專利名稱：：高強(qiáng)度齒輪、其生產(chǎn)方法和使用其的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及高強(qiáng)度齒輪、使用該高強(qiáng)度齒輪的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于高強(qiáng)度齒輪的生產(chǎn)方法，更具體地涉及用作多種機(jī)械結(jié)構(gòu)如4幾動(dòng)車輛、工業(yè)4幾械、農(nóng)業(yè)4幾械等的4幾械元件的齒輪的高強(qiáng)度齒輪。技術(shù)背景從解決環(huán)境問題的觀點(diǎn)出發(fā)，預(yù)期未來發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛增加。要求用于發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛的減速設(shè)備的齒輪通過它們的尺寸保持小型化而降低電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度(達(dá)到幾萬r.p.m.)至某一低的旋轉(zhuǎn)速度。因此，存在帶來表面損害如由于滑動(dòng)表面上的溫度升高而引起的滑動(dòng)構(gòu)件的卡住和磨損的擔(dān)憂。作為防止這種表面損害的措施，近來使用用類金剛石碳(下文稱"DLC")涂覆滑動(dòng)構(gòu)件的表面。DLC包括以混合狀態(tài)鍵合的金剛石和石墨并且宏觀上具有看似無定形的結(jié)構(gòu)。因此，DLC具有介于金剛石和石墨之間的特性并且硬度和固體潤滑特性優(yōu)良。結(jié)果，預(yù)期DLC可用于降低摩擦損失和防止由于在滑動(dòng)下熱產(chǎn)生而引起的卡住和磨損，也可用于具有齒輪和帶的CVTs(連續(xù)變化傳動(dòng))。然而，可能引起這樣的問題DLC膜由于DLC膜和要處理的材料之間熱膨脹的差異產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力和由于缺少韌性(toughness)而剝離。隨著DLC膜的厚度增加，該問題變得嚴(yán)重?？紤]到以上內(nèi)容，已提議將金屬或半金屬如鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉻(Cr)、鴒(W)或其類似物的層層壓在碳層上以提高碳層的韌性，如在日本專利臨時(shí)/厶布No.ll-1013所公開的。另外，已提議將高碳密度層和低碳密度層層壓因而提高韌性和在低碳密度層中磨耗粉末的固體潤滑作用下提高摩擦特性，如在日本專利臨時(shí)公布No.2002-322555所7^開的。此外，已提議通過使用由等離子體CVD法獲得并含有20至40原子％(下文稱為"atm%")和1至5atm。/。硅的DLC膜來提高潤滑油中滑動(dòng)構(gòu)件的抗咬合性和摩擦特性，如在日本專利臨時(shí)公布No.2003-336542所公開的。此外，已提議通過使用由離子電鍍法形成并含有不大于IO原子。/。的氫的DLC膜提高滑動(dòng)構(gòu)件在機(jī)油中的摩擦特性，如在日本專利臨時(shí)公布No.2000-297373所公開。這似乎是在用于形成DLC膜的靶材料的所謂小滴(droplet)的顆粒材料的研磨作用的貢獻(xiàn)下實(shí)現(xiàn)的。該小滴不可避免地在離子電鍍法中產(chǎn)生。關(guān)于上述日本專利臨時(shí)公布Nos.l1-1013和2002-322555的提議或技術(shù)，在無潤滑下顯示特性的提高，因此該公布未討論在潤滑油中的特性。關(guān)于上述日本專利臨時(shí)公布No2003-336542的上述提議或技術(shù)，盡管展現(xiàn)出顯著的摩擦降低，但是在基于碳?xì)浠衔锏臍怏w氣氛中特別是通過離子電鍍法實(shí)現(xiàn)成膜的情況下，等離子體變得不穩(wěn)定。這引起處理期間的不點(diǎn)火，因此，存在使得不可能進(jìn)行穩(wěn)定成膜的問題。特別是如齒輪齒一樣成形不均勾(unevenness)的情況下，與凸形頂部相比，膜難以在齒4侖的凹形基部形成，因此，為了在基部也獲得一定的膜厚度，膜厚度不可避免地遍及整個(gè)齒輪提高。這樣引起由于增厚的膜帶來的齒輪剝離強(qiáng)度降低的問題，且要求長時(shí)間以形成膜，因而降低膜的穩(wěn)定性并使得不可能選擇成膜方法。因此，在上述傳統(tǒng)技術(shù)中，難以在齒輪上形成DLC膜，該膜在潤滑油中摩擦低并且即使在高承載壓力和在高速度滑動(dòng)下使用的情況中也不能剝離。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供能夠有效地克服由傳統(tǒng)滑動(dòng)構(gòu)件遇到的缺,泉的改進(jìn)的滑動(dòng)構(gòu)件。本發(fā)明的另一目的是提供摩擦系數(shù)極度降低并且在潤滑油中也顯示低摩擦特性的改進(jìn)的滑動(dòng)構(gòu)件。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供摩擦系數(shù)極度降低、在潤滑油中也顯示低摩擦特性并且齒表面疲勞強(qiáng)度優(yōu)良的改進(jìn)的高強(qiáng)度齒輪、使用該高強(qiáng)度齒輪的改進(jìn)的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和用于高強(qiáng)度齒輪的改進(jìn)的生產(chǎn)方法。為了解決上述問題，本發(fā)明人已進(jìn)行熱切的研究。結(jié)果，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)能夠通過在齒輪的嚙合表面形成具有氫含量不大于10atm。/。的兩類金剛石碳膜來解決上述問題。本發(fā)明的一方面在于滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，該滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括由已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理的鐵基合金形成的基礎(chǔ)材料，該基礎(chǔ)材料具有滑動(dòng)表面?；A(chǔ)材料的滑動(dòng)表面涂覆有第一類金剛石碳。第一類金剛石碳膜具有不大于10atm。/。的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為8至30Gpa的表面硬度。另外，至少部分第一類金剛石碳膜涂覆有第二類金剛石碳膜。第二金剛石碳膜具有不大于10atm。/o的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90Gpa的表面硬度。