Patent BR-112014017044-A2 (BR)
Title: anel de pistão
Inventor: CHRISTIANE BAUER
IPC: C23C28/04
Filed: 2013-01-14
Abstract: relatório descritivo da patente de invenção para "anel de pistão". [001] a presente invenção refere-se a um anel de pistão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, e a um processo para o revestimento de um anel de pistão de acordo com o preâmbulo da reivindicação 16. [002] elementos de deslizamento altamente solicitados em motores de combustão e máquinas de trabalho como, por exemplo, anéis de pistão são equipados tipicamente com camadas de proteção ao desgaste na superfície de deslizamento e/ ou nos flancos anelares, a fim de poder preencher as reivindicações constantes ao tempo de vida. pressões do cilindro mais altas, injeções diretas, recirculação dos gases de exaustão e outras características de construção de novos desenvolvimentos de motor como materiais alternativos do cilindro, novos combustíveis, mas também a minimização do consumo de óleo aumentam a carga dos anéis de pistão. no sentido da proteção ao meio ambiente, e da situação de matéria prima futura, a economia de combustíveis é cada vez mais importante. uma medida importante para a redução de combustível consiste na minimização do atrito no motor. além disso, no sentido da proteção ao meio ambiente e dos tempos de vida mais longos predeterminados dos motores é importante reduzir o mais possível o desgaste próprio do anel do pistão e em particular, o desgaste das pistas de deslizamento do cilindro, a fim de poder manter os valores limite dos gases de exaustão. [003] os elementos de deslizamento já são equipados com camadas de proteção ao desgaste, que são aplicadas por meio de processos de injeção térmicos, processos galvânicos ou tecnologia de camada fina, ou são formadas por tratamento térmico e processos de difusão. essas camadas são reestruturadas tipicamente através de sua espessura de camada e são aplicadas de modo amplamente homogêneo. [004] para a minimização do desgaste e para o aperfeiçoamento da tenacidade à trinca (otimização da relação de dureza e tenacidade ou ductilidade) e aderência dessas camadas chegam a ser bastante empregados também sistemas de multicamadas. [005] por meio da escolha apropriada de espessuras de camadas individuais, que depende do sistema, a dureza da camada de multicamadas pode alcançar valores mais altos do que as durezas das camadas individuais. as camadas de multicamadas aplicadas sobre os anéis de pistão de nitreto de alumínio e de nitreto de cromo possuem propriedades de desgaste muito boas (veja a patente de 10 2006 046 917 a1), bem como, as boas propriedades de condução térmica e, com isso boa resistência contra formação de marcas de queima e corrosão (veja a patente de 10 2007 035 502 a1). [006] a alta condutibilidade térmica e, com isso, a resistência à corrosão de camadas, que contém o nitreto de alumínio é realizada com nitreto de cromo para o comportamento de desgaste ideal da camada, como camada de multicamadas. no caso da deposição apropriada em série através de evaporação de arco elétrico catódica são incorporadas gotas de alumínio nessas camadas, sendo que, essas gotas são designadas como droplets ou respingos de fusão. [007] na patente de 10 2007 035 502 a1 são reveladas ligas com uma condutibilidade térmica de, pelo menos, 180 w/(m·k). as ligas desse tipo podem apresentar somente quantidades muito pequenas de componentes com alto ponto de fusão em um componente com baixo ponto de fusão. essas camadas conhecidas apresentam, de fato, bons valores de condutibilidade térmica, entretanto nas ligas se encontram droplets com diâmetros muito grandes, que se situam preponderantemente na faixa de 15 até 20 µm. a condutibilidade térmica de uma camada aplicada por meio de processos de pvd depende não apenas do material, mas também da estrutura da camada, dos defeitos do crescimento e do teor das droplets. embora o titânio apresente uma condutibilidade térmica de 16 w/(m·k), e o alumínio apresente uma condutibilidade térmica de 200 w/(m·k), a condutibilidade térmica, por exemplo, de tial6v4 se situa em somente 6,3 w/(m·k) (em uma temperatura de 20º c). [008] da "comparison of dc and ac arc thin film deposition techniques" in surface and coatings techn. 