Tagungsbeitrag

Titel Polyetheretherketon für grenzreibungsbeanspruchte Mehrschichtverbundgleitlager in Dieseleinspritzpumpen
Autor Andreas Gebhard, Frank Haupert, Stefan Emrich, Michael Kopnarski, Alois K. Schlarb
Infos zum Autor Andreas Gebhard
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Technische Universität Kaiserslautern
Erwin-Schrödinger-Straße, Geb. 58
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 (0)631 2017-207
Fax: +49 (0)631 2017-199
E-Mail: Andreas.Gebhard@ivw.uni-kl.de

Frank Haupert
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Technische Universität Kaiserslautern
Erwin-Schrödinger-Straße, Geb. 58
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 (0)631 2017-345
Fax: +49 (0)631 2017-199
E-Mail: Frank.Haupert@ivw.uni-kl.de

Stefan Emrich
Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik GmbH
Technische Universität Kaiserslautern
Trippstadterstraße 120
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 (0)631 205-733322
Fax: +49 (0)631 205-733002
E-Mail: Emrich@ifos.uni-kl.de

Michael Kopnarski
Institut für Oberflächen- und Schichtanalytik GmbH
Technische Universität Kaiserslautern
Trippstadterstraße 120
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 (0)631 205-733000
Fax: +49 (0)631 205-733002
E-Mail: Kopnarski@ifos.uni-kl.de

Alois K. Schlarb
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Technische Universität Kaiserslautern
Erwin-Schrödinger-Straße, Geb. 58
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 (0)631 2017-101
Fax: +49 (0)631 2017-199
E-Mail: Alois.Schlarb@ivw.uni-kl.de
Inhalt Zusammenfassung
Es werden systematische Untersuchungen zum mangelgeschmierten Gleitverschleiß von PEEK angestellt. Hierfür wird ein Tribotest vorgestellt, der über die Zufuhr geringster Schmiermittelraten und -mengen die definierte Einstellung von Mangelschmierungszuständen erlaubt. Bei einem pv-Produkt von 5 MPa ? 1 m/s wird PEEK bei Schmiermittelraten von 1, 5, 20 und 200 Mikrolitern Schmierstoff pro Stunde gegen 100Cr6 geprüft. Es wird eine stetige Abnahme der spezifischen Verschleißrate und des Gleitreibungskoeffizienten mit steigender Menge des Schmiermittels V1404 beobachtet. Während im Trockenlauf reine Zweikörperabrasion vorherrscht, wird ab einer Schmiermittelrate von 5 µL Oberflächenermüdung mit Rissbildung quer zur Laufrichtung beobachtet. Zurückgeführt wird diese Rissbildung auf die plastifizierende Wirkung des V1404. Nach einer vierzehntägigen Auslagerung von PEEK in V1404 wird eine Herabsetzung der Oberflächenhärte und des reduzierten E-Moduls gefunden, was ebenfalls auf die Wirkung des Schmiermittels in den obersten Schichten der PEEK-Matrix zurückgeführt wird. Mit Hilfe der Sekundärneutralteilchen-Massenspektrometrie wird eine Eindringtiefe von ca. 5 µm gefunden.

Abstract
Systematic experimental investigations on the boundary lubricated PEEK/100Cr6-slide pairing are reported. First the standard block-on-ring test is expanded to include a lubricant pump that is capable of supplying lubricant rates in the lower µL/h region. Using this method PEEK is subjected to slide testing against 100Cr6 at a pv-product of 1 m/s ? 5 MPa. The slide pairing is lubricated with V1404 at rates of 1 to 200 µL/h. A steady decrease of the specific wear rate and the sliding coefficient of friction are observed with increasing lubricant supply rate. While in dry sliding two body abrasion is the predominant wear mechanism, fatigue cracking occurs at lubricant rates of 5 µL/h and above. Since in nanoindendation tests a significant plasticization of the PEEK matrix by the V1404 lubricant is observed, this fatigue cracking is attributed to the action on lubricant molecules that are absorbed into the PEEK matrix. Using Secondary Neutral Mass Spectroscopy (SNMS) the penetration depth is found to be about 5 µm.
Datum 2007