Bedeutung der Bearbeitung für das tribologische Verhalten von keramischen Wälzkontakten

Die Wälzverschleißuntersuchungen wurden mit einem Zwei-Scheiben-Tribometer vom Amsler-Typ durchgeftihrt. Als Zwischenmedium wurden Wasser oder Paraffinöl ohne Addivite verwendet. Ebenfalls wurden Untersuchungen im Trockenlauf durchgeführt. Im Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik wurde der Werkstoff Si3N4 (SN-N3208) im Trockenlauf und mit Wasserschmierung untersucht. Der Schlupfbetrag wurde zwischen 1 Prozent und 5 Prozent variiert, und die anfänglichen Flächenpressungen betrugen 1,5 bzw. 3 GPa. Die untersuchten Funktionsflächen waren mittels Schleifen, Teilpolieren oder mittels Laser-Formabtrag endbearbeitet. An der Bundesanstalt für Materialforschung- und prüfung wurde das Wälzverschleißverhalten der Werkstoffe HIP-Si3N4 (NBD 200), SSiC (EKasic D), LPS1-SiC (SiC-B), GPS-SiC-TiC2, HIP-ZrO2 (htc-PSZA) und GPS-Si3N4-TiN (EDM) untersucht. Die anfängliche Flächenpressung betrug 3 GPa bzw. 1,5 GPa, der Schlupf 10 Prozent als Zwischenmedium wurden Wasser bzw. Paraffinöl gewählt. Die Fun ktionsflächen der untersuchten Keramiken waren unterschiedlich bearbeitet (gehont, geschliffen, geläppt sowie poliert, jeweils in den Spezifikationen fein und grob) und hatten somit unterschiedlich ausgeprägte Oberflächenrauheiten bzw. Randzonenschädigungen. Der Verschleißkoeffizient unter Wälzreibung ist abhängig vom Werkstoff, der anfänglichen Oberflächenrauheit der Probenoberfläche, somit vom Endbearbeitungsverfahren, der Probengeometrie und dem Zwischenmedium. Aus den Vesuchsergebnissen lassen sich bearbeitungsbedingte und werkstoffspezifische Endbearbeitungsspezifikationen herausarbeiten, welche die Bearbeitungskosten erniedrigen.