120-121 (1999) 226-232 de thomas schülke et. al. é conhecido reduzir o número de droplets através de filtragem do plasma ou evitar a deposição de droplets sobre o substrato. [009] em "modified pulse arc deposition for reducing of droplet emission" em "ieee 18th int. symp. on discharges and electrical insulation in vacuum-eindhoven-1998 de k.keutel et. al., é sugerido um processo de deposição de arco de pulso modificado para a redução de droplet. [0010] a tarefa da invenção é criar um anel de pistão com uma camada de proteção ao desgaste, que apresente tanto um desgaste próprio menor, como também no contracorpo cause um desgaste menor. também é tarefa da invenção indicar um processo para a fabricação de uma camada de proteção ao desgaste para anéis de pistão. [0011] essa tarefa é solucionada com um anel de pistão de acordo com a reivindicação 1. o processo para a fabricação de uma camada de proteção ao desgaste desse tipo, aperfeiçoada com respeito ao desgaste é objeto da reivindicação 16. [0012] uma camada de proteção ao desgaste pode ser constituída de uma camada de depósito, ou de uma camada de multicamadas com uma infinidade de camadas de depósito. [0013] o anel de pistão apresenta uma camada de proteção ao desgaste, que possui, pelo menos, um primeiro elemento com baixo ponto de fusão, cujo ponto de fusão é de tm = 700º c. nessa camada está contido adicionalmente, pelo menos, um segundo elemento com alto ponto de fusão, com um ponto de fusão de tm > 760º c. o ponto de fusão do primeiro elemento com baixo ponto de fusão fica, de preferência, abaixo de 700º c, de preferência, abaixo de 600º c, em particular, abaixo de 500º c. o limite inferior para o ponto de fusão do primeiro elemento com baixo ponto de fusão se situa em 100º c. [0014] o ponto de fusão do segundo elemento com alto ponto de fusão está, de preferência, acima de 1000º c, particularmente preferido, acima de 1400º c e em particular, acima de 1500º c. [0015] no caso dos primeiros e dos segundos elementos trata-se, de preferência, de metais. como segundos elementos também podem ser empregados não metais como, por exemplo, si. [0016] além disso, nessa camada de proteção ao desgaste existem droplets com um diâmetro d, que contêm, pelo menos, o elemento com baixo ponto de fusão, sendo que, pelo menos, 90% das droplets apresentam um valor de 1 µm = d = 10 µm. [0017] tem-se mostrado que as droplets aumentam a rugosidade, de tal modo que é necessário um processamento posterior, a fim de reduzir o desgaste também do contrassuperfície. além disso, no processamento da superfície ou no emprego de anéis de pistão no motor, os pontos referentes do revestimento rompem. tem-se comprovado que, o tamanho das droplets tem uma influência decisiva sobre o desgaste de uma camada de proteção ao desgaste e de um parceiro de funcionamento. [0018] droplets pequenas, isto é, na faixa de 1 µm = d = 10 µm são de grande vantagem. devido à redução das droplets, o dispêndio para o processamento posterior pode ser claramente reduzido, porque a rugosidade diminui, do mesmo modo com a diminuição de tamanho das droplets. a ruptura de áreas da superfície, nas quais são encontradas droplets, do mesmo modo, é claramente minimizada. [0019] uma outra vantagem consiste no fato de que, as droplets diminuem as tensões internas de um revestimento, sem ter uma influência prejudicial sobre a estrutura da camada. droplets pequenas levam ao efeito positivo que as tensões internas podem ser diminuídas em certa medida. se nas camadas forem incorporadas droplets maiores, uma parte maior das tensões internas pode ser diminuída através do volume maior das droplets. entretanto grandes droplets com um diâmetro d > 10 µm têm a desvantagem que, o desgaste próprio e o desgaste do contracorpo, por exemplo, em um motor aumenta. através das droplets pequenas são produzidas heterogeneidades mínimas no revestimento, as quais contribuem para a redução de tensão. [0020] por meio do processamento posterior, através das droplets pequenas surgem microbolsas de lubrificação, que são