第二類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2pm的表面粗糙度Ra。本發(fā)明的第二方面在于高強(qiáng)度齒輪，該高強(qiáng)度齒輪包括由已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理的鐵基合金形成的基礎(chǔ)齒輪。該基礎(chǔ)齒輪具有用其嚙合相對齒輪的嚙合表面。該基礎(chǔ)齒輪的嚙合表面涂覆有第一類金剛石碳膜。該第一類金剛石碳膜具有不大于10atm。/o的氫含量且在納米壓痕試-驗(yàn)中范圍為8至30Gpa的表面硬度。另外，至少部分第一類金剛石碳膜涂覆有第二類金剛石碳膜。該第二金剛石碳膜具有不大于10atm%的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90Gpa的表面硬度。該第二類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2fim的表面粗糙度Ra。本發(fā)明的第三方面在于動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括高強(qiáng)度的第一齒輪。第一齒輪包括由已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理的鐵基合金形成的基礎(chǔ)齒輪，用其涂覆基礎(chǔ)齒輪的第一類金剛石碳膜和用其涂覆至少部分第一類金剛石碳膜的第二類金剛石碳膜，該基礎(chǔ)齒輪具有嚙合表面，該第一類金剛石碳膜具有不大于10atm%的氫含量且在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為8至30Gpa的表面硬度范圍，該第二金剛石碳膜具有不大于10atm0/0的氫含量且在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90Gpa的表面硬度，該第二類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2nm的表面粗糙度Ra。另外，設(shè)置鄰近第一齒輪并具有與第一齒輪嚙合表面嚙合的嚙合表面的第二齒輪。第二齒輪包括用其涂覆第二齒輪嚙合表面的第三類金剛石碳膜，第三類金剛石碳膜具有不大于10atmO/o的氫含量且在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90Gpa的表面硬度，第三類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2nm的表面粗糙度Ra。本發(fā)明的第四方面在于生產(chǎn)高強(qiáng)度齒輪的方法，包括(a)在至少部分基礎(chǔ)齒輪的嚙合表面上通過賊射法在基礎(chǔ)齒輪相對于碳靶旋轉(zhuǎn)下形成第一類金剛石碳膜，該第一類金剛石碳膜具有不大于10atm%的氫含量；和(b)在至少部分第一類金剛石碳膜上、通過離子電鍍法、在包括其中將基礎(chǔ)齒輪的旋轉(zhuǎn)停止的第一狀態(tài)和其中基礎(chǔ)齒輪的旋轉(zhuǎn)速度低的第二狀態(tài)的條件下，形成第二類金剛石碳膜，第二類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量。圖l是用于形成根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度齒輪的DLC膜的設(shè)備的成膜室部分的示意性說明；和圖2是用于檢驗(yàn)根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度齒輪的DLC膜的剝離強(qiáng)度和摩擦性能的摩擦試驗(yàn)儀的主要部分的示意性透視圖。具體實(shí)施方式下面將詳細(xì)討論本發(fā)明。在下面的描述中，除非另有說明，所有百分比是以質(zhì)量計(jì)的。高強(qiáng)度齒輪包含要處理的基礎(chǔ)齒輪(齒輪主體)，該基礎(chǔ)齒輪由已進(jìn)行滲碳處理或碳氮共滲處理的鐵基合金形成。該基礎(chǔ)齒輪在其嚙合表面或滑動(dòng)表面涂覆有第一DLC膜。另外，被涂覆的第一DLC膜的部分或全部表面通過離子電鍍法涂覆有第二DLC膜。該第一DLC膜具有氫含量不大于10atm。/。。該第二DLC膜具有不大于10atm。/o的氫含量以及范圍為0.1至0.2(im的表面粗糙度(Ra)。表面粗糙度(Ra)根據(jù)JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B0601。因此，基礎(chǔ)齒輪在該基礎(chǔ)齒輪的嚙合表面設(shè)置有二層結(jié)構(gòu)的DLC膜形式，因而顯示下列有利的效果第二DLC膜(通過離子電鍍法形成)厚度足夠薄，因此不趨于剝離。即使第二DLC膜剝離，也可以顯示由于小滴而引起的研磨效果，所以除由于僅具有氫含量不大于lOatm。/。的DLC膜而產(chǎn)生的低摩擦之外，以相應(yīng)于研磨效果的量降低摩擦。另外，第二DLC膜通過離子電鍍法形成，同時(shí)表面粗糙度(Ra)范圍在0.1至0.2pm之間，因此獲得適當(dāng)量的小滴，因而防止DLC膜開裂和過度攻擊相對構(gòu)件的表面。構(gòu)成要處理的基礎(chǔ)齒輪并已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲的鐵基合金的種類可以根據(jù)高強(qiáng)度齒輪的用途適宜地選擇。作為鐵基合金，在成膜處理期間在某一溫度(約200°C)下具有韌性而不能軟化并且是可熱處理的一類是適宜的。鐵基合金的典型實(shí)例是用于機(jī)械結(jié)構(gòu)用途的表面硬化碳鋼如S09CK、S15CK、S20CK等和用于機(jī)械用途的表面硬化合金鋼(alloycasehardeningsteels),例如，鎳-鉻基合金如SNC415、SNC815等，鎳-鉻-鉬基合金如SNCM220、SNCM415、SNCM420、SNCM616、SNCM815等，鉻基合金如SCr415、SCr420等，鉻-鉬基合金如SCM415、SCM418、SCM420、SCM421、SCM822等，以及錳基合金和錳-鉻基合金如SMn420、SMnC420等。上述合金實(shí)例適于用作本發(fā)明齒輪的鐵基合金。以上合金的上述符號(hào)(如S09CK)根據(jù)JIS。在本發(fā)明的高強(qiáng)度齒輪中，第一DLC膜的表面具有在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為20至30GPa的硬度。通過形成具有這樣硬度的第一DLC膜，與由于通過離子電鍍形成DLC膜而產(chǎn)生的研磨效果組合可以獲得優(yōu)良的低摩擦系數(shù)特性。如果硬度超過30GPa，膜的韌性降低，同時(shí)會(huì)難以獲得穩(wěn)定的硬度。適宜的是第二DLC膜具有在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為20至30GPa的硬度。