具有適應(yīng)性涂層的零件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及包括具有齒狀物（4）的零件本體（14）的零件（2），其中在所述齒狀物（4）上至少部分地施涂適應(yīng)性涂層（6），所述適應(yīng)性涂層具有至少5μm的層厚度。
【專利說(shuō)明】具有適應(yīng)性涂層的零件
[0001]本發(fā)明涉及包括具有齒狀物的零件本體的零件，以及包括至少兩個(gè)零件的組件，所述零件各自具有齒狀物，其中至少兩組齒狀物彼此嚙合。
[0002]齒輪的齒狀物的品質(zhì)通常根據(jù)DIN3963劃分為12個(gè)品質(zhì)等級(jí)，其中I表示最精細(xì)的齒狀物品質(zhì)而12表示最粗糙的齒狀物品質(zhì)。根據(jù)制造方法進(jìn)行所述劃分，其中品質(zhì)1-6的齒狀物是對(duì)齒輪進(jìn)行珩磨，品質(zhì)2-7的齒狀物是對(duì)齒輪進(jìn)行磨齒，品質(zhì)5-7的齒狀物是對(duì)齒輪進(jìn)行剃齒，品質(zhì)5-9的齒狀物是對(duì)齒輪進(jìn)行滾齒、刨齒或滾切法插齒，品質(zhì)7-12的齒狀物是對(duì)齒輪進(jìn)行成形銑削或成型沖擊，品質(zhì)8-12的齒狀物是對(duì)齒輪進(jìn)行沖壓、擠壓、燒結(jié)或噴射，其中也可以進(jìn)行加工方法的組合。換言之，僅可以通過(guò)密集加工實(shí)現(xiàn)齒輪的高的齒狀物品質(zhì)，然而這導(dǎo)致較高的制造成本。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)描述了用于調(diào)節(jié)嚙合齒狀物的齒隙的涂層。所述涂層通?；诰酆衔飿?gòu)成并且在磨合階段之后磨損，否則不能形成涂層(或當(dāng)涂覆兩組嚙合齒狀物時(shí)的雙涂層)的厚度中的期望的齒隙。這種涂層并不適合改進(jìn)齒狀物品質(zhì)。
[0004]本發(fā)明的目的是形成可用于更高要求的低齒狀物品質(zhì)的齒輪。
[0005]所述目的一方面通過(guò)開(kāi)篇提及的零件且另一方面通過(guò)組件得以實(shí)現(xiàn)，其中在所述零件的齒狀物上至少部分地施涂適應(yīng)性涂層，所述適應(yīng)性涂層具有至少5 μ m的層厚度，并且其中所述組件的零件的至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明形成。
[0006]通過(guò)以給定的最小層厚度設(shè)置適應(yīng)性涂層將實(shí)現(xiàn):在與另一個(gè)零件的齒狀物嚙合的過(guò)程中，通過(guò)涂層的主要是塑性變形使得齒狀物的承載分?jǐn)?shù)(即承載面積的分?jǐn)?shù))變大，由此使單位面積負(fù)荷降低。在涂層變形的過(guò)程中，由此使材料從粗糙峰帶入峰之間的谷中(在沉積涂層時(shí)通常會(huì)效仿基底的不均勻性)還可以造成涂層加固，由此同樣可以實(shí)現(xiàn)零件(即零件的齒狀物)的機(jī)械承受力的升高。通過(guò)所述變形還實(shí)現(xiàn)表面粗糙度的部分找平。因此通過(guò)本發(fā)明有可能例如通過(guò)這樣的涂層使品質(zhì)為10的齒狀物實(shí)現(xiàn)8至6的品質(zhì)，特別是在旋轉(zhuǎn)偏差或標(biāo)準(zhǔn)模量范圍方面。換言之，通過(guò)以給定的最小層厚度設(shè)置適應(yīng)性涂層顯著改進(jìn)了齒狀物表面的宏觀幾何。零件本身因此可以通過(guò)低成本方法制造，并且由于在齒狀物上沉積適應(yīng)性涂層而無(wú)需其它昂貴的硬質(zhì)精加工，從而實(shí)現(xiàn)更高的齒狀物品質(zhì)。適應(yīng)性涂層還具有的優(yōu)點(diǎn)在于，在運(yùn)行中，適應(yīng)性涂層僅在齒狀物的極度需要的范圍內(nèi)磨擦損耗，即在零件較長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間內(nèi)保持獲得“找平效果”。通過(guò)用適應(yīng)性涂層實(shí)現(xiàn)的更高的齒狀物品質(zhì)還可以實(shí)現(xiàn)具有所述零件的組件的改進(jìn)的聲學(xué)性質(zhì)。在不同的齒狀物品質(zhì)的情況下，適應(yīng)性涂層的最小層厚度適應(yīng)于各個(gè)品質(zhì)，即各個(gè)上述表面粗糙度。之后在涂覆過(guò)程中，齒狀物的表面粗糙度也傳遞至涂層(優(yōu)選至少幾乎在每個(gè)涂覆位置處產(chǎn)生相同的層厚度)，之后通過(guò)適應(yīng)性涂層的變形而產(chǎn)生的承重層應(yīng)當(dāng)在齒狀物的最高粗糙峰上方消退。
