WO2012072225A1 - Workpiece having an si-dlc coating and process for producing coatings - Google Patents

Workpiece having an si-dlc coating and process for producing coatings Download PDF

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WO2012072225A1 PCT/EP2011/005956 EP2011005956W WO2012072225A1 WO 2012072225 A1 WO2012072225 A1 WO 2012072225A1 EP 2011005956 W EP2011005956 W EP 2011005956W WO 2012072225 A1 WO2012072225 A1 WO 2012072225A1
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Dieter Hofmann
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Amg Coating Technologies Gmbh
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    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process

Definitions

  • the layer system comprises a cover layer of substantially diamond-like carbon (DLC) having a hardness of at least 15 GPa and an adhesive strength of 3 HF or better.
  • the layer system comprises an adhesion layer and a transition layer, the adhesion layer and possibly the transition layer containing at least one element of the 4th, 5th or 6th subgroup and / or silicon.
  • the cover layer is preferably produced by means of plasma CVD deposition from a carbon-containing gas, such as acetylene, and has a hydrogen content of 5 to 30 atomic%.
  • EP 87 836 discloses a DLC layer system with a 0, l-49, l% share of metallic components, which is deposited, for example by means of sputtering.
  • DE 43 43 354 AI describes a method for producing a multilayer Ti-admih layer system comprising a hard material layer of titanium nitrides titanium carbides and titanium borides and a friction-reducing C-containing surface layer, wherein the Ti and N content is progressively reduced in the direction of the surface.
  • a pulsed plasma jet uses the method described in US 5,078,848 for the preparation of DLC layers. Due to the directed particle radiation from a source with a small outlet cross-section, however, such processes are only conditionally suitable for the uniform coating of larger areas.
  • EP-A-651 069 describes a friction reducing wear protection system of 2-5000 alternating DLC and Si-DLC layers.
  • a process for the deposition of a-DLC layers with an Si intermediate layer and subsequent a-SiC: H transition zone for improving the adhesion is described in EP 600 533.
  • EP 885 983 and EP 856 592 Various methods for producing such layers are described.
  • EP 885 983 for example, the plasma is fed with a DC-heated filament and the substrates are subjected to negative DC voltage or frequencies between 30 and 1000 kHz.
  • US Pat. No. 4,728,529 describes a method for the deposition of DLC using an HF plasma in which the layer formation takes place in a pressure range between 10 ' and 1 mbar from an oxygen-free hydrocarbon plasma, to which noble gas or hydrogen is added as required.
  • DE-C-195 13 614 uses a bipolar substrate voltage having a shorter positive pulse duration in a pressure range between 50-1000 Pa. This layers are deposited in the range of 10 nm to 10 ⁇ layer thickness and a hardness between 15-40 GPa.
  • a CVD method with substrate voltage generated independently of the coating plasma is described in DE-A-198 26 259, whereby preferably bipolar, but also other periodic changed substrate voltages are applied.
  • Some of the tribological Si-DLC coatings known in the prior art have a high hardness of more than 15 GPa and a sliding friction coefficient ⁇ of less than 0.2.
  • the wear resistance and thus the mileage of the components equipped with the known Si-DLC layers such as gears and shafts for drives, engine components from an internal combustion engine, transmission parts from an automotive transmission, connecting rods, gear parts, gears, shafts, bearings, rolling bearings, Ball bearings, needle roller bearings, piston rings, piston pins, cylinder liners, parts of fuel injection device eg for the direct injection of diesel or gasoline for automotive engines, parts of the valve train of a car engine, bucket tappets, drag levers, rocker arms, valve tappets, linear guides, closures for automobile doors, sliding bushes not always meet the high demands of the automotive and aviation industry.
  • a workpiece comprising a base body, optionally one or more intermediate layers and a top layer containing Si-DLC, wherein the cover layer has a hydrogen content of 5 to 20 atomic%.
  • the top layer has a hydrogen content of 5 to 18 atomic%, preferably 5 to 15 atomic%, and in particular 5 to 10 atomic%;
  • the cover layer has a thickness of 0.4 to 5.0 ⁇ , preferably 0.6 to 3.0 ⁇ , and in particular 0.8 to 2.0 ⁇ ;
  • the top layer has a hardness HU p iast of 15 to 40 GPa, preferably 20 to 40 GPa, and in particular 25 to 40 GPa;
  • the cover layer has a coefficient of friction ⁇ of from 0.05 to 0.20, preferably from 0.05 to 0.15, and in particular from 0.05 to 0.12;
  • the cover layer according to Kalotest with Al 2 0 3 powder in glycerol a coefficient of wear of 0.5 x 10 '15 “ to 3.0 x 10 " 15 m 3 / (Nm), preferably 0.5 x 10 "15 to 2 , 5 x 10 "15 m 3 / (Nm), and in particular 0.5 x 10 " 15 to 1.5 x 10 "15 m 3 / (Nm);
  • the top layer has a measured by Rockwell A test for hard metal bodies or by Rockwell C test for other basic body adhesion HF1 to HF4, preferably HF1 to HF3, and in particular HF1 to HF2; the top layer has an Si content of 5 to 50 atom%, preferably 5 to 30 atom%, and in particular 5 to 25 atom%;
  • the topcoat has a content of from 0.01 to 6.0 atomic% of an additive selected from boron, sulfur and mixtures thereof;
  • the cover layer comprises one or more double layers, alternately layers of Si-DLC and layers of DLC or alternately of layers of Si-DLC and layers
  • Me-DLC with Me-DLC preferably being designed as W-DLC;
  • the cover layer comprises a first layer system with one or more double layers and a second layer system with one or more double layers, wherein the Double layers of the first and second layer systems alternately consist of layers of Si-DLC and layers of DLC, the ratio of the thicknesses of the DLC layers to the Si-DLC layers in the first layer system is greater than or equal to 0.9, preferably greater than 1, 2, and the ratio of the thicknesses of the DLC layers to the Si-DLC layers in the second layer system is less than 0.9, preferably less than 0.8; the alternating layers of Si-DLC and DLC or Me-DLC each have a thickness of 0.1 to 100 nm, preferably 1 to 10 nm, and more preferably 1 to 5 nm; the average silicon content of the cover layer is 5 to 50 atom%, preferably 5 to 30 atom%, and.
  • the workpiece comprises an adhesion layer of Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni arranged between the cover layer and the base body and adjacent to the base body;
  • the workpiece comprises a first SiCx, MeCx or WCx intermediate layer arranged between the cover layer and the main body or the adhesion layer and adjacent to the main body or to the adhesion layer, and optionally a second DLC mediator layer disposed between the first intermediate layer and the cover layer and adjacent to the first intermediate layer; Si-DLC or Me-DLC, in particular of W-DLC, and in the intermediary layers the following material pairings are present:
  • MeC x Me-DLC where Me-DLC is preferably designed as W-DLC; an arranged between the cover layer and the base body or the adhesive layer and adjacent to the base body or to the adhesion layer first layer system of one or more double layers of silicon carbide (SiC x / WC x), (SiC x / MeC x), (WC x / SiC x) or (MeCx / SiCx) and optionally a second layer system arranged between the cover layer and the first layer system and adjacent to the first layer system, wherein the second layer system comprises a layer or two layers selected from SiC x , (SiC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC), or MeCx, (MeC x / DLC), (MeC x / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), in
  • nx (MeC x / SiCx) MeCx Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably carried out as W-DLC and MeCx preferably as WCx; a valve disposed between the cover layer and the base body or the adhesive layer and adjacent to the base body or to the adhesion layer first layer system of one or more bilayers of (SiCx / DLC), (SiC x / Si-DLC), silicon carbide (SiC x / Me-DLC), and in particular (SiC x / W-DLC) or (MeC x / DLC), (MeC x / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), in particular (MeCx / W-DLC) and optionally between the outer layer and the first
  • the second layer system comprises two layers selected from (SiC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (S
  • first layer system second layer system nx SiC x DLC n (SiCx / DLC) SiCx Si-DLC nx (SiCx / DLC) SiCx Me-DLC nx (SiCx / Si-DLC) SiCx DLC nx (SiC x / Si) DLC) SiCx Si-DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx Si-DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx DLC nx (SiC x / Si) DLC) SiCx Si-DLC nx (SiC x / Si-DLC) SiCx Me-DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx DLC nx (
  • nx (MeCx / Me-DLC) MeCx Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC and MeCx preferably as WCx; a first layer system consisting of (Si-DLC / SiCx), (Si-DLC / MeCx), preferably (Si-DLC / WC), arranged between the cover layer and the main body or the adhesion layer and adjacent to the main body or to the adhesion layer X ) or (Me-DLC / SiC x ), in particular (W-DLC / SiC x ), (Me-DLC / MeC x ), in particular (W-DLC / WCx) or (DLC / SiC x ), (DLC / MeC x ), preferably (DLC / WCx) and optionally a second layer system arranged between the cover layer and the first layer system and adjacent to the first layer system
  • first layer system second layer system (MeC x / DLC), (MeC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (MeC x / Si-DLC), (SiC x / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC) or (MeCx / Me-DLC), in particular (MeC x / W-DLC) and in the layer systems the following material pairings are present: first layer system second layer system
  • nx (DLC / MeCx) MeCx Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC and MeCx preferably as WCx;
  • the workpiece is a layer system consisting of one or more double layers of (Si-DLC / DLC), (Si-DLC / Me-DLC), which is arranged between the cover layer and the main body or the adhesion layer and adjacent to the main body or to the adhesion layer, in particular (Si-DLC / W-DLC) or (DLC / Si-DLC), (DLC / Me-DLC), in particular (DLC / W-DLC) or (Me-DLC / Si-DLC), in particular (W-DLC / Si-DLC ), (Me-DLC / DLC), in particular (W-DLC / DLC) and optionally an intermediate layer of DLC, Si-DLC or Me-DLC, in particular of
  • nx (Me-DLC / DLC) Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC;
  • the workpiece comprises a layer of DLC arranged between the cover layer and the binder body and adjacent to the cover layer;
  • the base body is made of a material selected from steel, steel alloys, titanium, titanium alloys, aluminum, aluminum alloys, magnesium, magnesium alloys, copper, copper alloys, ceramic material, hard metal, tungsten, tungsten alloys, tantalum, tantalum alloys, nickel, nickel alloys, silicon, silicon compounds, bronze, Plastic or a mixture of these materials;
  • the workpiece is an engine part of an internal combustion engine, a transmission part of an automotive transmission, a connecting rod, a gear part, a gear, a shaft, a bearing shell, a rolling bearing, a ball bearing, a needle bearing, a piston ring, a piston pin, a cylinder liner, a part a fuel injection device, for example for the direct injection of diesel or gasoline for automotive engines, a part of the valve train of a car engine, a bucket tappet, a rocker arm, a rocker arm, a valve lifter, a Lmear Inserti, a closing door for automobile doors, a sliding bush or a solar cell.
  • Diamond-like carbon or DLC and methods for depositing coatings from DLC by CVD and / or PVD are well known in the art.
  • the carbon atoms are arranged in a three-dimensional irregular lattice with a large portion of the carbon atoms being sp 3 -hybridized and each covalently bonded to four adjacent carbon atoms.
  • SiCx layer materials which have a metallic or carbidic character and in particular predominantly of silicon or silicon carbide (SiC), of a metal selected from Ti, V, Cr , Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni or metal carbide (MeC), or consist of tungsten or tungsten carbide (WC).
  • SiC silicon or silicon carbide
  • MeC metal selected from Ti, V, Cr , Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni or metal carbide (MeC)
  • WC tungsten or tungsten carbide
  • the layer materials referred to in the present application as "SiCx", “MeCx” and “WCx” generally have a stoichiometry other than pure SiC, MeC or WC, where X is the Is the ratio of the carbon content relative to the silicon, metal or tungsten content and typically in the range 0.1 ⁇ X ⁇ 2.0, ie each 1 atom% of silicon, metal or tungsten contain the layers 0.1 to 2, 0 atom% carbon.
  • Such layers generally consist of a mixture of several phases, for example of SiC, MeC or WC crystallites, which in a matrix of metallic silicon, metal or tungsten (X ⁇ 1) or a matrix of graphitic, sp -hybridized or possibly diamond-like, sp 3 -hybridized carbon (1 ⁇ X ⁇ 2) are embedded.
  • "graded" SiCx, MeCx or WCx layers are additionally provided, in which X, ie the stoichiometric ratio of carbon to silicon, metal or tungsten, is varied by targeted modification of the deposition parameters in such a way that it steadily increases or decreases.
  • SiCx, MeCx or WCx layers with increasing X or carbon content are primarily provided in order to provide a more or less continuous transition to a subsequently deposited covering layer of Si-DLC or DLC or Me-DLC mediator layers , Such graded SiCx, MeCx, or WCx layers reduce thermal mismatch and improve adhesion.
  • Me-DLC designates diamond-like carbon (DLC) layer materials containing up to 40 atomic%, in particular 5 to 15 atomic%, of a metal selected from Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni and W, with tungsten being preferred.
  • a metal selected from Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni and W, with tungsten being preferred.
  • the coating is characterized on the inventively coated workpieces by a high temperature resistance.
  • the invention has the further object to provide a method for producing workpieces with a coating system of the type described above.
  • an inert consisting of argon, neon, helium, xenon, krypton or a mixture thereof sputtering gas or a mixture of inert gases and acetylene (C2H2) existing sputtering gas is supplied, wherein the ratio of the gas flows of inert Gas to acetylene is from 95: 5 to 50:50;
  • one or more targets of materials selected from Si, SiC, a mixture of Si and SiC, a mixture of graphite and SiC, a mixture of graphite and Si, a mixture of graphite and Si and SiC, W, WC, Ti, TiC, V, VC, Cr, CrC, Zr, ZrC, Nb, NbC, Mo, Mo 2 C, Hf, HfC, Ta, TaC, Ni or NiC be used x;
  • targets which contain a dopant, such as boron or sulfur;
  • gases containing a dopant such as boron or sulfur are used;
  • - uses unbalanced magnetron cathodes and / or to the workpieces to be coated, a bias potential of up to -300 V, preferably from -50 to -200 V, and in particular from -100 to -200 V is applied;
  • the surface of the workpieces is pretreated by means of ion etching.
  • the deposition of the outer layer and the optional mediator layers takes place in an atmosphere comprising an inert gas consisting of argon, neon, helium, xenon, krypton or a mixture thereof and optionally one or more reactive gases, such as acetylene (C 2 H 2 ). , Methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), silanes (Si m H n ), in particular monosilane (S1H 4 ), organosilanes, in particular tetramethylsilane (C4H 12 Si) and hexamethyldisiloxane (C 6 H 18 OSi 2 ) and organosilazanes.
  • an inert gas consisting of argon, neon, helium, xenon, krypton or a mixture thereof and optionally one or more reactive gases, such as acetylene (C 2 H 2 ).
  • Methane (CH 4 ) nitrogen
  • silanes Si m H n
  • the atmosphere or the plasma in which the deposition of the top layer of Si-DLC takes place has a hydrogen content of nominally less than 30 atomic%.
  • the nominal content of the hydrogen content refers to completely dissociated gas molecules.
  • the nominal hydrogen content is calculated according to the following equation (I):
  • Equation (I) all gas molecules or atoms are considered to be completely dissociated.
  • MFC Massflow Controllers
  • PLC programmable logic controller
  • the gas flow is usually specified in the unit "standard cubic centimeter per minute" (sccm).
  • the actual stoichiometric composition of the atmosphere or plasma in which the deposition occurs differs due to various effects, such as e.g. the gas species dependent pumping power of turbomolecular pumps, the gas-type dependent conductivities of the vacuum piping and valves between the pump (s) and recipient and the incorporation of the gas atoms in the deposited layer of the calculated according to equation (I) nominal value.
  • the nominal value can be precisely controlled by means of MFC and is therefore used to describe the method according to the invention.
  • FIG. 5 is a secondary ion mass spectrum (SIMS) of a coating
  • FIGS. 6a, 6b devices for PVD coating demonstrate.
  • Figure 1 shows a cross section of a workpiece 10 according to the invention with a base body 1 and a Si-DLC-containing cover layer 6, which has a hydrogen content of 5 to 20 atomic%, preferably 5 to 18 atomic%, in particular 5 to 15 atomic%, and more preferably 5 to 10 atomic%.
  • the cover layer 6 has a silicon content of 5 to 50 atom%, preferably 10 to 30 atom%, and in particular 15 to 25 atom%.
  • the cover layer 6 also contains 0.01 to 6.0 atom% of boron and / or sulfur.
  • the content of hydrogen and silicon is determined by the coating method, in particular the choice of the target material of the magnetron cathodes used.
  • the hydrogen content in the cover layer 6 is in the range of 5 to 6 atomic%.
  • argon to acetylene (C 2 H 2 ) in a ratio of 350 sccm to 25 sccm
  • the hydrogen content in the cover layer 6 can be raised to values of up to 20 atom%.
  • one or more magnetron cathodes with targets of silicon (Si), silicon carbide (SiC) and graphite (C) are used. In particular, the following combinations of magnetron cathodes or targets are used:
  • the silicon and hydrogen content of the cover layer 6 are set within the aforementioned limits of 5 to 20 atomic% hydrogen and 5 to 50 atomic% silicon.
  • the Si, SiC and graphite targets contain additives such as boron, aluminum, tungsten, vanadium and / or sulfur, which reduce the coefficient of friction ⁇ of the cover layer 6 and / or increase the electrical conductivity of the Si and SiC targets.
  • the additives contained in the Si, SiC and graphite targets are deposited in the cover layer 6 during sputtering.
  • the cover layer 6 has a content of boron and / or sulfur of 0.01 to 6.0 atom%.
  • the cover layer 6 is 0.4 to 5.0 ⁇ , preferably 0.6 to 3.0 ⁇ , and in particular 0.8 to 2.0 ⁇ thick.
  • the thickness of the cover layer 6 is determined by the product of deposition rate and deposition time or at a variable deposition rate by the time integral of the deposition rate.
  • the deposition rate in turn is a function of several variables, such as number, target size and target material of the magnetron cathodes, sputtering current and the gas mixture used and the geometric arrangement of the parts to be coated and their movement or multiple rotation, etc.
  • zones form in the PVD coating apparatus in front of the respective magnetron cathodes whose content of carbon and silicon atoms differs from one another.
  • a plasma zone is formed, which is essentially free of silicon.
  • a zone in front of a magnetron cathode with SiC target contains both silicon and carbon.
  • the coating zone in front of an Si target then contains both silicon and carbon, so that a Si-DLC layer is deposited on a workpiece 1 located in this coating zone.
  • a volume ratio of argon to acetylene in the sputtering atmosphere of, for example, 350:40 is set by controlling the gas flows introduced via the MFC to 350 sccm of argon and 40 sccm of acetylene.
  • the workpieces to be coated are moved through the coating zones during the coating process by means of a planetary drive within the PVD coating apparatus and preferably by means of a magnetron cathode, which generates a tunnel-like magnetic field and a large-volume plasma in conjunction with electromagnetic field coils Substrate potential caused ion bombardment coated.
  • the workpieces to be coated are mounted on substrate holders.
  • the substrate holders are mounted on a turntable and rotatable about its longitudinal axis.
  • the ratio of the angular velocities C ⁇ S / CO D is a fractionally rational, in particular irrational number, so that the path s (t) is not stationary.
  • each workpiece is once passed through the coating zone in front of each of the magnetron cathodes.
  • a thin layer of Si-DLC or DLC is deposited on the workpiece.
  • the capping layer 6 has a fine structure of alternating layers 6A / 6B / 6A / 6B / ... of Si-DLC and DLC and Me-DLC, respectively, W-DLC ie a fine structure of the form Si-DLC / Me-DLC / Si-DLC / Me-DLC / ...
  • the thickness of the alternating layers 6A and 6B is in the range of 0.1 to 100 nm, preferably 1 to 10 nm, and more preferably 1 to 5 nm.
  • FIG. 2b shows a further embodiment of the invention.
  • a workpiece 11 ' is equipped with a cover layer 6 comprising one or more double layers (6A / 6B) and one or more double layers (6C / 6D).
  • the double layers (6C / 6D) form the upper cover layer and thus the surface of the cover layer 6 or the double layers (6A / 6B) between the double layers (6C / 6D) and the base body 1 are arranged.
  • the double layers (6A / 6B) consist alternately of Si-DLC and DLC and form a layer sequence of the type Si-DLC / DLC / Si-DLC / DLC / ... or DLC / Si-DLC / DLC / Si-DLC /. ..
  • the double layers (6C / 6D) consist alternatively of Si-DLC and DLC and form a layer sequence of the type Si-DLC / DLC / Si-DLC / DLC / ... or DLC / Si-DLC / DLC / Si DLC / ...
  • the double layers (6A 6B) and (6C / 6D) differ from each other by the relative ratio of the thicknesses of the alternating DLC and Si-DLC layers, ie the quotient (layer thickness DLC) / (layer thickness Si-DLC ).
  • the quotient (layer thickness DLC) / (layer thickness Si-DLC) is greater than or equal to 0.9, preferably greater than 1.2.
  • the quotient (layer thickness DLC) / (layer thickness Si-DLC) is smaller than 0.9, preferably smaller than 0.8.
  • the upper part (6C / 6D), which is in contact with a counter-body, of the Cover layer 6 has a very low coefficient of friction and, after local wear of the upper cover layer of the wear-resistant lower part (6A / 6B) reduces the progression of wear.
  • the silicon content of the cover layer 6 is varied by increasing or decreasing the ratio of the electrical powers and thus the deposition rates of the magnetron cathodes with SiC or Si target relative to the magnetron cathodes with graphite target.
  • the composition of the sputtering gas for example the volume ratio (sccm) of acetylene to argon is varied.
  • the coating process is performed so that the silicon content of the cover layer 6 increases in the direction of a surface normal 16 of the base body 1, ie, with increasing distance from the base body 1.
  • Advantageous developments of the invention are shown in Figures 2a, 2b, 3 and 4. Accordingly, an adhesive layer 2 and / or a first and second mediator layer 3, 4 or a first and second layer system 30, 40 and / or a third mediator layer 5 are arranged between the base body 1 and the cover layer 6.
  • the adhesive layer 2 directly adjoins the base body 1 and optionally the cover layer 6.
  • the first intermediate layer 3 or the first layer system 30 directly adjoins the main body 1 or the adhesive layer 2 and possibly the cover layer 6.
  • the second intermediate layer 4 or the second layer system 40 directly adjoins the main body 1, the adhesion layer 2, the first mediator layer 3 or the first layer system 30 and optionally to the cover layer 6.
  • the third mediator layer 5 directly adjoins the cover layer 6 and the base body 1, the adhesion layer 2, the first mediator layer 3, the first layer system 30, the second mediator layer 4 or the second layer system 40.
  • the respective layers or layer systems in the direction of a surface normal 16 of the base body are identified in ascending order by the reference symbols 2, 3 or 30, 4 or 40, 5 and 6.
  • the embodiments shown in FIGS. 2 a, 2 b, 3 and 4 represent only a subset of the 36 possible combinations of the layers or layer systems 2, 3 or 30, 4 or 40 and 5 between the base body 1 and the cover layer 6.
  • the number 36 of the possible combinations results from the following consideration: Layer or layer system possibilities number
  • the first layer system 30 consists of one or more bilayers n (31, 32), where n is an integer greater than or equal to 1.