隨著其中形成第二DLC膜的區(qū)域增大，低摩擦特性可以變得優(yōu)良。另外，第二DLC膜在潤滑油中也可以顯示優(yōu)良的低摩擦特性，因而防止由于磨損引起的表面不平整性的形成。將討論上述的納米壓痕試驗(yàn)。材料的硬度由施加于材料表面的承載壓力和印記的壓痕深度來定義。在傳統(tǒng)的硬度試驗(yàn)中，將壓頭壓向材料來施加一定的載荷，測量移去載荷后印記的尺寸。然后，基于尺寸的測量值，考慮壓頭的幾何因素來計(jì)算硬度。然而，最近的電子設(shè)備或其類似設(shè)備的最小化使得實(shí)際上不可能在超低載荷下在用于微材料的強(qiáng)度試驗(yàn)中識(shí)別印記的位置和測量印記的尺寸。鑒于此，已提出下面的試驗(yàn)或方法對于載荷(P)的壓頭的壓痕深度(h)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量，在壓痕載荷-位移曲線上進(jìn)行硬度評價(jià)。這種試驗(yàn)稱為"納米壓痕試驗(yàn)"。接著，將討論使用高強(qiáng)度齒輪的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過使用兩個(gè)或多個(gè)高強(qiáng)度齒輪而構(gòu)成，每個(gè)高強(qiáng)度齒輪是上述高強(qiáng)度齒輪。涂覆有第一DLC膜的相鄰齒輪(基礎(chǔ)齒輪或齒輪主體)的至少之一的嚙合表面(滑動(dòng)表面)進(jìn)一步涂覆有第二DLC膜。換言之，兩個(gè)高強(qiáng)度齒輪可以各自具有第二DLC膜。否則，僅任一高強(qiáng)度齒輪可以具有第二DLC膜。在減速齒輪或增速齒輪中，優(yōu)選在齒輪齒的前側(cè)和后側(cè)或前面和后面(驅(qū)動(dòng)側(cè)和被驅(qū)動(dòng)側(cè))上形成第二DLC膜。在高強(qiáng)度齒輪的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)下，在相對齒輪的全部齒輪齒嚙合時(shí)，該第二DLC膜可以有效地研磨(grind)相對齒輪齒的相向面或相對面。尤其在具有大模量的齒輪的情況下，與各自在一個(gè)齒輪的齒輪齒的前側(cè)和后側(cè)上形成第二DLC膜相比，為了防止每一齒輪齒頂部變厚或膨脹，優(yōu)選各自在相鄰兩個(gè)齒的相向面或相對面上形成第二DLC膜。另外，優(yōu)選潤滑油存在于使用高強(qiáng)度齒輪的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的嚙合齒輪之間。這里，上述潤滑油優(yōu)選含有潤滑油基礎(chǔ)油和包括基于脂肪酸酯的無灰摩擦改進(jìn)劑、基于脂族胺的無灰摩擦改進(jìn)劑、基于磷酸脂的極壓劑、聚丁烯琥珀酰亞胺、聚丁烯琥珀酰亞胺的衍生物和二硫代磷酸鋅的添加劑的至少一種。換言之，基礎(chǔ)油含有上述添加劑的至少一種或上述添加劑的任何組合。上述潤滑油基礎(chǔ)油無特另'j限制并且可以是任何常用于潤滑油的基礎(chǔ)油(一種化合物或多種化合物)如礦物油、合成油、油脂(化合物)或礦物油、合成油和油脂的任何組合。潤滑油通常為液態(tài)并且可以用潤滑劑如固體石墨或滑石或者用半固體潤滑脂代替。礦物油的具體實(shí)例包括石蠟基油或者環(huán)烷基油和正石蠟，其通過常壓或減壓蒸餾從石油中提取潤滑油餾分來制備，然后通過使用至少一種下面的處理方法純化所得的潤滑油餾分可以以適當(dāng)?shù)慕M合使用的溶劑脫瀝青、溶劑萃取、氫解、溶劑脫蠟、加氫精制、硫酸處理和粘土處理等。通常通過使用加氫精制或溶劑純化來純化所得的潤滑油餾分。另外，優(yōu)選使用通過利用能夠大大降低芳族組分的深度氫解法純化潤滑油餾分而獲得的礦物油或者通過用于異構(gòu)化GTL(氣體到液體)蠟的方法而生產(chǎn)的礦物油。合成油的具體例子包括聚-a-烯烴(例如l-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物和乙烯-丙烯低聚物)，聚-a-烯烴的氫化物，異丁烯低聚物，異丁烯低聚物的氬化物，異鏈烷烴；烷基苯，烷基萘，二酯(如戊二酸雙十三烷基酯、己二酸二辛酯、己二酸二異癸酯、己二酸雙十三烷基酯和癸二酸二辛酯)，多元醇酯(如三羥曱基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯；三羥甲基丙烷酯如三羥甲基丙烷異硬脂酸酯；季戊四醇酯如季戊四醇-2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯)；聚氧亞烷基二醇；二烷基二苯醚和聚苯醚。在這些合成油化合物中，優(yōu)選聚-a-烯烴，例如l-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物及其氫化物。上述礦物油和合成油(化合物)可以單獨(dú)J吏用或以其任兩種或更多的混合物的形式使用而不限制混合比例。基礎(chǔ)油中的硫含量沒有特別限制。硫含量優(yōu)選不大于0.2%,更優(yōu)選不大于0.1%,非常優(yōu)選不大于0.05%,基于基礎(chǔ)油的總質(zhì)量。另外，優(yōu)選使用通過加氫而純化的礦物油或合成油作為基礎(chǔ)油，這是因?yàn)檫@種油具有的硫含量不大于0.005%,或基本上無硫含量(不大于5ppm)。基礎(chǔ)油的芳烴含量也沒有特別限制。為了使用于內(nèi)燃機(jī)的潤滑油長時(shí)間保持其低的摩擦特性，基礎(chǔ)油的芳烴含量優(yōu)選小于或等于15%,更優(yōu)選小于或等于10%,最優(yōu)選小于或等于5%。當(dāng)芳烴的含量高于15%時(shí)，基礎(chǔ)油的氧化穩(wěn)定性不希望地劣化。在這里，芳烴含量定義為根據(jù)ASTMD2549"StandardTestMethodforSeparationofRepresentativeAromaticsandNonaromaticsFractionsofHigh-BoilingOilsbyElutionChromatography"測定的芳烴餾分的量?；A(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度沒有特別限制。當(dāng)潤滑油用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)，基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選高于或等于2mmVs,更優(yōu)選3mm"s,同時(shí)，優(yōu)選小于或等于20mmVs,更優(yōu)選小于或等于10mm2/s,最優(yōu)選小于或等于8mmVs,在100。C測量。當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度在100。C低于2mm"s時(shí)，潤滑油能夠提供足夠的耐磨性但蒸發(fā)特性差。