[0007]任選可以例如通過(guò)軋制預(yù)先校正零件的齒狀物。
[0008]適應(yīng)性涂層的層厚度優(yōu)選選自下限為5 μ m且上限為100 μ m的范圍，特別是下限為12 μ m且上限為30 μ m的范圍。
[0009]在組件中，優(yōu)選使用具有更高齒狀物品質(zhì)的零件作為其齒狀物與根據(jù)本發(fā)明的零件的齒狀物嚙合的第二零件，因?yàn)樵擙X狀物可以充當(dāng)適應(yīng)性涂層的“沖壓齒狀物”，并因此可以總體改進(jìn)組件的齒狀物品質(zhì)。
[0010]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案變體，適應(yīng)性涂層具有以從外部涂層表面朝向零件本體的方向增加的硬度的硬度梯度。這可以借此實(shí)現(xiàn):適應(yīng)性涂層在外部涂層表面(所述外部涂層表面在零件的安裝狀態(tài)下與另一個(gè)零件的另一組齒狀物嚙合)上可以相對(duì)較軟，從而可以迅速進(jìn)行變形(即粗糙輪廓的輪廓峰的展平)，且此外通過(guò)至零件本體的界面處的更大硬度實(shí)現(xiàn)涂層在零件本體上的良好附著。此外可以借此提供位于涂層表面下方的層中的涂層的更高強(qiáng)度，從而可以改進(jìn)其在運(yùn)行中的機(jī)械負(fù)荷能力。通過(guò)至零件本體的界面處的更大硬度實(shí)現(xiàn)更高的疲勞強(qiáng)度。
[0011]在此優(yōu)選地，為了改進(jìn)所述性能，適應(yīng)性涂層在外部涂層表面上具有的硬度選自下限為HV40且上限為HV500的范圍，特別是下限為HV200且上限為HV300的范圍，或者根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案變體，在與外部涂層表面對(duì)置的、以朝向零件本體的方向指向的第二表面上具有的硬度選自下限為HV500且上限為HV2000的范圍，特別是下限為HV800且上限為HV1200的范圍。(根據(jù)Martens微硬度，測(cè)試力10mN，見(jiàn)下文)
[0012]適應(yīng)性涂層有可能由多個(gè)不同的子層構(gòu)成。盡管這不是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，因?yàn)閮?yōu)選存在以從外部涂層表面朝向零件本體的方向連續(xù)的性能過(guò)渡，然而可以通過(guò)所述實(shí)施方案簡(jiǎn)化適應(yīng)性涂層的制備，因?yàn)榭梢栽诹慵倔w上依次沉積具有不同組成的層，由此能夠減少涂覆過(guò)程中的調(diào)整耗費(fèi)和控制耗費(fèi)。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，適應(yīng)性涂層至少部分為金屬的。相比于聚合物層，因此實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性涂層的更長(zhǎng)的壽命。此外可以借此實(shí)現(xiàn)涂層組成的更大的可變性，因?yàn)閷?duì)于零件的預(yù)定應(yīng)用而言僅可以考慮少量聚合物。通過(guò)適應(yīng)性涂層在零件的不同負(fù)荷情況下的至少部分金屬的實(shí)施方案得到更好的考慮，使得本發(fā)明可以應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域。在此還優(yōu)選有利的是，適應(yīng)性涂層因此具有更好的導(dǎo)熱能力，從而可以更好地避免涂層中不期望的相轉(zhuǎn)變，因此涂層在更長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)至少幾乎具有原始的相組成，使得其在運(yùn)行中的行為在更長(zhǎng)的時(shí)間范圍內(nèi)保持至少幾乎相同。