distribuídas de forma homogênea. [0021] a ordem de grandeza das microbolsas de lubrificação, bem como, sua distribuição influenciam de forma positiva as propriedades tribológicas do revestimento, o que se externa em desgaste menor, em particular, do contracorpo como, por exemplo, em uma superfície de deslizamento do cilindro. [0022] o diâmetro d das droplets é o diâmetro dos invólucros das droplets, sendo que, o diâmetro d é medido em um plano perpendicular à normal do substrato. [0023] é preferido que, pelo menos, 90% das droplets apresentem um valor de 1 µm = d = 8 µm, em particular, um valor de 1 µm = d = 6 µm. [0024] condicionadas pelo processo, as droplets não podem ser evitadas totalmente, todavia, seu tamanho - como é esclarecido em conexão com o processo de acordo com a invenção - pode ser ajustado intencionalmente. [0025] tem-se mostrado surpreendente que, então, se pelo menos, 90% das droplets apresentarem um valor de d = 10 µm, o desgaste da camada de proteção ao desgaste reduz-se claramente. o desgaste pode ser reduzido até 50% em relação às camadas com droplets, que ficam fora dessa condição. [0026] de preferência, o primeiro elemento com baixo ponto de fusão é constituído de alumínio (tm = 660º c). o alumínio tem a vantagem que, a camada de proteção ao desgaste apresenta uma resistência à oxidação maior e uma alta condutibilidade térmica. outros elementos com baixo ponto de fusão são magnésio (tm = 639º c), zinco (tm = 420º c), telúrio (tm = 449º c), tálio (tm = 303º c), estanho (tm = 232º c), bismuto (tm = 271º c) ou enxofre (tm = 113º c). [0027] de preferência, o segundo elemento com alto ponto de fusão é constituído de titânio (tm = 1660º c), vanádio (tm = 1890º c), cromo (tm = 1875º c), zircônio (tm = 1852º c), nióbio (tm = 2468º c), molibdênio (tm = 2617º c), háfnio (tm = 2150º c), tântalo (tm = 2996º c), tungstênio (tm = 3390º c), ferro (tm = 1534º c), silício (tm = 1410º c) ou cério (tm = 797º c). [0028] tem-se mostrado que, o tamanho das droplets, em particular, em camadas, que são constituídas de, pelo menos, um nitreto de metal, tem uma influência substancial sobre o desgaste de camadas desse tipo e sua contrassuperfície. um nitreto de metal compreende também nitretos de dois ou mais metais. [0029] a camada de proteção ao desgaste é constituída, de preferência, de uma camada de multicamadas estruturada periodicamente. de preferência, cada periodicidade é constituída de, pelo menos, duas camadas individuais de nitreto de metal. é preferido que todas as camadas individuais da camada de multicamadas sejam constituídas de nitretos. [0030] pelo menos, uma camada individual de cada periodicidade apresenta, pelo menos, um dos elementos com baixo ponto de fusão e, pelo menos, um dos elementos com alto ponto de fusão. tem-se mostrado que, uma camada de multicamadas de camadas de nitreto de metal apresenta uma boa resistência ao desgaste. em ligação com o mencionado tamanho das droplets, a resistência ao desgaste pode ser melhorada mais ainda. [0031] de preferência, as camadas individuais apresentam nitretos, pelo menos, de um metal do grupo de titânio (ti), zircônio (zr), háfnio (hf), vanádio (v), nióbio (nb), tântalo (ta), cromo (cr), molibdênio (mo), tungstênio (w), ferro (fe), silício (si) ou cério (ce). [0032] em princípio são possíveis todas as combinações dos mencionados primeiros elementos com baixo ponto de fusão e segundos elementos com alto ponto de fusão, sendo que, são preferidos os nitretos dessas combinações. por exemplo, em uma periodicidade pode ser combinada uma camada individual de um nitreto de um elemento com baixo ponto de fusão com uma camada individual de um nitreto de um elemento com baixo ponto de fusão e de um elemento com alto ponto de fusão. ao invés de uma camada individual de um nitreto de um elemento com baixo ponto de fusão também pode ser combinada uma camada individual de um nitreto de um elemento com alto ponto de fusão com uma camada individual de um nitreto de um elemento com alto ponto de fusão e de um elemento com baixo ponto de fusão. neste caso, pode se tratar de fases estequiométricas ou de fases não estequiométricas ou de misturas