當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度超于20mm2/s時(shí)，潤滑油難以顯示低的摩擦特性并且蒸發(fā)特性可能降低，其是不優(yōu)選的。關(guān)于本發(fā)明，可以自由地選擇至少兩種基礎(chǔ)油來將其混合以形成混合物，其中單一的基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度可以在上述范圍之外，只要在10(TC時(shí)混合物的運(yùn)動(dòng)粘度落入上述優(yōu)選的范圍內(nèi)即可?；A(chǔ)油的粘度指數(shù)沒有特別限制，當(dāng)潤滑油用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)，其優(yōu)選高于或等于80，更優(yōu)選高于或等于100,最優(yōu)選高于或等于120。提高基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)可以提供低溫粘度特性和燃料經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)良的用于內(nèi)燃機(jī)的潤滑油。基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和基于脂族胺的無灰摩擦改性劑的實(shí)例是各自具有CVC3。直鏈或支鏈烴鏈或基團(tuán)、優(yōu)選Cs-C24直鏈或支鏈烴鏈、更優(yōu)選C『C2()直鏈或支鏈烴鏈的脂肪酸酯和脂族胺。當(dāng)烴鏈的碳原子數(shù)不在6至30的范圍內(nèi)時(shí)，可能出現(xiàn)潤滑油不能產(chǎn)生預(yù)期的足夠的摩擦降低效果?？衫斫獾氖强梢允褂弥舅嶂椭灏返倪m宜的混合物。<:6-<:3()直鏈或支鏈烴鏈的具體例子包括烷基如己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基和三十烷基；以及烯基如己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基、二十四碳烯基、二十五碳烯基、二十六碳烯基、二十七碳烯基、二十八碳烯基、二十九碳烯基和三十碳烯基。上述烷基和烯基包括所有可能的異構(gòu)體。另外，烯基的雙鍵位置不受限制。脂肪酸酯可以下列為例具有上述C6-C3。烴基或鏈的脂肪酸與單羥基或多羥基脂族醇的酯。這種脂肪酸酯的具體實(shí)例包括單油酸甘油酯、二油酸甘油酯、單油酸脫水山梨糖醇酯和二油酸脫水山梨糖醇酯。脂族胺可以以下為例脂族單胺及其烯化氧的加合物、脂族多胺、咪唑啉化合物，以及它們的衍生物。這種脂族胺的具體實(shí)例包括脂族胺化合物如月桂胺、月桂基二乙胺、月桂基二乙醇胺、十二烷基二丙醇胺、棕櫚基胺、硬脂胺、硬脂基四亞乙基五胺、油基胺、油基亞丙基二胺、油基二乙醇胺和N-羥基乙基油基咪峻啉(hyd匿yethyloleylimidazoline);上述月旨族胺(C6-C28烷基或烯基胺)與烯化氧的加合物，例如N，N-二聚氧化烯基-N-烷基胺；以及通過使上述脂族胺與C2-C3。一元羧酸(例如脂肪酸)或CVC3()多元羧酸(例如草酸、鄰苯二甲酸、偏苯三酸和1,2,4,5-苯四酸)反應(yīng)以中和或酰胺化全部或部分剩余氨基和/或亞氨基而制備的酸改性化合物。關(guān)于本發(fā)明，優(yōu)選使用N,N-二聚氧乙烯-N-油基胺。加入潤滑油中的基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和/或基于脂族胺的無灰摩擦改性劑的量沒有特別限制，優(yōu)選0.05至3.0%,更優(yōu)選0.1至2.0%,最優(yōu)選0.5至1.4%,基于潤滑油的總質(zhì)量。當(dāng)基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和/或基于脂族胺的無灰摩擦改性劑的量少于0.05%時(shí)，可能出現(xiàn)潤滑油不能產(chǎn)生足夠的摩擦降低效果。當(dāng)基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和/或基于脂族胺的無灰摩擦改性劑的量超過3.0%時(shí)，潤滑油產(chǎn)生良好的摩擦降低效果，但J)3i存穩(wěn)定性和相容性不希望地劣化而產(chǎn)生沉淀。聚丁烯基琥珀酰亞胺的實(shí)例包括由下列通式(1)和(2)表示的化合物。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>在式(1)和(2)的每一個(gè)中，n表示l至5，優(yōu)選2至4的整數(shù)以獲得良好的清潔的效果。此外，PIB表示衍生自聚丁烯的聚丁烯基。聚丁烯可以在氟化硼催化劑或氯化鋁催化劑的存在下，以使聚丁烯獲得數(shù)均分子量900至3500,優(yōu)選1000至2000的方式，通過聚合高純異丁烯或1-丁烯和異丁烯的混合物而制備。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量小于900時(shí)，可能不能獲得足夠的清潔效果。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量超過3500時(shí)，聚丁烯的低溫流動(dòng)性可能不希望地劣化。在生產(chǎn)聚丁烯基琥珀酰亞胺時(shí)，聚丁烯可以在純化后使用，該純化通過任何合適的處理(例如吸附過程或清洗過程)除去產(chǎn)生于上述聚丁烯生產(chǎn)催化劑的痕量氟和氯殘余物。氟和氯殘余物的量優(yōu)選控制到小于或等于50ppm,更優(yōu)選小于或等于10ppm,最優(yōu)選小于或等于lppm。聚丁烯基琥珀酰亞胺的生產(chǎn)方法沒有特別限制。例如，聚化物或者已去除氟和氯殘余物的聚丁烯與馬來酸酐在100-200。C下反應(yīng)形成聚丁烯基琥珀酸酯，然后使如此形成的聚丁烯基琥珀酸酯與多胺(如二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五銨或五亞乙基六胺)反應(yīng)。聚丁烯基琥珀酰亞胺書于生物可以由以下示例^使式(1)或(2)的聚丁烯基琥珀酰亞胺與硼化合物或含氧有機(jī)化合物反應(yīng)以中和或酰胺化全部或部分剩余的氨基和/或酰亞胺基而得到的硼或酸改性的化合物。其中優(yōu)選使用含硼的聚丁烯基琥珀酰亞胺，尤其是含硼的雙(聚丁烯基)琥珀酰亞胺。上述硼化合物可以是硼酸、硼酸鹽或硼酸酯。硼酸的具體實(shí)例包括原硼酸、偏硼酸和過硼酸。硼酸鹽的具體實(shí)例包括包括硼酸4妄的銨鹽，如偏硼酸銨、四硼酸銨、五硼酸銨和y乂硼酸銨。硼酸酯的具體實(shí)例包括硼酸和烷醇(優(yōu)選C廣C6烷醇)的酯，例如硼酸單甲酯、硼酸二曱酯、硼酸三曱酯、硼酸單乙酯、硼酸二乙酯、硼酸三乙酯、硼酸單丙酯、硼酸二丙酯、硼酸三丙酯、硼酸單丁酯、硼酸二丁酯和硼酸三丁酯。在這里，在含硼的聚丁烯基琥珀酰亞胺中以質(zhì)量計(jì)的氮和硼的含量比(B/N)通常是0.1至3，優(yōu)選0.2至1。