[发明专利]尤其用于球阀的磨损保护涂覆的金属构件和用于施加多层磨损保护层来产生这样的构件的方法

说明书

本发明涉及一种磨损保护涂覆的金属构件(1)，尤其用于喷射阀，所述金属构件的摩擦负载的表面至少部分地设有多层的磨损保护层(2)，其中，所述磨损保护层(2)具有至少一个金属附着层(3a)、增附剂层(3b)以及至少一个第一覆盖层(3c)，其中，所述增附剂层(3b)包括形成碳化物的无氢的金属或形成硼化物的金属，并且其中，所述至少第一覆盖层(3c)包括无氢的四面体碳。此外，本发明还涉及一种用于将磨损保护层(2)施加到金属基底(9)上的方法，用于产生这样的磨损保护涂覆的金属构件(1)。此外，本发明涉及一种具有这种磨损保护涂覆的金属构件(1)和磨损保护层(2)的球阀。

技术领域

本发明涉及一种尤其用于球阀的磨损保护涂覆的金属构件，该构件的受摩擦负荷的表面至少部分地设有多层磨损保护层。此外，本发明还涉及一种用于将磨损保护层施加到金属基底上来产生这样的构件的方法。此外，本发明还涉及一种具有这种构件的球阀。

背景技术

由DE 10 2008 040 766 A1得知一种磨损保护层组件，尤其用于燃料喷射系统的承受高压和高温的结构元件。磨损保护层组件具有由四面体连接的无定形碳构成的或具有一定含量的四面体连接的无定形碳的保护层。此外，磨损保护层组件具有由铬构成的或具有铬含量的第一增附剂层。此外，磨损保护层组件具有至少一个与第一增附剂层邻接的、具有碳含量的第二增附剂层。

发明内容

从上述现有技术出发，本发明所基于的任务是，研发出一种磨损保护涂覆的金属构件和一种用于施加多层磨损保护层来产生这样的构件的方法，并且尤其改善磨损保护层的各个层之间的附着作用，其中，还应提高构件的热负载能力和机械负载能力。该任务通过权利要求1、5和8的内容来解决。优选的实施方式能够由从属权利要求得出。

根据本发明的用于喷射阀的磨损保护涂覆的金属构件，该构件的受摩擦负荷的表面具有多层磨损磨损保护层，其中，所述磨损保护层具有至少一个金属附着层、增附剂层以及至少一个第一覆盖层，其中，所述增附剂层包括形成碳化物的无氢的金属或形成硼化物的金属，并且其中，所述至少一个第一覆盖层包括无氢的四面体碳。磨损保护层这样地构造，使得实现各个层彼此间的热稳定附着并且因此产生相对于摩擦负载的大的阻力。优选地，金属附着层具有在10nm至1μm之间的层厚度，并且由选自以下组中的金属构成，该组包括钛、铬、钼、钨、钒、铪、钽、锆或它们的组合。也可以考虑其它金属以及由它们的其它组合。

优选地，增附剂层具有在10nm至10μm之间的层厚度，优选小于1μm的层厚度，并且由选自以下组中的金属构成，该组包括碳化硅SiC、碳化钨WC、碳化钒VC、碳化钽TaC、碳化铪HfC、碳化锆ZrC、碳化钼MoC、碳化钛TiC、硼化钛TiB、二硼化钛TiB₂或由它们的组合。对于增附剂层包括无氢的形成碳化物的金属的情况，具有无氢的形成碳化物的金属的增附剂层具有金属与碳之间1：1的化学计量比。然而，金属与碳之间的比例也可以在10：1至1：3之间的比例范围内。当增附剂层包括形成硼化物的金属时，增附剂层优选具有钛，以便形成化学惰性的含硼钛层或硼化钛层。具有形成硼化物的金属的增附剂层优选具有金属与硼之间的1：2的化学计量比，其中，在这种情况下存在二硼化钛。然而，金属与硼之间的比例也可以在10：1至1：10之间的比例范围内。有利地，含硼化物的增附剂层作为扩散阻挡层起作用，由此防止由于基底以及涂层的各个成分的热扩散而引起的氧化或污染。此外，由于硼化钛和碳化钛的化学和结构上的相似性，存在增附剂层到第一覆盖层上的相对稳定且附着牢固的附接。