Thermisches Versagen von ausgewählten metallischen Gleitlagerwerkstoffen Buchkatalog

Mit der vorliegenden Arbeit wird ein Beitrag zur Aufklärung der Ursachen und des Ablaufens thermisch bedingter Schädigungen an metallischen Gleitlagerwerkstoffen geliefert. Dazu wurden der Einfluss und die Wirkung der im tribologischen System wirkenden Parameter auf das thermische Versagen aufgezeigt. Vorgestellt wird die Optimierung eines Stift-Scheibe-Prüfstandes für die gezielte Untersuchung thermisch verursachter Schädigungen. Untersucht wurde das Verhalten von aluminium- und kupferbasierten Gleitlagerwerkstoffen. Die Versuchsreihen erfolgten unter steter Schmierstoffversorgung und umfassten zum einen Prüfungen mit stufenweise gesteigerter Last und zum anderen Prüfungen mit kontinuierlicher Erwärmung bei geringer Last und geringer Geschwindigkeit. Die Laststufenversuche wurden vor und nach dem thermischen Versagen angehalten und deren Probekörper für weitere Untersuchungen entnommen. Zur Veranschaulichung des Ablaufens des thermischen Versagens wurden umfangreiche Untersuchungen an den Scheiben, Gleitlagerwerkstoffen und dem Schmierstoff durchgeführt. Dabei wurde ein breites Spektrum von Analysemöglichkeiten genutzt. Es werden die Ergebnisse von einfachen Mikroskopuntersuchungen sowie aufwändigen REM-, EDX-, FIB-, XPS- und SIMS-Analysen gezeigt. Die Untersuchung des Verhaltens des Schmierstoffes unter thermischen Bedingungen, die Analyse von Schmierstoffproben aus den Versuchen sowie die thermische Analyse der untersuchten Gleitlagerwerkstoffe vervollständigen die Systembetrachtungen. Die nicht messbaren Kontakttemperaturen wurden durch die Nutzung einer Temperatursimulation auf makroskopischer und mikroskopischer Ebene berechnet. Es konnte gezeigt werden, dass sich aluminium- und kupferbasierte Gleitlagerwerkstoffe beim thermischen Versagen unterschiedlich verhalten. Bei den aluminiumbasierten Gleitlagerwerkstoffen schmilzt z. B. das Zinn aus dem Gleitlagerwerkstoff aus und es bildet sich eine Transferschicht auf der Scheibe. Nach dem thermischen Versagen tritt hohe Adhäsion auf, die Scheibenoberflächen werden rau und der Gleitlagerwerkstoff verschleißt stark. Beim thermischen Versagen von kupferbasierten Gleitlagerwerkstoffen schmilzt Blei aus dem Gleitlagerwerkstoff aus, die Oberflächen ändern sich jedoch kaum. Nach dem thermischen Versagen tritt hohe Adhäsion auf. Um das thermische Versagen beurteilen zu können, müssen die im Kontakt vorliegenden Bedingungen bekannt sein.