delas. por exemplo, como crn deve ser entendida uma ou várias fases do sistema cr-n, isto vale de modo análogo para outros sistemas. em função do processo de revestimento, eventualmente pode ser preferida uma ou outra combinação. [0033] particularmente preferido é o emprego de crn para, pelo menos, uma camada individual da periodicidade. as camadas individuais de crn podem ser combinadas no sistema de camada de multicamadas com camadas individuais dos nitretos de todos os outros metais dos grupos mencionados. [0034] uma combinação de camada individual preferida em uma periodicidade é crn / altin. [0035] de preferência, a periodicidade da camada de multicamadas é constituída de, pelo menos, duas camadas individuais de altin e crn com 47 até 55% em peso de cr, de 19 até 25% em peso de n, de 10 até 19% em peso de al e de 10 até 14% em peso de ti, sendo que, os dados de % em peso se referem à camada de proteção ao desgaste. [0036] uma parte de oxigênio insignificante, eventualmente existente a ser analisada como impureza, a qual se desloca no âmbito de menos que at% não foi considerada. [0037] a periodicidade também pode apresentar mais que duas camadas individuais, de preferência, até quatro camadas individuais. quanto a isso são preferidas duas camadas individuais, porque o dispêndio de fabricação aumenta nitidamente com o número crescente de camadas individuais por periodicidade. [0038] o elemento com alto ponto de fusão está contido em uma camada de depósito ou em uma camada individual da periodicidade, de preferência, com uma parte de 1 a 90% em peso, de modo particularmente preferido, de 20 a 40% em peso. a parte do elemento com alto ponto de fusão depende dos pontos de fusão dos elementos com baixo ponto de fusão e dos elementos com alto ponto de fusão. [0039] tem-se mostrado que, dependendo do tipo do elemento com alto ponto de fusão, quantidades pequenas já são suficientes para reduzir significativamente o tamanho das droplets. através da parte do elemento com alto ponto de fusão - para parâmetros de processo iguais - pode ser ajustado intencionalmente o tamanho das droplets ou a distribuição do tamanho das droplets. quanto maior for a parte do elemento com alto ponto de fusão em comparação com a parte do elemento com baixo ponto de fusão, tanto menor são as droplets, e tanto maior é a parte das droplets na camada de proteção ao desgaste. neste caso, deve ser considerado o fato de que, os parâmetros de processo também têm uma influência sobre o tamanho das droplets. [0040] de preferência, a camada de proteção ao desgaste é aplicada por meio de um processo de evaporação de arco elétrico, de preferência, de um processo de evaporação de arco elétrico catódico, em particular, de um processo de evaporação de arco elétrico catódico sem filtro. o processo é, de preferência, sem filtro, isto é, antes da deposição não são classificados quaisquer respingos de meta de um tamanho definido. [0041] a espessura de uma camada individual para a montagem da camada como camada de sobregrade tem, de preferência, de 5 nm até 15 nm, de modo particularmente preferido, de 8 a 15 nm, especialmente preferido de 10 nm até 15 nm. [0042] a espessura de uma camada individual para a montagem da camada como camada de multicamadas tem, de preferência, de 15 a 500 nm, de modo particularmente preferido, de 30 a 200nm, de modo especialmente preferido, de 30 a 80 nm. [0043] tem-se mostrado que, com referência à resistência ao desgaste, para cada combinação de material das camadas individuais há um valor ideal para a periodicidade. [0044] a espessura da camada de proteção ao desgaste tem, de preferência, de 10 a 60 µm, de modo particularmente preferido, de 20 a 60 µm e em particular, de 30 a 40 µm. [0045] empregos preferidos do anel de pistão de acordo com a invenção estão previstos em motores de combustão interna, em particular, para motores diesel ou motores otto. [0046] o processo de acordo com a invenção prevê que, a camada de proteção ao desgaste seja aplicada sobre um substrato, por meio de um processo de evaporação de arco elétrico, no qual se encontra, pelo menos, um material de meta em, pelo menos, uma