren mit dem Rasterelektronenmikroskop untersucht und die Verschleißmechanismen der Schichtsysteme werden dabei identifiziert. Schließlich werden die Einflüsse aller untersuchten Faktoren im Schichtdesign auf die Verschleißbeständigkeit unter schmierstofffreien Bedingungen zusammengestellt und ein Prozessfenster daraus abgeleitet.