Tribo-active HPPMS-PVD (Cr,Al)N coatings

摩擦活性 HPPMS-PVD (Cr,Al)N 涂层

基本信息

项目摘要

The primary objective of this research project is to gain fundamental knowledge of the interactions between lubricants and (Cr,Al)N coatings in mixed friction area. Specific emphasis is given to the use of tribo-active elements X (W, Ta, Mo, Cu) in the coatings and the innovative HPPMS (High Power Pulse Magnetron Sputtering)-PVD (Physical Vapour Deposition)-technology. Alternatively to DLC (Diamond Like Carbon) coatings a much more thermally stable class of friction-reducing and wear-resistant coatings for the application on lubricated machine elements at elevated temperatures is to be developed. In most cases lubricants contain many different additives which are optimised for the application on metallic surfaces. As a result of this, it has to be analysed whether the synergistic effects between the additive containing lubricants and the tribo-active elements of the metallic surface of the component can be transferred to the (Cr,Al)N-HPPMS-PVD-coatings, which are doped with tribo-active elements. The influence of the tribo-active elements as well as the coating parameters on the coating and compound properties are examined. The impact on the system properties friction and wear are analyzed in tribological investigations. In this way especially by using micro raman spectroscopy fundamental insights concerning the formation and composition of tribo-chemical reaction layers are to be achieved as well as an understanding of the interactions between the tribo-active elements of the (Cr,Al)N-HPPMS-coatings and the additives of lubricants is to be obtained.
本研究的主要目的是获得基础知识的润滑剂和(Cr,Al)N涂层之间的相互作用在混合摩擦区。特别强调的是在涂层中使用摩擦活性元素X(W,Ta,Mo,Cu)和创新的HPPMS(高功率脉冲磁控溅射)-PVD(物理气相沉积)技术。作为DLC(类金刚石碳)涂层的替代,将开发一种热稳定性更高的减摩耐磨涂层,用于高温下润滑的机器元件。在大多数情况下,润滑剂含有许多不同的添加剂,这些添加剂针对金属表面的应用进行了优化。因此,必须分析含添加剂的润滑剂与部件的金属表面的摩擦活性元素之间的协同效应是否可以转移到掺杂有摩擦活性元素的(Cr,Al)N-HPPMS-PVD涂层。研究了摩擦活性元素和涂层参数对涂层和化合物性能的影响。在摩擦学研究中分析了其对系统性能的影响.以这种方式,特别是通过使用显微拉曼光谱,将实现关于摩擦化学反应层的形成和组成的基本见解,以及将获得对(Cr,Al)N-HPPMS涂层的摩擦活性元素与润滑剂添加剂之间的相互作用的理解。

项目成果

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Triboactive CrAlN+X hybrid dcMS/HPPMS PVD nitride hard coatings for friction and wear reduction on components
  • DOI:
    10.1016/j.surfcoat.2017.06.089
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    K. Bobzin;T. Brögelmann;C. Kalscheuer
  • 通讯作者:
    K. Bobzin;T. Brögelmann;C. Kalscheuer
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