Adhäsiver Verschleiß (Fressen), Abrasiver Verschleiß, Tribo-Oxidation und Oberflächenzerrüttung

WMV Netherlandsabrasieve adhesieve slijtage

Vorbeugen gegen Verschleiß und Fressen

Gemeinhin wird Verschleiß in die Verschleißmechanismen “Adhäsiver Verschleiß (Fressen)”, „Abrasiver Verschleiß“, „Tribo-Oxidation“ und „Oberflächenzerrüttung“ unterteilt. Lunac 2+ ist besonders gut gegen die ersten 3 der genannten Mechanismen beständig. In den folgenden Diagrammen wurde die Verschleiß-Beständigkeit von Lunac 2+ mit der von verschiedenen anderen Materialien verglichen. Aus den Diagrammen können optimale Materialkombinationen abgeleitet werden.

 


Verschleiß ist zu vielfältig, um auf eine Unterteilung in
die einzelnen Verschleißmechanismen zu verzichten.


Der grundlegende Unterschied zwischen adhäsivem und abrasivem Verschleiß ist, dass beim adhäsiven Verschleiß harte Partikel und Oberflächen fehlen, die beim abrasiven Verschleiß einen Reibpartner „pflügen“ und so die Oberfläche abtragen. Adhäsiver Verschleiß ist in der Anziehungskraft (Adhäsionskraft) sehr nah bei einander liegen der Atome begründet. Während zwei Kontaktpartner aufeinander abgleiten besteht die Möglichkeit, dass entstandene Kontakte sich nicht an ihrer ursprünglichen Grenzfläche wieder trennen. Oberflächenzerrüttung beschreibt die Bildung von Rissen auf oder kurz unter der Oberfläche aufgrund zyklischer Be- und Entlastung (z.B. Kugellager). Tribo-Oxidation tritt auf, wenn durch Verschleiß schützende Schichten in einer korrosiven Umgebung abgetragen werden. Auf diesem Wege wird die Oberfläche sehr anfällig für Korrosion oder deren Fortschreiten.





Haupt Verschleißsysteme:

adhäsiver Verschleiß
abrasiver Verschleiß
Oberflächenzerrüttung
tribo oxidation
















Verschleißmechanismen können entlang der unten dargestellten Pfade erfolgen:



galling adhesive abrasive and tribo wear





















Adhäsiver Verschleiß:

Adhäsiver Verschleiß ist im Allgemeinen die wichtigste Art von Verschleiß für die meisten ungeschmierten Verschleißsysteme oder Systeme in teilweise geschmierten Bedingungen. Man spricht von Kaltverschweißungen oder Fressen, wenn sich kleine Verbindungen zwischen den Reibpartnern einstellen, die aufgrund weiterer Relativbewegung zueinander aus einer der Oberflächen herausgerissen werden. Diese herausgerissenen Teile hinterlassen kleine Löcher in der Oberfläche. Die wichtigsten Maßnahmen zur Vorbeugung gegen adhäsiven Verschleiß ohne Schmierung sind:


  1. Auswahl von Materialien mit weicheren Oxiden ( 'Oxid-Schmierung', z.B. nicht Aluminium wegen der harten Oxidschicht. Also Tribo-Oxidation verknüpft)
  2. Erhöhung der Härte (in der Regel auf einer Seite), um ‘mikro-plastischen’ Verformungen der Oberfläche vorzubeugen
  3. Vermeiden von kubischen/ebenen (Nickel, Aluminium oder austenitischer Stahl) oder homogen angeordneten Metallen
  4. Auswahl von hoch inkompatiblen Materialpaarungen (wie z.B. Silber auf Kobalt)
  5. Auswahl von Materialien mit niedriger Oberflächenenergie
  6. Auswahl von Nichtmetall/(Nicht-)Metall Paarungen

Für Informationen zu reibungsinduziertem Verschleiß von Dichtungen, bitte hier klicken.




Diagramm zum Vergleich des adhäsiven Verschleißes verschiedener Materialpaarungen:



Randbedingungen: nicht geschmiert / frei von abrasiven Medien / kein Inertgas. Geschwindigkeit: 0,7 m/sec Umgebungstemperatur: 30̊C Erster Datensatz: Ring (der adhäsive Gegenpart, keine Messung. Z.B. der Stahl 1.2379 aufgenommen am ersten Balken) Zweiter Datensatz: Stift (Messung der Volumenabnahme. Der Bronzedatensatz am ersten Balken) Achtung: Einige Materialpaarungen von Stift und Ring wurden auch in umgekehrter Anordnung getestet. Auf diesem Wege konnten Informationen darüber gesammelt werden, welches Material in einem bewegenden Materialpaar die höchste Verschleißrate aufweist.

Lunac 1 und 2+, 1.2379 (Standard Werkzeugstahl) und ASP 60 wurden gehärtet.


Drücken für Vergrößerung

wear measurements














Abrasiver Verschleiß:


SiC: grit 800
Belastung: 0.0866 N/mm2.
Taber Prüfung Prinzip




abrasive Verschleißfestigkeit

Verschleißabnahme:


Lunac 2+ statt DIN 1.2379 gehärteter Stahl 11 x
Lunac 2+ statt Stahl S355J2 22 x
Lunac 2+ statt Lunac 1 gehärtet 104 x
Lunac 2+ statt Bronze RG10 190 x
Lunac 2+ HK statt Stahl S355J2 34 x






Abrasiver Verschleiß unterschiedlicher Fremdpartikelhärte:


Bedingungen: 0,0866 N/mm2.
Taber Prüfungsprinzip
SiC und SiO2: Grit 400



abrasiver verschleiß





  SiC abrasive Umgebung SiO2 abrasive Umgebung
Lunac 2+ statt hartchrom 1.6 x 24 x
Lunac 2+ statt gehärteter Stahl 28 x 4.4 x


Schlussfolgerung: die Verschleißmenge ist sehr umgebungsbedingt und spezifischer Sachverstand kann die Standzeit wesentlich verbessern.