Tagungsbeitrag

Titel Erhöhung der Belastbarkeit von mediengeschmierten Stahl/Keramik-Gleitpaaren
Autor Markus Wöppermann, Karl-Heinz Zum Gahr und Johannes Schneider
Infos zum Autor Prof. Dr.-Ing. K.-H. Zum Gahr, Dipl.-Ing. M. Wöppermann und Dr.-Ing. J. Schneider
Universität Karlsruhe (TH), In
Inhalt Zusammenfassung

Das Potential einer systemabhängigen, lasergestützten Wirkflächentexturierung zur Erhöhung der Belastbarkeit und Funktionssicherheit von Stahl (100Cr6) / Keramik-Gleitpaaren in Hinblick auf den Einsatz in hoch beanspruchten, mediengeschmierten Gleitschuhen, z. B. in Hochdruckpumpen für die Kraftstoffeinspritzung bei Ottomotoren, wurde unter Isooktangeschmierter, reversierender Gleitbeanspruchung untersucht. Es zeigte sich, dass die kritische Flächenpressung für den Übergang von der Verschleißtief- in die Verschleißhochlage je nach eingesetzter Keramik (SSiC, ZrO2) um den Faktor 2 bis 3 durch eine deterministische Näpfchentexturierung der keramischen Wirkfläche gesteigert werden konnte. Aus der Abhängigkeit der Reibungszahl von Beanspruchungsund Mikrotexturparametern wurde eine partielle Mikrotexturierung über die Hublänge realisiert, die zu einer erheblichen Reibungsminderung verglichen mit der feingeschliffenen Wirkfläche ohne Textur führte.

Abstract

The objective of the research work was to study the potential of a system depending laser-assisted microtexturing of functional surfaces with respect to improving the load carrying capacity and reliability of steel (100Cr6) / ceramic sliding pairs for applications such as high-loaded media lubricated slip shoes, e.g. at high pressure gasoline injection pumps. Experiments were carried out with pellet/plate geometry under isooctane lubrication at reciprocating sliding motion using a laboratory tribometer. Results showed that a deterministic microtexture pattern of dimples on the functional surface of the ceramic plate was able to increase the critical surface pressure for the onset of wear transition from low to high values by the factor of two up to three depending on the ceramic (SSiC, ZrO2) used. From results of the dependence of friction coefficient on loading and texture parameters, a partial microtexturing along the stroke length was deduced that resulted in substantial reduction of friction compared with the only fine ground functional ceramic plate without any texture.
Datum 2009