[0014]在本發(fā)明所進(jìn)行的測(cè)試的過(guò)程中證明，當(dāng)適應(yīng)性涂層由多組分體系形成時(shí)特別合適，其中至少一種組分選自過(guò)渡金屬、過(guò)渡金屬氮化物、過(guò)渡金屬碳化物、過(guò)渡金屬氧化物及其混合物，其中根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案變體，多組分體系的另一種組分此外選自Sn、Mg、Al、In、B1、S1、N1、Ag、Cr和Fe。適應(yīng)性涂層特別包含組分Ag和Cr或CrN，其中外部涂層表面的Ag含量以朝向零件本體的方向降低，或者組分CiuCuSn和Cr，其中外部涂層表面的CuSn含量以朝向零件本體的方向降低，或者組分Ag和Ti，其中外部涂層表面的Ag含量以朝向零件本體的方向降低。此外被證明有利的是，適應(yīng)性涂層由銅青銅或鋁青銅形成，所述銅青銅或鋁青銅任選包含至少一種組分氮化鉻、Fe、Cr、N1、Ag。對(duì)于氮化物應(yīng)提及的是，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案變體氮化物僅存在于過(guò)渡區(qū)域中，否則涂層不過(guò)僅具有金屬組分。有利地，使用固體狀態(tài)的具有互溶間隙的體系或不可混溶體系。在此特別有利的是，使用具有立方面心晶格的組分或金屬，因?yàn)樗鼈冊(cè)谒苄宰冃涡苑矫嫣貏e適合。
[0015]根據(jù)零件的另一個(gè)實(shí)施方案變體考慮的是，適應(yīng)性涂層至少幾乎或完全不含磨蝕顆粒，即在與零件的齒狀物嚙合的組件的另一零件的齒狀物上引起磨損的顆粒。因此主要通過(guò)適應(yīng)性涂層本身的可變形性而不是通過(guò)在嚙合齒狀物范圍內(nèi)針對(duì)性的材料損耗而實(shí)現(xiàn)品質(zhì)的提高，使得其它零件(例如上述具有“沖壓齒狀物”的零件)至少較大程度保持完好無(wú)損。通過(guò)防止材料損耗減少了在為了潤(rùn)滑齒狀物所使用的潤(rùn)滑油中弓I入污物，使得潤(rùn)滑油可以更久地使用。由于潤(rùn)滑油并不伴隨著通過(guò)這種磨損而積累的雜質(zhì)，因此適應(yīng)性涂層可以在外部涂層表面處更硬，因?yàn)椴槐夭扇〈胧╊A(yù)防這樣的污物顆粒嵌入涂層的軟基質(zhì)成分，由此可以再度改進(jìn)適應(yīng)性涂層的負(fù)荷能力。
[0016]為了改進(jìn)適應(yīng)性涂層在零件本體上的附著，可以在適應(yīng)性涂層和零件本體之間設(shè)置附著力增強(qiáng)劑層。
[0017]當(dāng)適應(yīng)性涂層具備孔隙率時(shí)將實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性涂層的更好的上油性或更好的保油性和因此實(shí)現(xiàn)磨損的減少，其中所述孔隙率特別在0.1%和15%之間，優(yōu)選在5%和10%之間。適應(yīng)性層中的孔在此優(yōu)選具有至多3 μ m，特別是至多0.3 μ m的直徑。
[0018]應(yīng)注意，涂層在經(jīng)典的意義上不具有孔，而是在涂層的晶界處存在開(kāi)放的“通道”或區(qū)域。借此也有可能吸取液體，例如潤(rùn)滑油。
[0019]在一個(gè)實(shí)施方案變體中，外部涂層表面的孔隙率以朝向零件本體的方向降低。換言之，在適應(yīng)性涂層中形成孔隙率梯度。因此可以一方面實(shí)現(xiàn)上述改進(jìn)的保油性，另一方面實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性涂層在零件本體上改進(jìn)的附著。
[0020]為了更好地理解本發(fā)明，借助下述附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明。
[0021]在簡(jiǎn)化示意圖中分別顯示了:
[0022]圖1以側(cè)視圖顯示了由兩個(gè)齒輪組成的具有彼此嚙合的齒狀物的組件；
