| Titel | (Cr,Al)N Beschichtungen für Hochgeschwindigkeitsspindellager |
| Autor | K. Bobzin, E. Lugscheider, M. Maes, C. Brecher, G. Spachtholz |
| Infos zum Autor | K. Bobzin, E. Lugscheider, M. Maes, Institut Oberflächentechnik, RWTH Aachen University, Augustinerbach 4-22, D-52056 Aachen, Germany C. Brecher, G. Spachtholz Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre, Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen, RWTH Aachen University, Steinbachstraße 53B, D-52074 Aachen, Germany www.iot.rwth-aachen.de; maes@iot.rwth-aachen.de www.wzl.rwth-aachen.de; g.spachtholz@wzl.rwth-aachen.de |
| Inhalt | Durch die zunehmenden Anforderungen bei Spindellagern werden die Laufbahnoberflächen - insbesondere von Lagern aus 100Cr6 - stets höheren Belastungen ausgesetzt. Steigende Ansprüche moderner Fertigungsprozesse an Drehzahleignung und Lastkollektiv führen zur kontinuierlichen Zunahme der Hertzschen Pressungen und - in der Folge - des Verschleißes. Neue Materialpaarungen haben schon in der Vergangenheit hohes Potenzial gezeigt, den Arbeitsbereich zu erweitern (z.B. Hybridlager mit Siliziumnitridkeramikkugeln). In diesem Zusammenhang werden neuartige Werkstoffkombinationen erprobt, um die Leistungsfähigkeit der Spindellager zu erhöhen. In einleitenden Untersuchungen wurden erfolgreich Axialzylinderrollenlager beschichtet, in denen bei extremer Mischreibung sowohl die Rollreibung als auch der Verschleiß reduziert werden konnte. Im Anschluss an diese Testreihen erfolgte die Erprobung der Beschichtungen im EHD-Kontakt in 100Cr6 - Spindellagern. In diesem Beitrag werden Niedertemperatur - (Cr,Al)N Beschichtungen vorgestellt, die bei einer Temperatur unterhalb 160°C abgeschieden wurden. Somit sollen Anlasseffekte, wie Härteverlust oder Maßabweichungen, vermieden werden. Im ersten Teil des Beitrags werden diese Beschichtungen auf mechanische, elastische und tribologische Eigenschaften untersucht. Im zweiten Teil werden sie in einem Spindellagerprüfstand drehzahlabhängig hinsichtlich ihres Temperaturverhaltens erprobt. Due to the increase in performance of machine parts, the surfaces of 100Cr6 ball bearings are highly stressed. High rotational speeds and machining forces arising from up-to-date production processes increase Hertzian pressures and - in consequence - the wear of the bearings. In this matter, new composite materials are investigated to extend the bearing capability. In preliminary investigations, cylinder roller bearings were successfully coated to reduce wear and friction within the mixed lubrication. As a follow up, these coatings are now investigated for elastohydrodynamical (EHD) lubrication in spindle bearings. In this paper a (Cr,Al)N coating is presented, which was deposited at low temperatures (lt 160 °C) to avoid annealing of the bearings. In the first part of the paper the coating and its design was investigated with respect to mechanical, elastic and tribological properties. In the second part, these coatings were then evaluated in a spindle bearing test unit with respect to the temperature rise dependent on rotational speeds. |
| Datum | 2005 |