  • the second layer system 40 comprises one or two layers 41 or 41, 42.
  • the thickness of the layers 3, 31, 32, 4, 41, 42, 5 is in each case 0.1 to 3.0 ⁇ , preferably 0.1 to 0.8 ⁇ , and in particular 0.1 to 0.6 ⁇ .
  • the adhesive layer 2 improves the adhesive strength of the cover layer 6 and / or reduce the thermal mismatch, i. the difference between the coefficients of thermal expansion of the cover layer 6 and the base body. 1
  • the adhesive layer 2, the intermediary layers or layer systems 3, 30, 4, 40 and or 5 have the additional function of providing a supporting support with increased strength for the cover layer 6.
  • an adhesive layer 2 of Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni on the base body 1 is provided.
  • a magnetron cathode with a target of Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni is used.
  • An adhesion layer 2 made of CrN is deposited in a nitrogen-containing gas atmosphere, for example a mixture of argon and nitrogen (N 2 ), ie by means of reactive magnetron sputtering.
  • a first intermediate layer 3 or one or more double layers (31, 32), a second intermediate layer 4, 41 or (41, 42) and / or a third intermediate layer 5 made of SiCx, WCx, Si are expediently used.
  • the thickness of the alternating layers 31 and 32 is in each case 0.1 to 3.0 ⁇ , preferably 0.1 to 1.5 ⁇ and in particular 0.1 to 0.6 ⁇ .
  • the bilayers (31, 32) are sequentially deposited by sputtering alternately with selected magnetron cathodes while the remaining magnetron cathodes are switched off low electrical power below the value required for sputtering deposition.
  • the use of shielding screens is provided, which are moved automatically or by means of electronic control and release or cover the target of the respective magnetron cathode. Such shielding screens commonly used in the art allow the magnetron cathodes to be operated at substantially constant power and to stabilize the sputtering parameters.
  • an Si-DLC layer is first produced by means of one or more magnetron cathodes with an SiC target. Following this, the magnetron cathode with SiC target is switched off or switched off and one or more magnetron cathodes with WC target are switched on in order to deposit a W-DLC layer. If necessary, the above sputtering steps are repeated several times in order to produce a layer system 30 with a plurality of double layers (31, 32).
  • alternating layers of Si-DLC and DLC or of Si-DLC and Me-DLC, in particular W-DLC with a thickness of 0.1 to 20 nm, are deposited simultaneously in different coating zones in front of the respective magnetron cathodes ,
  • the coating comprises a 1.9 ⁇ thick cover layer 6 of Si-DLC with about 77 atomic% carbon, 15 atomic% silicon and 8 atomic% hydrogen. Between the cover layer 6 and the substrate 1 are successively an adhesive layer 2 of 0.5 ⁇ Cr, a first mediator layer 3 with a thickness of 0.3 ⁇ from WC X and a second mediator layer 4 with 0.3 ⁇ thickness from W-DLC arranged. The transition from the second mediator layer of W-DLC to the Si-DLC capping layer is graded.
  • FIGS. 6a and 6b show schematic plan views of PVD coating devices 100, 100 'for producing the coating systems according to the invention.
  • the PVD Cleaning devices 100, 100 ' comprise a vacuum chamber 110, in which one or more magnetron cathodes (50, 50, 60, 60, 70, 70) are arranged with targets (51, 51, 61, 61, 71, 71).
  • the magnetron cathodes (50, 50, 60, 70, 70) are designed as unbalanced magnetron cathodes which, in conjunction with electromagnetic field coils, generate the tunnel-like magnetic fields on the magnetron cathodes and a far field which encloses a large part of the parts to be coated and before the electrons present the magnetron targets into the coating chamber.
  • the coating devices 100 and 100 differ only in the polarity of the magnetic fields applied to two magnetron cathodes (50, 50).
  • the workpieces 1 to be coated are fastened to substrate holders 90, which are mounted rotatably about their longitudinal axis on a turntable (not shown in FIGS. 6a and 6b). By means of a planetary drive (not shown), the turntable and simultaneously the substrate holder 90 with the workpieces 1 are rotated. The rotation of the turntable and the substrate holder 90 is indicated by circular arrows 91 and 92, respectively.
  • the coating systems according to the invention are deposited in a controlled atmosphere 80 at a pressure of 0.5 ⁇ 10 -3 to 0.05 mbar
  • the PVD coating device 100 is connected to a pump station, in particular to turbomolecular pumps (not shown).
  • Continuously inert gases such as argon, krypton or xenon and possibly reactive gases, such as acetylene (C 2 H 2 ), methane (CH 4), nitrogen (N 2 ) 5 silanes (PV), are continuously introduced into the PVD coating apparatus 100 via one or more feeders 120.
  • the Zu 120 with electrically adjustable valves or mass flow controllers (MFC).
  • Each of the magnetron cathodes (50, 50, 60, 60, 70, 70) is connected to a separately controllable electrical power supply (not shown).
  • the magnetron cathodes are preferably operated with DC voltage or pulsed DC voltage (so-called DC magnetron sputtering).
  • a DC voltage source (not shown) for applying a bias voltage of up to -300 V, preferably -50 to -200 V or an etching voltage of up to -2000 V, preferably -1000 V, to the workpieces 1 to be coated is provided.
  • a pulsed DC voltage source is connected to the substrates.
  • the turntable and the substrate holder 90 are made of an electrically conductive material, such as steel and electrically connected to the DC voltage source for the bias voltage.
  • the bias voltage or the bias potential accelerate ionized gas atoms, for example Ar ions from the plasma 80, to the workpieces to be coated. Due to the ions impinging on the surface of the workpieces, kinetic energy is transferred to the surface atoms (so-called ion bombardment).
  • ion bombardment ion bombardment
  • the layer properties such as hardness, wear resistance and Sc trukt Modell and the proportion of sp 3- bonded carbon optimized.
  • the surface of the workpieces 1 is cleaned prior to deposition of the adhesive layer 2, the mediator layers 3, 4 and optionally 5 or layer systems 30 and 40 or before deposition of the cover layer 6 by means of ion etching, preferably with argon ions.
  • ion etching preferably with argon ions.
  • a voltage of up to - 1000 V is applied to the substrate holder 90 or to the workpieces 1.
  • the properties of the workpieces (10, 11, 11 ', 12, 13) according to the invention and of the cover layers 6 are determined using the following measuring methods: Hardness HUpiast according to ISO EN 14577 with Fischer Scope® H100C from Helmut Fischer GmbH, Sindelfingen (DE) with Vickers diamond point and a test crane from 20 to 50 mN;
  • Elemental composition and hydrogen content by secondary ion mass spectrometry (SEVIS) with cesium ions according to the method of Willich et al. (Willich, M. Wang, K. Wittmack, Quantitative Analysis of WC: H Coatings by EPMA, RBS (ERD) and SIMS, Microchim., Acta 114/115, 525-532 (1994); P. Willich, C.). Steinberg, SIMS depth profile of wear resistant coatings on cutting tools and technical components, Applied Surface Science 179 (2001) 263-268).
  • the mass spectrometer of the SIMS instrument was calibrated using the results of Elastic Recoil Detection (ERD) from three comparative samples.
  • a total of ten workpieces were coated by the process according to the invention with a top layer of Si-DLC having a hydrogen content of less than 20 atomic%.
  • the substrate used was 6 mm thick 100Cr6 steel plates measuring 40 mm x 60 mm. The plates were cleaned in alkaline media with ultrasound, rinsed in water and dried spot-free with hot air and vacuum application. Subsequently, the plates were mounted on a substrate holder which was mounted on a turntable in the vacuum chamber of a PVD coating system. The vacuum chamber was closed and pre-evacuated by means of backing pumps (gate valves and subsequently roots pumps).
  • a high vacuum pressure of less than lxl0 was "5 mbar produced which were temporarily pre-heated with a radiant heater to improve degassing of the parts.
  • the mixture was then introduced via a mass flow controller argon until a total pressure of 5xl0" by means of turbo-molecular pumps 3 mbar was reached. All plates were first etched for 30 minutes with argon ions at a -600 V etch voltage applied to the substrates to remove any contaminants present from the surface. Subsequently, by means of DC magnetron sputtering in the same argon atmosphere successively (i) an approximately 0.5 ⁇ thick adhesive layer of Cr, and (ii) a first mediator layer of SiC applied.
  • Acetylene was subsequently introduced by means of a Massflow controller, whereby for the production of (iii) a second intermediate layer SiCx (with X> 1) with continuously increased carbon content in the layer, the acetylene flow was increased in the range of 0 to 80 sccm, whereby in the last part of the acetylene ramp Deposition of Si-DLC with increasing carbon content was present.
  • the first and second intermediate layer each have a layer thickness of about 0.2 ⁇ m.
  • Si-DLC cover layers were deposited on the samples with variable ratio of silicon to carbon and different layer structure. The thickness of the Si-DLC cover layers produced is in the range of 1 to 2 ⁇ m.
  • a magnetron cathode with SiC target and optionally one or two magnetron cathodes with graphite target was used.
  • the layer deposition took place in a mixture of argon and acetylene, wherein the supplied argon flow was set constant to 300 sccm and the acetylene flow to values between 15 and 120 sccm.
  • the parts were set for 15 Cooled in the vacuum chamber for minutes and then the chamber was flooded with air to atmospheric pressure and the parts were removed from the chamber.

Abstract

A workpiece (13) comprises a base element (1), optionally a bonding layer (2) and/or a plurality of intermediate layers (3, 4, 30, 40, 5) and an Si-DLC-containing covering layer (6) having a hydrogen content of from 5 to 20 atom%. A process for the PVD coating of workpieces comprises one or more steps S1 to SN, where N = 1, 2, 3, where, in step SN, an Si-DLC-containing covering layer is deposited by means of one or more magnetron cathodes having a silicon-containing target and optionally one or more magnetron cathodes having a graphite target in an atmosphere having a nominal hydrogen content of less than 30 atom%.

Description

Werkstück mit Si-DLC Beschichtung und Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen  Workpiece with Si-DLC coating and process for the production of coatings
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstück umfassend einen Grundkörper, gegebenenfalls eine oder mehrere Vermittlerschichten und eine Si-DLC enthaltende Deckschicht, sowie ein Verfahren zum PVD-Beschichten von Werkstücken, umfassend einen oder mehrere Schritte S\ bis SN, mit N = l, 2, 3, wobei im Schritt SN eine Si-DLC enthaltende Deckschicht mittels einer oder mehreren Magnetronkathoden mit Silizium- haltigem Target und gegebenenfalls einer oder mehreren Magnetronkathoden mit Graphit- Target abgeschieden wird. The present invention relates to a workpiece comprising a base body, optionally one or more intermediate layers and a top layer containing Si-DLC, and a method for PVD coating of workpieces comprising one or more steps S 1 to SN, where N = 1, 2, 3, wherein in step S N a cover layer containing Si-DLC is deposited by means of one or more magnetron cathodes with silicon-containing target and optionally one or more magnetron cathodes with graphite target.
Die Verwendung von tribologischen Si-DLC-Schichten ist im Stand der Technik bekannt. DE 100 18 143 B3 beschreibt ein Schichtsystem und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei das Schichtsystem eine Deckschicht aus im Wesentlichen diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) mit einer Härte von wenigstens 15 GPa und einer Haftfestigkeit von 3 HF oder besser umfasst. Neben der Deckschicht umfasst das Schichtsystem eine Haft- und eine Übergangsschicht, wobei die Haftschicht und ggf. die Übergangsschicht mindestens ein Element der 4., 5. oder 6. Nebengruppe und/oder Silizium enthalten. Die Deckschicht wird bevorzugt mittels Plasma-CVD-Abscheidung aus einem Kohlenstoff-haltigen Gas, wie Acetylen erzeugt und hat einen Wasserstoffgehalt von 5 bis 30 atom-%.  The use of tribological Si-DLC layers is known in the art. DE 100 18 143 B3 describes a layer system and a method for its production, wherein the layer system comprises a cover layer of substantially diamond-like carbon (DLC) having a hardness of at least 15 GPa and an adhesive strength of 3 HF or better. In addition to the cover layer, the layer system comprises an adhesion layer and a transition layer, the adhesion layer and possibly the transition layer containing at least one element of the 4th, 5th or 6th subgroup and / or silicon. The cover layer is preferably produced by means of plasma CVD deposition from a carbon-containing gas, such as acetylene, and has a hydrogen content of 5 to 30 atomic%.
EP 87 836 offenbart ein DLC-Schichtsystem mit einem 0,l-49,l%igen Anteil metallischer Komponenten, welches beispielsweise mittels Kathodenzerstäubung abgeschieden wird. EP 87 836 discloses a DLC layer system with a 0, l-49, l% share of metallic components, which is deposited, for example by means of sputtering.
Die DE 43 43 354 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen Ti-haltigeh Schichtsystems mit einer Hartstoffschicht aus Titannitriden Titancarbiden und Titanboriden sowie einer reibungsmindernden C-haltigen Oberflächenschicht, wobei der Ti- und N-Anteil in Richtung der Oberfläche fortschreitend verringert wird. DE 43 43 354 AI describes a method for producing a multilayer Ti-haltigeh layer system comprising a hard material layer of titanium nitrides titanium carbides and titanium borides and a friction-reducing C-containing surface layer, wherein the Ti and N content is progressively reduced in the direction of the surface.
Einen gepulsten Plasmastrahl verwendet das in der US 5,078,848 beschriebene Verfahren zur Herstellung von DLC-Schichten. Auf Grund der gerichteten Teilchenstrahlung aus einer Quelle mit geringem Austrittsquerschnitt eignen sich aber solche Verfahren nur bedingt zur gleichmäßigen Beschichtung größerer Flächen.  A pulsed plasma jet uses the method described in US 5,078,848 for the preparation of DLC layers. Due to the directed particle radiation from a source with a small outlet cross-section, however, such processes are only conditionally suitable for the uniform coating of larger areas.
Verschiedene CVD Verfahren bzw. mit solchen Verfahren hergestellte Si-DLC/DLC Mischschichten werden in den folgenden Dokumenten beschrieben: Die EP-A-651 069 beschreibt ein reibminderndes Verschleißschutzsystem aus 2 - 5000 alternierenden DLC und Si-DLC-Schichten. Ein Verfahren zur Abscheidung von a-DLC-Schichten mit einer Si- Zwischenschicht und daran anschließender a-SiC:H-Übergangszone zur Verbesserung der Haftung wird in der EP 600 533 beschrieben. Auch in der EP 885 983 und der EP 856 592 werden verschiedene Verfahren zur Herstellung solcher Schichten beschrieben. In der EP 885 983 beispielsweise wird das Plasma mit einem DC-beheizten Filament gespeist und die Substrate mit negativer Gleichspannung oder Frequenzen zwischen 30-1.000 kHz beaufschlagt. Various CVD processes or Si-DLC / DLC mixed layers produced by such processes are described in the following documents: EP-A-651 069 describes a friction reducing wear protection system of 2-5000 alternating DLC and Si-DLC layers. A process for the deposition of a-DLC layers with an Si intermediate layer and subsequent a-SiC: H transition zone for improving the adhesion is described in EP 600 533. Also in EP 885 983 and EP 856 592 Various methods for producing such layers are described. In EP 885 983, for example, the plasma is fed with a DC-heated filament and the substrates are subjected to negative DC voltage or frequencies between 30 and 1000 kHz.
Die US 4 728 529 beschreibt eine Methode zur Abscheidung von DLC unter Anwendung eines HF-Plasmas, bei der die Schichtbildung in einem Druckbereich zwischen 10' und 1 mbar aus einem sauerstofffreien Kohlenwasserstoffplasma, dem bei Bedarf Edelgas oder Wasserstoff beigemischt wird, erfolgt. US Pat. No. 4,728,529 describes a method for the deposition of DLC using an HF plasma in which the layer formation takes place in a pressure range between 10 ' and 1 mbar from an oxygen-free hydrocarbon plasma, to which noble gas or hydrogen is added as required.
Der in der DE-C-195 13 614 beschriebene Prozess verwendet eine bipolare Substratspannung mit einer kürzeren positiven Pulsdauer in einem Druckbereich zwischen 50-1000 Pa. Damit werden Schichten im Bereich von 10 nm bis 10 μηι Schichtdicke und einer Härte zwischen 15-40 GPa abgeschieden.  The process described in DE-C-195 13 614 uses a bipolar substrate voltage having a shorter positive pulse duration in a pressure range between 50-1000 Pa. This layers are deposited in the range of 10 nm to 10 μηι layer thickness and a hardness between 15-40 GPa.
Ein CVD Verfahren mit unabhängig vom Beschichtungsplasma erzeugter Substratspannung wird in der DE-A-198 26 259 beschrieben, wobei bevorzugt bipolare, jedoch auch andere periodische veränderte Substratspannungen angelegt werden.  A CVD method with substrate voltage generated independently of the coating plasma is described in DE-A-198 26 259, whereby preferably bipolar, but also other periodic changed substrate voltages are applied.
Einige der im Stand der Technik bekannten tribologischen Si-DLC-Beschichtungen weisen eine hohe Härte von über 15 GPa und einen Gleitreibungs-Koeffizienten μ von kleiner 0,2 auf. Jedoch genügt die Verschleißbeständigkeit und damit die Laufleistung der mit den bekannten Si-DLC-Schichten ausgerüsteten Komponenten, wie Zahnräder und Wellen für Antriebe, Motorenteile aus einem Verbrennungsmotor, Getriebeteile aus einem Automobilgetriebe, Pleuel, Getriebeteile, ein Zahnräder, Wellen, Lagerschalen, Wälzlager, Kugellager, Nadellager, Kolbenringe, Kolbenbolzen, Zylinderlaufbuchsen, Teilen von Treibstoffeinspritzvorrichtung z.B. für die Direkteinspritzung von Diesel oder Benzin für Automobilmotoren, Teilen aus dem Ventiltrieb eines Automotors, Tassenstößel, Schlepphebel, Kipphebel, Ventilstößel, Linearführungen, Schließbügel für Automobiltüren, Gleitbuchsen nicht in jedem Fall den hohen Anforderungen der Automobil- und Flugindustrie. Some of the tribological Si-DLC coatings known in the prior art have a high hardness of more than 15 GPa and a sliding friction coefficient μ of less than 0.2. However, the wear resistance and thus the mileage of the components equipped with the known Si-DLC layers, such as gears and shafts for drives, engine components from an internal combustion engine, transmission parts from an automotive transmission, connecting rods, gear parts, gears, shafts, bearings, rolling bearings, Ball bearings, needle roller bearings, piston rings, piston pins, cylinder liners, parts of fuel injection device eg for the direct injection of diesel or gasoline for automotive engines, parts of the valve train of a car engine, bucket tappets, drag levers, rocker arms, valve tappets, linear guides, closures for automobile doors, sliding bushes not always meet the high demands of the automotive and aviation industry.
Dementsprechend hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, Komponenten bzw. Werkstücke mit einer tribologischen Beschichtung bereitzustellen, die zusätzlich zu einer hohen Härte und einem niedrigen Gleitreibungs-Koeffizienten eine hohe Verschleißbeständigkeit aufweisen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Werkstück umfassend einen Grundkörper, gegebenenfalls eine oder mehrere Vermittlerschichten und eine Si-DLC enthaltende Deckschicht, wobei die Deckschicht einen Wasserstoffgehalt von 5 bis 20 atom-% aufweist. Accordingly, it is an object of the present invention to provide tribological coating components having high wear resistance in addition to a high hardness and a low sliding friction coefficient. This object is achieved by a workpiece comprising a base body, optionally one or more intermediate layers and a top layer containing Si-DLC, wherein the cover layer has a hydrogen content of 5 to 20 atomic%.
