Einfluss der PVD-Prozessparameter auf die Schichtnukleation und Struktur von CrN-Schichten

Storstellen in Bauteiloberflachen wirken sich negativ auf die Schichtnukleation bei PVD-Schichtsystemen aus. Sie konnen im anschliesenden Schichtwachstum zu Defekten in der Schichtstruktur fuhren. Die Konsequenz ist eine Minderung der lokalen Haftfestigkeit, hohere Reibwerte und Fehlstellen in der Schicht. Diese begunstigen in korrosiven Medien die Entstehung von Korrosion. CrN-Schichten sind fur ihre hohe Harte und ihre guten Verschleiseigenschaften bekannt. Zudem weisen sie eine bessere Korrosionsbestandigkeit als Titan basierte Nitride auf. Die strukturellen und mechanischen Eigenschaften dieser Schichtsysteme konnen unter anderem durch die Veranderung der Biasspannung und des Stickstoffgehalts wahrend des Schichtwachstums beeinflusst werden. Durch gezielte Variation dieser Beschichtungsparameter wurden CrN-Schichten mit den bevorzugten Kristallgitterstrukturen (111) und (200) abgeschieden, mit dem Ziel deren Abdeckungsfahigkeit von Storstellen zu untersuchen. Fur die gezielte Untersuchung und Vergleichbarkeit der Ergebnisse wurden Vickerseindrucke HV 0,5 als bewusst gestaltete Storstellen auf der Grundwerkstoffoberflache aufgebracht. Als Grundwerkstoff diente niedriglegierter Stahl (100Cr6). Die Kristallgitterorientierungen der abgeschiedenen Schichten wurden zunachst anhand von rontgenographischen Messungen (XRD) identifiziert. Anhand weiterer rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen (REM) wurden die bewusst erzeugten Storstellen in Form von Vickerseindrucken und Ritzspuren sichtbar gemacht, mit dem Ziel die Schichtqualitat und die Mikrostruktur um Fehlstellen zu beschreiben. Imperfections on substrate surfaces can cause growth defects in hard coatings prepared by magnetron sputtering, leading to local loss of adhesion, higher friction, voids and corrosion at coating defects. CrN-coatings are known for their high hardness and good wear resistance. In addition CrN-coatings are better corrosion resistant than Ti based nitrides. The structure and the mechanical properties of those coatings can be influenced by varying bias voltage and gas flow during film growth. Due to variation of those parameters CrN-coatings were deposited with preferred crystallized lattice orientations (111) and (200). The main objective of investigation is the potential to cover imperfections. Vickers indentations (HV 0.5) were applied as designed imperfections. As base material low alloyed steel was used (100Cr6). At first crystallized lattice orientations were identified by X-ray diffraction (XRD). Further scanning electron microscope analysis (SEM) was applied to identify and study crystallized lattice orientations near those imperfections.