上述含氧有機(jī)化合物可以由以下示例C廣C3G的一元羧酸，例如甲酸、乙酸、乙醇酸、丙酸、乳酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、十九烷酸和二十烷酸；C2-C3o多元羧酸，例如乙二酸、鄰苯二曱酸、偏苯三酸和l,2，4，5-苯四酸，及其酸酐和酯；C2-C6烯化氧；以及羥基(聚)氧化烯碳酸酯。加入用于本發(fā)明的潤滑油中的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物的量沒有特別限制，并且優(yōu)選0.1-15%,更優(yōu)選1.0-12%,基于潤滑油的總質(zhì)量。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物的量低于0.1%時(shí)，可能出現(xiàn)不能獲得足夠的清潔效果。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物的量超過15%時(shí)，其變得不經(jīng)濟(jì)。另外，這樣大量的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物趨于引起破乳能力的劣化。上述二硫代磷酸鋅的實(shí)例包括由如下通式(3)表示的化合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(3)在通式(3)中，R4、R5、R6和R7各自表示C廣C24烴基。該C廣C24烴基優(yōu)選d-C24直鏈或支鏈烷基、CVC24直鏈或支鏈烯基、C5-C13環(huán)烷基或直鏈或支鏈烷基環(huán)烷基、C6-ds芳基或直鏈或支鏈烷基芳基，或C7-d9芳基烷基。上述烷基或烯基可以是伯、仲或叔類。R4、R5、R^和R的具體實(shí)例包括烷基如曱基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基和二十四烷基；烯基如丙烯基、異丙烯基、丁烯基、丁二烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基(油基)、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基和二十四碳烯基；環(huán)烷基，例如環(huán)戊基、環(huán)己基和環(huán)庚基；烷基環(huán)烷基如曱基環(huán)戊基、二甲基環(huán)戊基、乙基環(huán)戊基、丙基環(huán)戊基、乙基甲基環(huán)戊基、三曱基環(huán)戊基、二乙基環(huán)戊基、乙基二甲基環(huán)戊基、丙基曱基環(huán)戊基、丙基乙基環(huán)戊基、二丙基環(huán)戊基、丙基乙基曱基環(huán)戊基、甲基環(huán)己基、二甲基環(huán)己基、乙基環(huán)己基、丙基環(huán)己基、乙基甲基環(huán)己基、三甲基環(huán)己基、二乙基環(huán)己基、乙基二曱基環(huán)己基、丙基曱基環(huán)己基、丙基乙基環(huán)己基、二丙基環(huán)己基、丙基乙基曱基環(huán)己基、曱基環(huán)庚基、二甲基環(huán)庚基、乙基環(huán)庚基、丙基環(huán)庚基、乙基曱基環(huán)庚基、三甲基環(huán)庚基、二乙基環(huán)庚基、乙基二曱基環(huán)庚基、丙基曱基環(huán)庚基、丙基乙基環(huán)庚基、二丙基環(huán)庚基和丙基乙基曱基環(huán)庚基；芳基如苯基和萘基；烷芳基如甲苯基、二曱苯基、乙基苯基、丙基苯基、乙基曱基苯基、三曱基苯基、丁基苯基、丙基曱基苯基、二乙基苯基、乙基二曱基苯基、四甲基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一烷基苯基和十二烷基苯基；以及芳烷基，例如節(jié)基、甲基爺基、二曱基節(jié)基、苯乙基、曱基苯乙基和二曱基苯乙基。上述烴基包括所有可能的異構(gòu)體。適于R4、R5、Re和R的上述烴基包括所有相當(dāng)多的直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)。鏈烯基的雙鍵位置、烷基與環(huán)烷基的鍵合位置和烷基與芳基的鍵合位置不受限制。在上述烴基中，特別優(yōu)選的一類是具有碳數(shù)l至18的直鏈或支鏈烷基、具有碳數(shù)6至18的芳基和直鏈或支鏈烷芳基。二硫代磷酸鋅的具體實(shí)例包括二異丙基二硫代磷酸鋅、二異丁基二硫代磷酸鋅、二仲丁基二硫代磷酸鋅、二仲戊基二硫代磷酸鋅、二正己基二硫代磷酸鋅、二仲己基二硫代磷酸鋅、二辛基二硫代磷酸鋅、二正癸基二硫代磷酸鋅、二-2-乙基己基二硫代磷酸鋅、二-正癸基二硫代磷酸鋅、二-正十二烷基二硫代磷酸鋅、二-異十三烷基二硫代磷酸鋅及其混合物。潤滑油中加入的二硫代磷酸鋅的量沒有特別限制。為了產(chǎn)生更高的摩擦降低效果，基于潤滑劑的總重量以磷元素計(jì)，二硫代磷酸鋅優(yōu)選以小于或等于0.1%,更優(yōu)選以小于或等于0.06%的量，最優(yōu)選以最少有效量包含。當(dāng)基于潤滑劑的總重量以磷元素計(jì)的二硫代磷酸鋅的量超過0.1%時(shí)，可能發(fā)生抑制基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和/或基于脂族胺的無灰摩擦改性劑的作用，特別是在滑動(dòng)表面。二硫代磷酸鋅可以通過任何已知方法制備。例如，二硫代磷酸鋅可以通過使具有上述R4、R5、Re和R7烴基的醇或酚與五硫化二磷(P2Ss)反應(yīng)形成二硫代磷酸，然后用氧化鋅中和由此形成的二硫代磷酸來制備。在這里，二硫代磷酸鋅的分子結(jié)構(gòu)根據(jù)用作用于二硫代磷酸鋅生產(chǎn)的原材料的醇或酚而不同。要理解的是可以以適當(dāng)?shù)谋壤旌现辽賰煞N由上述通式(3)表示的二硫代磷酸鋅以便使用。上述潤滑油在其存在于DLC和DLC之間或DLC和鐵基構(gòu)件之間的滑動(dòng)表面的情況下可以顯示極其優(yōu)良的低摩擦特性。為了提高尤其對于內(nèi)燃機(jī)潤滑油(組合物)所需的性能，當(dāng)用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)，潤滑劑可以含有其它添加劑，例如金屬洗滌劑、抗氧化劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、除了上述基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和/或基于脂族胺的無灰摩擦改性劑之外的摩擦政性劑、除了上述聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物之外的無灰分散劑、抗磨損劑或極壓劑、防銹劑、非離子表面活性劑、破乳劑、金屬減活劑和/或消泡劑。這些添加劑可以單獨(dú)使用或以其兩種或多種的混合物的形式使用，以滿足所需的潤滑油性能。