%-65%之间。这一优选的层厚度比率使该涂层参入大量不必要的附加材料，且该涂层具有较好的阻抗，
有利的是，涂层总厚度是2μπι到50 μ m。这一涂层厚度具有特殊的好处，并能平衡滑动元件的摩擦系数和磨损性能，尤其是内燃机的活塞环。
[0025]此外，优选的是，物理气相沉积-金刚石状碳层(18)[碳化硅(sic)]具有700HV0.005-2800HV0.002的硬度，且，替代或附加地，等离子体辅助化学气相沉积_金刚石状碳层的硬度为1200HV0.002-3000HV0.002之间。所述物理气相沉积-金刚石状碳层和等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层的硬度范围证明对于摩擦系数和耐磨性能的组合具有特别优势。
[0026]在一个优选实施例中，物理气相沉积-金刚石状碳层具有150GPa_350GPa的弹性模量和/或所述等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层具有160GPa-400GPa的弹性模量。
[0027]基本上，优选的是，滑动元件的工作面，至少在一部分，根据本发明的涂层涂覆。出于经济的原因，优选的是，该涂层也被施加于工作侧面、及工作面和与工作面相邻的工作侧面之间的过渡面。
[0028]有利的是，含有碳化的金刚石状碳层和/或物理气相沉积-金刚石状碳层和/或等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层含有氢。这也证明有关涂层的强度是有益的。
[0029]特别优选的是，具有最大值为IMffl的厚度是为了使其效果最大化，同时用尽可能少的基板，且因此使用尽可能少的材料。
【附图说明】
[0030]图1示出具有现有技术中的涂层的滑动元件的侧视图的示意图。
[0031]图2示出了根据本发明的一个优选实施例的滑动元件的侧视图。
【具体实施方式】
[0032]图1示出了现有技术中的层状结构。基板12上的滑动元件的涂层10’包括由铬组成的结合层14并用于基板12，该基板也可以选择性地包括钛。碳化物层16用于结合层14，该结合层可选择由氮化物层组成。碳化金刚石状碳层(17)用于碳化物层16。本实施例中，碳化金刚石状碳层含有碳化钨，碳和氢。
[0033]等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层18具有特别好的摩擦和磨损组合，有时可用于碳化金刚石状碳层17。可选择地，磨合层20用于等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层18，例如，如果滑动元件在工作阶段具有特定特质，尤其是较低的表面硬度。
[0034]图2示出了本发明的一个优选实施例。与上述图1所示的涂层10’相比，根据图2所示实施例的涂层10与无金属物理气相沉积-金刚石状碳涂层22不同，其应用于含碳金刚石状碳涂层17和无金属等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层18之间。所述物理气相沉积-金刚石状碳涂层22因其亲合性而显著改进了无金属等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层18和含碳金刚石状碳涂层17之间的粘附性。因此，涂层10的阻抗与现有技术相比的到大大改善，即使在发动机重载的情况下也如此。
[0035]此外，等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层的厚度如图2所示，其具有涂层总厚度D的40%-60%，优选为40%-50%的比例。
【主权项】
1.一种滑动元件，特别是一种活塞环，其具有基板(12)上的涂层(10)，其形成了所述滑动元件的至少一个工作面，其特征在于:涂层(10)从内到外具有， -一层碳化物或氮化物层(16)， -其次是一层碳化-金刚石状碳层(17)， -其次是一层无金属物理气相沉积-金刚石状碳层(22)和 -其次是一层无金属等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层(18)。2.如权利要求1所述的滑动元件，其特征在于:结合层(14)用于基板(12)和含金属金刚石状碳层(16)[碳化娃(sic)]。3.如权利要求2所述的滑动元件，其特征在于:结合层(14)包含铬或钛。4.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:碳化金刚石状碳层和/或物理气相沉积-金刚石状碳层和/或等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层包含氢。5.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:碳化物或氮化物层(16)含有碳化钨或氮化铬(CrN)或氮化二铬(Cr2N)或氮化钛(TiN)或氮化钛铬(CrTiN)。6.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:碳化金刚石状碳层包含钨或铬。7.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:磨合层(20)形成等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层(18)，其比等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层(18)更软。8.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:物理气相沉积-金刚石状碳层(22)包含数个子层。9.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层(18)的厚度⑷是涂层(10)总厚度⑶的30%-70%之间，优选是35%-65%o10.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:涂层(10)的总厚度(D)为to 50Mm。11.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:物理气相沉积-金刚石状碳层(18)[碳化硅(sic)]的硬度为 700HV0.002 至 2800HV0.002。12.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层(18)的硬度为1200HV0.002至3000HV0.002。13.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:物理气相沉积-金刚石状碳层(18)[碳化硅(sic)]的杨氏模量是150GPa至350GPa之间。14.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层(18)的弹性模量为160GPa至400GPa之间。15.如前述任一权利要求所述的滑动元件，其特征在于:用于反应溅射或电弧法或等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层(18)的物理气相沉积-金刚石状碳层(22)，用于至少IkHz的频率发生器的等离子体。
【专利摘要】本申请涉及一种滑动元件，特别是一种在基板（12）上具有涂层（10）的活塞环，该涂层（10）形成所述滑动元件的至少一个滑动面。所述涂层（10）从内到外包括，碳化物或氮化物层(16)，然后是碳化（尤其是物理气相沉积-）金刚石状碳层(17)，然后是无金属物理气相沉积-金刚石状碳层（22）及然后是无金属等离子体辅助化学气相沉积-金刚石状碳层（18）。
【IPC分类】C23C28/04, F16J9/26, C23C28/00
【公开号】CN105102680
【申请号】CN201380053237
【发明人】尤里·伊万诺夫, 马库斯·肯尼迪
【申请人】菲特尔莫古布尔沙伊德有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2013年7月30日
【公告号】DE102012214284A1, DE102012214284B4, EP2882886A1, US20150240944, WO2014023615A1