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Genormte Prüfverfahren für Reibungs- und Verschleißmessung

15.07.2018

Zur umfassenden Bewertung der Verschleißschutzeigenschaften tribologischer Werkstoffe sind standardisierte Prüfmethoden unverzichtbar, um eine Vergleichbarkeit von Messwerten zu gewährleisten. Für modelltribometrische Prüfverfahren sind in diesem Zusammenhang folgende Normen exemplarisch zu erwähnen. 

  • DIN 51834-3:2008-12: Tribologische Prüfungen im translatorischen Oszillations-Prüfgerät -Teil 3: Bestimmung des tribologischen Verhaltens von Werkstoffen im Zusammenwirken mit Schmierstoffen – Diese Norm beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Reibungs- und Verschleißverhaltens von Werkstoffen in einer oszillierenden Linearbewegung. Als großer Vorteil kann die Flexibilität bei der Auswahl der zu prüfenden Werkstoffe und Prüfteilgeometrien sowie bei der Auswahl des Schmiermediums gelten, welches in diesem Zusammenhang auch Luft (also Trockenreibung) sein darf. Neben der zweidimensionalen Vermessung der Verschleißspuren auf Grund- und Gegenkörper sieht diese Norm auch ein einfaches Näherungsverfahren zur Berechnung der dreidimensionalen Verschleißvolumina an beiden Reibpartnern vor. Die amerikanische Normungsgesellschaft ASTM hat dieses Verfahren 2011 als allgemein auf SRV-Prüfungen anwendbare Norm verabschiedet (vgl. ASTM D7755-11).
  • ASTM D7217-11: Standardprüfmethode zur Bestimmung der EP-Eigenschaften von Gleitlacken unter Verwendung eines translatorischen Hochfrequenz-Oszillations-Prüfgeräts (SRV) – In der Prüfung nach dieser Methode zeigt sich die maximal tragbare Belastung eines Gleitlackes. Diese wird zum einen durch die Haftfestigkeit der Schicht auf dem Substrat, zum anderen durch die Druckfestigkeit bzw. die Härtegradienten zwischen Schicht und Substrat bestimmt. In diesem Verfahren wird die Normalkraft (respektive Flächenpressung) im Reibkontakt so lange schrittweise erhöht, bis die ersten Erscheinungen adhäsiven Versagens (Fressen) an den Messsignalen von Reibung und Hub identifizierbar sind. Die letzte durchlaufene Kraftstufe ist dann die Gutlast, welcher eine Schicht ausgesetzt werden kann, ohne dass mit Schichtversagen zu rechnen ist. Dieses Ergebnis ist dann durch ein Prüfverfahren bei konstanter Belastung und längerer Prüfdauer (z.B: DIN 51834-3) im Hinblick auf Langzeitstabilität zu verifizieren.
  • ASTM D7594-11: Standardprüfmethode zur Bestimmung der Schwing-Verschleißbeständigkeit von Schmierfetten bei hohen Hertzschen Flächen-pressungen unter Verwendung eines translatorischen Hochfrequenz-Oszillations-Prüfgeräts (SRV) – In vielen Anwendungen wirkt eine – oft unerwünschte – hochfrequente Bewegungskomponente mit kleinen Auslenkungen und relativ geringen Flächenpressungen auf den Reibkontakt ein. Falls diese Belastungssituation (Fretting) nicht durch konstruktive Maßnahmen behoben werden kann oder aus anderen Gründen gar notwendig ist, wird zur Reduzierung des entstehenden Schwingverschleißes oft Abhilfe durch Schmierung oder Beschichtung gesucht. Schwingverschleißbeständigkeit lässt sich mit dieser Prüfung zeit- und kosteneffizient quantifizieren.
  • ASTM D7755-11: Standardprüfmethode zur Bestimmung des Verschleißvolumens an Standardprüfteilen nach Prüfung im translatorischen Hochfrequenz-Oszillations-Prüfgerät (SRV) – Die meisten tribometrischen Prüfverfahren sehen bisher eine zweidimensionale Bestimmung von Verschleißgrößen – z.B. Kalottendurchmesser oder Spurtiefen – vor. Diese Methode bietet ein Verfahren zur volumetrischen Verschleißbestimmung auf Grundlage von zweidimensionalen profilometrischen Messgrößen an, womit eine direkte Berechnung von Verschleißkoeffizienten und Verschleißmassen möglich wird.
  • DIN EN 1071-12: Hochleistungskeramik – Verfahren zur Prüfung keramischer Schichten – Teil 12: Schwingungs-Verschleißprüfung; Deutsche Fassung EN 1071-12:2010   – Die Prüfmethoden werden bereits gezielt in werkstoffspezifischen Normen zur Quantifizierung von Verschleiß- und Reibungsverhalten eingesetzt.
  • ASTM G99-05: Standardprüfmethode zur Untersuchung von Verschleiß mit einem Stift-Scheibe-Prüfgerät – Diese Norm stellt die Grundnorm für die quantifizierende Prüfung von Verschleiß im rotierenden Modellsystem Stift-Scheibe dar. Bezugnehmend auf diesen Prüfaufbau existieren zahlreiche weitere ISO-,
    ASTM- und DIN-Normen, welche zur Verschleißcharakterisierung von Werkstoffpaarungen unter kontinuierlichem Gleiten und unter verschiedenen Aspekten dienen.