| Titel | Statistische Modellierung von Verschleiß mittels wear mapping″ in geschmierten Modellsystemen″ |
| Autor | Robert Barunovic, Volker Haas, Cecile Langlade, Carl E. Krill |
| Infos zum Autor | Robert Barunovic - CR/ARU2 Robert Bosch GmbH Postfach 10 60 50 70049 Stuttgart Prof. Cecile Langlade Université de technologie de Belfort-Montbelliard, site de Montbeliard 90 010 Belfort, Cedex, Frankreich Dr. Volker Haas - CR/ARU2 Robert Bosch GmbH Postfach 10 60 50 70049 Stuttgart Prof. Carl E. Krill III, Ph.D. Universität Ulm Institut für Mikro- und Nanomaterialien Albert Einstein Allee 47 89081 Ulm |
| Inhalt | Zusammenfassung Die gestiegene Nachfrage nach preiswerten umweltschonenden Antrieben treibt die Entwicklung von Dieselkomponenten zu immer höheren Einspritzdrücken. Gleichzeitig müssen die tribologischen Einsatzgrenzen der verwendeten Materialien voll ausgeschöpft werden, um ein möglichst kostengünstiges System zu erhalten. Zu diesem Zweck wurde eine ″wear mapping″ Technik entwickelt, die auf der statistischen Versuchsplanung beruht. Die dafür notwendigen Experimente wurden an einem Stift/Scheibe-System durchgeführt. Die Verwendung eines Modellsystems erlaubt es innerhalb kurzer Zeit eine Vielzahl von Einflussgrößen präzise zu variieren und deren Einfluss zu bestimmen. Sowohl der Stift als auch die Scheibe waren aus martensitischem 100Cr6. Der Prüfstand war mit einer präzisen Temperaturregelung ausgestattet, die es erlaubte, niedrige Verschleißraten mit einer Genauigkeit von wenigen nm/h mit einem taktilen Messverfahren zu messen. Weiterhin wurde der Verschleiß der Scheibe nach den Versuchen separat ausgewertet. An die so erhaltenen Ergebnisse wurde ein Modell mittels multivariater Regression angepasst. Die auftretenden Verschleißmechanismen wurden mit verschiedenen Charakterisierungsmethoden untersucht. Die hochauflösende EBSD-Analyse erlaubte eine qualitative Bestimmung der Intensität und der Ausdehnung der plastischen Verformung in den Proben. Weiterhin wurden die Verschleißspuren mit einem hochauflösenden REM untersucht. An einigen Verschleißpartikeln wurden TEM-Messungen durchgeführt. Abstract Increasing demand for inexpensive environmentally friendly engines drives the development of diesel injection components towards higher injection pressures. In order to design a cost-efficient product, the tribological operating limits of applied materials need to be exploited. For this purpose a wear-mapping technique based on the statistical design of experiments has been developed. Experiments were conducted on a pin-on-disc system lubricated with a low-lubricity diesel fuel. Both pin and disc were made of martensitic AISI 52100 steel. The test bench was equipped with accurate temperature control, enabling low wear rates to be measured in situ with a displacement transducer without being perturbed by thermal dilatation. This method allows the determination of wear rates on the order of a few nm/h. Moreover, the wear of the disc was evaluated at the end of each test by profilometry. A statistical model was fitted to the obtained results. In order to clarify the active wear mechanisms several characterization methods were employed. Firstly, high-resolution EBSD analysis was successfully applied to the qualitative determination of size and intensity of the plastic deformation zone. Additionally, wear particles were examined by high-resolution SEM and TEM. |
| Datum | 2007 |
