20747BR - Verschleißtool

Das Verschleißtool ist im Rahmen des Projektes „Verschleißprognose für gemischte tribologische Belastungen von außenstromlos abgeschiedenen und wärmebehandelten Ni/P-Schichten (Ni/P Verschleiß) (IGF 20747 BR) entstanden. Die Autoren danken der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) (Germany) für die finanzielle Unterstützung.

Das Tool basiert auf der Interpolation, Normierung und Optimierung von gemessenen Verschleißdaten, die durch drei standardisierte Tests erhoben wurden. Der Wälzverschleiß resultiert aus Taber-Abraser-Tests*, der Furchverschleiß aus Scratch-Tests** und der Schwingverschleiß aus einem reversierenden Schwingtest***. Die Ergebnisse der Messungen wurden den jeweils hauptsächlich vorherrschenden Verschleißarten zugeordnet, normiert und in das Tool eingepflegt. Alle Ergebnisse wurden ohne Schmierung ermittelt. Die Ergebnisse können für einen realen Anwendungsfall daher nur als Hilfsmittel dienen, um eine erfolgversprechende Wärmebehandlung auszuwählen.

Die durchgeführte Wärmebehandlung bezieht sich auf einen Ofen, ohne inerte Atmosphäre. Die Abkühlung der Bauteile erfolgte an Luft bis Raumtemperatur.

Die Verschleißarten werden für den optimalen P-Gehalt über die Wärmebehandlung dargestellt und können 3-dimensional ausgegeben werden. Die einzustellenden Grenzen resultieren aus dem im Projekt untersuchten Parameterraum.

Eingrenzung des relevanten Parameterraums:

Sollte es Einschränkungen bei der Wärmebehandlungsdauer oder -temperatur sowie beim Phosphorgehalt geben, ist eine Begrenzung des zu analysierenden Bereichs möglich.

Niedrigste/höchste Zeit:
Die niedrigste und höchste Verweildauer im Ofen kann in diesem Feld eingestellt werden. Der Bereich liegt dabei zwischen 20 min und 120 min.

Temperatur:
Die obere und untere Temperaturgrenze kann zwischen 280 °C und 500 °C festgelegt werden.

Phosphorgehalt:
In dieser Registrierkarte kann der eingesetzte Phosphorgehalt eingestellt werden. Der untersuchte Parameterraum umfasst Proben von 3,8 % bis 14,0 %.

Verschleißarten:

Der Nutzer hat hier die Möglichkeit, die vermuteten Verschleißarten gewichtet in Prozent einzustellen. Dabei müssen insgesamt 100 % erreicht werden.

Alle Angaben sind ohne Gewähr von Richtigkeit und Vollständigkeit. Die Berechnung der Ergebnisse kann einige Minuten in Anspruch nehmen.

Anwendungsbeispiele:

Nachfolgend werden zur Orientierung Beispiele benannt, die die Abschätzung der Anteile der Verschleißarten unterstützen sollen.

Ritzelwelle:

Gegenkörper: Stahl
Umgebung und Lagerung: Möglichst schwingungsfrei und durch Schmierstoffe gelagert
Wälzverschleiß 90 %
Furchverschleiß 1 %
Schwingverschleiß 9 %

Rakelspitze in der Druckindustrie:

Gegenkörper: Rotierender Stahlzylinder mit einer Chrombeschichtung
Umgebung und Lagerung: Druckfarbe auf Lösemittelbasis mit Farbpigmenten
Wälzverschleiß 0 %
Furchverschleiß 95 %
Schwingverschleiß 5 %

Differentialbolzen im Elektromotor:

Gegenkörper: Stahl
Umgebung und Lagerung: Getriebeöl
Sonstiges: Presspassung (Kegelräder auf Bolzen verdrehen sich nicht gegen das Bauteil), Schwingungen durch den Motor
Wälzverschleiß 0 %
Furchverschleiß 0 %
Schwingverschleiß 100 %

* Taber® Abrasion Tester Model 5150 Erichsen, Abriebrollen Calibrase® CS-10, Massedifferenz nach 1.000 Zyklen, Erneuerung durch 50 Zyklen auf S11 Refacing Discs, 1000 g Belastung

** Revetest-RST, CSM Instruments SA, Schweiz, Belastung 30 N, Vorschub 2,50 mm/min, Ritzlänge 5 mm

*** Tribometer SVT40 Wazau, Schwingfrequenz 20 Hz, Laufzeit 15 min, Normalkraft 5,95 N