| Titel | Fresstragfähigkeit von AlSi-Werkstoffen - eine Parameterstudie |
| Autor | H.-J. Füßer, G. Schulz, M.-T. Sailer, B. Nick |
| Infos zum Autor | Hans-Jürgen Füßer, Guntmar Schulz, Maria-Theresia Sailer, Birgit Nick: Daimler AG, Wilhelm-Runge- Straße 11, 89081 Ulm |
| Inhalt | Zusammenfassung Bei Anwendungen von AlSi-Werkstoffen, bei denen die Oberflächen einer hohen tribologischen Beanspruchung unterliegen, zeigen AlSi-Legierungen einige Nachteile gegenüber GG-Werkstoffen, wenn die Reibkontakte unter Mischreibungsbedingungen laufen müssen. Um die Werkstoffkombinationen für ein zuverlässiges tribologisches System ermitteln zu können, werden ein breiteres Grundlagenverständnis und geeignete Modelltests benötigt, die die verschiedenen Einflüsse auf die Reib- und Verschleißeigenschaften in den unterschiedlichen Reibkontakten vorhersagen bzw. bestimmen können. Da insbesondere die Fresstragfähigkeit den anwendbaren Belastungsbereich bestimmt, muss diese Belastungsgrenze besonders sorgfältig ermittelt werden, um die robustesten Varianten auswählen zu können. Als tribologisches Beispielsystem wurde der Reibkontakt Kolbenring gegen Zylinderlaufbahn von Verbrennungsmotoren ausgewählt, um die Einflüsse von System- und Betriebsparametern auf das Fressverhalten von AlSi- Werkstoffen zu ermitteln. Mit einem reversierenden Modelltest, der die Bewegungsform des Kolbenringes gegenüber der Zylinderlaufbahn am oberen und unteren Umkehrpunkt des Kolbenhubes nachstellt, wurden verschiedene Legierungen, Oberflächenfertigungsverfahren, Oberflächenrauhigkeiten, Kolbenringbeschichtungen und Motoröle untersucht. Der Versuchsaufbau und die Vorgehensweise beim Test werden diskutiert. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass alle untersuchten Parameter einen großen Einfluss auf die Fresstragfähigkeit von AlSi-Legierungen haben und sich somit die Auswahl von optimierten tribologischen Systemen als ein mehrdimensionales Problem darstellt. Abstract Different Al-Si-alloys are widely used as lightweight and good thermal conductive materials in different industrial applications. These exceptional properties yield a large potential for further CO2 emission reduction, e.g., if applied in combustion engines for the automotive industry. In tribological applications these AlSi-alloys have some drawbacks in cases when heavily loaded counterparts are sliding under mixed lubrication conditions. In order to select the most robust material combination for a tribological system, more knowledge and specific model tests are needed to estimate the different influences on friction and wear properties. Since especially scuffing determines the applicable load range, that limit has to be examined very carefully, in order to sort out the most robust variants. The piston ring versus cylinder liner contact was chosen as an example system for the evaluation of the influences of different parameters on the scuffing behaviour. A reciprocating model test was used, that represents the movement pattern of the piston ring contact at top and bottom death centre of an engine. The parameters studied are different alloys, surface treatments, surface topographies, piston ring coatings, and engine oils. The basic set up and the procedure of the test will be discussed. The obtained results show, that all parameters have a large impact on the scuffing limit of the tested alloys. |
| Datum | 2011 |