meta, sendo que, esse material de meta é evaporado e em uma atmosfera de gás é depositado sobre um substrato, sendo que, o material de meta apresenta, pelo menos, um primeiro elemento com um ponto de fusão de tm = 700º c, e pelo menos, um segundo elemento, com um ponto de fusão de tm > 760º c, sendo que, o segundo elemento está contido no material de meta em uma tal quantidade que, o ponto de fusão do material de meta é tm = 1000º c. [0047] para o processo é necessário que, o primeiro e o segundo elemento, em oposição ao estado da técnica se encontrem em comum em uma meta, de tal modo que os dois elementos são evaporados ou fundidos em comum. por exemplo, a meta é uma placa de material constituída do material de meta. [0048] tem-se mostrado que, quantidades pequenas de um segundo elemento desse tipo já elevam significativamente o ponto de fusão do material de meta ligado e que, em uma temperatura de fusão alta do material de meta são formadas menos droplets e menores, de tal modo que através desses parâmetros pode ser ajustado o tamanho das droplets ou sua distribuição. [0049] as partes do segundo elemento no material de meta da meta tem, de preferência, de 1 a 90% em peso, de modo particularmente preferido, de 40 a 50% em peso. [0050] o processo de evaporação de arco elétrico preferido é um processo de evaporação de arco elétrico catódico. esse processo tem a vantagem que, com isso podem ser alcançadas altas taxas de crescimento, que são de vantagem para uma utilização industrial. [0051] como primeiro elemento é empregado, de preferência, alumínio. outros primeiros elementos são: magnésio, zinco, telúrio, tálio, estanho, bismuto ou enxofre. [0052] como segundo elemento é empregado, de preferência, titânio. outros segundos elementos podem ser: vanádio, cromo, zircônio, nióbio, molibdênio, háfnio, tântalo, tungstênio, ferro, silício ou cério, os quais foram mencionados no contexto com os anéis de pistão de acordo com a invenção. [0053] de preferência, como gás reativo é utilizado nitrogênio, a fim de produzir nitretos de metal. [0054] a pressão do gás reativo é ajustada para de 1 a 10 pa. [0055] de preferência, a corrente do evaporador é ajustada para de 40 a 200 a. [0056] de preferência, a tensão prévia é ajustada para de 5 a 200 v. [0057] são preferidas as seguintes composições do material de meta: 1º.elemento 2º. elemento parte preferida parte particularmente preferida resto de al ti = 1% em peso = 2% em peso 40-50% em peso resto de al v = 3% em peso 3-50% em peso 3-4% em peso resto de al w = 2% em peso 2-43% em peso 2-3% em peso resto de al zr = 1% em peso 6-86% em peso 1-2% em peso resto de al fe = 4% em peso 17-83% em peso 4-8% em peso resto de al fe = 4% em peso 12-67% em peso resto de al ce = 20% em peso 33-88% em peso [0058] se os limites inferiores mencionados das partes de peso para o segundo elemento forem mantidos, é alcançado o tamanho das droplets de acordo com a invenção e a distribuição das droplets. [0059] a composição da camada depositada respectivamente, em geral se desvia da composição do material de meta, porque, por um lado, através dele o gás reativo, por exemplo, nitrogênio é incorporado na camada como nitreto e, por outro lado, através da escolha dos parâmetros do processo podem ser causados desvios insignificantes. [0060] no exemplo preferido com ti com 40-50% em peso e resto de al é obtida uma temperatura de fusão de cerca de 1400º c, de tal modo que, em uma deposição por meio do processo de evaporação de arco elétrico leva a droplets, das quais, pelo menos, 90% está em uma faixa nas proximidades do limite inferior da faixa de valores de 1 µm = d = 10 µm. metas com essa composição preferida são obtidas a custos comercialmente rentáveis. [0061] formas de execução exemplares da invenção serão esclarecidas em mais detalhes a seguir com auxílio dos desenhos. [0062] são mostrados: [0063] na figura 1, um anel de pistão em representação em perspectiva, [0064] na figura 2, um corte ao longo da linha ii-ii através do anel de pistão mostrado na figura 1, [0065] na figura 3, uma representação ampliada da particularidade x da figura 2, [0066] na figura 4, uma representação