金屬洗滌劑可以是通常用于潤滑油的任何金屬洗滌劑化合物。可用的金屬洗滌劑的具體實(shí)例包括堿金屬或堿土金屬的磺酸鹽、酚鹽、水楊酸鹽和環(huán)烷酸鹽；及其兩種或多種的混合物。堿金屬的實(shí)例包括鈉(Na)鹽和鉀(K),石咸土金屬的實(shí)例包括鉤(Ca)和鎂(Mg)。關(guān)于本發(fā)明，磺酸鈉和磺酸鈣、苯酚鈉和苯酚釣以及水楊酸鈉和水楊酸4丐適合使用。金屬洗滌劑的總堿值和量可以根據(jù)所需的潤滑油的性能選擇。金屬洗滌劑的總石威值，通常是0至500mgKOH/g,優(yōu)選150至400mgKOH/g,才艮據(jù)所謂的高氯酸方法測量?；跐櫥偷目傎|(zhì)量，金屬洗滌劑的量通常是0.1至10%。抗氧化劑可以是通常用于潤滑油的任何抗氧化劑化合物。關(guān)于本發(fā)明的抗氧化劑的具體實(shí)例包括酚類抗氧化劑，例如4，4，-亞曱基雙(2，6-二叔丁基苯酚)和十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯；氨基抗氧化劑，例如苯基-a-萘胺、烷基苯基-a—萘胺和烷基二苯胺；及其兩種或多種的混合物。基于潤滑油的總質(zhì)量，抗氧化劑的量通常是0.01至5%。粘度指數(shù)改進(jìn)劑可以由下列示例非分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，如一種或多種選自各種曱基丙烯酸的單體的共聚物及該共聚物的氫化物；分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，如曱基丙烯酸酯的共聚物(包括氮化合物)。還可以使用作為粘度指數(shù)改進(jìn)劑的乙烯和a-烯烴(如丙烯、l-丁烯和l-戊烯)的共聚物及其氫化物、聚異丁烯及其氫化物、苯乙烯和二烯的氫化共聚物、苯乙烯和馬來酸酐的共聚物以及聚烷基苯乙烯。粘度指數(shù)改進(jìn)劑的分子量需要考慮到剪切穩(wěn)定性而選擇。例如，對于分散或非分散型聚甲基丙烯酸酯，粘度指數(shù)改進(jìn)劑的數(shù)均分子量，理想的是5,000至l，OOO，OOO,更理想的是100,000-800，000;對于聚異丁烯及其氫化物，其為800至5,000;對于乙烯/a-烯烴共聚物或其氫化物，其為800至300，000,更理想的是10,000至200,000的范圍。上述粘度指數(shù)改進(jìn)化合物可以單獨(dú)使用或以其兩種或多種的混合物的形式使用?；跐櫥偷目傎|(zhì)量，粘度指數(shù)改進(jìn)劑的量優(yōu)選0.1至40.0%。除了上述基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和/或基于脂族胺的無灰摩擦改性劑之外的摩擦改性劑可以由下列示例無灰摩擦改性劑如硼酸酯、高級(jí)醇和脂族醚，以及金屬摩擦改性劑如二硫代磷酸鉬、二硫代氨基曱酸鉬和二硫化鉬。除了上述聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物之外的無灰分散劑可以由下列示例各自具有數(shù)均分子量900至3，500的聚丁烯基的聚丁烯千胺和聚丁烯基胺，具有數(shù)均分子量小于900的聚丁烯基的聚丁烯基琥珀酰亞胺和其衍生物?？鼓p劑或極壓劑可以由下列示例二石克化物、硫化油脂(fatsandoils)、烯烴硫化物、具有l(wèi)至3個(gè)C2-C2o烴基的磷酸酯、硫代磷酸酯、亞磷酸酯、硫代亞磷酸酯及這些酯的胺鹽。防銹劑可以由下列示例烷基苯磺酸酯、二壬基萘磺酸酯、烯基琥珀酸的酯和多元醇的酯。非離子表面活性劑和破乳劑可以由下列示例非離子聚亞烷基二醇表面活性劑如聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚和聚氧乙烯烷基萘基醚。金屬減活劑可以由下列示例咪唑啉化合物、嘧啶衍生物、蓬唑和苯并三唑。消泡劑可以由下列示例硅氧烷、氟硅氧烷和氟代烷基醚。除了基于脂肪酸酯的無灰摩擦改性劑和/或基于脂族胺的無灰摩擦改性劑之外的每種摩擦改性劑、除了聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或其衍生物之外的無灰分散劑、抗磨損劑或極壓劑、防銹劑和破乳劑通常含量為0.01至5%，基于潤滑油的總質(zhì)量，金屬減活劑通常含量為0.0005至1%,基于潤滑油的總質(zhì)量。另外，可以將其主要組分為含有羥基的化合物的潤滑劑供應(yīng)至本發(fā)明的滑動(dòng)構(gòu)件和鐵基或鋁基材料之間的滑動(dòng)表面，因而獲得進(jìn)一步提高的摩擦降低效果。潤滑劑的實(shí)例為醇，優(yōu)選甘油或乙二醇。接著，將詳細(xì)討論根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度齒輪的生產(chǎn)方法。根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度齒輪的生產(chǎn)方法的特征在于進(jìn)行下列步驟1和2:步驟l:將要處理的基礎(chǔ)齒輪(齒輪主體)相對于碳靶旋轉(zhuǎn)，其中具有氫含量不大于10atm。/。的第一DLC膜形成于齒輪的部分或全部嚙合表面(滑動(dòng)表面)。步驟2:該基礎(chǔ)齒輪(齒輪主體)處于停止旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)或以低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，其中第二DLC膜形成于至少部分第一DLC膜的表面。對于上述內(nèi)容，尤其是在步驟2，要通過離子電鍍法涂覆該膜的對象僅為一個(gè)齒，因此成膜可以在短時(shí)間內(nèi)完成。另外，與將對象旋轉(zhuǎn)的情況相比，其中每個(gè)齒輪齒的基部(basesection)(難以涂覆有膜)面向該靶的時(shí)間長，因此基部也趨向于容易涂覆有第二DLC膜。在步驟1中要處理的齒輪的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)齒輪的形狀和尺寸而變化，其中優(yōu)選將旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定在約1至約10r.p.m的范圍內(nèi)。在步驟2中，在通過離子電鍍法成膜后，可以完成空氣研磨(aero-lap)處理。此時(shí)，控制離子電鍍法特有的小滴的大小和量，因而使齒輪在潤滑油中也顯示特別優(yōu)良的低摩擦特性。用于實(shí)施例和比較例的實(shí)驗(yàn)參考下列實(shí)施例并與比較例對比，本發(fā)明將更容易理解；然而，這些實(shí)施例意欲說明本發(fā)明，并不視為限制本發(fā)明的范圍。1.成膜設(shè)備將由KobeSteel,Ltd.生產(chǎn)的電弧電子電4度(下文稱為"AIP，，/非平衡磁控濺射(下文稱為"UBMS，，)綜合設(shè)備用作成膜設(shè)備。