Weitere Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäßen Werkstücke sind dadurch gekenn- zeichnet, dass:  Further embodiments of the workpieces according to the invention are characterized in that:
- die Deckschicht einen Wasserstoffgehalt von 5 bis 18 atom-%, vorzugsweise 5 bis 15 atom-%, und insbesondere 5 bis 10 atom-% aufweist;  - The top layer has a hydrogen content of 5 to 18 atomic%, preferably 5 to 15 atomic%, and in particular 5 to 10 atomic%;
- die Deckschicht eine Dicke von 0,4 bis 5,0 μπι, vorzugsweise 0,6 bis 3,0 μπι, und insbesondere 0,8 bis 2,0 μπι hat; - die Deckschicht eine Härte HUpiast von 15 bis 40 GPa, vorzugsweise 20 bis 40 GPa, und insbesondere 25 bis 40 GPa aufweist; - The cover layer has a thickness of 0.4 to 5.0 μπι, preferably 0.6 to 3.0 μπι, and in particular 0.8 to 2.0 μπι; - The top layer has a hardness HU p iast of 15 to 40 GPa, preferably 20 to 40 GPa, and in particular 25 to 40 GPa;
- die Deckschicht einen Reibungskoeffizienten μ von 0,05 bis 0,20, vorzugsweise 0,05 bis 0,15, und insbesondere 0,05 bis 0,12 aufweist; the cover layer has a coefficient of friction μ of from 0.05 to 0.20, preferably from 0.05 to 0.15, and in particular from 0.05 to 0.12;
- die Deckschicht gemäß Kalotest mit Al203-Pulver in Glyzerin einen Verschleißkoeffizient von 0,5 x 10'15 "bis 3,0 x 10"15 m3/(N-m), vorzugsweise 0,5 x 10"15 bis 2,5 x 10"15 m3/(N-m), und insbesondere 0,5 x 10"15 bis 1,5 x 10"15 m3/(N-m) aufweist; - The cover layer according to Kalotest with Al 2 0 3 powder in glycerol a coefficient of wear of 0.5 x 10 '15 " to 3.0 x 10 " 15 m 3 / (Nm), preferably 0.5 x 10 "15 to 2 , 5 x 10 "15 m 3 / (Nm), and in particular 0.5 x 10 " 15 to 1.5 x 10 "15 m 3 / (Nm);
- die Deckschicht eine mittels Rockwell A Test für Grundkörper aus Hartmetall oder mittels Rockwell C Test für sonstige Grundkörper gemessene Haftfestigkeit HF1 bis HF4, vorzugsweise HF1 bis HF3, und insbesondere HF1 bis HF2 aufweist; - die Deckschicht einen Si-Gehalt von 5 bis 50 atom-%, vorzugsweise 5 bis 30 atom-%, und insbesondere 5 bis 25 atom-% aufweist; - The top layer has a measured by Rockwell A test for hard metal bodies or by Rockwell C test for other basic body adhesion HF1 to HF4, preferably HF1 to HF3, and in particular HF1 to HF2; the top layer has an Si content of 5 to 50 atom%, preferably 5 to 30 atom%, and in particular 5 to 25 atom%;
- die Deckschicht einen Gehalt von 0,01 bis 6,0 atom-% eines Additivs gewählt aus Bor, Schwefel und Mischungen davon, aufweist; the topcoat has a content of from 0.01 to 6.0 atomic% of an additive selected from boron, sulfur and mixtures thereof;
- die Deckschicht eine oder mehrere Doppellagen umfasst, die wechselweise aus Lagen aus Si-DLC und Lagen aus DLC oder wechselweise aus Lagen aus Si-DLC und Lagen aus- The cover layer comprises one or more double layers, alternately layers of Si-DLC and layers of DLC or alternately of layers of Si-DLC and layers
Me-DLC bestehen, wobei Me-DLC vorzugsweise als W-DLC ausgeführt ist; Me-DLC, with Me-DLC preferably being designed as W-DLC;
- die Deckschicht ein erstes Schichtsystem mit einer oder mehreren Doppellagen und ein zweites Schichtsystem mit einer oder mehreren Doppellagen umfasst, wobei die Doppellagen des ersten und des zweiten Schichtsystems wechselweise aus Lagen aus Si-DLC und Lagen aus DLC bestehen, das Verhältnis der Dicken der DLC-Lagen zu den Si-DLC-Lagen in dem ersten Schichtsystem größer/gleich 0,9, vorzugsweise größer 1 ,2 ist und das Verhältnis der Dicken der DLC-Lagen zu den Si-DLC-Lagen in dem zweiten Schichtsystem kleiner 0,9, vorzugsweise kleiner 0,8 ist; die alternierenden Lagen aus Si-DLC und DLC bzw. Me-DLC jeweils eine Dicke von 0,1 bis 100 nm, vorzugsweise 1 bis 10 nm, und insbesondere 1 bis 5 nm haben; der mittlere Silizium-Anteil der Deckschicht 5 bis 50 atom-%, vorzugsweise 5 bis 30 atom-%, und . insbesondere 5 bis 25 atom-% beträgt und vorzugsweise mit zunehmendem Abstand vom Grundkörper ansteigt; das Werkstück eine zwischen der Deckschicht und dem Grundkörper angeordnete und zum Grundkörper benachbarte Haftschicht aus Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si oder Ni umfasst; das Werkstück eine zwischen der Deckschicht und dem Grundkörper oder der Haftschicht angeordnete und zum Grundkörper oder zur Haftschicht benachbarte erste Vermittlerschicht aus SiCx, MeCx oder WCx umfasst sowie gegebenenfalls eine zwischen der ersten Vermittlerschicht und der Deckschicht angeordnete und zur ersten Vermittlerschicht benachbarte zweite Vermittlerschicht aus DLC, Si-DLC oder Me-DLC, insbesondere aus W-DLC umfasst und in den Vermittlerschichten die folgenden Materialpaarungen vorliegen: - The cover layer comprises a first layer system with one or more double layers and a second layer system with one or more double layers, wherein the Double layers of the first and second layer systems alternately consist of layers of Si-DLC and layers of DLC, the ratio of the thicknesses of the DLC layers to the Si-DLC layers in the first layer system is greater than or equal to 0.9, preferably greater than 1, 2, and the ratio of the thicknesses of the DLC layers to the Si-DLC layers in the second layer system is less than 0.9, preferably less than 0.8; the alternating layers of Si-DLC and DLC or Me-DLC each have a thickness of 0.1 to 100 nm, preferably 1 to 10 nm, and more preferably 1 to 5 nm; the average silicon content of the cover layer is 5 to 50 atom%, preferably 5 to 30 atom%, and. is in particular 5 to 25 atomic% and preferably increases with increasing distance from the main body; the workpiece comprises an adhesion layer of Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni arranged between the cover layer and the base body and adjacent to the base body; the workpiece comprises a first SiCx, MeCx or WCx intermediate layer arranged between the cover layer and the main body or the adhesion layer and adjacent to the main body or to the adhesion layer, and optionally a second DLC mediator layer disposed between the first intermediate layer and the cover layer and adjacent to the first intermediate layer; Si-DLC or Me-DLC, in particular of W-DLC, and in the intermediary layers the following material pairings are present:
erste Vermittlerschicht zweite Vermittlerschicht first mediator layer second mediator layer
SiCx SiC x
SiCx DLC  SiCx DLC
SiCx Si-DLC  SiCx Si-DLC
SiCx Me-DLC SiC x Me-DLC
WCX WC X
WCx DLC WCx DLC
WCx Si-DLC  WCx Si-DLC
WCX Me-DLC WC X Me-DLC
MeCx  MECX
MeCx DLC  MeCx DLC
MeCx Si-DLC  MeCx Si-DLC
MeCx Me-DLC wobei Me-DLC vorzugsweise als W-DLC ausgeführt ist; ein zwischen der Deckschicht und dem Grundkörper oder der Haftschicht angeordnetes und zum Grundkörper oder zur Haftschicht benachbartes erstes Schichtsystem aus einer oder mehreren Doppelschichten aus (SiCx / WCx), (SiCx / MeCx), (WCx / SiCx) oder (MeCx / SiCx) sowie gegebenenfalls ein zwischen der Deckschicht und dem ersten Schichtsystem angeordnetes und zum ersten Schichtsystem benachbartes zweites Schichtsystem umfasst, wobei das zweite Schichtsystem eine Schicht oder zwei Schichten gewählt aus SiCx, (SiCx / DLC), (SiCx / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), insbesondere (SiCx / W-DLC), oder MeCx, (MeCx / DLC), (MeCx / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), insbesondere (MeCx / W-DLC), wobei MeCx vorzugsweise als WCx ausgeführt ist, umfasst und in den Schichtsystemen die folgenden Materialpaarungen vorliegen: erstes Schichtsystem zweites Schichtsystem MeC x Me-DLC where Me-DLC is preferably designed as W-DLC; an arranged between the cover layer and the base body or the adhesive layer and adjacent to the base body or to the adhesion layer first layer system of one or more double layers of silicon carbide (SiC x / WC x), (SiC x / MeC x), (WC x / SiC x) or (MeCx / SiCx) and optionally a second layer system arranged between the cover layer and the first layer system and adjacent to the first layer system, wherein the second layer system comprises a layer or two layers selected from SiC x , (SiC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC), or MeCx, (MeC x / DLC), (MeC x / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), in particular (MeCx / W-DLC), wherein MeCx is preferably in the form of WCx, and in the layer systems the following material pairings are present: first layer system second layer system
n x (SiCx / WCX) SiCx nx (SiC x / WC X ) SiCx
n x (SiCx / WCX) SiCx DLC nx (SiC x / WC X ) SiCx DLC
n x (SiCx / WCX) SiCx Si-DLC nx (SiC x / WC X ) SiCx Si-DLC
n x (SiCx / WCX) SiCx Me-DLC nx (SiCx / WC X) Me-DLC SiCx
n x (SiCx / MeCx) SiCx nx (SiCx / MeC x ) SiC x
n x (SiCx / MeCx) SiCx DLC  n x (SiCx / MeCx) SiCx DLC
n x (SiCx / MeCx) SiCx Si-DLC nx (SiCx / MeC x) Si-DLC SiCx
n x (SiCx / MeCx) SiCx Me-DLC nx (SiC x / MeC x) Me-DLC SiCx
n x (WCX / SiCx) MeCx nx (WC X / SiCx) MECX
n x (WCX / SiCx) MeCx DLC nx (WC X / SiC x) MECX DLC
n x (WCX / SiCx) MeCx Si-DLC nx (WC X / SiC x) Me C x Si-DLC
n x (WCX / SiCx) MeCx Me-DLC nx (WC X / SiCx) MECX Me-DLC
n x (MeCx / SiCx) MeCx nx (MeC x / SiC x ) MeC x
n x (MeCx / SiCx) MeCx DLC nx (MECX / SiC x) Me C x DLC
n x (MeCx / SiCx) MeCx Si-DLC nx (MeC x / SiCx) MECX Si-DLC
n x (MeCx / SiCx) MeCx Me-DLC wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC und MeCx vorzugsweise als WCx ausgeführt ist; ein zwischen der Deckschicht und dem Grundkörper oder der Haftschicht angeordnetes und zum Grundkörper oder zur Haftschicht benachbartes erstes Schichtsystem aus einer oder mehreren Doppelschichten aus (SiCx / DLC), (SiCx / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), insbesondere (SiCx / W-DLC) oder (MeCx / DLC), (MeCx / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), insbesondere (MeCx / W-DLC) sowie gegebenenfalls ein zwischen der Deckschicht und dem ersten Schichtsystem angeordnetes und zum ersten Schichtsystem benachbartes zweites Schichtsystem umfasst, wobei das zweite Schichtsystem zwei Schichten gewählt aus (SiCx / DLC), (SiCx / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), insbesondere (SiCx / W-DLC) oder (MeCx / DLC), (MeCx / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), insbesondere (MeCx / W-DLC) umfasst und in den Schichtsystemen die folgenden Materialpaarungen vorliegen: erstes Schichtsystem zweites Schichtsystem nx (SiCx/DLC) SiCx DLC n (SiCx/DLC) SiCx Si-DLC nx (SiCx/DLC) SiCx Me-DLC nx (SiCx/Si-DLC) SiCx DLC n x (SiCx / Si-DLC) SiCx Si-DLC nx (SiCx/Si-DLC) SiCx Me-DLC nx (SiCx/Me-DLC) SiCx DLC nx (SiCx/Me-DLC) SiCx Si-DLC nx (SiCx/Me-DLC) SiCx Me-DLC nx (SiCx/DLC) MeCx DLC nx (SiCx/DLC) MeCx Si-DLC nx (SiCx/DLC) MeCx Me-DLC nx (SiCx/ Si-DLC) MeCx DLC nx SiCx/ Si-DLC) MeCx Si-DLC nx (SiCx /Si-DLC) MeCx Me-DLC nx (SiCx/Me-DLC) MeCx DLC n x ( SiCx / Me-DLC) MeCx Si-DLC nx (SiCx/Me-DLC) MeCx Me-DLC nx (MeCx/DLC) SiCx DLC n (MeCx/DLC) SiCx Si-DLC n (MeCx/DLC) SiCx Me-DLC n x (MeCx / Si-DLC) SiCx DLC n x (MeCx / Si-DLC) SiCx Si-DLC n x (MeCx / Si-DLC) SiCx Me-DLC n x ( MeCx / Me-DLC) SiCx DLC n x ( MeCx / Me-DLC) SiCx Si-DLC nx (MeCx /Me-DLC) SiCx Me-DLC n x (MeCx / DLC) MeCx DLC n x (MeCx / DLC) MeCx Si-DLC n (MeCx / DLC) MeCx Me-DLC nx (MeC x / SiCx) MeCx Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably carried out as W-DLC and MeCx preferably as WCx; a valve disposed between the cover layer and the base body or the adhesive layer and adjacent to the base body or to the adhesion layer first layer system of one or more bilayers of (SiCx / DLC), (SiC x / Si-DLC), silicon carbide (SiC x / Me-DLC), and in particular (SiC x / W-DLC) or (MeC x / DLC), (MeC x / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), in particular (MeCx / W-DLC) and optionally between the outer layer and the first The second layer system comprises two layers selected from (SiC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), in particular (SiC x / W). DLC) or (MeC x / DLC), (MeCx / Si-DLC), (MeC x / Me-DLC), in particular (MeCx / W-DLC) and in the layer systems the following material pairings are present: first layer system second layer system nx (SiCx / DLC) SiC x DLC n (SiCx / DLC) SiCx Si-DLC nx (SiCx / DLC) SiCx Me-DLC nx (SiCx / Si-DLC) SiCx DLC nx (SiC x / Si) DLC) SiCx Si-DLC nx (SiC x / Si-DLC) SiC x Me-DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx Si-DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx Me-DLC nx (SiCx / DLC) MeCx DLC nx (SiCx / DLC) MeC x Si-DLC nx (SiCx / DLC) MeC x Me-DLC nx (SiC x / Si-DLC) MeC x DLC nx SiC x / Si -DLC) MeC x Si-DLC nx (x SiC / Si-DLC) MECX Me-DLC nx (SiC x / Me-DLC) MECX DLC nx (SiC x / Me-DLC) MECX Si-DLC nx (SiC x / Me DLC) MeC x Me-DLC nx (MECX / DLC) SiCx DLC n (MECX / DLC) SiCx Si-DLC n (MECX / DLC) SiC x Me-DLC nx (MeC x / Si-DLC) SiCx DLC nx (MeC x / Si-DLC) SiCx Si-DLC nx (MeC x / Si-DLC) SiCx Me-DLC nx (MeC x / (Me-DLC) SiCx DLC nx (MECX / Me-DLC) SiCx Si-DLC nx MECX / me-DLC) SiCx me-DLC nx (MeC x / DLC) MeC x DLC nx (MeC x / DLC) MeC x Si-DLC n (MeC x / DLC) MeC x Me-DLC
n (MeCx / Si-DLC) MeCx DLC n (MeCx / Si-DLC) MeC x DLC
n (MeCx / Si-DLC) MeCx Si-DLC n (MeCx / Si-DLC) MeC x Si-DLC
n x (MeCx / Si-DLC) MeCx Me-DLC nx (MeC x / Si-DLC) MeC x Me-DLC
n x ( MeCx / Me-DLC) MeCx DLC nx (MeCx / Me-DLC) MeC x DLC
n x ( MeCx / Me-DLC) MeCx Si-DLC nx (MeCx / Me-DLC) MeC x Si-DLC
n x ( MeCx / Me-DLC) MeCx Me-DLC wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC und MeCx vorzugsweise als WCx ausgeführt ist; ein zwischen der Deckschicht und dem Grundkörper oder der Haftschicht angeordnetes und zum Grundkörper oder zur Haftschicht benachbartes erstes Schichtsystem aus einer oder mehreren Doppelschichten gewählt aus (Si-DLC / SiCx), (Si-DLC / MeCx), vorzugsweise (Si-DLC / WCX) oder (Me-DLC / SiCx), insbesondere (W-DLC / SiCx), (Me-DLC / MeCx), insbesondere (W-DLC / WCx) oder (DLC / SiCx), (DLC / MeCx), vorzugsweise (DLC / WCx) sowie gegebenenfalls ein zwischen der Deckschicht und dem ersten Schichtsystem angeordnetes und zum ersten Schichtsystem benachbartes zweites Schichtsystem umfasst, wobei das zweite Schichtsystem zwei Schichten gewählt ausnx (MeCx / Me-DLC) MeCx Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC and MeCx preferably as WCx; a first layer system consisting of (Si-DLC / SiCx), (Si-DLC / MeCx), preferably (Si-DLC / WC), arranged between the cover layer and the main body or the adhesion layer and adjacent to the main body or to the adhesion layer X ) or (Me-DLC / SiC x ), in particular (W-DLC / SiC x ), (Me-DLC / MeC x ), in particular (W-DLC / WCx) or (DLC / SiC x ), (DLC / MeC x ), preferably (DLC / WCx) and optionally a second layer system arranged between the cover layer and the first layer system and adjacent to the first layer system, wherein the second layer system comprises two layers
(SiCx / DLC), (MeCx / DLC), (SiCx / Si-DLC), (MeCx / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), insbesondere (SiCx / W-DLC) oder (MeCx / Me-DLC), insbesondere (MeCx / W-DLC) umfasst und in den Schichtsystemen die folgenden Materialpaarungen vorliegen: erstes Schichtsystem zweites Schichtsystem (SiCx / DLC), (MeC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (MeC x / Si-DLC), (SiC x / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC) or (MeCx / Me-DLC), in particular (MeC x / W-DLC) and in the layer systems the following material pairings are present: first layer system second layer system
n x (Si-DLC / SiCx) SiCx DLC nx (Si-DLC / SiC x) SiCx DLC
n x (Si-DLC / MeCx) SiCx DLC nx (Si-DLC / MeC x) SiCx DLC
n x (Si-DLC / SiCx) MeCx DLC nx (Si-DLC / SiC x) Me C x DLC
n x (Si-DLC / MeCx) MeCx DLC nx (Si-DLC / MeC x) MECX DLC
n x (Si-DLC / SiCx) SiCx Si-DLC nx (Si-DLC / SiC x) Si-DLC SiCx
n x (Si-DLC / MeCx) SiCx Si-DLC  n x (Si-DLC / MeCx) SiCx Si-DLC
n x (Si-DLC / SiCx) MeCx Si-DLC nx (Si-DLC / SiC x) Si-DLC MECX
n x (Si-DLC / MeCx) MeCx Si-DLC n x (Si-DLC / SiCx) SiCx Me-DLC nx (Si-DLC / MeC x) Si-DLC MECX nx (Si-DLC / SiC x) Me-DLC SiCx
n x (Si-DLC / MeCx) SiCx Me-DLC nx (Si-DLC / MeC x) Me-DLC SiCx
n x (Si-DLC / SiCx) MeCx Me-DLC nx (Si-DLC / SiC x) Me C x Me-DLC
n (Si-DLC / MeCx) MeCx Me-DLC n (Si-DLC / MeCx) MeC x Me-DLC
n x (Me-DLC / SiCx) SiCx DLC  nx (Me-DLC / SiCx) SiCx DLC
n x (Me-DLC / MeCx) SiCx DLC nx (Me-DLC / MeC x ) SiC x DLC
n x (Me-DLC / SiCx) MeCx DLC nx (Me-DLC / SiCx) MeC x DLC
n (Me-DLC / MeCx) MeCx DLC n (Me-DLC / MeC x ) MeCx DLC
n x (Me-DLC / SiCx) SiCx Si-DLC nx (Me-DLC / SiC x) Si-DLC SiCx
n x (Me-DLC / MeCx) SiCx Si-DLC nx (Me-DLC / MeC x) Si-DLC SiCx
n x (Me-DLC / SiCx) MeCx Si-DLC nx (Me-DLC / SiC x) Me C x Si-DLC
n x (Me-DLC / MeCx) MeCx Si-DLC nx (Me-DLC / MeC x ) MeC x Si-DLC
n x (Me-DLC / SiCx) SiCx Me-DLC nx (Me-DLC / SiC x) Me-DLC SiCx
n x (Me-DLC / MeCx) SiCx Me-DLC nx (Me-DLC / MeC x) Me-DLC SiCx
n x (Me-DLC / SiCx) MeCx Me-DLC nx (Me-DLC / SiCx) MeC x Me-DLC
n x (Me-DLC / MeCx) MeCx Me-DLC nx (Me-DLC / MeC x) Me C x Me-DLC
n x (DLC / SiCx) SiCx DLC  n x (DLC / SiCx) SiCx DLC
n x (DLC / MeCx) SiCx DLC  n x (DLC / MeCx) SiCx DLC
n x (DLC / SiCx) MeCx DLC nx (DLC / SiC x) Me C x DLC
n x (DLC / MeCx) MeCx DLC nx (DLC / MeC x ) MeC x DLC
n x (DLC / SiCx) SiCx Si-DLC  n x (DLC / SiCx) SiCx Si-DLC
n x (DLC / MeCx) SiCx Si-DLC  n x (DLC / MeCx) SiCx Si-DLC
n x (DLC / SiCx) MeCx Si-DLC nx (DLC / SiCx) MeC x Si DLC
n x (DLC / MeCx) MeCx Si-DLC nx (DLC / MeCx) MeC x Si DLC
n x (DLC / SiCx) SiCx Me-DLC  n x (DLC / SiCx) SiCx Me-DLC
n x (DLC / MeCx) SiCx Me-DLC  n x (DLC / MeCx) SiCx Me-DLC
n x (DLC / SiCx) MeCx Me-DLC  n x (DLC / SiCx) MeCx Me-DLC
n x (DLC / MeCx) MeCx Me-DLC wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC und MeCx vorzugsweise als WCx ausgeführt ist; das Werkstück ein zwischen der Deckschicht und dem Grundkörper oder der Haftschicht angeordnetes und zum Grundkörper oder zur Haftschicht benachbartes Schichtsystem aus einer oder mehreren Doppelschichten aus (Si-DLC / DLC), (Si-DLC / Me-DLC), insbesondere (Si-DLC / W-DLC) oder (DLC / Si-DLC), (DLC / Me-DLC), insbesondere (DLC / W-DLC) oder (Me-DLC / Si-DLC), insbesondere (W-DLC / Si-DLC), (Me-DLC / DLC), insbesondere (W-DLC / DLC) sowie gegebenenfalls eine zwischen der Deckschicht und dem Schichtsystem angeordnete und zum Schichtsystem benachbarte Vermittlerschicht aus DLC, Si-DLC oder Me-DLC, insbesondere aus W-DLC umfasst und in dem Schichtsystem und der Vermittlerschicht die folgenden Materialpaarungen vorliegen: nx (DLC / MeCx) MeCx Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC and MeCx preferably as WCx; the workpiece is a layer system consisting of one or more double layers of (Si-DLC / DLC), (Si-DLC / Me-DLC), which is arranged between the cover layer and the main body or the adhesion layer and adjacent to the main body or to the adhesion layer, in particular (Si-DLC / W-DLC) or (DLC / Si-DLC), (DLC / Me-DLC), in particular (DLC / W-DLC) or (Me-DLC / Si-DLC), in particular (W-DLC / Si-DLC ), (Me-DLC / DLC), in particular (W-DLC / DLC) and optionally an intermediate layer of DLC, Si-DLC or Me-DLC, in particular of W-DLC, arranged between the cover layer and the layer system and adjacent to the layer system and in the layer system and the mediator layer the following material pairings are present:
Schichtsystem Vermittlerschicht Layer system mediator layer
n (Si-DLC / DLC)  n (Si-DLC / DLC)
n x (Si-DLC / DLC) Si-DLC  n x (Si-DLC / DLC) Si-DLC
n x (Si-DLC / DLC) Me-DLC  n x (Si-DLC / DLC) Me-DLC
n x ( Si-DLC / Me-DLC)  n x (Si-DLC / Me-DLC)
n ( Si-DLC / Me-DLC) Si-DLC  n (Si-DLC / Me-DLC) Si-DLC
n x ( Si-DLC / Me-DLC) DLC  n x (Si-DLC / Me-DLC) DLC
n x (DLC / Si-DLC)  n x (DLC / Si-DLC)
n x (DLC / Si-DLC) DLC  n x (DLC / Si-DLC) DLC
n x (DLC / Si-DLC) Me-DLC  n x (DLC / Si-DLC) Me-DLC
n x (DLC / Me-DLC)  nx (DLC / Me-DLC)
n x (DLC / Me-DLC) DLC  nx (DLC / Me-DLC) DLC
n x (DLC / Me-DLC) Si-DLC  n x (DLC / Me-DLC) Si-DLC
n x (Me-DLC / Si-DLC)  n x (Me-DLC / Si-DLC)
n x (Me-DLC / Si-DLC) DLC  n x (Me-DLC / Si-DLC) DLC
n x (Me-DLC / Si-DLC) Me-DLC  nx (Me-DLC / Si-DLC) Me-DLC
n x (Me-DLC / DLC)  nx (Me-DLC / DLC)
n x (Me-DLC / DLC) Si-DLC  nx (Me-DLC / DLC) Si-DLC
n x (Me-DLC / DLC) Me-DLC wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC ausgeführt ist; nx (Me-DLC / DLC) Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC;
- das Werkstück eine zwischen der Deckschicht und dem Gnindkörper angeordnete und zur Deckschicht benachbarte Schicht aus DLC umfasst; - der Grundkörper aus einem Werkstoff gewählt aus Stahl, Stahllegierungen, Titan, Titanlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Keramikmaterial, Hartmetall, Wolfram, Wolframlegierungen, Tantal, Tantallegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Silizium, Siliziumverbindungen, Bronze, Kunststoff oder einer Mischung aus diesen Werkstoffen besteht; und the workpiece comprises a layer of DLC arranged between the cover layer and the binder body and adjacent to the cover layer; the base body is made of a material selected from steel, steel alloys, titanium, titanium alloys, aluminum, aluminum alloys, magnesium, magnesium alloys, copper, copper alloys, ceramic material, hard metal, tungsten, tungsten alloys, tantalum, tantalum alloys, nickel, nickel alloys, silicon, silicon compounds, bronze, Plastic or a mixture of these materials; and
- das Werkstück ein Motorenteil aus einem Verbrennungsmotor, ein Getriebeteil aus einem Automobilgetriebe, ein Pleuel, ein Getriebeteil, ein Zahnrad, eine Welle, eine Lagerschale, ein Wälzlager, ein Kugellager, ein Nadellager, ein Kolbenring, ein Kolbenbolzen, eine Zylinderlaufbuchse, ein Teil einer Treibstoffemspritzvorrichtung z.B. für die Direkteinspritzung von Diesel oder Benzin für Automobilmotoren, ein Teil aus dem Ventiltrieb eines Automotors, ein Tassenstößel, ein Schlepphebel, ein Kipphebel, ein Ventilstößel, eine Lmearführung, ein Schließbügel für Automobiltüren, eine Gleitbuchse oder eine Solarzelle ist.  The workpiece is an engine part of an internal combustion engine, a transmission part of an automotive transmission, a connecting rod, a gear part, a gear, a shaft, a bearing shell, a rolling bearing, a ball bearing, a needle bearing, a piston ring, a piston pin, a cylinder liner, a part a fuel injection device, for example for the direct injection of diesel or gasoline for automotive engines, a part of the valve train of a car engine, a bucket tappet, a rocker arm, a rocker arm, a valve lifter, a Lmearführung, a closing door for automobile doors, a sliding bush or a solar cell.