ampliada da particularidade y da figura 3, [0067] nas figuras 5 + 6, uma vista de cima e um corte transversal através de uma droplet, [0068] na figura 7, uma micrografia de um revestimento e de um substrato com ampliação de 1000 vezes, sendo que, o revestimento ocorreu por meio de um catodo de alumínio, [0069] na figura 8, uma micrografia de um revestimento e de um substrato com ampliação de 1000 vezes, sendo que, o revestimento ocorreu por meio de um catodo de alti, [0070] na figura 9, um diagrama que mostra a distribuição de frequência das droplets, [0071] na figura 10, um diagrama que mostra a frequência de somas da distribuição das droplets, [0072] na figura 11, uma foto de rem de uma camada de nitreto de alumínio/ nitreto de cromo, na qual as droplets de cromo estão representadas em branco e as droplets de alumínio estão representadas em preto, [0073] na figura 12, uma foto de rem de uma camada de multicamadas, sendo que, as camadas de aln contêm titânio, [0074] na figura 13, uma vista de cima sobre uma camada de nitreto de alumínio/ nitreto de cromo, com rupturas após o processamento da superfície, [0075] na figura 14, uma vista de cima sobre uma camada de nitreto de titânio e alumínio/ nitreto de cromo, com rupturas após o processamento da superfície, [0076] na figura 15, um diagrama que mostra os valores de desgaste de uma camada de multicamadas de aln/ crn em comparação com uma camada de multicamadas de altin/ crn de acordo com a invenção, [0077] na figura 16, um diagrama que mostra os valores de desgaste do cilindro correspondentes, [0078] na figura 17, um diagrama que mostra os valores de desgaste do cilindro depois de um funcionamento do motor, e [0079] na figura 18, um diagrama que mostra os tamanhos máximos de droplets, em função da temperatura de fusão dos materiais empregados. [0080] na figura 1 está representado em perspectiva um anel de pistão 1. a superfície periférica externa forma a superfície de deslizamento 2. [0081] na figura 2 está representado um corte ao longo da linha ii-ii através do anel de pistão 1 mostrado na figura 1. a superfície de deslizamento 2 tem uma forma ligeiramente abaulada. a camada de proteção ao desgaste 20 depositada no substrato 10 reproduz a forma abaulada. [0082] na figura 3 está representada uma representação ampliada da particularidade x da figura 2. sobre o substrato 10 encontra-se uma camada de proteção ao desgaste 20, de uma camada de multicamadas, a qual é formada de uma infinidade de periodicidades 25. cada periodicidade 25 é constituída de duas camadas individuais 22, 23, sendo que, por uma questão de clareza somente uma periodicidade 25 está desenhada. [0083] na figura 4 está representada uma representação ampliada da particularidade y da figura 3. em uma das camadas individuais 22 está desenhada esquematicamente uma droplet 30. uma droplet 30 desse tipo produz um abaulamento da camada 32, que se prolonga através das outras camadas individuais que ficam acima, e é reforçada parcialmente. por meio de um processamento de superfície, as camadas individuais superiores 22 e 23 são cortadas, pelo que de fato a rugosidade de superfície causada pelo abaulamento é reduzida, mas em virtude do corte surgem superfícies de ataque, que podem levar a rupturas do material de revestimento através das droplets 30. [0084] uma droplet está representada em vista de cima na figura 5. é mostrado o plano, que está perpendicular sobre a normal do substrato 12, que está desenhado nas figuras 3 e 4. o diâmetro d da droplet 30 é definido com auxílio do círculo envolvente 32. [0085] na figura 6 está representado um corte através de uma droplet de acordo com a figura 5. se, por exemplo, um nitreto de alumínio foi depositado para a produção da referida camada 22 da figura 4, a droplet 30 apresenta um núcleo 34 de alumínio e um invólucro de droplet 36 de aln. a espessura d é definida através do intervalo dos dois planos 31a, 31b, os quais ficam perpendiculares à normal do substrato 12 e limitam a droplet. [0086] na figura 7 está representado um substrato 10 com uma camada de proteção ao desgaste 20 aplicada sobre ele, de acordo com a o estado da técnica. a