Diamantbeschichtete Gleitringdichtungen für den Einsatz in wässrigen Medien

Gleitringdichtungen für den Einsatz in wässrigen Medien werden heute vorzugsweise aus SiC, Graphit und Hartmetall hergestellt. Für den Einsatz in einer Pumpe sind neben niedrigen Reibwerten und niedrigem Verschleiß vor allem eine hohe Ausfallsicherheit und eine hohe Dichtigkeit der Gleitpaarung entscheidend. Mit polykristallinen Diamantschichten können aufgrund ihres niedrigen Reibwerts, ihrer hohen chemische Beständigkeit, ihrer hohen Temperaturbeständigkeit und ihrem geringen Verschleiß Gleitringdichtungen mit einem deutlich besseren Einsatzverhalten hergestellt werden. Zu große Oberflächenrauheiten der Gleitflächen führen allerdings zu einer erhöhten Leckage. Auch die Abscheidung von ausreichend haftfesten Schichten auf den keramischen Substraten kann schwierig sein. In dieser Präsentation werden Ergebnisse tribologischer Tests von verschiedenen handelsüblichen SiC Grundwerkstoffen mit polykristallinen Diamantschichten vorgestellt. Die Diamantschichten wurden mit dem Heißdraht-CVD-Verfahren (HFCVD) abgeschieden. Dieses Verfahren eignet sich auch für die gleichmäßige Beschichtung von sehr großen Komponenten. Die diamantbeschichteten SiC-Dichtungen wurden in einem Gleitverschleisstribometer bei 7,6 m/s und 1 MPa Druck in vollentsalztem Wasser getestet. Es zeigt sich, dass sich bei ausreichender Haftung der Diamantschichten ein wesentlich niedrigerer wie auch gleichmäßigerer Reibungsverlauf ergibt. Anhand von ersten Entwicklungsmustern wurde untersucht, inwieweit durch gezielte Einstellung der Beschichtungsparameter auf Gleitringdichtungen glatte Diamantschichten abgeschieden werden können, die hohe Haftfestigkeit und extreme Verschleißbeständigkeit mit guter Laufruhe und hoher Dichtigkeit kombinieren.