上述設(shè)備的成膜室部分示意性地示于圖1。借助擴(kuò)散泵將真空室中。設(shè)置多個(gè)蒸發(fā)源2?？梢赃x擇AIP或UBMS作為成膜方法，可以選擇石墨或金屬作為靶材料。另外，將蒸發(fā)源2連接到電源7。將要處理部分設(shè)定在用于要處理部分的固定器5中，以便在該部分上的成膜在靶或蒸發(fā)源2前面在其上各自放置固定器5的可旋轉(zhuǎn)臺(tái)3、4的旋轉(zhuǎn)下完成。固定器5提供有來自偏壓電源6的偏壓。2.處理?xiàng)l件在堿清潔后，將樣品基礎(chǔ)齒輪(齒輪主體)在真空度10-4至10-5PaT在Ar為0.6Pa的大氣氣體中進(jìn)行離子清潔。在清潔后，將鉻層形成于樣品基礎(chǔ)齒輪上作為基底。鉻層的厚度在每個(gè)齒輪的頂部(tipsection)和基部變化，其中在齒輪的節(jié)圓周圍的部分的厚度為0.2pm。其后，將DLC膜形成于該鉻層上。如表1所示，將具有氫含量不大于1Oatm%的DLC膜通過UBMS形成于除部分比較例的樣品基礎(chǔ)齒輪之外的幾乎所有的樣品基礎(chǔ)齒輪的所有齒上，其中該DLC膜具有厚度lpm。其后，將可旋轉(zhuǎn)臺(tái)3、4的每一個(gè)的旋轉(zhuǎn)在面向AIP蒸發(fā)源的位置停止，完成對于下層的成膜。在部分實(shí)施例和比較例中，可旋轉(zhuǎn)臺(tái)3、4旋轉(zhuǎn)，因而完成在樣品基礎(chǔ)齒輪的所有齒上的成膜。在所有實(shí)施例中，將非基于烴的氣體引入真空室l中。在部分比較例中，將偏壓變化，因而形成被層壓的硬和軟層，或者形成添加金屬或其類似物的DLC膜。另外，將甲烷氣體引入室l從而檢驗(yàn)該氣體引入的作用。3.試驗(yàn)為了檢查DLC膜的剝離強(qiáng)度和摩擦性能，使用如示意性地示于圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架摩擦試驗(yàn)儀進(jìn)行齒輪單元試驗(yàn)。在該齒輪單元試一險(xiǎn)中，三個(gè)小齒輪(piniongears)9與圓盤8上的環(huán)形齒專侖嚙合以形成齒輪單元，其中該圓盤沿D方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。三(第一、第二和第三)步操作在齒輪單元上進(jìn)行，每一步操作為IO分鐘。第一、第二和第三操作分別處于旋轉(zhuǎn)速度1OOOr.p.m.和輸入扭矩20Nm的條件下、旋轉(zhuǎn)速度3000r.p.m.和輸入扭矩60Nm的條件下以及旋轉(zhuǎn)速度5000r.p.m.和輸入扭矩90Nm的條件下。剝離強(qiáng)度通過觀察齒輪單元試驗(yàn)后齒輪的嚙合表面關(guān)于DLC膜是否剝離來檢驗(yàn)。以齒輪傳動(dòng)損失(gearloss)比的形式檢驗(yàn)?zāi)Σ列阅埽擙X輪傳動(dòng)損失比是齒輪單元的齒輪傳動(dòng)損失相對于不具有DLC膜的齒輪單元(比較例l)的齒輪傳動(dòng)損失的比例，假定不具有DLC膜的齒輪單元(比較例1)的齒輪傳動(dòng)損失為1。為了提高齒輪傳動(dòng)損失的測量靈敏性，齒輪單元具有下列說明并使用行星齒輪通過兩階段減速而驅(qū)動(dòng)。齒輪(基礎(chǔ)齒輪)的說明小齒輪的數(shù)量3個(gè)；模量0.87;齒的數(shù)量24(小齒輪)和60(圓盤的齒輪)；以及螺紋的螺旋角25°。齒輪的材料(基礎(chǔ)齒輪)后，將該齒輪進(jìn)行滲碳和淬火處理并進(jìn)行回火以具有表面硬度720Hv(維氏硬度)。要涂覆有DLC膜的齒輪是小齒輪，其中每個(gè)小齒輪的嚙合表面在研磨時(shí)具有表面粗糙度(Ra)0.07。相對構(gòu)件(圓盤的齒輪)具有表面粗糙度(Ra)0.2。試驗(yàn)油將NissanMotorCo.,Ltd.的純自動(dòng)傳動(dòng)油"Matic-D(商品名)"用作用于齒輪單元的潤滑油，其中傳動(dòng)油的供應(yīng)在100。C下以每分鐘4升的流速進(jìn)行。表面硬度成膜后的第一和第二DLC膜(下層和表面上層)的表面硬度通過由DigitalInstruments,Inc.生產(chǎn)的超輕載荷薄膜硬度試驗(yàn)儀并根據(jù)以上討論的"納米壓痕試驗(yàn)"來測量。對其成膜條件示于表1中的實(shí)施例1至4和比|交例1至10進(jìn)行上述試驗(yàn)。實(shí)施例和比較例的試驗(yàn)結(jié)果示于表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>從表1的試驗(yàn)結(jié)果意識(shí)到，在作為根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度齒輪的實(shí)施方案的實(shí)施例1至4中，在試驗(yàn)后DLC膜并未剝離，同時(shí)齒輪傳動(dòng)損失與不具有DLC膜的比較例1相比大大降低。特別是在實(shí)施例4中，所有齒涂覆有上層(第二)DLC膜，因此顯示優(yōu)良的齒輪傳動(dòng)損失降低效果。然而，因?yàn)橛捎谠诔赡て陂g等離子體的不點(diǎn)火而引起的實(shí)施例4中的成膜速度變低，因此在其中部分齒涂覆有上層(第二)DLC膜的實(shí)施例l至3中能夠獲得實(shí)際上足夠的齒輪傳動(dòng)損失降低效果。將相對齒輪的嚙合表面研磨并將其成形為鏡面拋光面，其看起來非常有助于齒輪傳動(dòng)損失的降低。因此，關(guān)于在其上形成上層DLC膜的DLC膜形成區(qū)域，將上層DLC膜形成于鄰近兩個(gè)齒的面對兩個(gè)嚙合面的面(驅(qū)動(dòng)表面和被驅(qū)動(dòng)表面)上是足夠的。因?yàn)?，齒輪的一個(gè)齒的一個(gè)嚙合面能夠與相對齒輪的所有齒嚙合，因而顯示足夠的研磨效果。意料中的是如果在目標(biāo)齒的成膜期間在鄰近用于成膜的目標(biāo)齒的一個(gè)齒或多個(gè)齒上進(jìn)行成膜，剝離強(qiáng)度和齒輪傳動(dòng)損失降低效果也不降低。在比較例2和3中，由于偏壓的設(shè)定是不適當(dāng)?shù)模虼她X輪的硬度不能滿足本發(fā)明的表面硬度的范圍。結(jié)果，在試驗(yàn)后失去DLC膜，同時(shí)不能降低齒輪傳動(dòng)損失。在比較例4中，由于加入甲烷氣體，所以具有氫含量不大于10atmO/o的DLC膜的硬度變得太低，因此不發(fā)生DLC膜的剝離；然而，齒輪傳動(dòng)損失不能如此降低。在比較例5至7中，盡管將金屬(作為添加的材料)加入，但表面硬度低，同時(shí)表面粗糙度大，因此，在油中難以顯示齒輪傳動(dòng)損失降低效果。在比較例8中，軟DLC膜作為上層形成；然而，在油中不能獲得齒輪傳動(dòng)損失的降低。在比較例9中，由于具有氫含量不大于10atmQ/。的DLC膜不能通過UBMS作為下層形成，因此作為上層的DLC膜難以在下層上形成，因而其被剝離。在比較例10中，在上層形成期間引入甲烷氣體，同時(shí)小滴的量過剩以致降低表面粗糙度。