Das tribologische Profil von binderlosem NbC und mit 8% bzw. mit 12% Cobalt oder 12% Fe3Al gebundenem NbC wird unter unidirektionaler Gleitreibung (v= 0,1-10 m/s, T= 22°C und 400°C) und unter oszillierender Gleitreibung vergleichend gegenüber Ingenieurkeramiken und Hartmetallen dargestellt. Zusätzlich werden die 4-Punkt-Biegebruchfestigkeit, elastische Eigenschaften (E,G) bis 1.000�C die lastabhängige Mikrohärte sowie die Phasenzusammensetzung und Gefügestrukturen vorgestellt. Die Verschleißkoeffizienten des binderlosen NbC lagen bei T unterhalb von 10-6 mm³/N?m, während diejenigen der cobaltgebundenen NbCs mit ansteigender Gleitgeschwindigkeit von 2-4 10-6 mm³/N?m bei 0,1 m/s auf 5-7 10-7 mm³/N.m bei 10 m/s abnahmen. Die Verschleißkoeffizienten bei 400°C lagen für die NbCs generell unterhalb von 10-6 mm³/N.m. Das tribologische Lasttragevermögen im Trockenlauf, ausgedrückt als PV-Wert, nimmt mit ansteigender Gleitgeschwindigkeit auf 100 W/mm² zu. Bedingt durch die geringe Löslichkeit von NbC in Legierungen offenbarten erste Zerspanversuche mit verschiedenen Stählen eine gegenüber WC-basierten Schneidstoffen signifikant angehobene Zerspanungsvolumina. Somit offenbart NbC in offenen und geschlossenen Tribosystemen Anwendungspotentiale.
Wälzbeständigkeit von ta-C Dünnschichten unter hohen Hertzschen Beanspruchungen bis zu 3000 MPa
(2010)
Diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC) zeichnen sich durch ein sehr günstiges Reibungs- und Verschleißverhalten aus. Auf vielen Werkzeugen und hochbelasteten Bauteilen ist DLC daher bereits erfolgreich im Einsatz. In naher Zukunft wird die Bedeutung dieser Schichten als Oberflächenschutz in tribologischen Systemen weiter ansteigen.
Wie viele Applikationsbeispiele zeigen, ist die Leistungsfähigkeit von DLC als Schicht zur Verringerung von Reibung und Verschleiß zwar groß, weist aber auch Grenzen auf. Vor allem bei höheren Temperaturen (> 300 °C) treten Strukturveränderungen oder sogar Oxidationsvorgänge auf, die auch die tribologischen Eigenschaften der Schichten verschlechtern können.
Reibungs- und Verschleißuntersuchungen (Schwingungsverschleiß) von DLC-Schichten wurden im Temperaturbereich von 25 °C bis 250 °C durchgeführt und zeigen ein schnelleres Durchreiben der Schicht bei höheren Temperaturen. Die Lebensdauer der Schichten wird mit zunehmender Prüftemperatur reduziert. Einsatzgrenzen für DLC-Schichten können abgeleitet werden.