[0023]圖2顯示了設(shè)置有適應(yīng)性涂層的零件的表面輪廓的截面；
[0024]圖3顯示了適應(yīng)性涂層的兩個(gè)硬度曲線；
[0025]圖4以側(cè)視圖顯示了組件的實(shí)施方案變體；
[0026]圖5顯示了經(jīng)涂覆齒狀物與未涂覆齒狀物的噪聲情況的對(duì)比；
[0027]圖6顯示了多層適應(yīng)性涂層的截面；
[0028]圖7顯示了適應(yīng)性涂層的硬度曲線的另一個(gè)實(shí)例；
[0029]圖8顯示了適應(yīng)性涂層的硬度曲線的另一個(gè)實(shí)例。
[0030]首先應(yīng)理解，在不同的所描述實(shí)施方案中，相同部件用相同附圖標(biāo)記或相同零件符號(hào)表示，其中在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中包含的公開(kāi)可以按照含義轉(zhuǎn)用至具有相同附圖標(biāo)記或相同零件符號(hào)的相同部件。在本說(shuō)明書(shū)中選擇的位置說(shuō)明，例如上方、下方、側(cè)面等基于直接描述和描繪的圖，并且在位置變化時(shí)按照含義而轉(zhuǎn)用至新位置。
[0031]具體說(shuō)明書(shū)中的數(shù)值范圍的所有數(shù)據(jù)被理解為包含所述數(shù)值范圍內(nèi)的任何和所有子區(qū)域，例如I至10的數(shù)據(jù)被理解為包含從下限I開(kāi)始至上限10的所有子區(qū)域，即從下限I開(kāi)始或者更大并且結(jié)束于上限10或更小的所有子區(qū)域，例如I至1.7，或3.2至8.1或
5.5 至 10。
[0032]圖1顯示了包括零件2和另一個(gè)零件3的組件I。零件2具有正齒狀物形式的齒狀物4。零件3同樣具有正齒狀物形式的齒狀物5。兩組齒狀物4、5在零件2、3運(yùn)行中彼此嚙合，使得例如當(dāng)零件3與未示出的驅(qū)動(dòng)裝置連接時(shí)，由零件3驅(qū)動(dòng)零件2。零件2的齒狀物4在端側(cè)設(shè)置有適應(yīng)性涂層6。
[0033]兩個(gè)零件2、3以直齒嚙合的正齒輪的形式實(shí)施。然而本發(fā)明并不限制于正齒狀物。適應(yīng)性涂層6通?？梢酝扛苍谌魏我阎N類(任選設(shè)置有高度球面性和/或?qū)挾惹蛎嫘?的齒狀物上，例如涂覆在斜齒狀物等上。此外，適應(yīng)性涂層6既可以涂覆在外部齒狀物上，又可以涂覆在內(nèi)部齒狀物上。
[0034]盡管零件2以齒輪形式的實(shí)施方案是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案變體，通常還可以為其它具有齒狀物的零件(例如齒條)設(shè)置適應(yīng)性涂層6。
[0035]齒狀物4在端側(cè)優(yōu)選在整個(gè)周邊設(shè)置有適應(yīng)性涂層6。然而在本發(fā)明的范圍內(nèi)還存在如下可能性，僅涂覆齒狀物4的端側(cè)表面的一部分，例如僅齒面或僅齒面之一(例如當(dāng)不提供齒輪以兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)行時(shí))，或者僅齒頂或僅齒根，其中其混合變體(例如齒面和齒頂?shù)耐繉?也是可能的。
[0036]在本發(fā)明的所示實(shí)施方案變體中，另一個(gè)零件3的齒狀物5不具有適應(yīng)性涂層6，特別是當(dāng)零件3為驅(qū)動(dòng)零件3并且零件2為由零件3驅(qū)動(dòng)的零件2時(shí)，如上文描述。在該情況下，另一個(gè)零件3的齒狀物5具有比零件2的齒狀物4更高的齒狀物品質(zhì)，使得零件3在組件I的運(yùn)行中充當(dāng)零件2的齒狀物4的“沖壓輪”。
[0037]然而有可能的是，其齒狀物5也至少部分設(shè)置有適應(yīng)性涂層6，其中任選地，該涂層6的組成或性能特性可以不同于零件3的齒狀物4，盡管兩組齒狀物4、5也可以包括具有相同性能特性的相同的適應(yīng)性涂層6。在該實(shí)施方案變體中還有利的是，另一個(gè)零件3充當(dāng)“沖壓輪”，為此再度地，兩組齒狀物4、5的更高齒狀物品質(zhì)的齒狀物5和/或另一個(gè)零件3的齒狀物5的適應(yīng)性涂層6至少在外部區(qū)域(即與零件2的齒狀物4接觸的區(qū)域)中可以具有比零件2的齒狀物的適應(yīng)性涂層更高的硬度。
