Coating development for piston rings

Titel in Übersetzung: Schichtentwicklung für Kolbenringe

Andrea Bachmaier

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

210 Downloads (Pure)

Abstract

Eine Vielzahl an Hartstoffschichten wird derzeit verwendet, um die Leistung von Kolbenringen zu verbessern. Durch physikalische Gasabscheidung (PVD) hergestellte CrN Schichten stellen den Stand der Technik für hochbeanspruchte Kolbenringe dar. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung neuer Schichtkonzepte für Kolbenringe basierend auf einer Verbesserung der derzeit verwendeten CrN Schichten, wobei das primäres Ziel aus Verringerung von Reibung und Verschleiß bei erhöhten Temperaturen besteht. Zu diesem Zweck muss die Porosität der Schichten verringert und die Oxidations- sowie Verschleißbeständigkeit erhöht werden. Um die Oxidationsbeständigkeit zu erhöhen und die Porosität zu verringern, wurden Cr1-xAlxN Schichten mit Al Gehalten x <0.25 mittels reaktiver Kathodenzerstäubung abgeschieden. Nachdem die ideale Schichtzusammensetzung von Cr75Al25N bestimmt wurde, wurden Ag, Nb oder Re zusätzlich zu den Schichten legiert, um selbstschmierende Eigenschaften und eine weitere Verbesserung der Verschleißbeständigkeit zu erreichen. Der Gehalt dieser Elemente wurde variiert und ihr Einfluss auf die Eigenschaften der Schicht bestimmt. Die strukturellen und mechanischen Eigenschaften, die Zusammensetzung sowie die Eigenspannungen dieser Schichten wurden bestimmt und Kugel-Scheibe-Tribometertests bei Raumtemperatur und 200°C durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass alle getesteten Schichtsysteme aufgrund ihrer verbesserten Verschleiss- und Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen bessere Alternativen zu den derzeit verwendeten CrN Schichten darstellen.
Titel in ÜbersetzungSchichtentwicklung für Kolbenringe
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Mitterer, Christian, Betreuer (intern)
  • Fontalvo, Gerardo, Mitbetreuer (intern)
Datum der Bewilligung14 März 2008
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2008

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Kolbenring Hartstoffschichten Tribologie Verschleiß

Dieses zitieren