| Titel | Bildung tribochemischer Reaktionsschichten auf amorphen Kohlenstoffbeschichtungen |
| Autor | Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin, Dr.-Ing. Tobias Brögelmann, Dipl.-Ing. Christian Kalscheuer, M.Sc. Matthias Thiex* |
| Infos zum Autor | Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin, Dr.-Ing. Tobias Brögelmann, Dipl.-Ing. Christian Kalscheuer, M.Sc. Matthias Thiex* RWTH Aachen University, Institut für Oberflächen-technik (IOT), Kackertstr. 15, 52072 Aachen. *korrespondierender Autor: M.Sc. Matthias Thiex - thiex@iot.rwth-aachen.de |
| Inhalt | Aufgrund der zunehmenden Verwendung von DLC-Beschichtungen auf Bauteilen tribologischer Systeme, wie beispielsweise Tassenstößeln, Kolbenbolzen, Kolbenringen und Einspritzdüsen, ist ein Verständnis bezüglich der chemisch-physikalischen Wechselwirkungen zwischen Schmierstoffen, Additiven und DLC-Beschichtungen ein Forschungsbereich von zunehmender Bedeutung. Der Fokus der vorgestellten Ergebnisse liegt auf der Analyse von tribochemisch gebildeten Reaktionsschichten auf einer metall- und wasserstoffhaltigen DLC-Beschichtung. Hierzu wurden einsatzgehärtete Stahlproben aus 16MnCr5E (1.7131) mit der wasserstoff- und zirkoniumhaltigen DLC-Beschichtung a-C:H:Zr (ZrCg) mittels Gleichstrom-Magnetron-Sputtern (dcMS) beschichtet. Diese wurden im geschmierten tribologischen Kontakt unter Verwendung von un-/additivierten Grundölen untersucht. Hierbei wurden vier industriell relevante Getriebeöle verwendet: Mineralöl (MIN), Polyalphaolefin (PAO), Polyakylenglykol (PAG) und Polyethylen (PE). Hinzugefügt wurden die Additive Molybdändialkyldithiophosphat (MoDTP), Zinkdialkyldithio-phosphat (ZnDTP) und das schwefel- und phosphorhaltige Additiv Anglamol 99. Die tribologischen Analysen der Paarungen Stahl/Stahl, Stahl/DLC und DLC/DLC wurden in einem Pin-on-Disk (PoD)-Tribometer durch Verwendung von un-/additivierten Schmierstoffen unter Grenz- und Mischreibungsbedingungen bei T = 90 °C und einer Hertzschen Initialpressung von pH ? 1.300 MPa durchgeführt. Die Verschleißspuren auf der DLC-Beschichtung wurden mittels konfokaler Laserscanningmikroskopie (CLSM) und Rasterelektronenmikroskopie (REM) analysiert. Chemische Analysen der Verschleißspuren mittels Raman-Spektroskopie und energie-dispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) belegen die Bildung tribochemischer Reaktionsschichten aufgrund der Wechselwirkung zwischen Schmierstoffen, Additiven und DLC-Beschichtung. Die Ergebnisse der tribologischen Untersuchungen im DLC/DLC-Kontakt zeigen außerdem, dass alleinig durch den Einsatz der DLC-Beschichtung mit einem unaddivierten Grundöl eine gleichwertige Reibungs- und Verschleißminderung, im Vergleich mit einem tribo-logischen Kontakt unter additivierter Schmierung, erreicht wird. |
| Datum | 2018 |