Diamant-artiger Kohlenstoff bzw. DLC sowie Verfahren zum Abscheiden von Beschichtungen aus DLC mittels CVD und/oder PVD sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. In DLC-Schichten sind die Kohlenstoffatome in einem dreidimensionalen unregelmäßigen Gitter angeordnet, wobei ein großer Teil der Kohlenstoffatome sp3-hybridisiert und jeweils mit vier benachbarten Kohlenstoffatomen kovalent gebunden ist. Diamond-like carbon or DLC and methods for depositing coatings from DLC by CVD and / or PVD are well known in the art. In DLC layers, the carbon atoms are arranged in a three-dimensional irregular lattice with a large portion of the carbon atoms being sp 3 -hybridized and each covalently bonded to four adjacent carbon atoms.
Im Rahmen der Erfindung bezeichnen die Abkürzungen "SiCx", "MeCx" und "WCx" Schichtmaterialien, die einen metallischen oder carbidischen Charakter aufweisen und die insbesondere überwiegend aus Silizium oder Siliziumcarbid (SiC), aus einem Metall, gewählt aus Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni oder Metallcarbid (MeC), bzw. aus Wolfram oder Wolframcarbid (WC) bestehen. In reinem SiC, MeC oder WC beträgt das stöchiometrische Verhältnis von Si, Me bzw. W zu C genau 1 atom-% zu 1 atom-%. Die in der vorliegenden Anmeldung mit "SiCx", "MeCx" und "WCx" bezeichneten Schichtmaterialien weisen in der Regel eine von reinem SiC, MeC bzw. WC abweichende Stöchiometrie auf, wobei X das Verhältnis des Kohlenstoffanteils relativ zum Silizium-, Metall- bzw. Wolframanteil angibt und typischerweise im Bereich 0,1 < X < 2,0 liegt, d.h. je 1 atom-% Silizium, Metall bzw. Wolfram enthalten die Schichten 0,1 bis 2,0 atom-% Kohlenstoff. Derartige Schichten bestehen im Allgemeinen aus einer Mischung mehrerer Phasen, z.B. aus SiC-, MeC- oder WC-Kristalliten, die in eine Matrix aus metallischem Silizium, Metall bzw. Wolfram (X < 1) oder eine Matrix aus graphitartigem, sp -hybridisiertem oder ggf. diamantartigem, sp3 -hybridisiertem Kohlenstoff (1 < X < 2) eingebettet sind. Erfindungsgemäß sind zudem "gradierte" SiCx-, MeCx- oder WCx-Schichten vorgesehen, in denen X, d.h. das stöchiometrische Verhältnis von Kohlenstoff zu Silizium, Metall bzw. Wolfram durch gezielte Änderung der Abscheideparameter derart variiert wird, dass es stetig zu oder abnimmt. Im Rahmen der Erfindung sind vor Allem SiCx-, MeCx- oder WCx-Schichten mit zunehmendem X bzw. Kohlenstoffgehalt vorgesehen, um einen mehr oder minder kontinuierlichen Übergang zu einer nachfolgend abgeschiedenen Deckschicht aus Si-DLC oder Vermittlerschichten aus DLC oder Me-DLC zu schaffen. Derartig gradierte SiCx-, MeCx- oder WCx-Schichten reduzieren die thermische Fehlanpassung und verbessern die Haftung. In the context of the invention, the abbreviations "SiCx", "MeCx" and "WCx" denote layer materials which have a metallic or carbidic character and in particular predominantly of silicon or silicon carbide (SiC), of a metal selected from Ti, V, Cr , Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni or metal carbide (MeC), or consist of tungsten or tungsten carbide (WC). In pure SiC, MeC or WC, the stoichiometric ratio of Si, Me or W to C is exactly 1 atomic% to 1 atomic%. The layer materials referred to in the present application as "SiCx", "MeCx" and "WCx" generally have a stoichiometry other than pure SiC, MeC or WC, where X is the Is the ratio of the carbon content relative to the silicon, metal or tungsten content and typically in the range 0.1 <X <2.0, ie each 1 atom% of silicon, metal or tungsten contain the layers 0.1 to 2, 0 atom% carbon. Such layers generally consist of a mixture of several phases, for example of SiC, MeC or WC crystallites, which in a matrix of metallic silicon, metal or tungsten (X <1) or a matrix of graphitic, sp -hybridized or possibly diamond-like, sp 3 -hybridized carbon (1 <X <2) are embedded. According to the invention, "graded" SiCx, MeCx or WCx layers are additionally provided, in which X, ie the stoichiometric ratio of carbon to silicon, metal or tungsten, is varied by targeted modification of the deposition parameters in such a way that it steadily increases or decreases. In the context of the invention, SiCx, MeCx or WCx layers with increasing X or carbon content are primarily provided in order to provide a more or less continuous transition to a subsequently deposited covering layer of Si-DLC or DLC or Me-DLC mediator layers , Such graded SiCx, MeCx, or WCx layers reduce thermal mismatch and improve adhesion.
Im Weiteren bezeichnet der Begriff "Me-DLC" Schichtmaterialien aus Diamant-artigem Kohlenstoff (DLC), die bis zu 40 atom-%, insbesondere 5 bis 15 atom-% eines Metalls, gewählt aus Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni und W enthalten, wobei Wolfram bevorzugt ist. Neben einer Härte HUpiast von bis zu 40 GPa und einem niedrigen Reibungskoeffizienten μ von 0,05 bis 0,20 zeichnet sich die Beschichtung auf den erfindungsgemäß beschichteten Werkstücken durch eine hohe Temperaturbeständigkeit aus. Im Gegensatz zu Schichten aus DLC und Me-DLC, die bereits ab 350 °C degradieren, halten erfindungsgemäße Deckschichten aus Si-DLC mit einem Siliziumgehalt von größer 5 atom-% im bestimmungsgemäßen Betrieb Temperaturen von bis zu 500 °C stand. Hereinafter, the term "Me-DLC" designates diamond-like carbon (DLC) layer materials containing up to 40 atomic%, in particular 5 to 15 atomic%, of a metal selected from Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Ni and W, with tungsten being preferred. In addition to a hardness HUpiast of up to 40 GPa and a low coefficient of friction μ of 0.05 to 0.20, the coating is characterized on the inventively coated workpieces by a high temperature resistance. In contrast to layers of DLC and Me-DLC, which degrade already from 350 ° C, cover layers of Si-DLC according to the invention with a silicon content of greater than 5 atomic% during normal operation temperatures of up to 500 ° C stand.
Die Erfindung hat im Weiteren die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Werkstücken mit einem Beschichtungssystem der vorstehend beschriebenen Art bereitzustellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, umfassend einen oder mehrere Schritte Si bis SN, mit N = 1, 2, 3, wobei im Schritt S eine Si-DLC enthaltende Deckschicht mittels einer oder mehreren Magnetronkathoden mit Silizium-haltigem Target und gegebenenfalls einer oder mehreren Magnetronkathoden mit Graphit-Target abgeschieden wird und die Abscheidung in einer Atmosphäre mit einem Wasserstoffgehalt von kleiner 30 atom-%, vorzugsweise kleiner 20 atom-%, insbesondere kleiner 15 atom-%, und besonders bevorzugt kleiner 10 atom-% ausgeführt wird. The invention has the further object to provide a method for producing workpieces with a coating system of the type described above. This object is achieved by a method comprising one or more steps Si to SN, where N = 1, 2, 3, wherein in step S a Si-DLC-containing cover layer by means of one or more magnetron cathodes with silicon-containing target and optionally one or more depositing a plurality of magnetron cathodes with graphite target and depositing in an atmosphere having a hydrogen content of less than 30 atomic%, preferably less than 20 atomic%, in particular less than 15 atomic%, and particularly preferably less than 10 atomic% is carried out.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass:  Further embodiments of the method according to the invention are characterized in that:
- im Schritt SN der Atmosphäre ein inertes, aus Argon, Neon, Helium, Xenon, Krypton oder einer Mischung davon bestehendes Sputtergas oder ein aus einer Mischung von inerten Gasen und Acetylen (C2H2) bestehendes Sputtergas zugeführt wird, wobei das Verhältnis der Gasflüsse von inertem Gas zu Acetylen von 95:5 bis 50:50 beträgt;  - In the step SN of the atmosphere, an inert, consisting of argon, neon, helium, xenon, krypton or a mixture thereof sputtering gas or a mixture of inert gases and acetylene (C2H2) existing sputtering gas is supplied, wherein the ratio of the gas flows of inert Gas to acetylene is from 95: 5 to 50:50;
- im Schritt SN ein oder mehrere Targets aus Materialien gewählt aus Si, SiC, einer Mischung aus Si und SiC, einer Mischung aus Graphit und SiC, einer Mischung aus Graphit und Si, einer Mischung aus Graphit und Si und SiC, W, WC, Ti, TiC, V, VC, Cr, CrC, Zr, ZrC, Nb, NbC, Mo, Mo2C, Hf, HfC, Ta, TaC, Ni oder NiCx verwendet werden;in step SN, one or more targets of materials selected from Si, SiC, a mixture of Si and SiC, a mixture of graphite and SiC, a mixture of graphite and Si, a mixture of graphite and Si and SiC, W, WC, Ti, TiC, V, VC, Cr, CrC, Zr, ZrC, Nb, NbC, Mo, Mo 2 C, Hf, HfC, Ta, TaC, Ni or NiC be used x;
- das Verfahren einen oder mehrere Schritte Si bis SN-I, mit N = 2, 3, ... umfasst, wobei durch Magnetronsputtem eines oder mehrerer Targets aus Materialien gewählt aus Graphit, W, WC, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si, Ni und SiC oder einer Mischung dieser Materialien in einem inerten oder reaktiven, gegebenenfalls wasserstoffhaltigen Plasma eine Haftschicht und/oder eine oder mehrere Vermittlerschichten bzw. Schichtsysteme abgeschieden werden; the method comprises one or more steps Si to SN-I, where N = 2, 3,..., where by magnetron sputtering of one or more targets of materials selected from graphite, W, WC, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si, Ni and SiC or a mixture of these materials in an inert or reactive, optionally hydrogen-containing plasma, an adhesive layer and / or one or more intermediary layers or layer systems are deposited;
- in einem oder mehreren der Schritte Si bis SN Targets verwendet werden, die einen Dotierstoff, wie Bor oder Schwefel enthalten;  in one or more of the steps Si to SN, targets are used which contain a dopant, such as boron or sulfur;
- in einem oder mehreren der Schritte Si bis S Gase verwendet werden, die einen Dotierstoff, wie Bor oder Schwefel enthalten;  in one or more of steps Si to S, gases containing a dopant such as boron or sulfur are used;
- unbalancierte Magnetronkathoden verwendet und/oder an die zu beschichtenden Werkstücke ein Biaspotential von bis zu -300 V, vorzugsweise von -50 bis -200 V, und insbesondere von -100 bis -200 V angelegt wird; und  - uses unbalanced magnetron cathodes and / or to the workpieces to be coated, a bias potential of up to -300 V, preferably from -50 to -200 V, and in particular from -100 to -200 V is applied; and
- vor Ausführung der Schritte S] bis S die Oberfläche der Werkstücke mittels Ionenätzen vorbehandelt wird.  - Before performing steps S] to S, the surface of the workpieces is pretreated by means of ion etching.
Erfindungsgemäß erfolgt die Abscheidung der Deckschicht und der optionalen Vermittlerschichten in einer Atmosphäre, umfassend ein inertes, aus Argon, Neon, Helium, Xenon, Krypton oder einer Mischung davon bestehendes Gas und ggf. ein oder mehrere Reaktivgase, wie Acetylen (C2H2), Methan (CH4), Stickstoff (N2), Silane (SimHn), insbesondere Monosilan (S1H4), Organosilane, insbesondere Tetramethylsilan (C4H12Si) und Hexamethyldisiloxan (C6H18OSi2) und Organosilazane. According to the invention, the deposition of the outer layer and the optional mediator layers takes place in an atmosphere comprising an inert gas consisting of argon, neon, helium, xenon, krypton or a mixture thereof and optionally one or more reactive gases, such as acetylene (C 2 H 2 ). , Methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), silanes (Si m H n ), in particular monosilane (S1H 4 ), organosilanes, in particular tetramethylsilane (C4H 12 Si) and hexamethyldisiloxane (C 6 H 18 OSi 2 ) and organosilazanes.
Die Atmosphäre bzw. das Plasma, in dem die Abscheidung der Deckschicht aus Si-DLC erfolgt, hat einen Wasserstoffgehalt von nominell kleiner 30 atom-%. Im Rahmen der Erfindung bezieht sich die nominelle Angabe des Wasserstoffgehaltes auf vollständig dissoziierte Gasmoleküle. Wird z.B. eine Mischung aus 80 vol-% Argon (Ar) und 20 vol-% Acetylen (C2H2) als Atmosphäre für die Abscheidung verwendet, so wird der nominelle Wasserstoffgehalt gemäß der folgenden Gleichung (I) berechnet: The atmosphere or the plasma in which the deposition of the top layer of Si-DLC takes place, has a hydrogen content of nominally less than 30 atomic%. In the context of the invention, the nominal content of the hydrogen content refers to completely dissociated gas molecules. For example, when a mixture of 80% by volume of argon (Ar) and 20% by volume of acetylene (C 2 H 2 ) is used as the atmosphere for the deposition, the nominal hydrogen content is calculated according to the following equation (I):
(I) 20 x 2 H / ( 80 x 1 Ar + 20 x 2 C + 20 x 2 H ) = 40 H / 160 (Ar+C+H) = 25 atom-%(I) 20 × 2H / (80 × 1 Ar + 20 × 2 C + 20 × 2 H) = 40 H / 160 (Ar + C + H) = 25 atomic%
Nach Gleichung (I) werden sämtliche Gasmoleküle bzw. -atome als vollständig dissoziiert betrachtet. Während der Abscheidung bzw. während des Sputterns wird der Atmosphäre kontinuierlich frisches Gas zugeführt. Die pro Zeiteinheit zugeführte Menge der verschiedenen Gase bzw. der Gasfluss wird mittels, einschlägig als Massflow-Controllern (MFC) bezeichneten Reglern eingestellt, die über eine Speicher-programmierbare-Steuerung (SPS) oder einen Computer programmatisch angesteuert werden. Üblicherweise wird der Gasfluss in der Einheit "Standard cubic centimeter per minute" (sccm) angegeben. Während der Abscheidung der Deckschicht aus Si-DLC wird die Menge der pro Minute zugeführten bzw. eingelassenen Gase jeweils so geregelt, dass in dem resultierenden Gasgemisch der gemäß Gleichung (I) berechnete nominelle Wasserstoffgehalt kleiner/gleich 30 atom-% ist. Die tatsächliche stöchiometrische Zusammensetzung der Atmosphäre bzw. des Plasmas, in dem die Abscheidung erfolgt, weicht aufgrund verschiedener Effekte, wie z.B. der von der Gasspezies abhängigen Pumpleistung von Turbomolekularpumpen, der gasartabhängigen Leitwerte der Vakuumverrohrung und Ventile zwischen Pumpe(n) und Rezipient und der Einlagerung der Gasatome in der abgeschiedenen Schicht von dem nach Gleichung (I) berechneten nominellen Wert ab. Der nominelle Wert ist mittels MFC präzise regelbar und wird deshalb zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet. According to equation (I), all gas molecules or atoms are considered to be completely dissociated. During deposition or during sputtering, fresh gas is continuously supplied to the atmosphere. The amount of different gases or gas flow supplied per unit of time is adjusted by means of regulators referred to as Massflow Controllers (MFC), which are programmatically controlled by a programmable logic controller (PLC) or a computer. The gas flow is usually specified in the unit "standard cubic centimeter per minute" (sccm). During the deposition of the Si-DLC cap layer, the amount of gas introduced per minute is controlled so that, in the resulting gas mixture, the nominal hydrogen content calculated in accordance with equation (I) is less than or equal to 30 atomic%. The actual stoichiometric composition of the atmosphere or plasma in which the deposition occurs differs due to various effects, such as e.g. the gas species dependent pumping power of turbomolecular pumps, the gas-type dependent conductivities of the vacuum piping and valves between the pump (s) and recipient and the incorporation of the gas atoms in the deposited layer of the calculated according to equation (I) nominal value. The nominal value can be precisely controlled by means of MFC and is therefore used to describe the method according to the invention.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert, wobei The invention is explained in more detail below with reference to figures, wherein
Fig. 1-4 beschichtete Werkstücke; Fig. 1-4 coated workpieces;
Fig. 5 ein Sekundärionen-Massenspektrum (SIMS) einer Beschichtung; und Fig. 6a, 6b Vorrichtungen zum PVD-Beschichten zeigen. Fig. 5 is a secondary ion mass spectrum (SIMS) of a coating; and FIGS. 6a, 6b devices for PVD coating demonstrate.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Werkstücks 10 mit einem Grundkörper 1 und einer Si-DLC enthaltenden Deckschicht 6, die einen Wasserstoffgehalt von 5 bis 20 atom-%, vorzugsweise 5 bis 18 atom-%, insbesondere 5 bis 15 atom-%, und besonders bevorzugt 5 bis 10 atom-% aufweist. Die Deckschicht 6 hat einen Siliziumgehalt von 5 bis 50 atom-%, bevorzugt 10 bis 30 atom-%, und insbesondere 15 bis 25 atom-%. In einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung enthält die Deckschicht 6 zudem 0,01 bis 6,0 atom-% Bor und/oder Schwefel. Der Gehalt an Wasserstoff und Silizium wird durch das Beschichtungsverfahren, insbesondere die Wahl des Targetmaterials der verwendeten Magnetronkathoden bestimmt. Erfolgt die Abscheidung in einer industriellen Beschichtungsanlage mit einer üblichen Leistungsdichte an der Targetoberfläche von etwa 5 bis 15 W-cm' in einer Gasatmosphäre mit einem geringen Wasserstoffanteil, z.B. Argon zu Acetylen (C2H2) im Verhältnis 350 sccm zu 25 sccm, so liegt der Wasserstoffgehalt in der Deckschicht 6 im Bereich von 5 bis 6 atom-%. Indem der Anteil von Acetylen oder Methan (CH4) erhöht wird, kann der Wasserstoffgehalt in der Deckschicht 6 auf Werte von bis zu 20 atom-% angehoben werden. Um den Siliziumgehalt der Deckschicht einzustellen, werden eine oder mehrere Magnetronkathoden mit Targets aus Silizium (Si), Siliziumcarbid (SiC) und Graphit (C) verwendet. Insbesondere werden die folgenden Kombinationen von Magnetronkathoden bzw. Targets eingesetzt: Figure 1 shows a cross section of a workpiece 10 according to the invention with a base body 1 and a Si-DLC-containing cover layer 6, which has a hydrogen content of 5 to 20 atomic%, preferably 5 to 18 atomic%, in particular 5 to 15 atomic%, and more preferably 5 to 10 atomic%. The cover layer 6 has a silicon content of 5 to 50 atom%, preferably 10 to 30 atom%, and in particular 15 to 25 atom%. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the cover layer 6 also contains 0.01 to 6.0 atom% of boron and / or sulfur. The content of hydrogen and silicon is determined by the coating method, in particular the choice of the target material of the magnetron cathodes used. If the deposition takes place in an industrial coating plant with a typical power density at the target surface of about 5 to 15 W-cm ' in a gas atmosphere with a low hydrogen content, eg argon to acetylene (C 2 H 2 ) in a ratio of 350 sccm to 25 sccm, so the hydrogen content in the cover layer 6 is in the range of 5 to 6 atomic%. By increasing the proportion of acetylene or methane (CH 4 ), the hydrogen content in the cover layer 6 can be raised to values of up to 20 atom%. In order to adjust the silicon content of the cover layer, one or more magnetron cathodes with targets of silicon (Si), silicon carbide (SiC) and graphite (C) are used. In particular, the following combinations of magnetron cathodes or targets are used:
(i) mxSiC + nxC mit m = 1 bis 6, n = 0 bis 5 und 1 < m + n < 6;  (i) mxSiC + nxC where m = 1 to 6, n = 0 to 5 and 1 <m + n <6;
(ii) kxSi + nxC mit k = 1 bis 6, n = 0 bis 5 und 1 < k + n < 6; und (ii) kxSi + nxC where k = 1 to 6, n = 0 to 5 and 1 <k + n <6; and
(iii) kxSi + mxSiC + nxC mit k = 1 bis 5, m = 1 bis 5, n = 0 bis 4 und (iii) kxSi + mxSiC + nxC where k = 1 to 5, m = 1 to 5, n = 0 to 4 and
2 < k + m + n < 6  2 <k + m + n <6
Je nach Wahl der Targetmaterialien und des Sputtergases werden der Silizium- und Wasserstoffgehalt der Deckschicht 6 innerhalb der vorstehend erwähnten Grenzen von 5 bis 20 atom-% Wasserstoff und 5 bis 50 atom-% Silizium eingestellt. Depending on the choice of the target materials and the sputtering gas, the silicon and hydrogen content of the cover layer 6 are set within the aforementioned limits of 5 to 20 atomic% hydrogen and 5 to 50 atomic% silicon.