結(jié)果，上層的剝離出現(xiàn)，同時(shí)齒輪傳動(dòng)損失不會(huì)如此降低。正如將從上文所理解的，根據(jù)本發(fā)明，將齒輪在其嚙合表面涂覆有兩種類金剛石碳膜，因而在潤滑油中也顯示低摩擦特性的摩擦系數(shù)進(jìn)一步降低。因此，可以獲得齒表面疲勞強(qiáng)度優(yōu)良的高強(qiáng)度齒輪。日本專利申i青P2006-207697(2006年7月31日提交)的整個(gè)內(nèi)容在此引入以作參考。盡管通過參考本發(fā)明的某些實(shí)施方案和實(shí)施例在上文已描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案和實(shí)施例。根據(jù)上述教導(dǎo)，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員會(huì)想到上述實(shí)施方案和實(shí)施例的改進(jìn)和變化。本發(fā)明的范圍參考下列的權(quán)利要求而限定。權(quán)利要求1.一種滑動(dòng)構(gòu)件，其包含由已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理的鐵基合金形成的基礎(chǔ)材料，該基礎(chǔ)材料具有滑動(dòng)表面；用其涂覆基礎(chǔ)材料滑動(dòng)表面的第一類金剛石碳膜，該第一類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為8至30GPa的表面硬度；和用其涂覆至少部分第一類金剛石碳膜的第二類金剛石碳膜，該第二類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90GPa的表面硬度，該第二類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2μm的表面粗糙度Ra。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的滑動(dòng)構(gòu)件，其中，用其涂覆基礎(chǔ)材料滑動(dòng)表面的該第一類金剛石碳膜通過濺射法形成，第二類金剛石碳膜通過離子電鍍法形成。3.—種高強(qiáng)度齒輪，其包含由已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理的鐵基合金形成的基礎(chǔ)齒輪，該基礎(chǔ)齒輪具有用其嚙合相對齒輪的嚙合表面；用其涂覆基礎(chǔ)齒輪的嚙合表面的第一類金剛石碳膜，該第一類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為8至30GPa的表面硬度；和用其涂覆至少部分第一類金剛石碳膜的第二類金剛石碳膜，該第二類金剛石碳膜具有不大于IO原子％的氬含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90GPa的表面硬度，該第二類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2pm的表面粗糙度Ra。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度齒輪，其中，該第二類金剛石碳膜在形成于基礎(chǔ)齒輪的部分齒輪齒上的第一類金剛石碳膜上形成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度齒輪，其中，該第二類金剛石碳膜在形成于基礎(chǔ)齒輪的一個(gè)齒輪齒上的第一類金剛石碳膜上形成。6.—種動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包含高強(qiáng)度的第一齒輪，包括由已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理的鐵基合金形成的基礎(chǔ)齒輪，該基礎(chǔ)齒輪具有嚙合表面，用其涂覆基礎(chǔ)齒輪的第一類金剛石碳膜，該第一類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為8至30GPa的表面硬度，和用其涂覆至少部分第一類金剛石碳膜的第二類金剛石碳膜，該第二類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90GPa的表面硬度，該第二類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2[im的表面粗糙度Ra;和鄰近該第一齒輪并具有與第一齒輪嚙合表面嚙合的嚙合表面的第二齒輪，第二齒輪包括用其涂覆第二齒輪嚙合表面的第三類金剛石碳膜，該第三類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量和在納米壓痕試驗(yàn)中范圍為50至90GPa的表面硬度，該第三類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2jim的表面粗糙度Ra。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，潤滑油存在于第一和第二齒輪之間。8.—種高強(qiáng)度齒輪的生產(chǎn)方法，其包含在基礎(chǔ)齒輪的至少部分嚙合表面上通過濺射法在基礎(chǔ)齒輪相對于碳靶旋轉(zhuǎn)下形成第一類金剛石碳膜，該第一類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量；和在至少部分第一類金剛石碳膜上通過離子電鍍法在包括其中基礎(chǔ)齒輪停止旋轉(zhuǎn)的第一狀態(tài)和其中基礎(chǔ)齒輪的旋轉(zhuǎn)速度低的第二狀態(tài)的條件下形成第二類金剛石碳膜，該第二類金剛石碳膜具有不大于10原子％的氫含量。全文摘要用作動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的高強(qiáng)度齒輪。該齒輪包括由已進(jìn)行滲碳或碳氮共滲處理的鐵基合金形成的基礎(chǔ)齒輪。該基礎(chǔ)齒輪具有用其嚙合相對齒輪的嚙合表面?；A(chǔ)齒輪的嚙合表面涂覆有氫含量不大于10原子％和在納米壓痕試驗(yàn)中表面硬度范圍為8至30GPa的第一類金剛石碳膜。另外，至少部分第一類金剛石碳膜涂覆有氫含量不大于10原子％和在納米壓痕試驗(yàn)中表面硬度范圍為50至90GPa的第二類金剛石碳膜。該第二類金剛石碳膜具有范圍為0.1至0.2μm的表面粗糙度Ra。文檔編號(hào)C23C14/22GK101118007SQ20071014343公開日2008年2月6日申請日期2007年7月31日優(yōu)先權(quán)日2006年7月31日發(fā)明者山口拓郎,山本兼司申請人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社;株式會(huì)社神戶制鋼所