| Titel | Untersuchung des Benetzungsverhaltens von Schmierstoffen auf PVD-beschichteten Oberflächen und dessen Einfluss auf tribologische Eigenschaften |
| Autor | K. Bobzin, R. Nickel, N. Bagcivan, K. Yilmaz |
| Infos zum Autor | K. Bobzin, R. Nickel, N. Bagcivan, K. Yilmaz Institut für Oberflächentechnik RWTH Aachen, Augustinerbach 4-22, 52062 Aachen, Tel: 0 241 80 93692, Fax: 0241 80 92264, E-Mail: yilmaz@iot.rwth-aachen.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Der Einsatz von auf den Anwendungsfall angepassten, hochwertigen PVD-Beschichtungen (Physical Vapor Deposition) auf Maschinenelementen für die Steigerung der tribologischen Leistungsfähigkeit bzw. Ausdauer nimmt stetig zu. Insbesondere im Mischreibungszustand, wie z.B. in Wälzlagern oder Getrieben, sind tribologische Elemente hohen Verschleißbelastungen ausgesetzt. Reibelemente in Tribosystemen können durch Additivierung des Schmierstoffs mit EP- (Extreme Pressure) und/oder AW- (Anti-Wear) Additiven oder durch Modifikation der Oberflächen mit PVD-Beschichtungen gegen den Verschleiß im Mischreibungsgebiet deutlich geschützt werden. Die Additive reagieren bei Festkörperkontakt und bilden auf den unbeschichteten Kontaktkörpern durch eine chemische Reaktion eine oberflächenschützende Triboschicht. Diese Schutzschicht trennt die Kontaktpartner und vermindert so deren Verschleiß. Die Wechselwirkung zwischen Additiven und beschichteten Bauteilen unterscheidet sich von denen mit unbeschichteten Bauteilen. Die auf metallischen Oberflächen bekannten chemischen Reaktionen finden auf den PVD-beschichteten nicht statt. Auf solchen Oberflächen ist die physikalische Wechselwirkung für die Benetzbarkeit verantwortlich. Die Additive können jedoch die physikalische Wechselwirkung zwischen Schmierstoff und PVD-beschichteten Oberflächen beeinflussen. In diesem Paper wurden die Wechselwirkungen zwischen additiviertem (ZDDP, S-P) und unadditiviertem Mineralöl (FVA 2), PG (Polyglycol) und PAO (Poly-Alpha-Olefin) und einer kohlenstoffbasierten PVD-Schicht (gradiertes Zirkoniumkarbid ZrCg), sowie einer chrombasierten PVD-Schicht (Chromaluminiumnitrid CrAlN) untersucht. Die Oberflächenenergie der additivierten und unadditivierten Schmierstoffe und der PVD-beschichteten Oberflächen wurde mittels Kontaktwinkelmessung ermittelt. Die Spreitungskoeffizienten, die Aussagen über die Benetzbarkeit liefern, wurden für jede einzelne Schmierstoff-/ Additiv-/ PVD-Beschichtungskombination berechnet. Das tribologische Verhalten zwischen beschichteten Oberflächen und vier ausgewählten Schmierstoffen wurde im Ball-On-Disc Tribometer untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die berechneten Spreitungskoeffizienten eine direkte Korrelation mit den Reibwerten ergeben. |
| Datum | 2007 |