Gegebenenfalls beinhalten die Si-, SiC- und Graphit-Targets Zusatzstoffe wie Bor, Aluminium, Wolfram, Vanadium und/oder Schwefel, welche den Reibungskoeffizienten μ der Deckschicht 6 mindern und/oder die elektrische Leitfähigkeit der Si- und SiC-Targets erhöhen. Die in den Si-, SiC- und Graphit-Targets enthaltenen Zusatzstoffe werden beim Sputtern in der Deckschicht 6 deponiert. Bevorzugt weist die Deckschicht 6 einen Gehalt an Bor und/oder Schwefel von 0,01 bis 6,0 atom-% auf. Die Deckschicht 6 ist 0,4 bis 5,0 μηι, vorzugsweise 0,6 bis 3,0 μπι, und insbesondere 0,8 bis 2,0 μηι dick. Die Dicke der Deckschicht 6 ist durch das Produkt aus Abscheiderate und Abscheidedauer bzw. bei variabler Abscheiderate durch das Zeitintegral der Abscheiderate bestimmt. Die Abscheiderate wiederum ist eine Funktion mehrerer Variablen, wie Anzahl, Targetgröße und Targetmaterial der Magnetronkathoden, Sputterstrom und der verwendeten Gasmischung sowie der geometrischen Anordnung der zu beschichtenden Teile und deren Bewegung bzw. Mehrfachrotation usw. Durch entsprechende Anpassung der Abscheiderate und der Abscheidedauer wird die Dicke der Deckschicht 6 eingestellt. Optionally, the Si, SiC and graphite targets contain additives such as boron, aluminum, tungsten, vanadium and / or sulfur, which reduce the coefficient of friction μ of the cover layer 6 and / or increase the electrical conductivity of the Si and SiC targets. The additives contained in the Si, SiC and graphite targets are deposited in the cover layer 6 during sputtering. Preferably, the cover layer 6 has a content of boron and / or sulfur of 0.01 to 6.0 atom%. The cover layer 6 is 0.4 to 5.0 μηι, preferably 0.6 to 3.0 μπι, and in particular 0.8 to 2.0 μηι thick. The thickness of the cover layer 6 is determined by the product of deposition rate and deposition time or at a variable deposition rate by the time integral of the deposition rate. The deposition rate in turn is a function of several variables, such as number, target size and target material of the magnetron cathodes, sputtering current and the gas mixture used and the geometric arrangement of the parts to be coated and their movement or multiple rotation, etc. By appropriate adjustment of the deposition rate and the deposition time, the thickness the cover layer 6 is set.
Werden für die Abscheidung der Deckschicht 6 zwei oder mehr voneinander verschiedene Magnetronkathoden bzw. Targetmaterialien verwendet, beispielsweise lxSiC + l Graphit, so bilden sich in der PVD-Beschichtungsvorrichtung vor den jeweiligen Magnetronkathoden Zonen aus, deren Gehalt an Kohlenstoff- und Siliziumatomen sich voneinander unterscheidet. So bildet sich vor einer Magnetronkathode mit Graphit-Target eine Plasmazone aus, die im Wesentlichen frei von Silizium ist. Demgegenüber enthält eine Zone vor einer Magnetronkathode mit SiC-Target sowohl Silizium als auch Kohlenstoff. Alternativ werden ein oder mehrere SiC- oder Si-Targets in Verbindung mit einem Kohlenstoff-haltigen Sputtergas, beispielsweise einer Mischung aus Argon und Acetylen (C2H2) in einem Volumenverhältnis von 350 : 40, d.h. mit einem nominellen Wasserstoffgehalt von 40x2 / (350x1 + 40x2 + 40x2) = 80/510 = 15,7 atom-% verwendet. Die Beschichtungszone vor einem Si-Target enthält dann sowohl Silizium wie auch Kohlenstoff, so dass auf einem in dieser Beschichtungszone befindlichen Werkstück 1 eine Si-DLC-Schicht abgeschieden wird. Wie bereits vorstehend erläutert, wird ein Volumenverhältnis von Argon zu Acetylen in der Sputteratmosphäre von beispielsweise 350:40 eingestellt, indem die über die MFC eingelassenen Gasflüsse auf 350 sccm Argon und 40 sccm Acetylen geregelt werden. If two or more different magnetron cathodes or target materials are used for the deposition of the covering layer 6, for example lxSiC + 1 graphite, then zones form in the PVD coating apparatus in front of the respective magnetron cathodes whose content of carbon and silicon atoms differs from one another. Thus, in front of a magnetron cathode with graphite target, a plasma zone is formed, which is essentially free of silicon. In contrast, a zone in front of a magnetron cathode with SiC target contains both silicon and carbon. Alternatively, one or more SiC or Si targets are used in conjunction with a carbon-containing sputtering gas, for example a mixture of argon and acetylene (C 2 H 2 ) in a volume ratio of 350:40, ie with a nominal hydrogen content of 40x2 / ( 350x1 + 40x2 + 40x2) = 80/510 = 15.7 atom% used. The coating zone in front of an Si target then contains both silicon and carbon, so that a Si-DLC layer is deposited on a workpiece 1 located in this coating zone. As already explained above, a volume ratio of argon to acetylene in the sputtering atmosphere of, for example, 350:40 is set by controlling the gas flows introduced via the MFC to 350 sccm of argon and 40 sccm of acetylene.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden die zu beschichtenden Werkstücke während des Beschichtungsvorgangs mittels eines Planetenantriebs innerhalb der PVD-Beschichtungsvorrichtung durch die Beschichtungszonen bewegt und vorzugsweise mittels Magnetronkathoden, die in Verbindung mit elektromagnetischen Feldspulen ein tunnelartiges Magnetfeld und ein großvolumiges Plasma erzeugen, unter Anwendung eines negativen Substratpotentials bewirkten Ionenbeschusses beschichtet. Die zu beschichtenden Werkstücke sind auf Substrathaltern befestigt. Die Substrathalter sind auf einem Drehteller gelagert und um ihre Längsachse rotierbar. Während der Abscheidung der Deckschicht 6 werden der Drehteller und die Substrathalter mit den Werkstücken mittels des Planetenantriebs gedreht, wobei die zeitabhängige Bahn s(t) eines Werkstücks in einer durch Koordinaten ( x ; y ) definierten horizontalen Ebene durch folgende Formel beschreibbar ist: s(t) = ( x(t) ; y(t) ) = ( RD cos(coD t) + Rs-cos(QS t + Δφ) ; RD-sin(roD't) + Rs sin(cöS t + Δφ) ) mit t = Zeit ; RD = Drehteller-Radius ; Rs = Substrathalter-Radius ; In a preferred embodiment of the invention, the workpieces to be coated are moved through the coating zones during the coating process by means of a planetary drive within the PVD coating apparatus and preferably by means of a magnetron cathode, which generates a tunnel-like magnetic field and a large-volume plasma in conjunction with electromagnetic field coils Substrate potential caused ion bombardment coated. The workpieces to be coated are mounted on substrate holders. The substrate holders are mounted on a turntable and rotatable about its longitudinal axis. During the deposition of the cover layer 6 of the turntable and the substrate holder with the workpieces by means of The time-dependent trajectory s (t) of a workpiece in a horizontal plane defined by coordinates (x; y) can be described by the following formula: s (t) = (x (t); y (t)) = (R D cos (co D t) + R s -cos (Q S t + Δφ); R D -sin (ro D 't) + R s sin (c o S t + Δφ)) with t = time; R D = turntable radius; Rs = substrate holder radius;
OOD = Drehteller- Winkelgeschwindigkeit ; cos— Substrathalter- Winkelgeschwindigkeit ; und Δφ = Winkelversatz zwischen Substrathalter und Drehteller OO D = turntable angular velocity; cos substrate holder angular velocity; and Δφ = angular offset between substrate holder and turntable
Vorzugsweise ist das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten CÖS /COD eine gebrochen rationale, insbesondere irrationale Zahl, so dass die Bahn s(t) nicht stationär ist. Preferably, the ratio of the angular velocities CÖ S / CO D is a fractionally rational, in particular irrational number, so that the path s (t) is not stationary.
Bei einer vollständigen Rotation des Drehtellers wird jedes Werkstück einmal durch die Beschichtungszone vor jeder der Magnetronkathoden geführt. Je nach Silizium- und Kohlenstoffgehalt der verschiedenen Beschichtungszonen wird dabei auf dem Werkstück eine dünne Lage aus Si-DLC oder DLC abgeschieden. Folglich weist die Deckschicht 6, wie in Fig. 2a, 3 und 4 dargestellt, eine Feinstruktur aus alternierenden Lagen 6A/6B/6A/6B/... aus Si-DLC und DLC bzw. Me-DLC, insbesondere W-DLC auf, d.h. eine Feinstruktur der Gestalt Si-DLC/Me-DLC/Si-DLC/Me-DLC/... bzw. Me-DLC/Si-DLC/Me-DLC/Si-DLC/... Die Dicke der alternierenden Lagen 6A und 6B liegt im Bereich von jeweils 0,1 bis 100 nm, vorzugsweise 1 bis 10 nm und insbesondere 1 bis 5 nm.  Upon complete rotation of the turntable, each workpiece is once passed through the coating zone in front of each of the magnetron cathodes. Depending on the silicon and carbon content of the various coating zones, a thin layer of Si-DLC or DLC is deposited on the workpiece. Thus, as shown in Figs. 2a, 3 and 4, the capping layer 6 has a fine structure of alternating layers 6A / 6B / 6A / 6B / ... of Si-DLC and DLC and Me-DLC, respectively, W-DLC ie a fine structure of the form Si-DLC / Me-DLC / Si-DLC / Me-DLC / ... or Me-DLC / Si-DLC / Me-DLC / Si-DLC / ... The thickness of the alternating layers 6A and 6B is in the range of 0.1 to 100 nm, preferably 1 to 10 nm, and more preferably 1 to 5 nm.
Fig. 2b zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Ein Werkstück 11' ist mit einer Deckschicht 6 ausgerüstet, die eine oder mehrere Doppellagen (6A/6B) sowie eine oder mehrere Doppellagen (6C/6D) umfasst. Die Doppellagen (6C/6D) bilden die obere Deckschicht und damit die Oberfläche der Deckschicht 6 bzw. sind die Doppellagen (6A/6B) zwischen den Doppellagen (6C/6D) und dem Grundkörper 1 angeordnet. Die Doppellagen (6A/6B) bestehen wechselweise aus Si-DLC und DLC und bilden eine Lagenfolge des Typs Si-DLC/DLC/Si-DLC/DLC/... oder DLC/Si-DLC/DLC/Si-DLC/... Auch die Doppellagen (6C/6D) bestehen wechselweise aus Si-DLC und DLC und bilden eine Lagenfolge des Typs Si-DLC/DLC/Si-DLC/DLC/... oder DLC/Si-DLC/DLC/Si-DLC/... Die Doppellagen (6A 6B) und (6C/6D) unterscheiden sich voneinander durch das relative Verhältnis der Dicken der alternierenden DLC- und Si-DLC-Lagen, d.h. den Quotienten (Lagendicke DLC)/(Lagendicke Si-DLC). In den Doppellagen (6A/6B) ist der Quotient (Lagendicke DLC)/(Lagendicke Si-DLC) größer/gleich 0,9, vorzugsweise größer 1,2. Demgegenüber ist in den Doppellagen (6C/6D) der Quotient (Lagendicke DLC)/(Lagendicke Si-DLC) kleiner 0,9, vorzugsweise kleiner 0,8. Hierdurch wird erreicht, dass der obere, mit einem Gegenkörper in Kontakt befindliche Teil (6C/6D) der Deckschicht 6 einen sehr geringen Reibungskoeffizienten aufweist und nach lokalem Verschleiß der oberen Deckschicht der verschleißfestere untere Teil (6A/6B) das Fortschreiten des Verschleißes reduziert. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Siliziumgehalt der Deckschicht 6 variiert, indem das Verhältnis der elektrischen Leistungen und damit der Abscheideraten der Magnetronkathoden mit SiC- bzw. Si-Target relativ zu den Magnetronkathoden mit Graphit-Target erhöht oder erniedrigt wird. Alternativ oder ergänzend hierzu wird die Zusammensetzung des Sputtergases, beispielsweise das Volumenverhältnis (sccm) von Acetylen zu Argon variiert. Insbesondere wird das Beschichtungsverfahren so geführt, dass der Siliziumanteil der Deckschicht 6 in Richtung einer Oberflächennormale 16 des Grundkörpers 1, d.h. mit zunehmendem Abstand vom Grundkörper 1 ansteigt. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Figuren 2a, 2b, 3 und 4 gezeigt. Demnach sind zwischen dem Grundkörper 1 und der Deckschicht 6 eine Haftschicht 2 und/oder eine erste und zweite Vermittlerschicht 3, 4 bzw. ein erstes und zweites Schichtsystem 30, 40 und/oder eine dritte Vermittlerschicht 5 angeordnet. Die Haftschicht 2 grenzt unmittelbar an den Grundkörper 1 und gegebenenfalls an die Deckschicht 6. Die erste Vermittlerschicht 3 bzw. das erste Schichtsystem 30 grenzt unmittelbar an den Grundkörper 1 oder die Haftschicht 2 und ggf. an die Deckschicht 6. Die zweite Vermittlerschicht 4 bzw. das zweite Schichtsystem 40 grenzt unmittelbar an den Grundkörper 1, die Haftschicht 2, die erste Vermittlerschicht 3 oder das erste Schichtsystem 30 und ggf. an die Deckschicht 6. Die dritte Vermittlerschicht 5 grenzt unmittelbar an die Deckschicht 6 sowie an den Grundkörper 1 , die Haftschicht 2, die erste Vermittlerschicht 3, das erste Schichtsystem 30, die zweite Vermittlerschicht 4 oder das zweite Schichtsystem 40. Fig. 2b shows a further embodiment of the invention. A workpiece 11 'is equipped with a cover layer 6 comprising one or more double layers (6A / 6B) and one or more double layers (6C / 6D). The double layers (6C / 6D) form the upper cover layer and thus the surface of the cover layer 6 or the double layers (6A / 6B) between the double layers (6C / 6D) and the base body 1 are arranged. The double layers (6A / 6B) consist alternately of Si-DLC and DLC and form a layer sequence of the type Si-DLC / DLC / Si-DLC / DLC / ... or DLC / Si-DLC / DLC / Si-DLC /. .. The double layers (6C / 6D) consist alternatively of Si-DLC and DLC and form a layer sequence of the type Si-DLC / DLC / Si-DLC / DLC / ... or DLC / Si-DLC / DLC / Si DLC / ... The double layers (6A 6B) and (6C / 6D) differ from each other by the relative ratio of the thicknesses of the alternating DLC and Si-DLC layers, ie the quotient (layer thickness DLC) / (layer thickness Si-DLC ). In the double layers (6A / 6B), the quotient (layer thickness DLC) / (layer thickness Si-DLC) is greater than or equal to 0.9, preferably greater than 1.2. In contrast, in the double layers (6C / 6D), the quotient (layer thickness DLC) / (layer thickness Si-DLC) is smaller than 0.9, preferably smaller than 0.8. As a result, it is achieved that the upper part (6C / 6D), which is in contact with a counter-body, of the Cover layer 6 has a very low coefficient of friction and, after local wear of the upper cover layer of the wear-resistant lower part (6A / 6B) reduces the progression of wear. In a particularly preferred development of the invention, the silicon content of the cover layer 6 is varied by increasing or decreasing the ratio of the electrical powers and thus the deposition rates of the magnetron cathodes with SiC or Si target relative to the magnetron cathodes with graphite target. Alternatively or additionally, the composition of the sputtering gas, for example the volume ratio (sccm) of acetylene to argon is varied. In particular, the coating process is performed so that the silicon content of the cover layer 6 increases in the direction of a surface normal 16 of the base body 1, ie, with increasing distance from the base body 1. Advantageous developments of the invention are shown in Figures 2a, 2b, 3 and 4. Accordingly, an adhesive layer 2 and / or a first and second mediator layer 3, 4 or a first and second layer system 30, 40 and / or a third mediator layer 5 are arranged between the base body 1 and the cover layer 6. The adhesive layer 2 directly adjoins the base body 1 and optionally the cover layer 6. The first intermediate layer 3 or the first layer system 30 directly adjoins the main body 1 or the adhesive layer 2 and possibly the cover layer 6. The second intermediate layer 4 or the second layer system 40 directly adjoins the main body 1, the adhesion layer 2, the first mediator layer 3 or the first layer system 30 and optionally to the cover layer 6. The third mediator layer 5 directly adjoins the cover layer 6 and the base body 1, the adhesion layer 2, the first mediator layer 3, the first layer system 30, the second mediator layer 4 or the second layer system 40.
Beginnend mit dem Grundkörper 1 sind die jeweiligen Schichten bzw. Schichtsysteme in Richtung einer Oberflächennormale 16 des Grundkörpers in aufsteigender Reihenfolge mit den Bezugszeichen 2, 3 bzw. 30, 4 bzw. 40, 5 und 6 gekennzeichnet. Die in den Figuren 2a, 2b, 3 und 4 gezeigten Ausfuhrungsformen repräsentieren lediglich eine Untermenge der erfindungsgemäß vorgesehenen 36 Kombinationsmöglichkeiten der zwischen dem Grundkörper 1 und der Deckschicht 6 liegenden Schichten bzw. Schichtsysteme 2, 3 bzw. 30, 4 bzw. 40 und 5. Die Zahl 36 der Kombinationsmöglichkeiten ergibt sich aus der folgenden Betrachtung: Schicht bzw. Schichtsystem Möglichkeiten Anzahl Starting with the base body 1, the respective layers or layer systems in the direction of a surface normal 16 of the base body are identified in ascending order by the reference symbols 2, 3 or 30, 4 or 40, 5 and 6. The embodiments shown in FIGS. 2 a, 2 b, 3 and 4 represent only a subset of the 36 possible combinations of the layers or layer systems 2, 3 or 30, 4 or 40 and 5 between the base body 1 and the cover layer 6. The number 36 of the possible combinations results from the following consideration: Layer or layer system possibilities number
Haftschicht nein | ja 2  Adhesive layer no | Yes 2
erste Vermittlerschicht/erstes Schichtsystem nein | 3 | 30 3  first mediator layer / first layer system no | 3 | 30 3
zweite Vermittlerschicht/zweites Schichtsystem nein | 4 | 40 3  second mediator layer / second layer system no | 4 | 40 3
dritte Vermittlerschicht nein | ja 2  third intermediary layer no | Yes 2
Möglichkeiten gesamt: 2 x 3 x 3 x 2 = 36  Total possibilities: 2 x 3 x 3 x 2 = 36
Wie in Fig. 4 gezeigt, besteht das erste Schichtsystem 30 aus einer oder mehreren Doppelschichten n (31, 32), wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 ist. Das zweite Schichtsystem 40 umfasst eine oder zwei Schichten 41 bzw. 41, 42. As shown in FIG. 4, the first layer system 30 consists of one or more bilayers n (31, 32), where n is an integer greater than or equal to 1. The second layer system 40 comprises one or two layers 41 or 41, 42.
Die Dicke der Schichten 3, 31, 32, 4, 41, 42, 5 beträgt jeweils 0,1 bis 3,0 μπι, bevorzugt 0,1 bis 0,8 μπι, und insbesondere 0,1 bis 0,6 μπι. The thickness of the layers 3, 31, 32, 4, 41, 42, 5 is in each case 0.1 to 3.0 μπι, preferably 0.1 to 0.8 μπι, and in particular 0.1 to 0.6 μπι.
Die Haftschicht 2, die Vermittlerschichten bzw. Schichtsysteme 3 bzw. 30, 4 bzw. 40 und 5 verbessern die Haftfestigkeit der Deckschicht 6 und oder mindern die thermische Fehlanpassung, d.h. die Differenz zwischen den Temperaturausdehnungskoeffizienten der Deckschicht 6 und des Grundkörpers 1.  The adhesive layer 2, the intermediary layers 3, 30, 4, 40 and 5, respectively, improve the adhesive strength of the cover layer 6 and / or reduce the thermal mismatch, i. the difference between the coefficients of thermal expansion of the cover layer 6 and the base body. 1
Besteht der Grundkörper 1 aus einem weichen Werkstoff, so haben die Haftschicht 2, die Vermittlerschichten bzw. Schichtsysteme 3 bzw. 30, 4 bzw. 40 und oder 5 die zusätzliche Funktion, eine stützende Auflage mit erhöhter Festigkeit für die Deckschicht 6 bereitzustellen. Im Rahmen der Erfindung ist insbesondere die Abscheidung einer Haftschicht 2 aus Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si oder Ni auf dem Grundkörper 1 vorgesehen. Hierzu wird eine Magnetronkathode mit einem Target aus Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si oder Ni eingesetzt. Eine Haftschicht 2 aus CrN wird in einer Stickstoff-haltigen Gasatmosphäre, beispielsweise einer Mischung aus Argon und Stickstoff (N2) abgeschieden, d.h. mittels reaktivem Magnetronsputtern. If the base body 1 consists of a soft material, then the adhesive layer 2, the intermediary layers or layer systems 3, 30, 4, 40 and or 5 have the additional function of providing a supporting support with increased strength for the cover layer 6. In the context of the invention, in particular the deposition of an adhesive layer 2 of Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni on the base body 1 is provided. For this purpose, a magnetron cathode with a target of Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni is used. An adhesion layer 2 made of CrN is deposited in a nitrogen-containing gas atmosphere, for example a mixture of argon and nitrogen (N 2 ), ie by means of reactive magnetron sputtering.
Zur Kompensation der thermischen Fehlanpassung werden zweckmäßigerweise eine erste Vermittlerschicht 3 bzw. eine oder mehrere Doppelschichten (31, 32), eine zweite Vermittlerschicht 4, 41 bzw. (41, 42) und/oder eine dritte Vermittlerschicht 5 aus SiCx, WCx, Si-DLC, Me-DLC, insbesondere W-DLC oder DLC direkt auf dem Grundkörper 1 oder einer zuvor erzeugten Haftschicht 2 aus Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si oder Ni abgeschieden, wobei 0,1 < X < 2,0 ist. To compensate for the thermal mismatch, a first intermediate layer 3 or one or more double layers (31, 32), a second intermediate layer 4, 41 or (41, 42) and / or a third intermediate layer 5 made of SiCx, WCx, Si are expediently used. DLC, Me-DLC, in particular W-DLC or DLC deposited directly on the base body 1 or a previously produced adhesion layer 2 of Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni, where 0, 1 <X <2.0.
Die Dicke der alternierenden Schichten 31 und 32 beträgt jeweils 0,1 bis 3,0 μπι, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 μπι und insbesondere 0,1 bis 0,6 μπι. Die Doppelschichten (31, 32) werden sequentiell abgeschieden, indem wechselweise mit ausgewählten Magnetronkathoden gesputtert wird, während die übrigen Magnetronkathoden ausgeschaltet sind bzw. mit einer geringen elektrischen Leistung unterhalb dem für Sputter-Abscheidung erforderlichen Wert betrieben werden. Alternativ zu einer Absenkung der elektrischen Leistung der Magnetronkathoden ist der Einsatz von Abschirmblenden vorgesehen, die automatisch bzw. mittels elektronischer Steuerung verfahren werden und das Target der jeweiligen Magnetronkathode freigeben oder abdecken. Derartige, im Stand der Technik gebräuchliche Abschirmblenden gestatten es, die Magnetronkathoden mit im Wesentlichen konstanter Leistung zu betreiben und die Sputterparameter zu stabilisieren. The thickness of the alternating layers 31 and 32 is in each case 0.1 to 3.0 μπι, preferably 0.1 to 1.5 μπι and in particular 0.1 to 0.6 μπι. The bilayers (31, 32) are sequentially deposited by sputtering alternately with selected magnetron cathodes while the remaining magnetron cathodes are switched off low electrical power below the value required for sputtering deposition. As an alternative to a reduction in the electrical power of the magnetron cathodes, the use of shielding screens is provided, which are moved automatically or by means of electronic control and release or cover the target of the respective magnetron cathode. Such shielding screens commonly used in the art allow the magnetron cathodes to be operated at substantially constant power and to stabilize the sputtering parameters.