[0038]如上所述，通過(guò)該適應(yīng)性涂層在嚙合齒狀物4、5的磨合階段的過(guò)程中已經(jīng)至少部分變形，有可能通過(guò)適應(yīng)性涂層6改進(jìn)零件2的齒狀物4的齒狀物品質(zhì)。在此，通過(guò)另一個(gè)零件3的齒狀物5的擠壓至少部分彌補(bǔ)(即找平)零件2的齒狀物4的表面不規(guī)則性。在該情況下應(yīng)注意，兩個(gè)零件2、3 (即兩個(gè)齒輪)具有固定的軸距，使得兩個(gè)零件2、3均不朝向另一個(gè)零件2、3各自移動(dòng)。
[0039]為了說(shuō)明該效果，圖2顯示了其上施涂有適應(yīng)性涂層6的齒狀物4的表面幾何的示意性截面。正如清楚可見(jiàn)的，齒狀物4的宏觀幾何包括具有凸部7和凹部8的粗糙輪廓。受限于制造條件，齒狀物4的整個(gè)表面至少幾乎用相同的層厚度9涂覆，因此該宏觀幾何輪廓至少幾乎傳遞至適應(yīng)性涂層6的外部涂層表面10，所述外部涂層表面10在運(yùn)行中與另一個(gè)零件3 (即嚙合齒輪)的齒狀物5的表面接觸。在運(yùn)行中，即另一個(gè)零件的齒狀物5與齒狀物4嚙合時(shí)，通過(guò)在此傳遞的力使適應(yīng)性涂層6的輪廓峰11的材料進(jìn)入(特別是相鄰的)輪廓谷12中，從而至少幾乎找平適應(yīng)性涂層6的外部涂層表面10的輪廓并且因此形成至少幾乎平坦的外部承重層13，如圖2中虛線所示。出于該原因還有利的是，另一個(gè)零件3 (即特別是驅(qū)動(dòng)嚙合齒輪)的齒狀物5具有比齒狀物4更高的齒狀物品質(zhì)，因?yàn)樵摿硪粋€(gè)零件3充當(dāng)“沖壓輪”。然而應(yīng)注意，外部承重層13的平坦度取決于齒狀物4的齒狀物品質(zhì)，因此完全有可能的是，該承重層13仍然具有一定輪廓，然而所述輪廓比原始輪廓更小，但是其中在任何情況下均可實(shí)現(xiàn)齒狀物品質(zhì)的改進(jìn)。例如從齒狀物2的品質(zhì)10出發(fā)，可以借助于適應(yīng)性涂層6以在磨合中以更為有利的制造成本實(shí)現(xiàn)齒狀物2的品質(zhì)6。在適應(yīng)性涂層6進(jìn)行變形之后，零件2的硬基底(或位于該區(qū)域中的適應(yīng)性涂層6的更硬的層)以及由于塑性變形而任選進(jìn)行的涂層加固(如在下文更詳細(xì)地說(shuō)明)抵抗進(jìn)一步的變形。
[0040]除了輪廓峰11的材料進(jìn)入輪廓谷12之外，還存在這樣的可能性，當(dāng)適應(yīng)性涂層6以孔隙率制造時(shí)，輪廓峰11至少部分壓縮，其中通過(guò)孔隙率同時(shí)實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性涂層6更好的保油性。在此，孔隙率優(yōu)選在0.1%和25%之間，特別是在5%和15%之間，這意味著適應(yīng)性涂層6中存在0.1%和25%之間，特別是在5%和15%之間的自由孔體積，其中特別地，基于適應(yīng)性涂層6的總孔體積計(jì)，存在至少大部分(即直至至少20%的部分)的開(kāi)孔。在此還有利的是，適應(yīng)性涂層6中的孔具有至多I μ m,特別是至多0.3 μ m的直徑。盡管存在孔隙率，為了整體改進(jìn)適應(yīng)性涂層6的附著或適應(yīng)性涂層6的強(qiáng)度，有利的是，外部涂層表面10的孔隙率以朝向零件2的零件本體14的方向降低。例如，孔隙率在此也可以例如以線性或指數(shù)或逐步(例如以20%的逐步，即例如30%孔隙率的20%)方式從在外部涂層表面10上的30%的值連續(xù)降低至與位于下方的零件本體14的界面(或在適應(yīng)性涂層6和零件本體14之間的中間層)上的0%的值?？梢酝ㄟ^(guò)在高的溫度(例如在40°C和200°C之間的溫度)和/或高的壓力(例如選自下限為0.0Olmbar且上限為0.1 mbar的范圍的壓力)下沉積涂層6從而在適應(yīng)性涂層6中形成孔隙率，其中也可以使用溫度梯度和/或壓力梯度。例如當(dāng)沉積過(guò)程中溫度降低和/或壓力升高時(shí)或者當(dāng)沉積過(guò)程中偏壓升高時(shí)，獲得孔隙率梯度。還有利的是，在層的制備中調(diào)整沉積溫度T和熔化溫度TS之間的小比例，特別是在0.03至0.3(溫度以K表示)范圍內(nèi)，以特別是降低表面上粒子的移動(dòng)性(表面擴(kuò)散)和粒子的體積擴(kuò)散能力。
