[发明专利]具有中间涂层和碳涂层的基材

说明书

本发明涉及一种构件(100)，它包括基材(10)，该基材具有至少一个设有层体系(14)的表面(12)，其中，该层体系(14)包括至少一个无定形的碳层。层体系(14)还包括至少一个金属的中间层(16)，该金属的中间层布置在基材(10)和该至少一个无定形的碳层之间。该至少一个无定形的碳层形成层体系(14)的背离基材(10)的外层(18)并且包括至少一个无定形的含氢的碳层。本发明还公开了该构件(100)的用途以及生产该构件(100)的方法。

技术领域

本发明涉及一种构件，其包括基材，该基材具有至少一个设有层体系的表面，其中，层体系包括至少一个无定形的碳层。本发明还涉及该构件的用途以及生产该构件的方法。

背景技术

开篇所述的具有层体系的构件应用于多种技术领域中。由现有技术已知具有摩擦学特性例如耐磨损性或者耐腐蚀性的层体系，从而对于高性能组件例如对于高负荷的链传动组件、滚动轴承组件、马达元件和刀具保证这些特性。

CN 103046001A记载了一种起摩擦学作用的层体系，其具有钛层、碳-钛过渡层以及无定形的碳层。

根据应用情况，这些层由硬质材料层或者碳层组成，它们通过已知的PVD或者PACVD工艺施加于构件上。

PVD或者PACVD工艺是多种技术领域中已知的并且导致摩擦学特性的显著改善，例如导致经涂层的构件的改善的耐磨损性和摩擦降低。然而，在用于化学侵蚀性介质中的情况下，基础材料本身必须具有足够的耐腐蚀性。

为了实现经济性，构件主要由低合金耐腐蚀材料生产。然而不利的是，这些技术在构件中一方面在升高的负荷的情况下不足以提供可靠的磨损防护，另一方面在化学侵蚀性介质中没有提供足够的腐蚀防护。

发明内容

因此，本发明的任务是按如下方式改进一种构件，其包括基材，该基材具有至少一个设有层体系的表面，其中层体系包括至少一个无定形的碳层，从而使得该构件受到针对摩擦学负荷的防护，并且尤其是在这种情况下保证在化学侵蚀性环境介质中的可靠且持久的磨损防护。

该任务通过具有权利要求1的特征的构件得以解决。该构件是耐腐蚀且耐磨损的并且适合在极端的摩擦学负荷的情况下应用于化学侵蚀性环境条件中。

本发明的另一个任务是提供这样的构件的用途，使得构件在使用中针对摩擦学负荷受到防护并且尤其是在这种情况下保证可靠且持久的磨损防护。

该任务通过根据本发明的包括权利要求7的特征的构件的用途得以解决。

本发明的再一个任务是提供一种大批量地、工艺可靠地且经济地生产构件的方法。

该任务通过包括权利要求8的特征的根据本发明的生产构件的方法得以解决。由此形成的构件在使用中具有高摩擦学负荷的情况下可以可靠地使用并且在化学侵蚀性环境介质中具有耐受性。

根据本发明的构件包括基材，该基材具有至少一个设有层体系的表面，其中，层体系包括至少一个无定形的碳层。层体系还具有至少一个金属的中间层，该金属的中间层布置在该基材和该至少一个无定形的碳层之间。该至少一个无定形的碳层形成层体系的背离基材的外层并且包括至少一个无定形的含氢的碳层。

无定形的碳层形成起摩擦学功能的层。尤其是，无定形的含氢的碳层(在这里也称为a-C:H层)是所谓的DLC层(DLC＝类金刚石碳)。

优选地，该无定形的含氢的碳层具有在10至25％、尤其是15至20％范围中的氢含量。在这种情况下，这里以及下面的合金组成的百分比信息是原子百分比。

在根据本发明的构件的一种优选实施方式中，无定形的含氢的碳层是一种改性的含氢的无定形的碳层，它包括掺杂元素，该掺杂元素由金属或者非金属形成。