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put- Metallographische Schichtprüfung 
ekte A. Bauch, M. Pohl; Ruhr-Universität-Bochum, Institut für Werkstoffe -Werkstoffprüfung 
;SSE- 
ziert Kurzfassung 
venn Ständig steigende Anforderungen an Bauteile im Betrieb bedeuten wachsende Ansprüche an die 
Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Bauteiloberflächen. Dementsprechend entwickelte 
Beschichtungssysteme führen zu einem signifikant besseren Bauteilverhalten bzw. zu einer 
wirtschaftlichen Erhöhung der Standzeiten. Das Hauptproblem für den Hersteller und Anwender ist 
aicht die Charakterisierung und Bewertung der mechanisch-technologischen und tribologischen 
nati- Eigenschaften eines Schichtverbundes. Der Kalottenschliff stellt eine metallographische Methode 
eig- der Schichtcharakterisierung dar, mit der nicht nur die Schichtdicke sondern auch Verschleiß- 
ann- kenngrößen bestimmt werden können. Im Rahmen dieses Beitrags werden am Beispiel von 
PVD-TiN-Schichtsystemen Ergebnisse zur Bestimmung der Schichtdicke sowie des 
Verschleißkoeffizienten dargestellt. 
r die 1 Einleitung 
‚ann- Verschleiß stellt neben Korrosion die häufigste Oberflächenschädigung bei technischen 
-obe- Anwendungen dar. Als Verschleißschutz hat sich das Beschichten von Bauteilen mit dünnen 
)uer- keramischen Hartstoffschichten wie TiN, WC, CrN und SiN bewährt. Durch die Hartstoffschichten 
ent- wird zum einen die Reibung durch die Verringerung der Adhäsionsneigung minimiert und zum 
me- anderen die Verschleißresistenz durch die hohe Härte der Schicht angehoben. Als 
räpa- Konstruktionswerkstoff sind derartige Keramiken jedoch aufgrund ihrer niedrigen Bruchzähigkeit 
a sie nur beschränkt einsetzbar. Als dünne Schichten auf einem duktilen Substratwerkstoff entwickeln sie 
‚htei- jedoch dehnungstolerante Eigenschaften durch die Ausbildung eines feinstrukturierten 
gen. Rißnetzwerkes. Dünne Hartstoffschichten werden über ihre Anwendung als Funktionsträger hinaus 
auch zu dekorativen Zwecken eingesetzt (Uhren- und Autoindustrie). Die Vorzüge von 
Beschichtungsverfahren sind hier geringe Material- und Herstellungskosten. Zur Herstellung dieser 
Schichten bietet sich das Magnetron-Sputter- sowie das Arc-Verfahren als PVD-Verfahren 
oder- (Physical Vapor Deposition) an. 
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Zink- 2 PVD-Technik 
Das PVD-Verfahren ist ein Prozeß der physikalischen Abscheidung aus der Gasphase. Diese 
John Technik umfaßt folgende Vakuumbeschichtungsverfahren: Sputtern, Ionenplattieren und 
Bedampfen. Mit Hilfe dieser Verfahren lassen sich sowohl reine Metalle und Legierungen als auch 
chemische Verbindungen aufbringen. Die Verfahren können in inerten und/oder reaktiven Gasen 
durchgeführt werden. Beim letzt genannten wird der metallische Anteil einer Verbindung zerstäubt 
oder verdampft und reagiert mit dem reaktiven Gas in der Vakuumkammer zu dem gewünschten 
Schichtwerkstoff. Die Vielzahl der Kombinationsmöglichkeiten, sowohl im Hinblick auf die Wahl 
des Grundwerkstoffes als auch auf die des Schichtwerkstoffes, sind besondere Vorteile dieser 
Verfahren. PVD-Verfahren ermöglichen das Abscheiden von Hartstoffen bei niedrigen 
Temperaturen (200 bis 650 °C) ohne Umweltbelastung. Eingesetzt werden Metalle, Keramik, 
Legierungen, Glas sowie Polymere als Grundwerkstoffe. Metall-Legierungen, Karbide, Nitride und 
Oxide etc. können als Schichtwerkstoffe dienen. Die Hauptanwendungen hierfür liegen in der 
Optik, Elektronik/Mikroelektronik sowie der Verfahrenstechnik im Maschinenbau (Tribologie, 
Korrosionsschutz. Wärmeisolation., dekorative Schichten) /1/. 
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