[0041]為了形成所述承重層13，以至少5 μ m的層厚度9沉積適應(yīng)性涂層6。然而層厚度9最終取決于待涂覆的齒狀物4的齒狀物品質(zhì)。例如在旋轉(zhuǎn)偏差在20 μ m和25 μ m之間且直徑為70mm的齒狀物2的品質(zhì)7的情況下，使用至少7 μ m的層厚度9，特別是選自在7 μ m和15 μ m之間的范圍的層厚度9。然而優(yōu)選地，承重層13在齒狀物4的表面輪廓的最高峰7之上形成至少0.5 μ m，特別是至少2 μ m。出于該原因，層厚度9優(yōu)選選自下限為12μπι且上限為20 μ m的范圍,特別是選自下限為15 μ m且上限為50 μ m的范圍。
[0042]適應(yīng)性涂層6優(yōu)選至少部分為金屬的，即優(yōu)選使用的多組分體系的至少一種組分由金屬或金屬合金形成。然而原則上也可以使用聚合物物質(zhì)作為適應(yīng)性涂層6，例如PAI或PEEK。
[0043]多組分體系的至少一種組分選自過(guò)渡金屬、過(guò)渡金屬氮化物、過(guò)渡金屬碳化物、過(guò)渡金屬氧化物及其混合物。適應(yīng)性涂層6的所述組分的份額在5重量％和60重量％之間，特別是在10重量％和40重量％之間。所述組分優(yōu)選以顆粒形式存在，所述顆粒具有至多3 μ m的粒度，特別是具有在0.5 μ m和1.5 μ m之間的粒度。在此有利的是，在零件2或齒輪的涂層6之間的過(guò)渡區(qū)域中僅或主要(即以所述組分的總份額計(jì)至少95%的量)設(shè)置氮化物、碳化物或氧化物。
[0044]多組分體系的另一種組分優(yōu)選選自Sn、Mg、Al、In、B1、S1、N1、Ag、Cr和Fe，其中其在適應(yīng)性涂層6中的份額在20重量％和80重量％之間，特別是在35重量％和55重量％之間。所述另一種組分的粒度為至多4 μ m,所述組分特別具有在Ιμπι和2μηι之間的粒度。
[0045]根據(jù)第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案變體，適應(yīng)性涂層6包含組分Ag和Cr或CrN，其中外部涂層表面的Ag含量以朝向零件本體的方向降低。在此，Ag的含量可以在100重量％和O重量％之間。剩余為Cr或CrN。
[0046]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案變體，適應(yīng)性涂層6包含組分Sn和Cr，其中外部涂層表面的Sn含量以朝向零件本體的方向降低。在此，Sn的份額可以在100重量％和O重量％之間。剩余為Cr。[0047]還可以有利地制備包含組分Ag、Sn和Ti的適應(yīng)性涂層6，其中外部涂層表面的Ag含量以朝向零件本體的方向降低。在此,Ag的份額可以在100重量％和O重量％之間。剩余為T(mén)i和Al。
[0048]還優(yōu)選由任選具有一定份額的Cr的銅青銅或鋁青銅形成的適應(yīng)性涂層6。在此，銅青銅的Cu份額可以在98重量％和60重量％之間，Sn份額可以在O重量％和12重量％之間，或者，鋁青銅的Al份額可以在0.0I重量％和20重量％之間，Sn份額可以在O重量％和12重量％之間。如果包含Cr，其份額在0.1重量％和80重量％之間。
[0049]適應(yīng)性涂層6的優(yōu)選組成列于下表1。所有組成數(shù)據(jù)被理解為重量％。當(dāng)在涂層6中形成各個(gè)成分的濃度梯度時(shí)，值被理解為整個(gè)層厚度上的中間值。序號(hào)6和7分別重復(fù)給出具有這種濃度梯度的實(shí)施例，其中在表1最后一列中給出基于總層厚度的各個(gè)層深度，在其中測(cè)量各個(gè)濃度。
[0050]表1:適應(yīng)性涂層6的組成
[0051]
【權(quán)利要求】