Beispielsweise wird zunächst mittels einer oder mehreren Magnetronkathoden mit SiC-Target eine Si-DLC-Schicht erzeugt. Hieran anschließend wird die Magnetronkathode mit SiC- Target abgeschaltet bzw. heruntergeregelt und eine oder mehrere Magnetronkathoden mit WC-Target eingeschaltet, um eine W-DLC-Schicht abzuscheiden. Die vorstehenden Sputterschritte werden ggf. mehrfach wiederholt, um ein Schichtsystem 30 mit mehreren Doppelschichten (31, 32) zu erzeugen. In analoger Weise werden durch wechselweisen Einsatz von Magnetronkathoden mit Si-, SiC-, W-, WC-, Graphit-, MeC- oder Me-Target eine oder mehrere Doppelschichten (31, 32) der Typen (SiCx/MeCx), (MeCx, SiCx), (SiCx/DLC), (SiCx/Me-DLC), (MeCx/Si-DLC), (Si-DLC/MeCx), (W-DLC/SiCx), (Si-DLC/DLC), (Si-DLC Me-DLC), (DLC/Si-DLC) oder (Me-DLC/Si-DLC) abgeschieden, wobei Me-DLC vorzugsweise als W-DLC und MeCx vorzugsweise als WCX ausgeführt ist. For example, an Si-DLC layer is first produced by means of one or more magnetron cathodes with an SiC target. Following this, the magnetron cathode with SiC target is switched off or switched off and one or more magnetron cathodes with WC target are switched on in order to deposit a W-DLC layer. If necessary, the above sputtering steps are repeated several times in order to produce a layer system 30 with a plurality of double layers (31, 32). In an analogous manner, by alternately using magnetron cathodes with Si, SiC, W, WC, graphite, MeC or Me target, one or more double layers (31, 32) of the types (SiC x / MeC x ), (MeC x, SiC x), (SiC x / DLC), silicon carbide (SiC x / Me-DLC), (MeC x / Si-DLC), (Si-DLC / MeC x), (W-DLC / SiC x) , (Si-DLC / DLC), (Si-DLC Me-DLC), (DLC / Si-DLC) or (Me-DLC / Si-DLC) deposited, with Me-DLC preferably as W-DLC and MeC x preferably as WC X is executed.
Demgegenüber werden bei der Abscheidung der Deckschicht 6 alternierende Lagen aus Si-DLC und DLC bzw. aus Si-DLC und Me-DLC, insbesondere W-DLC mit einer Dicke von 0,1 bis 20 nm simultan in verschiedenen Beschichtungszonen vor den jeweiligen Magnetronkathoden abgeschieden. On the other hand, in the deposition of the cover layer 6, alternating layers of Si-DLC and DLC or of Si-DLC and Me-DLC, in particular W-DLC with a thickness of 0.1 to 20 nm, are deposited simultaneously in different coating zones in front of the respective magnetron cathodes ,
Fig. 5 zeigt ein mit Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) aufgenommenes Tiefenprofil einer erfindungsgemäßen Beschichtung auf einem Substrat 1 aus Stahl der Sorte 100Cr6. Die Beschichtung umfasst eine 1,9 μπι dicke Deckschicht 6 aus Si-DLC mit etwa 77 atom-% Kohlenstoff, 15 atom-% Silizium und 8 atom-% Wasserstoff. Zwischen der Deckschicht 6 und dem Substrat 1 sind nacheinander eine Haftschicht 2 aus 0,5 μιη Cr, eine erste Vermittlerschicht 3 mit einer Dicke von 0,3 μπι aus WCX und eine zweite Vermittlerschicht 4 mit 0,3 μπι Dicke aus W-DLC angeordnet. Der Übergang von der zweiten Vermittlerschicht aus W-DLC zur Si-DLC Deckschicht ist gradiert. 5 shows a depth profile of a coating according to the invention on a substrate 1 made of steel of the grade 100Cr6, recorded using secondary ion mass spectrometry (SIMS). The coating comprises a 1.9 μπι thick cover layer 6 of Si-DLC with about 77 atomic% carbon, 15 atomic% silicon and 8 atomic% hydrogen. Between the cover layer 6 and the substrate 1 are successively an adhesive layer 2 of 0.5 μιη Cr, a first mediator layer 3 with a thickness of 0.3 μπι from WC X and a second mediator layer 4 with 0.3 μπι thickness from W-DLC arranged. The transition from the second mediator layer of W-DLC to the Si-DLC capping layer is graded.
In Fig. 6a und 6b sind schematische Draufsichten auf PVD-Beschichtungsvorrichtungen 100, 100' zum Erzeugen der erfindungsgemäßen Beschichtungssysteme wiedergegeben. Die PVD- BescMchtungsvorrichtungen 100, 100' umfassen eine Vakuumkammer 110, in welcher eine oder mehrere Magnetronkathoden (50, 50; 60, 60; 70, 70) mit Targets (51, 51; 61, 61; 71, 71) angeordnet sind. Die Magnetronkathoden (50, 50; 60, 60; 70, 70) sind als unbalancierte Magnetronkathoden ausgebildet, die in Verbindung mit elektromagnetischen Feldspulen, die tunnelartige Magnetfelder an den Magnetronkathoden sowie ein Fernfeld erzeugen, welches einen großen Teil der zu beschichtenden Teile umschließt und vor den Magnetrontargets vorliegende Elektronen in den Beschichtungsraum einleitet. Hierdurch wird in einem großen Bereich um die zu beschichtenden Teile ein großvolumiges dichtes Plasma erzeugt. An die zu beschichtenden Teile wird ein negatives Biaspotential von 200 V angelegt, wodurch ein intensiver Ionenbeschuss der Teile bei der Beschichtung hervorgerufen wird. Dieser Ionenbeschuss ist notwendig zur Abscheidung von qualitativ hochwertigen Hartstoff- und DLC-Schichten aller Ausfuhrungen. Die Beschichtungsvorrichtungen 100 und 100' unterscheiden sich lediglich in der Polarität der an zwei Magnetronkathoden (50, 50) eingesetzten Magnetfelder. Die zu beschichtenden Werkstücke 1 sind auf Substrathaltern 90 befestigt, die auf einem, in Fig. 6a und 6b nicht gezeigten Drehteller um ihre Längsachse rotierbar gelagert sind. Mittels eines Planetenantriebs (nicht gezeigt) werden der Drehteller und simultan die Substrathalter 90 mit den Werkstücken 1 rotiert. Die Rotation des Drehtellers und der Substrathalter 90 ist durch kreisförmige Pfeile 91 bzw. 92 angedeutet. FIGS. 6a and 6b show schematic plan views of PVD coating devices 100, 100 'for producing the coating systems according to the invention. The PVD Cleaning devices 100, 100 'comprise a vacuum chamber 110, in which one or more magnetron cathodes (50, 50, 60, 60, 70, 70) are arranged with targets (51, 51, 61, 61, 71, 71). The magnetron cathodes (50, 50, 60, 70, 70) are designed as unbalanced magnetron cathodes which, in conjunction with electromagnetic field coils, generate the tunnel-like magnetic fields on the magnetron cathodes and a far field which encloses a large part of the parts to be coated and before the electrons present the magnetron targets into the coating chamber. As a result, a large-volume dense plasma is generated in a large area around the parts to be coated. A negative bias potential of 200 V is applied to the parts to be coated, causing intense ion bombardment of the parts during coating. This ion bombardment is necessary for the deposition of high-quality hard material and DLC layers of all executions. The coating devices 100 and 100 'differ only in the polarity of the magnetic fields applied to two magnetron cathodes (50, 50). The workpieces 1 to be coated are fastened to substrate holders 90, which are mounted rotatably about their longitudinal axis on a turntable (not shown in FIGS. 6a and 6b). By means of a planetary drive (not shown), the turntable and simultaneously the substrate holder 90 with the workpieces 1 are rotated. The rotation of the turntable and the substrate holder 90 is indicated by circular arrows 91 and 92, respectively.
Die Abscheidung der erfindungsgemäßen Beschichtungssysteme erfolgt in einer kontrollierten Atmosphäre 80 bei einem Druck von 0,5x10"3 bis 0,05 mbar. Zur Aufrechterhaltung des geringen Druckes ist die PVD-Beschichtungsvorrichtung 100 mit einem Pumpenstand, insbesondere mit Turbomolekularpumpen (nicht gezeigt) verbunden. Über eine oder mehrere Zuführungen 120 werden in die PVD-Beschichtungsvorrichtung 100 kontinuierlich inerte Gase, wie Argon, Krypton oder Xenon und ggf. Reaktivgase, wie Acetylen (C2H2), Methan (CH4), Stickstoff (N2)5 Silane (SimHn), insbesondere Monosilan (S1H4), Organosilane, insbesondere Tetramethylsilan (C4Hi2Si) und Hexamethyldisiloxan (CöHigOS ) und Organosilazane sowie ggf. Mischungen von inerten Gasen und Reaktivgasen geleitet, um die Zusammensetzung der Atmosphäre bzw. des Plasmas 80 und der auf den Werkstücken 1 abgeschiedenen Schichten in gezielter Weise zu beeinflussen. Zur Kontrolle des Volumenstroms der verschiedenen Gase sind die Zuführungen 120 mit elektrisch regelbaren Ventilen bzw. Mengenflussreglern (mass flow Controller, abgekürzt MFC) ausgestattet. Jede der Magnetronkathoden (50, 50; 60, 60; 70, 70) ist mit einer separat regelbaren elektrischen Leistungsversorgung (nicht gezeigt) verbunden. Bevorzugt werden die Magnetronkathoden mit Gleichspannung oder gepulster Gleichspannung betrieben (sogenanntes DC-Magnetronsputtern). The coating systems according to the invention are deposited in a controlled atmosphere 80 at a pressure of 0.5 × 10 -3 to 0.05 mbar To maintain the low pressure, the PVD coating device 100 is connected to a pump station, in particular to turbomolecular pumps (not shown). Continuously inert gases, such as argon, krypton or xenon and possibly reactive gases, such as acetylene (C 2 H 2 ), methane (CH 4), nitrogen (N 2 ) 5 silanes (PV), are continuously introduced into the PVD coating apparatus 100 via one or more feeders 120. Si m H n ), in particular monosilane (S1H4), organosilanes, in particular tetramethylsilane (C 4 Hi 2 Si) and hexamethyldisiloxane (CöHigOS) and organosilazanes and optionally mixtures of inert gases and reactive gases passed to the composition of the atmosphere or of the plasma 80 and the layers deposited on the workpieces 1 can be influenced in a targeted manner To control the volumetric flow of the various gases are the Zu 120 with electrically adjustable valves or mass flow controllers (MFC). Each of the magnetron cathodes (50, 50, 60, 60, 70, 70) is connected to a separately controllable electrical power supply (not shown). The magnetron cathodes are preferably operated with DC voltage or pulsed DC voltage (so-called DC magnetron sputtering).
Im Weiteren ist eine Gleichspannungsquelle (nicht gezeigt) zum Anlegen einer Biasspannung von bis zu -300 V, vorzugsweise -50 bis -200 V bzw. einer Ätzspannung von bis zu -2000 V, vorzugsweise -1000 V an die zu beschichtenden Werkstücke 1 vorgesehen. Hierbei ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine gepulste DC-Spannungsquelle an die Substrate angeschlossen. Dementsprechend sind der Drehteller und die Substrathalter 90 aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, wie Stahl gefertigt und mit der Gleichspannungsquelle für die Biasspannung elektrisch leitend verbunden. In addition, a DC voltage source (not shown) for applying a bias voltage of up to -300 V, preferably -50 to -200 V or an etching voltage of up to -2000 V, preferably -1000 V, to the workpieces 1 to be coated is provided. In this case, in a further preferred embodiment, a pulsed DC voltage source is connected to the substrates. Accordingly, the turntable and the substrate holder 90 are made of an electrically conductive material, such as steel and electrically connected to the DC voltage source for the bias voltage.
Durch die Biasspannung bzw. das Biaspotential werden ionisierte Gasatome, zum Beispiel Ar-Ionen aus dem Plasma 80 auf die zu beschichtenden Werkstücke beschleunigt. Durch die auf die Oberfläche der Werkstücke auftreffenden Ionen wird auf die Oberfiächenatome kinetische Energie übertragen (sogenanntes Ionenbombardement). Insbesondere werden bei der Abscheidung von DLC- und Si-DLC-Schichten durch Ionenbombardement mit einem Biaspotential zwischen -50 und -300 V die Schichteigenschaften, wie Härte, Verschleißbeständigkeit und Sc chtstruktur sowie der Anteil von sp3-gebundenem Kohlenstoff optimiert. The bias voltage or the bias potential accelerate ionized gas atoms, for example Ar ions from the plasma 80, to the workpieces to be coated. Due to the ions impinging on the surface of the workpieces, kinetic energy is transferred to the surface atoms (so-called ion bombardment). In particular, in the deposition of DLC and Si-DLC layers by ion bombardment with a bias potential between -50 and -300 V, the layer properties, such as hardness, wear resistance and Sc truktstruktur and the proportion of sp 3- bonded carbon optimized.
In Weiterbildung der Erfindung wird die Oberfläche der Werkstücke 1 vor Abscheidung der Haftschicht 2, der Vermittlerschichten 3, 4 und gegebenenfalls 5 oder Schichtsysteme 30 und 40 bzw. vor Abscheidung der Deckschicht 6 mittels Ionenätzen, vorzugsweise mit Argonionen gereinigt. Hierfür wird an die Substrathalter 90 bzw. an die Werkstücke 1 eine Spannung von bis zu - 1000 V angelegt. In a further development of the invention, the surface of the workpieces 1 is cleaned prior to deposition of the adhesive layer 2, the mediator layers 3, 4 and optionally 5 or layer systems 30 and 40 or before deposition of the cover layer 6 by means of ion etching, preferably with argon ions. For this purpose, a voltage of up to - 1000 V is applied to the substrate holder 90 or to the workpieces 1.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Werkstücke (10, 11, 11', 12, 13) bzw. der Deckschichten 6 werden mit den nachfolgend aufgelisteten Messverfahren bestimmt: Härte HUpiast gemäß ISO EN 14577 mit Fischerscope® H100C der Helmut Fischer GmbH, Sindelfingen (DE) mit Vickers Diamantspitze und einer Prüfkran von 20 bis 50 mN; The properties of the workpieces (10, 11, 11 ', 12, 13) according to the invention and of the cover layers 6 are determined using the following measuring methods: Hardness HUpiast according to ISO EN 14577 with Fischer Scope® H100C from Helmut Fischer GmbH, Sindelfingen (DE) with Vickers diamond point and a test crane from 20 to 50 mN;
Reibungskoeffizient μ mittels Stift-Scheibe Test (pin on disk test) gemäß DIN EN 50324 (ASTM G99) mit einem Tribometer der CSM Instruments SA, Peseux (CH) in Luft mit einer relativen Feuchte von etwa 50 % (~ 9 g/m3 Wasserdampfgehalt); Coefficient of friction μ by pin-on-disk test according to DIN EN 50324 (ASTM G99) with a tribometer from CSM Instruments SA, Peseux (CH) in air with a relative humidity of about 50% (~ 9 g / m 3 water vapor content);
Verschleißfestigkeit mittels Kalottenverschleißtest (üblicherweise auch als Ball-Crater- oder Calo-Test bezeichnet) gemäß ISO EN- 1071-6 mit dem Instrument kaloMAX NT der BAQ GmbH, Braunschweig (DE) mit einer Suspension von AI2O3 -Pulver mit einer Korngröße von 1 μηι in Glyzerin als Abrasivpaste, einer Stahlkugel mit 30 mm Durchmesser, einer Andruck- bzw. Auflagekraft von 0,54 N, und einer Umdrehungszahl von 50 bis 55 U/min bei einer Schleifdauer von 3 bis 9 Minuten, einem Schleifweg von 17 bis 51 m und einer Schleiftiefe von 0,4 bis 1,2 μπι; Wear resistance by Kalottenverschleißtest (commonly referred to as Ball Crater or Calo test) according to ISO EN 1071-6 with the instrument kaloMAX NT BAQ GmbH, Braunschweig (DE) with a suspension of AI2O3 powder with a particle size of 1 μηι in glycerin as an abrasive paste, a steel ball with a diameter of 30 mm, a contact force of 0.54 N, and a speed of 50 to 55 rpm with a grinding time of 3 to 9 minutes, a grinding distance of 17 to 51 m and a grinding depth of 0.4 to 1.2 μπι;
Haftfestigkeit mittels Rockwell A Test bei Substraten aus Hartmetall und ansonsten mittels Rockwell C Test gemäß der Richtlinie VDI 3198 bei einer Andruckkraft von 588,4 N, respektive 1471 N;  Bonding strength by means of Rockwell A test on carbide substrates and otherwise by means of Rockwell C test in accordance with the guideline VDI 3198 at a pressure of 588.4 N, respectively 1471 N;
Haftfestigkeit bzw. kritischer Lastwert Lc2 mittels Ritztest nach ISO EN 1071-3 mit einem CSM Scratch Tester Micro der CSM Instruments SA, Peseux (CH); Adhesive strength or critical load value Lc 2 by means of scratch test in accordance with ISO EN 1071-3 with a CSM Scratch Tester Micro from CSM Instruments SA, Peseux (CH);
Silizium- und Kohlenstoffgehalt mittels Electron-Probe-Micro-Analysis (bzw. EDX oder ESCA) unter Verwendung eines Energie-dispersiven Si(Li)-Detektors; und Silicon and carbon content by electron probe micro-analysis (or EDX or ESCA) using an energy-dispersive Si (Li) detector; and
Elementzusammensetzung und Wasserstoffgehalt mittels Sekundärionen-Massen- spektrometrie (SEVIS) mit Cäsium-Ionen gemäß dem Verfahren von Willich et al. (P. Willich, M. Wang, K. Wittmack, Quantitative Analysis of W-C:H Coatings by EPMA, RBS (ERD) and SIMS, Mikrochim. Acta 114/115, 525-532 (1994); P. Willich, C. Steinberg, SIMS depth profile of wear resistant coatings on cutting tools and technical components, Applied Surface Science 179 (2001) 263-268). Das Massenspektrometer des SIMS-Instruments wurde anhand der Messergebnisse aus Elastic Recoil Detection (ERD) von drei Vergleichsproben kalibriert. Als Vergleichsproben wurden Stahlplatten mit einer ersten 0,5 μπι dicken Beschichtung aus Wolfram und einer zweiten 3 μπι dicken Beschichtung aus Si-DLC mit einem Wasserstoffgehalt von jeweils etwa 5, 10 und 15 atom-% verwendet. Die ERD-Messungen wurden im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf mit einem 4He2+-Primärstrahl mit einer Energie von 2,4 MeV durchgeführt. Beispiele Elemental composition and hydrogen content by secondary ion mass spectrometry (SEVIS) with cesium ions according to the method of Willich et al. (Willich, M. Wang, K. Wittmack, Quantitative Analysis of WC: H Coatings by EPMA, RBS (ERD) and SIMS, Microchim., Acta 114/115, 525-532 (1994); P. Willich, C.). Steinberg, SIMS depth profile of wear resistant coatings on cutting tools and technical components, Applied Surface Science 179 (2001) 263-268). The mass spectrometer of the SIMS instrument was calibrated using the results of Elastic Recoil Detection (ERD) from three comparative samples. As comparative samples steel plates were used with a first 0.5 μπι thick coating of tungsten and a second 3 μπι thick coating of Si-DLC with a hydrogen content of about 5, 10 and 15 atom%. The ERD measurements were carried out at Forschungszentrum Dresden-Rossendorf using a 4 He 2+ primary beam with an energy of 2.4 MeV. Examples
Insgesamt zehn Werkstücke wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Deckschicht aus Si-DLC mit einem Wasserstoffgehalt von kleiner 20 atom-% beschichtet. Als Substrat wurden 6 mm dicke Platten aus Stahl der Sorte 100Cr6 mit einer Fläche von 40 mm x 60 mm verwendet. Die Platten wurden in alkalischen Medien mit Ultraschall gereinigt, in Wasser abgespült und mit Heißluft- und Vakuumanwendung fleckenfrei getrocknet. Anschließend wurden die Platten auf einem Substrathalter befestigt der auf einem Drehteller in der Vakuumkammer einer PVD Beschichtungsanlage gelagert war. Die Vakuumkammer wurde geschlossen und mittels Vorvakuumpumpen (Sperrschieberpumpen und nachfolgend Rootspumpen) vorevakuiert. Nachfolgend wurde mittels Turbomolekularpumpen ein Hochvakuumdruck von kleiner lxl0"5 mbar erzeugt wobei zur besseren Entgasung der Teile diese zeitweise mit einer Strahlungsheizung vorgeheizt wurden. Anschließend wurde über einen Massflow-Controller Argon eingelassen bis ein Totaldruck von 5xl0"3 mbar erreicht wurde. Alle Platten wurden zunächst für 30 min mit Argonionen bei einer an die Substrate angelegten Ätzspannung von -600 V geätzt, um etwaig vorhandene Verunreinigungen von der Oberfläche zu entfernen. Hieran anschließend wurden mittels DC- Magnetronsputtern in der gleichen Argon-Atmosphäre nacheinander (i) eine etwa 0,5 μπι dicke Haftschicht aus Cr, und (ii) eine erste Vermittlerschicht aus SiC aufgebracht. Nachfolgend wurde mittels Massflow-Controller Acetylen eingelassen wobei für die Herstellung (iii) einer zweiten Vermittlerschicht SiCx (mit X > 1) mit kontinuierlich erhöhtem Kohlenstoffanteil in der Schicht der Acetylenfluss im Bereich von 0 bis 80 sccm gesteigert wurde wodurch im letzen Teil der Acetylenrampe eine Abscheidung von Si-DLC mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt vorlag. Die erste und zweite Vermittlerschicht weisen jeweils eine Schichtdicke von etwa 0,2 μηι auf. Nach der Abscheidung der zweiten Vermittlerschicht wurden auf den Proben Si-DLC Deckschichten mit variablem Verhältnis von Silizium zu Kohlenstoff und voneinander verschiedener Lagenstruktur abgeschieden. Die Dicke der erzeugten Si-DLC Deckschichten liegt im Bereich von 1 bis 2 μιη. Zur Abscheidung der Deckschichten wurde eine Magnetronkathode mit SiC-Target sowie ggf. eine oder zwei Magnetronkathoden mit Graphit-Target eingesetzt. Die Schichtabscheidung erfolgte in einer Mischung aus Argon und Acetylen, wobei der zugeführte Argonfluss konstant auf 300 sccm und der Acetylenfluss auf Werte zwischen 15 und 120 sccm eingestellt wurde. Nach Abschluss des Beschichtungsvorgangs wurden die Teile für 15 Minuten in der Vakuumkammer abgekühlt und nachfolgend wurde die Kammer mit Luft auf Atmosphärendruck geflutet und die Teile wurden aus der Kammer entnommen. A total of ten workpieces were coated by the process according to the invention with a top layer of Si-DLC having a hydrogen content of less than 20 atomic%. The substrate used was 6 mm thick 100Cr6 steel plates measuring 40 mm x 60 mm. The plates were cleaned in alkaline media with ultrasound, rinsed in water and dried spot-free with hot air and vacuum application. Subsequently, the plates were mounted on a substrate holder which was mounted on a turntable in the vacuum chamber of a PVD coating system. The vacuum chamber was closed and pre-evacuated by means of backing pumps (gate valves and subsequently roots pumps). Subsequently, a high vacuum pressure of less than lxl0 was "5 mbar produced which were temporarily pre-heated with a radiant heater to improve degassing of the parts. The mixture was then introduced via a mass flow controller argon until a total pressure of 5xl0" by means of turbo-molecular pumps 3 mbar was reached. All plates were first etched for 30 minutes with argon ions at a -600 V etch voltage applied to the substrates to remove any contaminants present from the surface. Subsequently, by means of DC magnetron sputtering in the same argon atmosphere successively (i) an approximately 0.5 μπι thick adhesive layer of Cr, and (ii) a first mediator layer of SiC applied. Acetylene was subsequently introduced by means of a Massflow controller, whereby for the production of (iii) a second intermediate layer SiCx (with X> 1) with continuously increased carbon content in the layer, the acetylene flow was increased in the range of 0 to 80 sccm, whereby in the last part of the acetylene ramp Deposition of Si-DLC with increasing carbon content was present. The first and second intermediate layer each have a layer thickness of about 0.2 μm. After deposition of the second mediator layer, Si-DLC cover layers were deposited on the samples with variable ratio of silicon to carbon and different layer structure. The thickness of the Si-DLC cover layers produced is in the range of 1 to 2 μm. For the deposition of the outer layers, a magnetron cathode with SiC target and optionally one or two magnetron cathodes with graphite target was used. The layer deposition took place in a mixture of argon and acetylene, wherein the supplied argon flow was set constant to 300 sccm and the acetylene flow to values between 15 and 120 sccm. After completion of the coating operation, the parts were set for 15 Cooled in the vacuum chamber for minutes and then the chamber was flooded with air to atmospheric pressure and the parts were removed from the chamber.