camada de proteção ao desgaste é constituída de uma camada de multicamadas. a camada de proteção ao desgaste 20 foi aplicada por meio de um processo de evaporação de arco elétrico, sendo que, os dois catodos (metas) são constituídos de cromo ou de alumínio. a camada é constituída de aln / crn. [0087] pode ser visto que existe uma larga distribuição de droplets de aln com referência a seu diâmetro d, sendo que, algumas droplets apresentam um diâmetro de 13 ou 15 µm. além disso, estão disponíveis droplets de crn, que são nitidamente menores e por conseguinte, podem ser desprezadas. [0088] em comparação a isso, na figura 8 está representado um substrato 10 com uma camada de proteção ao desgaste 20 de acordo com a invenção, sendo que, a camada de proteção ao desgaste foi produzida de uma camada de multicamadas, por meio de evaporação de arco elétrico de catodos (metas). uma das metas é constituída de al e ti, enquanto que a outra meta é constituída de cr. a camada 20 constituída de tialn /crn. [0089] descrição do processo de revestimento: [0090] a evaporação de arco elétrico é uma forma da técnica de pvd. no caso desse processo, o material de evaporação, que precisa ser eletricamente condutivo, é colocado em uma câmara de vácuo em uma disposição arbitrária, como placa (meta) fixa, e é ligada como catodo. através da aplicação de uma tensão entre um anodo e um catodo sobre um arco elétrico. o arco elétrico se movimenta através do catodo e, neste caso, evapora mínimas quantidades de material. a potência de evaporação, neste caso é ajustada através da corrente de evaporação. em virtude da alta densidade de energia o material evapora diretamente sem formar uma fusão de grande superfície. entre a câmara de vácuo e o substrato é colocada uma tensão prévia, pelo que, os íons de metal são acelerados na direção do substrato a ser revestido. ali os íons de metal reagem com um gás reativo (por exemplo, nitrogênio) introduzido, e se depositam como camada de nitreto de material duro fina sobre o substrato. forma-se um plasma altamente concentrado em forma de uma clava de vapor, através da qual o substrato a ser revestido é conduzido. [0091] tem-se mostrado que, certas condições de processo levam a uma montagem ideal das droplets: [0092] corrente [0093] - adaptação das condições de descarga no processo de revestimento com metas com diâmetro de 100 mm: correntes de evaporação: de 40 a 200 a [0094] de preferência, nessa geometria de evaporação as correntes de evaporação se situam em 50 a 150 a, em particular, de 80 a 90 a. no caso de correntes de evaporação muito altas, através de um aumento da temperatura de catodos vem a ocorrer emissões de droplets maiores e aumenta o número das droplets. no caso de correntes de evaporação muito baixas o processo de evaporação torna-se instável, de tal modo que, mais frequentemente deve ser reacendido novamente. isto tem a desvantagem que, grandes droplets são emitidas durante a fase de ignição. [0095] pressão [0096] pressão de gás reativo: 1 a 10 pa de nitrogênio, de preferência, de 2 a 8 pa. [0097] - pressões de gás reativo muito baixas de 0,1 a 0,9 pa pode vir a ocorrer uma emissão de droplets maiores, e o número das droplets aumenta. [0098] - no caso de pressões muito altas > 10 pa até 50 pa os íons são termalizados e a taxa de crescimento da camada é influenciada desfavoravelmente. termalizar significa a adaptação das velocidades de partículas ao ambiente através de golpes. [0099] tensões prévias de 5 a 200 v, de preferência, de 5 a 50 v, em particular, de 5 a 20 v. para o exemplo de execução: [00100] composição do material de meta empregado: [00101] composição de meta % em at % em peso al 67 53,4 ti 33 46,6 [00102] a camada foi depositada como camada de multicamadas sobre anéis de pistão: [00103] - estrutura: crn / altin [00104] - espessuras da camada individual entre 40 e 80 nm (periodicidades de 80 a 160 nm) [00105] - composição do elemento da camada de multicamadas (camadas individuais de crn + altin) % em at % em peso cr 24 - 28 47 - 55 n 52 - 57 19 - 25 al 9 - 13 10 - 19 ti 4 - 7 10 - 14 o 0 a 3 - [00106] no caso do dado % em peso o teor de oxigênio foi negl