1.包括具有齒狀物(4)的零件本體(14)的零件(2)，其特征在于，在所述齒狀物(4)上至少部分地施涂適應(yīng)性涂層(6)，所述適應(yīng)性涂層(6)具有至少5 μ m的層厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)具有以從外部涂層表面(10)朝向零件本體(14)的方向增加的硬度的硬度梯度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)在所述外部涂層表面(10)上具有的硬度選自下限為HV40且上限為HV500的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)在與所述外部涂層表面(10)對(duì)置的、以朝向零件本體(14)的方向指向的第二表面上具有的硬度選自下限為HV500且上限為HV2000的范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)由多個(gè)不同的子層構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)至少部分為金屬的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)通過(guò)多組分體系形成，其中至少一種組分選自過(guò)渡金屬、過(guò)渡金屬氮化物、過(guò)渡金屬碳化物、過(guò)渡金屬氧化物及其混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的零件(2)，其特征在于，所述多組分體系的另一種組分選自Sn、Mg、Al、B1、In、S1、N1、Ag、Cr、Fe。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)包含主要組分Ag和Cr或CrN，其中外部涂層表面(10)的Ag含量以朝向零件本體(14)的方向降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)包含組分Sn和Cr，其中外部涂層表面(10)的Sn含量以朝向零件本體(14)的方向降低。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)包含組分Ag和Ti，其中外部涂層表面(10)的Ag含量以朝向零件本體(14)的方向降低。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)由銅青銅或鋁青銅形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零件(2)，其特征在于，所述銅青銅或鋁青銅包含組分氮化鉻、Fe、Cr、N1、Ag的至少一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)至少幾乎或完全不含磨蝕顆粒。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，在所述適應(yīng)性涂層(6)和所述零件本體(14)之間設(shè)置附著力增強(qiáng)劑層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15任一項(xiàng)所述的零件(2)，其特征在于，所述適應(yīng)性涂層(6)具有在01%和15%之間的孔隙率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的零件(2)，其特征在于，適應(yīng)性層中的孔具有至多3μπι的直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的零件(2)，其特征在于，所述外部涂層表面(10)的孔隙率以朝向所述零件本體(14)的方向降低。
19.包括至少兩個(gè)零件(2、3)的組件(1)，所述零件各自具有齒狀物(4、5)，其中至少兩組齒狀物(4、5) 彼此嚙合，其特征在于，所述零件(2、3)的至少之一根據(jù)權(quán)利要求1至18任一項(xiàng)形成。
【文檔編號(hào)】F16H55/06GK103748384SQ201280029708
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月11日
【發(fā)明者】G·艾岑格, T·加斯佩爾邁爾, K·普賴因法爾克, K·措恩 申請(qǐng)人:高科涂層有限公司