用于具有摩擦應力的高溫應用的涂層本發(fā)明涉及用于組件、部件和工具的承受于高溫應用中的磨損保護涂層。組件、部件和工具以下共同稱為基材。發(fā)明目的在“高”溫下的應用對于部件、組件和工具的表面功能性就機械、結(jié)構(gòu)和化學穩(wěn)定性而言提出極限要求。為了確保長期穩(wěn)定的表面功能性和因此保障工業(yè)過程生產(chǎn)率,本發(fā)明為部件、可活動的組件和模制工具和切削工具提供了硬材料層體系,其以令人滿意的方式改善該組件和工具在具有明顯較高的熱負荷的各種工業(yè)應用(即大于400℃的溫度,以下稱為高溫應用)中的磨損。這些高溫穩(wěn)定的硬材料層體系的基本性能如下:i)足夠的研磨-磨損保護、ii)足夠的粘附-磨損保護、iii)足夠的層附著和iv)足夠的溫度穩(wěn)定性(相穩(wěn)定性和耐氧化性)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:根據(jù)本發(fā)明,建議基本上包含多層層體系作為基礎的涂層體系。在該多層層體系上,設置具有至少一個層的頂部潤滑層體系。該頂部潤滑層體系向外終結(jié)涂層體系。該頂部潤滑層體系含有鉬作為主要成分,并且根據(jù)占優(yōu)勢的高溫摩擦接觸和由此產(chǎn)生的表面的機械和化學應力,可以具有合適的建造結(jié)構(gòu)/微結(jié)構(gòu)以及合適的組成。以下給出對于優(yōu)選的建造結(jié)構(gòu)/微結(jié)構(gòu)和組成的進一步闡述。以下簡化地將頂部潤滑層體系也稱為頂部潤滑層。圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的涂層圖2展示了根據(jù)本發(fā)明的涂層的局部(納米層)圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的涂層的局部(納米層)圖4展示了氮化鐵圖5展示了AlCrN和ZnO圖6展示了類型1。所述頂部潤滑層的建造結(jié)構(gòu)的特征可以在于i)單層結(jié)構(gòu)、ii)雙層結(jié)構(gòu)、iii)多層結(jié)構(gòu)或者iv)納米層壓的結(jié)構(gòu),其中在情況ii)-iv)中通過該結(jié)構(gòu)改變所述微結(jié)構(gòu)或者化學機理。然而,該微結(jié)構(gòu)和/或組成的分級(Gradierungen)在所有情況i)-iv)中是可行的,并且設置其以對于各種應用確保潤滑性能與所需的機械性能相協(xié)調(diào)。在所有情況中,所述層原則上是納米級性質(zhì)的。該頂部潤滑層的化學組成的特征基本上如下:Moa-Xb-Yc,其中a、b和c給出各個成分的原子濃度,和a+b+c=l,并且鉬實現(xiàn)為占優(yōu)勢的成分,即0≤b<a和0≤c<a,其中優(yōu)選為b+c>0,其中作為可變的金屬成分的X:B、Si、V、W、Zr、Cu和Ag或者它們的組合,其中作為可變的非金屬成分的Y:C、O和N或者它們的組合。在高于500℃的高溫應用中,特別優(yōu)選為具有以下組成的頂部潤滑層:oMo和/或Mo-CuoMo-N和/或Mo-Cu-NoMo-O-N和/或Mo-Cu-O-NoMo-Si-B和/或Mo-Si-B-NoMo-Si-B-O-N。該頂部潤滑層優(yōu)選地含有至少95原子%的鉬。該頂部潤滑層特別優(yōu)選地不含有鋁。該頂部潤滑層的層厚度優(yōu)選為0.25至1.5μm,特別優(yōu)選為0.5至1.0μm。優(yōu)選地,對于特定的高溫應用(溫度、摩擦接觸、環(huán)境氣氛和持續(xù)時間)評定頂部潤滑層和位于其下的層體系的合適配對。以下應例如闡述Mo-X-Y頂部潤滑層與位于其下的多層層體系的相互配合。該頂部潤滑層與位于其下的多層層體系的組合的作用機理可以鑒于各種高溫應用中的機械、結(jié)構(gòu)和化學穩(wěn)定性大致如下來描述:雖然僅在摩擦接觸的最初階段中使用頂部潤滑層,其中在升高的溫度下連續(xù)地施涂該潤滑層并形成固體潤滑相(尤其金屬氧化物),并且因此優(yōu)化摩擦運轉(zhuǎn)(Einlauf)性能(即因此對于進一步進程最佳地調(diào)理最初摩擦接觸),所述位于其下的多層層體系(在通過該頂部潤滑層的發(fā)生了的表面調(diào)理之后)負責維持持久和高溫穩(wěn)定的(研磨和粘附的)磨損保護。認為在超過約400℃的溫度下,頂部潤滑層開始氧化(根據(jù)確切的微結(jié)構(gòu)和組成)。包含于頂部潤滑層中的金屬,例如B、V、W、Zr、Cu、Ag和Mo的氧化可能導致形成所謂的“馬格涅利相”。已知這樣的馬格涅利相具有出色的潤滑性能(固體潤滑)。相反地,位于其下的多層層體系通過其與層化學機理相協(xié)調(diào)的建造結(jié)構(gòu),不僅提供所需的機械、結(jié)構(gòu)和化學的高溫穩(wěn)定性,而且還在最高1000℃的高溫下在穩(wěn)定的長時間使用中,依照希望地和在本情況中可控地形成固體潤滑相(尤其金屬氧化物;可能形成所謂的“馬格涅利相”)。根據(jù)本發(fā)明,多層層體系包含至少一...