Zu Vergleichszwecken wurden zudem zwei Proben mit Deckschichten aus DLC gemäß dem Stand der Technik (Konfiguration (d) bzw. Beispiele 11-12) beschichtet. Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Deckschichten und der Vergleichsproben, wie Si- und H-Gehalt, Härte HUpiast, Reibungskoeffizient μ, Verschleiß und Haftung wurden mittels der vorstehend beschriebenen Methoden SIMS, EN 14577, Stift-Scheibe Test (EN 50324), Calo-Test (EN- 1071-6) und Rockwell C Test (VDI 3198) gemessen. Die Messergebnisse für die Abscheidung von verschiedenen Typen von Decksschichten ausgehend von verschiedenen Kathodenkonfigurationen unter Verwendung von SiC- und Graphit-Targets sind in Tabelle 1 wiedergegeben. For comparison, two samples were also coated with prior art DLC facings (Configuration (d) and Examples 11-12, respectively). The properties of the outer layers according to the invention and of the comparative samples, such as Si and H content, hardness HUpiast, coefficient of friction μ, wear and adhesion were determined by the methods described above SIMS, EN 14577, pin-disc test (EN 50324), Calo-Test ( EN-1071-6) and Rockwell C test (VDI 3198). The measurement results for the deposition of various types of skin layers from various cathode configurations using SiC and graphite targets are shown in Table 1.
Tabelle 1 Table 1
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a) Ein SiC Target für die Deckschicht genutzt a ) A SiC target used for the cover layer
b) Ein SiC Target und zwei Graphittargets (mehrlagige Deckschicht) b ) One SiC target and two graphite targets (multilayer topcoat)
c Ein SiC Target und ein Graphittarget (mehrlagige Deckschicht)  c A SiC target and a graphite target (multilayer topcoat)
d) Zwei Graphittargets (Vergleichsproben mit Deckschicht aus DLC) d ) Two Graphite Targets (Comparative Samples with DLC Overlayer)
Verhältnis der Schichtdicken in einer Doppellage der Deckschicht  Ratio of the layer thicknesses in a double layer of the cover layer
** Die Verschleißwerte der Si-DLC Schichten b) und c) wurden mit langer Testdauer von 9 Minuten bestimmt, bei 3 Minuten Testdauer sind die Werte bis um 2/3 kleiner ** The wear values of the Si-DLC layers b) and c) were determined with a long test duration of 9 minutes, at 3 minutes test time the values are smaller by 2/3
Aus den in Tabelle 1 wiedergegebenen Werten ist ersichtlich, dass der Reibungskoeffizient μ bei der Konfiguration (c) (Beispiele 6-10) mit einem SiC Target und einem Graphittarget beim Vorliegen geringer Wasserstoffkonzentrationen in der Deckschicht von einigen atom-% die geringsten Werte erreicht. Das VerscUeißminimum für diese Schichten liegt im Bereich um 7 bis 11 atom-% Wasserstoff wobei 18 bis 22 atom-% Silizium vorlagen. Da in diesem Bereich die Schichthärte mit 28 GPa bzw. 28,5 GPa hoch ist sind diese Schichten optimal für tribologische Anwendungen zu nutzen. Bei den gemäß Konfiguration (a) (Beispiele 1-2) lediglich mit SiC-Target abgeschiedenen Schichten werden im Vergleich zu den Schichten der Konfiguration (c) (Beispiele 6-10) deutlich höhere Verschleißwerte erhalten, wobei für höhere Wasserstoffgehalte um 15 atom-% ebenfalls ein niedriger Reibwert erreicht wird. Da die Schichten ebenfalls hohe Härtewerte von 27,4 GPa bzw. 25 GPa aufweisen können diese Schichten bei geringeren Verschleißbeanspruchungen ebenfalls eingesetzt werden. From the values shown in Table 1, it can be seen that the coefficient of friction μ in the configuration (c) (Examples 6-10) with a SiC target and a graphite target in the presence of low hydrogen concentrations in the top layer of several atomic% reaches the lowest values. The minimum dissipation for these layers is in the range of 7 to 11 atomic% hydrogen, with 18 to 22 atomic% silicon being present. Since the layer hardness is high in this range with 28 GPa or 28.5 GPa, these layers are optimally used for tribological applications. In the case of the layers deposited according to configuration (a) (Examples 1-2) with SiC target alone, significantly higher wear values are obtained in comparison to the layers of configuration (c) (Examples 6-10), whereby for higher hydrogen contents by 15 atomic % also a low coefficient of friction is achieved. Since the layers also have high hardness values of 27.4 GPa or 25 GPa, these layers can also be used with lower wear stresses.
Bei den gemäß Konfiguration (b) (Beispiele 3-5) mit einem SiC-Target und zwei Graphit- Targets abgeschiedenen Schichten werden im Vergleich zu den Schichten der Konfiguration (c) (Beispiele 6-10) deutlich höhere Reibungskoeffizienten erhalten, wobei bei einem geringen Wasserstoffgehalt von 3,8 atom-% der Reibungskoeffizient deutlich ansteigt. Die abgeschiedenen Schichten weisen geringe Verschleißwerte auf die mit sinkendem Wasserstoffanteil in der Schicht abnehmen. Für die Schichten wurden hohe Härtewerte von 28,7 bis 30,4 GPa ermittelt, d.h. diese Schichten können bei hohen Verschleißbeanspruchungen eingesetzt werden, wobei der Reibungskoeffizient deutlich niedriger ist als bei reinen DLC-Schichten gemäß Konfiguration (d) (Beispiele 11-12).  In the layers deposited according to configuration (b) (Examples 3-5) with one SiC target and two graphite targets, significantly higher coefficients of friction are obtained in comparison with the layers of configuration (c) (Examples 6-10) low hydrogen content of 3.8 atom%, the coefficient of friction increases significantly. The deposited layers have low wear values which decrease with decreasing hydrogen content in the layer. For the layers, high hardness values of 28.7 to 30.4 GPa were determined, i. these layers can be used under high wear conditions with a much lower coefficient of friction than pure DLC layers according to configuration (d) (Examples 11-12).
Des Weiteren ist bei allen Si-DLC Deckschichten die Abhängigkeit des Reibungskoeffizienten von der Luftfeuchtigkeit deutlich niedriger als bei reinen DLC-Schichten. Bei reinen DLC-Schichten nimmt der Reibungskeoffizient mit zunehmender Luftfeuchte deutlich zu (R. Gilmore, R. Hauert, Surface and Coatings Technology 133-134 (2000) 437-442 und U. Mueller, R. Hauert, Surface and Coatings Technology 177-178 (2004) 552-557).  Furthermore, the dependence of the coefficient of friction on the humidity is significantly lower for all Si-DLC cover layers than for pure DLC layers. With pure DLC layers, the friction coefficient increases significantly with increasing air humidity (R. Gilmore, R. Hauert, Surface and Coatings Technology 133-134 (2000) 437-442 and U. Mueller, R. Hauert, Surface and Coatings Technology 177). 178 (2004) 552-557).
Für die Abscheidung von Schichtsystemen mit niedrigem Reibungskoeffizienten und niedrigem Schichtverschleiss für die Deckschicht wurde zuerst ein Teil der Deckschicht mit Anwendung der Kathoden-Konfiguration (b) (Beispiele 3-5) und zum Abschluss ein Teil der Deckschicht mit Anwendung der Kathoden-Konfiguration (c) (Beispiele 6-10) aufgebracht. Hierdurch wird erreicht, dass der obere, mit einem Gegenkörper in Kontakt befindliche Teil der Deckschicht einen geringen Reibungskoeffizienten aufweist und nach lokalem Verschleiß des oberen Teils der Deckschicht der verschleißfestere untere Teil der Deckschicht das Fortschreiten des Verschleißes reduziert.  For the deposition of low coefficient of friction and low layer wear layer systems for the topcoat, first a portion of the overcoat layer using the cathode configuration (b) (Examples 3-5) and finally a portion of the overcoat layer using the cathode configuration (c ) (Examples 6-10). In this way it is achieved that the upper part of the covering layer which is in contact with a counterbody has a low coefficient of friction and, after local wear of the upper part of the covering layer, the wear-resistant lower part of the covering layer reduces the progression of the wear.

Claims

Patentansprüche claims
1. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) umfassend einen Grundkörper (1) und eine Si-DLC enthaltende Deckschicht (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) einen Wasserstoffgehalt von 5 bis 20 atom-% aufweist. 1. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) comprising a base body (1) and a Si-DLC-containing cover layer (6), characterized in that the cover layer (6) has a hydrogen content of 5 to 20 atomic% having.
2. Werkstück (10, 11, 11 ', 12, 13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) einen Wasserstoffgehalt von 5 bis 18 atom-%, vorzugsweise 5 bis 15 atom-%, und insbesondere 5 bis 10 atom-% aufweist. 2. workpiece (10, 11, 11 ', 12, 13) according to claim 1, characterized in that the cover layer (6) has a hydrogen content of 5 to 18 atomic%, preferably 5 to 15 atomic%, and in particular 5 to 10 atomic%.
3. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) eine Dicke von 0,4 bis 5,0 μηι, vorzugsweise 0,6 bis 3,0 μπι, und insbesondere 0,8 bis 2,0 μιη hat. 3. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to claim 1 or 2, characterized in that the cover layer (6) has a thickness of 0.4 to 5.0 μηι, preferably 0.6 to 3.0 μπι, and in particular 0.8 to 2.0 μιη has.
4. Werkstück (10, 11, 11 ', 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) eine Härte HUpiast von 15 bis 40 GPa, vorzugsweise 20 bis 40 GPa, und insbesondere 25 bis 40 GPa aufweist. 4. workpiece (10, 11, 11 ', 12, 13) according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the cover layer (6) has a hardness HUpiast of 15 to 40 GPa, preferably 20 to 40 GPa, and especially 25 to 40 GPa.
5. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) einen Reibungskoeffizienten μ von 0,05 bis 0,20, vorzugsweise 0,05 bis 0,15, und insbesondere 0,05 bis 0,1 aufweist. 5. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the cover layer (6) has a coefficient of friction μ of 0.05 to 0.20, preferably 0.05 to 0.15, and in particular 0.05 to 0.1.
6. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) gemäß Kalotest mit Al203-Pulver in Glyzerin einen Verschleißkoeffizienten von 0,5 x 10"15 bis 3,0 x 10"15 m3/(N m), vorzugsweise 0,5 x 10'15 bis 2,5 x 10"15 m3/(N-m), und insbesondere 0,5 x 10"15 bis 1,5 x 10"15 m3/(N-m) aufweist. 6. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the cover layer (6) according to Kalotest with Al20 3 powder in glycerol a wear coefficient of 0.5 x 10 "15 to 3.0 x 10 " 15 m 3 / (N m), preferably 0.5 x 10 '15 to 2.5 x 10 "15 m 3 / (Nm), and especially 0.5 x 10 " 15 to 1.5 x 10 "15 m 3 / (Nm).
7. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) eine mittels Rockwell A Test für7. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the cover layer (6) by means of a Rockwell A test for
Grundkörper (1) aus Hartmetall und ansonsten mittels Rockwell C Test gemessene Haftfestigkeit HF1 bis HF4, vorzugsweise HF1 bis HF3, und insbesondere HF1 bis HF2 aufweist. Cemented body (1) made of hard metal and otherwise measured by Rockwell C test adhesion HF1 to HF4, preferably HF1 to HF3, and in particular HF1 to HF2.
8. Werkstück (10, 11, 11 ', 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) einen mittleren Si-Gehalt von 5 bis 50 atom-%, vorzugsweise 5 bis 30 atom-%, und insbesondere 5 bis 25 atom-% aufweist. 8. workpiece (10, 11, 11 ', 12, 13) according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the cover layer (6) has an average Si content of 5 to 50 atom%, preferably 5 to 30 atomic%, and especially 5 to 25 atomic%.
9. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) einen Gehalt von 0,01 bis 6,0 atom-% eines Additivs gewählt aus Bor, Schwefel und Mischungen davon, aufweist. 9. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the cover layer (6) selected a content of 0.01 to 6.0 atom% of an additive from boron, sulfur and mixtures thereof.
10. Werkstück (11, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) eine oder mehrere Doppellagen (6A/6B) umfasst und die Doppellagen (6A/6B) wechselweise aus Si-DLC und DLC oder wechselweise aus Si- DLC und Me-DLC bestehen, wobei Me-DLC vorzugsweise als W-DLC ausgeführt ist. 10. workpiece (11, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the cover layer (6) comprises one or more double layers (6A / 6B) and the double layers (6A / 6B) alternately made of Si DLC and DLC or alternately Si-DLC and Me-DLC, with Me-DLC preferably being designed as W-DLC.
11. Werkstück (1 , 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (6) eine oder mehrere Doppellagen (6A 6B) und eine oder mehrere Doppellagen (6C/6D) umfasst, wobei die Doppellagen (6A/6B) zwischen den Doppellagen (6C/6D) und dem Grundkörper (1) angeordnet sind, die Doppellagen (6A 6B) wechselweise aus Si-DLC und DLC bestehen, die Doppellagen (6C/6D) wechselweise aus Si-DLC und DLC bestehen, das Verhältnis der Dicken der DLC-Lagen zu den Si-DLC-Lagen in den Doppellagen (6A/6B) größer/gleich 0,9, vorzugsweise größer 1 ,2 ist und das Verhältnis der Dicken der DLC-Lagen zu den Si-DLC-Lagen in den Doppellagen (6C/6D) kleiner 0,9, vorzugsweise kleiner 0,8 ist. 11. workpiece (1, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the cover layer (6) one or more double layers (6A 6B) and one or more double layers (6C / 6D), wherein the double layers (6A / 6B) are arranged between the double layers (6C / 6D) and the main body (1), the double layers (6A 6B) consist alternately of Si-DLC and DLC, the double layers (6C / 6D) consist alternately of Si DLC and DLC, the ratio of the thicknesses of the DLC layers to the Si-DLC layers in the double layers (6A / 6B) is greater than or equal to 0.9, preferably greater than 1.2, and the ratio of the thicknesses of the DLC layers to the Si-DLC layers in the double layers (6C / 6D) is less than 0.9, preferably less than 0.8.
12. Werkstück (11, 11 ', 12, 13) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die alternierenden Lagen (6A) und (6B) sowie (6C) und (6D) jeweils eine Dicke von 0, 1 bis 100 nm, vorzugsweise 1 bis 10 nm, und insbesondere 1 bis 5 nm haben. 12. workpiece (11, 11 ', 12, 13) according to claim 10 or 11, characterized in that the alternating layers (6A) and (6B) and (6C) and (6D) each have a thickness of 0, 1 to 100 nm, preferably 1 to 10 nm, and more preferably 1 to 5 nm.
13. Werkstück (10, 11, 11', 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Silizium-Anteil in der Deckschicht (6) 5 bis 50 atom-%, vorzugsweise 5 bis 30 atom-%, und insbesondere 5 bis 25 atom-% beträgt und vorzugsweise mit zunehmendem Abstand vom Grundkörper (1) ansteigt. 13. workpiece (10, 11, 11 ', 12, 13) according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that the average silicon content in the cover layer (6) 5 to 50 atom%, preferably 5 to 30 atomic%, and in particular 5 to 25 atomic% and preferably increases with increasing distance from the main body (1).
14. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) eine zwischen der Deckschicht (6) und dem Grundkörper (1) angeordnete und zum Grundkörper (1) benachbarte Haftschicht (2) aus Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si oder Ni oder eine Mischung dieser Materialien umfasst. 14. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that the workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) one between the Cover layer (6) and the base body (1) arranged and to the main body (1) adjacent adhesive layer (2) of Ti, V, Cr, CrN, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si or Ni or a mixture of these materials ,
15. Werkstück (10, 11, 11 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 11, 1 , 12, 13) eine zwischen der Deckschicht (6) und dem Grundkörper (1) oder der Haftschicht (2) angeordnete und zum Grundkörper (1) oder zur Haftschicht (2) benachbarte erste Vermittlerschicht (3) aus SiCx, MeCx oder WCx sowie gegebenenfalls eine zwischen der ersten Vermittlerschicht (3) und der Deckschicht (6) angeordnete und zur ersten Vermittlerschicht (3) benachbarte zweite Vermittlerschicht (4) aus DLC, Si-DLC oder Me-DLC, insbesondere aus W-DLC umfasst und in den Vermittlerschichten (3, 4) die folgenden Materialpaarungen vorliegen: 15. workpiece (10, 11, 11 12, 13) according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the workpiece (10, 11, 1, 12, 13) one between the cover layer (6) and the base body (1) or the adhesive layer (2) arranged and to the base body (1) or the adhesive layer (2) adjacent first mediator layer (3) of SiCx, MeCx or WCx and optionally one between the first mediator layer (3) and the cover layer (6) arranged and to the first mediator layer (3) adjacent second mediator layer (4) of DLC, Si-DLC or Me-DLC, in particular from W-DLC and in the mediator layers (3, 4) the following material pairings are present:
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Figure imgf000032_0001
wobei Me-DLC vorzugsweise als W-DLC ausgeführt ist. wherein Me-DLC is preferably designed as W-DLC.
16. Werkstück (10, 11, 11 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 11, 11 ', 12, 13) ein zwischen der Deckschicht (6) und dem Grundkörper (1) oder der Haftschicht (2) angeordnetes und zum Grundkörper (1) oder zur Haftschicht (2) benachbartes erstes Schichtsystem (30) aus einer oder mehreren Doppelschichten (31, 32) aus (SiCx / WCx)3 (SiCx / MeCx), (WCx / SiCx) oder (MeCx / SiCx) sowie gegebenenfalls ein zwischen der Deckschicht (6) und dem ersten Schichtsystem (30) angeordnetes und zum ersten Schichtsystem (30) benachbartes zweites Schichtsystem (40) umfasst, wobei das zweite Schichtsystem (40) eine Schicht (40) oder zwei Schichten (41, 42) gewählt aus SiC , (SiCx / DLC), (SiCx / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), insbesondere (SiCx / W-DLC) oder MeCx, (MeCx / DLC), (MeCx / Si-DLC) oder (MeCx / Me-DLC), insbesondere (WC / W-DLC), wobei MeCx vorzugsweise als WCX ausgeführt ist, umfasst und in den Schichtsystemen (30, 40) die folgenden Materialpaarungen vorliegen: 16. workpiece (10, 11, 11 12, 13) according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the workpiece (10, 11, 11 ', 12, 13) between the cover layer (6) and the Base body (1) or the adhesive layer (2) arranged and to the base body (1) or the adhesive layer (2) adjacent first layer system (30) of a or several double layers (31, 32) of (SiC x / WC x ) 3 (SiC x / MeC x ), (WC x / SiC x ) or (MeC x / SiC x ) and optionally between the cover layer (6) and The second layer system (40) arranged in the first layer system (30) and adjacent to the first layer system (30), wherein the second layer system (40) comprises one layer (40) or two layers (41, 42) selected from SiC, (SiC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (SiC x / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC) or MeC x , (MeC x / DLC), (MeC x / Si-DLC) or (MeC x / Me-DLC), in particular (WC / W-DLC), wherein MeC x is preferably designed as WC X , and in the layer systems (30, 40) the following material pairings are present:
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wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC und MeCx vorzugsweise als WCx ausgeführt ist. where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably carried out as W-DLC and MeCx preferably as WCx.
