[发明专利]具有适配涂层的构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种构件，该构件具有一个构件体，该构件体具有齿部，以及本发明涉及一种组件，该组件包括至少两个分别具有齿部的构件，其中，所述至少两个齿部相互啮合。

背景技术

按照DIN3963，齿轮的齿部质量通常分为12个质量级，其中，1级表示最精细齿部质量而12级表示最粗糙齿部质量。按照生产方法来分，其中，质量1-6级齿轮的齿部要珩磨，质量2-7级齿轮的齿部要研磨，质量5-7级齿轮的齿部要刮削，质量5-9级齿轮的齿部要滚铣、滚刨或滚冲，质量7-12级齿轮的齿部要模铣或模冲，和质量8-12级齿轮的齿部要冲压、挤压、烧结、压铸，其中，也可进行加工方法的组合。换言之，齿轮的高齿部质量只能通过强化的加工才能获得，由此会造成较高的生产成本。

在现有技术中已经描述一些涂层，以便调节啮合的齿部的齿隙。这些涂层通常是基于聚合物构成的并且在磨合阶段后被磨损，因为否则不是在涂层（或双涂层，当两个啮合的齿部都涂层时）的厚度中生产所期望的齿隙。这类涂层因此不适于改善齿部质量。

在按照现有技术生产齿轮时，改善齿部的微几何形状就意味着很大的费用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有改善了齿部的微几何形状的齿轮。

微几何形状在本发明意义上理解为表面不平度或粗糙度和形状偏差在直至10μm的微尺度。

这个目的一方面通过开始提到的构件而另一方面通过组件实现，其中，在构件的齿部上至少部分涂覆有适配涂层，该适配涂层具有最大5μm的层厚，并且其中，组件的其中至少一个构件按照本发明构成。

通过以表明的最大层厚设置适配涂层将实现：通过涂层塑性变形，齿部的支承部分，即支承面的部分，在与一个另外的构件的齿部啮合期间增大，由此单位面积负荷减小。在涂层变形期间，材料从粗糙峰进入到在两个峰之间的谷中（在涂层沉积时，基底不平度通常仿形），此外还会发生涂层的加强，由此同样可以提高构件的机械负荷能力，也就是构件齿部的负荷能力。此外，通过这种变形，实现至少部分整平表面粗糙。利用本发明也可以通过涂层将齿部质量改善至少一个质量级，例如，具有8级质量的齿部通过该涂层达到7至6级质量。换言之，通过以表明的最大层厚设置适配涂层，明显改善齿部表面的微几何形状。因而，构件本身可以利用成本合算的方法生产，并且通过将适配涂层沉积在齿部上，不需要另外进行昂贵的硬精加工来达到更高的齿部质量。此外，适配涂层还具有的优点是，这种适配涂层只在运行中齿部受极大负荷的区域才有磨料磨损，也就是说，“平整效应”在构件长时间运行期间保持不变。齿部的通过利用适配涂层达到的较高齿部质量此外还改善了具有这种构件的组件的声学性能。在齿部不同质量时，适配涂层的最大层厚匹配相应的质量，即分别匹配现有的表面粗糙度。由于在涂层期间齿部的表面粗糙度也传递到涂层上（优选至少大致在每个涂层的部位都产生相同的层厚），所以通过适配涂层变形之后产生的支承层在齿部的最高粗糙峰之上延伸。此外，通过适配涂层，可以通过减小心脏式挤压（Herz′schen Pressung）实现关于所谓孔穴腐蚀方面的改善。

必要时，可以例如通过轧制对齿部进行预定径。

优选的是，适配涂层的层厚选自在下限1μm和上限4μm的范围。

优选的是，在组件中，将齿部具有较高质量的构件用作第二构件，该第二构件的齿部与根据本发明的构件的齿部啮合，因为该较高质量的齿部可以起用于适配涂层的“挤压齿部”的作用，继而组件的齿部的质量可以总体得到改善。

按照一种实施变化方案设定，适配涂层从外涂层表面朝构件体方向具有逐渐增加硬度的硬度梯度。由此实现适配涂层在外涂层表面上可以构成为相对软的，从而粗糙轮廓的轮廓峰可以迅速发生变形，也就是削平，所述外涂层表面在构件的装入状态与一个另外的构件的另外的齿部啮合，并且此外，通过在相对构件体的界面上的较高硬度，实现涂层在其上更好的附着性或实现更好的抗疲劳强度。除此之外由此还可以在位于涂层表面下的层中具有涂层的更高强度，从而可以在运行中改善其机械负荷能力。

在这种情况下，为改善这些性能，优选的是，适配涂层在外涂层表面上具有选自具有HV40下限和HV1000上限范围的硬度，特别是选自具有HV100下限和HV300上限范围的硬度，或按照另一种优选的实施变化方案，在与外涂层表面对置的、指向构件体方向的第二表面上具有选自具有HV400下限和HV1600上限范围的硬度，特别是选自具有HV650下限和HV1000上限范围的硬度。