17. Werkstück (10, 11, 1 , 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 11, 1Γ, 12, 13) ein zwischen der Deckschicht (6) und dem Grundkörper (1) oder der Haftschicht (2) angeordnetes und zum Grundkörper (1) oder zur Haftschicht (2) benachbartes erstes Schichtsystem (30) aus einer oder mehreren Doppelschichten (31,32) aus (SiC /DLC), (SiCx / Si-DLC), (SiC / Me- DLC), insbesondere (SiCx/ W-DLC) oder (MeCx/DLC), (MeCx / Si-DLC), (MeCx / Me-DLC), insbesondere (MeCx/ W-DLC) sowie gegebenenfalls ein zwischen der Deckschicht (6) und dem ersten Schichtsystem (30) angeordnetes und zum ersten Schichtsystem (30) benachbartes zweites Schichtsystem (40) umfasst, wobei das zweite Schichtsystem (40) zwei Schichten (41,42) gewählt aus (SiCx/DLC), (SiCx / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), insbesondere (SiCx/ W-DLC) oder (MeCx/DLC), (MeCx / Si-DLC), oder (MeCx / Me-DLC), insbesondere (MeCx / W-DLC) umfasst und in den Schichtsystemen (30, 40) die folgenden Materialpaarungen vorliegen: 17. workpiece (10, 11, 1, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the workpiece (10, 11, 1Γ, 12, 13) between the cover layer (6) and the Base body (1) or the adhesive layer (2) and arranged to the base body (1) or the adhesive layer (2) adjacent first layer system (30) of one or more double layers (31,32) of (SiC / DLC), (SiC x / Si-DLC), (SiC / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC) or (MeC x / DLC), (MeC x / Si-DLC), (MeC x / Me-DLC), in particular ( MeC x / W-DLC) and, if appropriate, a second layer system (40) arranged between the cover layer (6) and the first layer system (30) and adjacent to the first layer system (30), the second layer system (40) comprising two layers (41 , 42) selected from (SiC x / DLC), (SiC x / Si-DLC), (SiC x / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC) or (MeC x / DLC), (MeC x / Si-DLC), or (MeC x / Me-DLC), in particular (MeC x / W-DLC), and in the layer ystemen (30, 40) the following material pairings are present:
Schichtsystem (30) Schichtsystem (40) Layer system (30) Layer system (40)
n (31/32) (41) (42)  n (31/32) (41) (42)
nx (SiCx/DLC) SiCx DLC nx (SiCx / DLC) SiC x DLC
nx (SiCx/DLC) SiCx Si-DLC nx (SiCx / DLC) SiC x Si-DLC
nx (SiCx/DLC) SiCx Me-DLC  nx (SiCx / DLC) SiCx Me-DLC
n x (SiCx / Si-DLC) SiCx DLC nx (SiCx / Si-DLC) SiC x DLC
n x (SiCx / Si-DLC) SiCx Si-DLC nx (SiC x / Si-DLC) SiC x Si-DLC
n x (SiCx / Si-DLC) SiCx Me-DLC nx (SiC x / Si-DLC) SiC x Me-DLC
n x ( SiCx / Me-DLC) SiCx DLC  n x (SiCx / Me-DLC) SiCx DLC
nx (SiCx /Me-DLC) SiCx Si-DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiC x Si-DLC
nx( SiCx /Me-DLC) SiCx Me-DLC nx (SiC x / Me-DLC) SiCx Me-DLC
nx (SiCx/DLC) MeCx DLC nx (SiCx / DLC) MeC x DLC
n (SiCx/DLC) MeCx Si-DLC n (SiCx / DLC) MeC x Si-DLC
nx (SiCx/DLC) MeCx Me-DLC nx (SiCx / DLC) MeC x Me-DLC
n x (SiCx / Si-DLC) MeCx DLC nx (SiCx / Si-DLC) MeC x DLC
n x (SiCx / Si-DLC) MeCx Si-DLC nx (x SiC / Si-DLC) MECX Si-DLC
n x (SiCx / Si-DLC) MeCx Me-DLC nx (SiCx / Si-DLC) MeC x Me-DLC
nx (SiCx /Me-DLC) MeCx DLC nx (SiCx/ Me-DLC) MeCx Si-DLC nx (SiC x / Me-DLC) MeC x DLC nx (SiC x / Me-DLC) MeC x Si-DLC
n x ( SiCx / Me-DLC) MeCx Me-DLC nx (SiC x / Me-DLC) MeC x Me-DLC
nx (MeCx/DLC) SiCx DLC  nx (MeCx / DLC) SiCx DLC
n x (MeCx / DLC) SiCx Si-DLCnx (MECX / DLC) SiC x Si-DLC
x (MeCx/DLC) SiCx Me-DLC x (MECX / DLC) SiC x Me-DLC
n x (MeCx / Si-DLC) SiCx DLC nx (MeCx / Si-DLC) SiC x DLC
nx (MeCx/Si-DLC) SiCx Si-DLC nx (MECX / Si-DLC) SiC x Si-DLC
n x (MeCx / Si-DLC) SiCx Me-DLC nx (MeC x / Si-DLC) SiC x Me-DLC
n (MeCx /Me-DLC) SiCx DLC n (MeC x / Me-DLC) SiCx DLC
n x ( MeCx / Me-DLC) SiCx Si-DLC nx (MeC x / Me-DLC) SiC x Si-DLC
n x ( MeCx / Me-DLC) SiCx Me-DLC nx (MECX / Me-DLC) SiC x Me-DLC
n x (MeCx / DLC) MeCx DLC nx (MeC x / DLC) MeC x DLC
nx (MeCx/DLC) MeCx Si-DLC nx (MeCx / DLC) MeC x Si-DLC
nx (MeCx/DLC) MeCx Me-DLC nx (MeCx / DLC) MeC x Me-DLC
n x (MeCx / Si-DLC) MeCx DLC nx (MeCx / Si-DLC) MeC x DLC
nx (MeCx /Si-DLC) MeCx Si-DLC nx (MeC x / Si-DLC) MeC x Si-DLC
n x (MeCx / Si-DLC) MeCx Me-DLC nx (MeC x / Si-DLC) MeC x Me-DLC
n x ( MeCx / Me-DLC) MeCx DLC nx (MeC x / Me-DLC) MeC x DLC
n x ( MeCx / Me-DLC) MeCx Si-DLC nx (MeCx / Me-DLC) MeC x Si-DLC
nx (MeCx /Me-DLC) MeCx Me-DLC wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC und MeCx vorzugsweise als WCx ausgeführt ist. nx (MeC x / Me-DLC) MeC x Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC and MeCx preferably as WCx.
18. Werkstück (10, 11, 1Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 11, 11', 12, 13) ein zwischen der Deckschicht (6) und dem Grundkörper (1) oder der Haftschicht (2) angeordnetes und zum Grundkörper (1) oder zur Haftschicht (2) benachbartes erstes Schichtsystem (30) aus einer oder mehreren Doppelschichten (31,32) gewählt aus (Si-DLC / SiCx), (Si-DLC / MeCx), insbesondere (Si-DLC /WCX) oder (Me-DLC / SiCx), insbesondere (W-DLC / SiCx), (Me-DLC /MeCx), insbesondere (W-DLC /WCx) oder (DLC/SiCx), (DLC/MeCx), insbesondere (DLC / WCx) sowie gegebenenfalls ein zwischen der Deckschicht (6) und dem ersten Schichtsystem (30) angeordnetes und zum ersten Schichtsystem (30) benachbartes zweites Schichtsystem (40) umfasst, wobei das zweite Schichtsystem (40) zwei Schichten (41, 42) gewählt aus (SiCx / DLC), (MeCx / DLC), (SiCx / Si-DLC), (MeCx / Si-DLC), (SiCx / Me-DLC), insbesondere (SiCx / W-DLC) oder (MeCx / Me-DLC), insbesondere (MeCx / W-DLC) umfasst und in den Schichtsystemen (30, 40) die folgenden Materialpaarungen vorliegen: 18. workpiece (10, 11, 1Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the workpiece (10, 11, 11 ', 12, 13) between the cover layer (6) and first layer system (30), which is arranged from the base body (1) or the adhesive layer (2) and adjacent to the base body (1) or the adhesive layer (2), consists of one or more double layers (31, 32) selected from (Si-DLC / SiCx), (Si-DLC / MeC x ), in particular (Si-DLC / WC X ) or (Me-DLC / SiC x ), in particular (W-DLC / SiC x ), (Me-DLC / MeC x ), in particular (W -DLC / WCx) or (DLC / SiC x ), (DLC / MeC x ), in particular (DLC / WCx) and optionally between the cover layer (6) and the The second layer system (40) comprises two layers (41, 42) selected from (SiC x / DLC), (MeC x / DLC) and arranged to the first layer system (30). , (SiC x / Si-DLC), (MeC x / Si-DLC), (SiC x / Me-DLC), in particular (SiC x / W-DLC) or (MeC x / Me-DLC), in particular (MeC x / W-DLC) and in the layer systems (30, 40) the following material pairings are present:
Schichtsystem (30) Schichtsystem (40) Layer system (30) Layer system (40)
n x (31 / 32) (41) (42)  n x (31/32) (41) (42)
n x (Si-DLC / SiCx) SiCx DLC nx (Si-DLC / SiC x) SiC x DLC
n x (Si-DLC / MeCx) SiCx DLC nx (Si-DLC / MeC x) SiCx DLC
n x (Si-DLC / SiCx) MeCx DLC nx (Si-DLC / SiCx) MeC x DLC
n x (Si-DLC / MeCx) MeCx DLC nx (Si-DLC / MeC x) MECX DLC
n x (Si-DLC / SiCx) SiCx Si-DLC nx (Si-DLC / SiC x) SiC x Si-DLC
n x (Si-DLC / MeCx) SiCx Si-DLC  n x (Si-DLC / MeCx) SiCx Si-DLC
n x (Si-DLC / SiCx) MeCx Si-DLC nx (Si-DLC / SiC x) Me C x Si-DLC
n (Si-DLC / MeCx) MeCx Si-DLC n (Si-DLC / MeCx) MeC x Si-DLC
n x (Si-DLC / SiCx) SiCx Me-DLC nx (Si-DLC / SiC x) Me-DLC SiCx
n x (Si-DLC / MeCx) SiCx Me-DLC  n x (Si-DLC / MeCx) SiCx Me-DLC
n x (Si-DLC / SiCx) MeCx Me-DLC nx (Si-DLC / SiC x) Me C x Me-DLC
n x (Si-DLC / MeCx) MeCx Me-DLC nx (Si-DLC / MeC x) Me-DLC MECX
n x (Me-DLC / SiCx) SiCx DLC nx (Me-DLC / SiC x) SiC x DLC
n x (Me-DLC / MeCx) SiCx DLC nx (Me-DLC / MeC x ) SiC x DLC
n x (Me-DLC / SiCx) MeCx DLC nx (Me-DLC / SiCx) MeC x DLC
n x (Me-DLC / MeCx) MeCx DLC nx (Me-DLC / MeC x ) MeC x DLC
n x (Me-DLC / SiCx) SiCx Si-DLC nx (Me-DLC / SiC x) SiC x Si-DLC
n x (Me-DLC / MeCx) SiCx Si-DLC nx (Me-DLC / MeC x) Si-DLC SiCx
n x (Me-DLC / SiCx) MeCx Si-DLC nx (Me-DLC / SiC x) Me C x Si-DLC
n x (Me-DLC / MeCx) MeCx Si-DLC nx (Me-DLC / MeC x) Si-DLC MECX
n x (Me-DLC / SiCx) SiCx Me-DLC nx (Me-DLC / SiC x) SiC x Me-DLC
n x (Me-DLC / MeCx) SiCx Me-DLC n x (Me-DLC / SiC ) MeCx Me-DLC nx (Me-DLC / MeC x ) SiC x Me-DLC nx (Me-DLC / SiC) MeC x Me-DLC
n x (Me-DLC / MeCx) MeCx Me-DLC nx (Me-DLC / MeC x) Me C x Me-DLC
n x (DLC / SiCx) SiCx DLC nx (DLC / SiCx) SiC x DLC
n x (DLC / MeCx) SiCx DLC nx (DLC / MeC x ) SiC x DLC
n x (DLC / SiCx) MeCx DLC nx (DLC / SiC x) Me C x DLC
n x (DLC / MeCx) MeCx DLC nx (DLC / MeC x ) MeC x DLC
n x (DLC / SiCx) SiCx Si-DLC nx (DLC / SiC x) SiC x Si-DLC
n x (DLC / MeCx) SiCx Si-DLC nx (DLC / MeC x) Si-DLC SiCx
n x (DLC / SiCx) MeCx Si-DLC nx (DLC / SiC x) Si-DLC MECX
n x (DLC / MeCx) MeCx Si-DLC nx (DLC / MeC x ) MeC x Si DLC
n x (DLC / SiCx) SiCx Me-DLC nx (DLC / SiC x) SiC x Me-DLC
n x (DLC / MeCx) SiCx Me-DLC nx (DLC / MeC x) SiC x Me-DLC
n x (DLC / SiCx) MeCx Me-DLC nx (DLC / SiC x) Me C x Me-DLC
n x (DLC / MeCx) MeCx Me-DLC nx (DLC / MeCx) MeC x Me-DLC
wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC und MeCx vorzugsweise als WCx ausgeführt ist. where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably carried out as W-DLC and MeCx preferably as WCx.
19. Werkstück (10, 11, 11 ', 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) ein zwischen der Deckschicht (6) und dem Grundkörper (1) oder der Haftschicht (2) angeordnetes und zum Grundkörper (1) oder zur Haftschicht (2) benachbartes Schichtsystem (30) aus einer oder mehreren Doppelschichten (31, 32) aus (Si-DLC / DLC), (Si-DLC / Me-DLC), insbesondere (Si-DLC / W-DLC) oder (DLC / Si-DLC), (DLC / Me-DLC), insbesondere (DLC / W-DLC) oder (Me-DLC / Si-DLC), insbesondere (W-DLC / Si-DLC), (Me-DLC / DLC), insbesondere (W-DLC / DLC) sowie gegebenenfalls eine zwischen der Deckschicht (6) und dem Schichtsystem (30) angeordnete und zum Schichtsystem (30) benachbarte Vermittlerschicht (4) aus DLC, Si-DLC oder Me-DLC, insbesondere aus W-DLC umfasst und in dem Schichtsystem (30, 4) die folgenden Materialpaarungen vorliegen: Schichtsystem (30) Vermittlerschicht (4) 19. workpiece (10, 11, 11 ', 12, 13) according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) a between the cover layer (6) and the base system (1) or the adhesive layer (2) arranged and to the base body (1) or the adhesive layer (2) adjacent layer system (30) of one or more double layers (31, 32) of (Si-DLC / DLC), ( Si-DLC / Me-DLC), in particular (Si-DLC / W-DLC) or (DLC / Si-DLC), (DLC / Me-DLC), in particular (DLC / W-DLC) or (Me-DLC / Si-DLC), in particular (W-DLC / Si-DLC), (Me-DLC / DLC), in particular (W-DLC / DLC) and optionally between the cover layer (6) and the layer system (30) arranged and Layer system (30) adjacent mediator layer (4) from DLC, Si-DLC or Me-DLC, in particular from W-DLC comprises and in the layer system (30, 4) the following material pairings are present: Layer system (30) Mediator layer (4)
n x (Si-DLC / DLC)  n x (Si-DLC / DLC)
n x (Si-DLC / DLC) Si-DLC  n x (Si-DLC / DLC) Si-DLC
n (Si-DLC / DLC) Me-DLC  n (Si-DLC / DLC) Me-DLC
n x ( Si-DLC / Me-DLC)  n x (Si-DLC / Me-DLC)
n x ( Si-DLC / Me-DLC) Si-DLC  n x (Si-DLC / Me-DLC) Si-DLC
n x ( Si-DLC / Me-DLC) DLC  n x (Si-DLC / Me-DLC) DLC
n (DLC / Si-DLC)  n (DLC / Si-DLC)
n x (DLC / Si-DLC) DLC  n x (DLC / Si-DLC) DLC
n x (DLC / Si-DLC) Me-DLC  n x (DLC / Si-DLC) Me-DLC
n x (DLC / Me-DLC)  nx (DLC / Me-DLC)
n x (DLC / Me-DLC) DLC  nx (DLC / Me-DLC) DLC
n x (DLC / Me-DLC) Si-DLC  n x (DLC / Me-DLC) Si-DLC
n x (Me-DLC / Si-DLC)  n x (Me-DLC / Si-DLC)
n x (Me-DLC / Si-DLC) DLC  n x (Me-DLC / Si-DLC) DLC
n x (Me-DLC / Si-DLC) Me-DLC  nx (Me-DLC / Si-DLC) Me-DLC
n x (Me-DLC / DLC)  nx (Me-DLC / DLC)
n x (Me-DLC / DLC) Si-DLC  nx (Me-DLC / DLC) Si-DLC
n x (Me-DLC / DLC) Me-DLC wobei n eine ganze Zahl größer/gleich 1 und Me-DLC vorzugsweise als W-DLC ausgeführt ist.  nx (Me-DLC / DLC) Me-DLC where n is an integer greater than or equal to 1 and Me-DLC is preferably designed as W-DLC.
20. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) eine zwischen der Deckschicht (6) und dem Grundkörper (1) angeordnete und zur Deckschicht (6) benachbarte dritte Vermittlerschicht (5) aus Me-DLC oder DLC umfasst. 20. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 19, characterized in that the workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) one between the cover layer (6) and the base body (1) arranged and to the cover layer (6) adjacent third mediator layer (5) of Me-DLC or DLC comprises.
21. Werkstück (10, 11, 1 Γ, 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) aus einem Werkstoff gewählt aus Stahl, Stahllegierungen, Titan, Titanlegierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium, Magnesiumlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen, Keramikmaterial, Hartmetall, Wolfram, Wolframlegierungen, Tantal, Tantallegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Silizium, Silizium Verbindungen, Bronze, Kunststoff oder einer Mischung aus diesen Werkstoffen besteht. 21. workpiece (10, 11, 1 Γ, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 20, characterized in that the base body (1) made of a material selected from steel, steel alloys, titanium, titanium alloys, aluminum, aluminum alloys , Magnesium, magnesium alloys, copper, copper alloys, ceramic material, tungsten carbide, tungsten, Tungsten alloys, tantalum, tantalum alloys, nickel, nickel alloys, silicon, silicon compounds, bronze, plastic or a mixture of these materials.
22. Werkstück (10, 1 1 , 1 , 12, 13) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (10, 1 1, 1 , 12, 13) ein Motorenteil aus einem Verbrennungsmotor, ein Getriebeteil aus einem Automobilgetriebe, ein Pleuel, ein Getriebeteil, ein Zahnrad, eine Welle, eine Lagerschale, ein Wälzlager, ein Kugellager, ein Nadellager, ein Kolbenring, ein Kolbenbolzen, eine Zylinderlaufbuchse, ein Teil einer Treibstoffeinspritzvorrichtung z.B. für die Direkteinspritzung von Diesel oder Benzin für Automobilmotoren, ein Teil aus dem Ventiltrieb eines Automotors, ein Tassenstößel, ein Schlepphebel, ein Kipphebel, ein Ventilstößel, eine Linearführung, ein Schließbügel für Automobiltüren, eine Gleitbuchse oder eine Solarzelle ist. 22. workpiece (10, 1 1, 1, 12, 13) according to one or more of claims 1 to 21, characterized in that the workpiece (10, 1 1, 1, 12, 13), a motor part of an internal combustion engine, a Transmission part of an automotive transmission, a connecting rod, a gear part, a gear, a shaft, a bearing shell, a rolling bearing, a ball bearing, a needle bearing, a piston ring, a piston pin, a cylinder liner, a part of a fuel injection device, for example for the direct injection of diesel or gasoline for automotive engines, a part of the valve train of a car engine, a bucket tappet, a rocker arm, a rocker arm, a valve lifter, a linear guide, a closing door for automobile doors, a sliding bush or a solar cell.
23. Verfahren zum PVD-Beschichten von Werkstücken (1), umfassend einen oder mehrere Schritte Sj bis SN, mit N = 1 , 2, 3, wobei im Schritt S eine Si-DLC enthaltende Deckschicht mittels einer oder mehreren Magnetronkathoden mit Silizium-haltigem Target (61 , 61) und gegebenenfalls einer oder mehreren Magnetronkathoden mit Graphit-Target (71, ..., 71) abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheidung in einer Atmosphäre (40) mit einem nominellen Wasserstoffgehalt von kleiner 30 atom-% ausgeführt wird. 23. A method for PVD coating of workpieces (1), comprising one or more steps Sj to SN, where N = 1, 2, 3, wherein in step S a Si-DLC-containing cover layer by means of one or more magnetron cathodes with silicon-containing Target (61, 61) and optionally one or more magnetron cathodes with graphite target (71, ..., 71) is deposited, characterized in that the deposition in an atmosphere (40) having a nominal hydrogen content of less than 30 atomic% is performed.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der nominelle Wasserstoffgehalt kleiner 20 atom-%, bevorzugt kleiner 15 atom-%, und insbesondere kleiner 10 atom-% ist. 24. The method according to claim 23, characterized in that the nominal hydrogen content is less than 20 atomic%, preferably less than 15 atomic%, and in particular less than 10 atomic%.
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt SN der Atmosphäre (80) ein inertes, aus Argon, Neon, Helium, Xenon, Krypton oder einer Mischung davon bestehendes Sputtergas (81 ) oder ein aus einer Mischung von inerten Gasen und Acetylen (C2H2) bestehendes Sputtergas (81) zugeführt wird, wobei das Verhältnis der Gasflüsse von inertem Gas zu Acetylen von 95:5 bis 50:50 beträgt. 25. The method according to claim 23 or 24, characterized in that in step SN of the atmosphere (80) an inert, consisting of argon, neon, helium, xenon, krypton or a mixture thereof sputtering gas (81) or one of a mixture of inert Gas and acetylene (C 2 H 2 ) existing sputtering gas (81) is supplied, wherein the ratio of the gas flows from inert gas to acetylene of 95: 5 to 50:50.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S ein oder mehrere Targets (61, 61) aus Materialien gewählt aus Si, SiC, einer Mischung aus Si und SiC, einer Mischung aus Graphit und SiC, einer Mischung aus Graphit und Si, einer Mischung aus Graphit und Si und SiC, W, WC, Ti, TiC, V, VC, Cr, CrC, Zr, ZrC, Nb, NbC, Mo, Mo2C, Hf, HfC, Ta, TaC, Ni oder NiCx verwendet werden. 26. The method according to one or more of claims 23 to 25, characterized in that in step S, one or more targets (61, 61) made of materials selected from Si, SiC, a mixture of Si and SiC, a mixture of graphite and SiC, a mixture of graphite and Si, a mixture of graphite and Si and SiC, W, WC, Ti, TiC, V, VC, Cr, CrC, Zr, ZrC, Nb, NbC, Mo, Mo 2 C, Hf, HfC, Ta, TaC, Ni or NiC x are used.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass es einen oder mehrere Schritte Si bis SN-I, mit N = 2, 3, ... umfasst, wobei durch Magnetronsputtern eines oder mehrerer Targets (51, 51; 61, 61; 71, 71) aus Materialien gewählt aus gewählt aus Graphit, W, WC, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si, Ni und SiC oder einer Mischung dieser Materialien in einem inerten oder reaktiven, gegebenenfalls wasserstoffhaltigen Plasma (80) eine Haftschicht (2) und/oder eine oder mehrere Vermittlerschichten (3), (4), (5) bzw. Schichtsysteme (30), (40) abgeschieden werden. Method according to one or more of claims 23 to 26, characterized in that it comprises one or more steps Si to S N - I , where N = 2, 3, ..., wherein magnetron sputtering of one or more targets (51 , 51, 61, 61, 71, 71) of materials selected from graphite, W, WC, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Si, Ni and SiC or a mixture of these materials in an adhesive layer (2) and / or one or more intermediate layers (3), (4), (5) or layer systems (30), (40) are deposited on an inert or reactive, optionally hydrogen-containing plasma (80).
28. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oder mehreren der Schritte Sj bis SN Targets (51, 51; 61, 61; 71, 71) verwendet werden, die einen Dotierstoff, wie Bor oder Schwefel enthalten. Method according to one or more of claims 23 to 27, characterized in that in one or more of the steps Sj to S N, targets (51, 51; 61, 61; 71, 71) are used which comprise a dopant, such as boron or sulfur.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oder mehreren der Schritte S\ bis SN Gase verwendet werden, die einen Dotierstoff, wie Bor oder Schwefel enthalten. 29. The method according to one or more of claims 23 to 28, characterized in that in one or more of the steps S \ to S N gases are used which contain a dopant, such as boron or sulfur.
30. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass unbalancierte Magnetronkathoden (50, 50; 60, 60; 70, 70) verwendet und/oder an die zu beschichtenden Werkstücke (1) ein Biaspotential von bis zu -300 V, vorzugsweise von -50 bis -200 V, und insbesondere von -100 bis -200 V angelegt wird. 30. The method according to one or more of claims 23 to 29, characterized in that unbalanced magnetron cathodes (50, 50, 60, 60, 70, 70) are used and / or to the workpieces to be coated (1) has a bias potential of up to - 300 V, preferably from -50 to -200 V, and in particular from -100 to -200 V is applied.
31. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass vor Ausführung der Schritte S\ bis SN die Oberfläche der Werkstücke (1) mittels Ionenätzen, insbesondere mit Ar-Ionen vorbehandelt wird. 31. The method according to one or more of claims 23 to 30, characterized in that before the execution of steps S \ to SN, the surface of the workpieces (1) is pretreated by means of ion etching, in particular with Ar ions.
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