Tagungsbeitrag

Titel Reibungsverhalten abhängig von den Parametern einer Näpfchentextur auf den Wirkflächen von geschmierten Stahl/Saphir-Gleitpaarungen
Autor Mario Mann, Karl-Heinz Zum Gahr
Infos zum Autor Prof. Dr.-Ing. K.-H. Zum Gahr, Dipl.-Ing. M. Mann, Karlsruher Institut für Technologie (KIT),
Institut für Angewandte Materialien (IAM-AWP), Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
Email: karl-heinz.zumgahr@kit.edu
Inhalt Zusammenfassung
Der zunehmende Einsatz niedrigviskoser Schmiermittel in Gleitsystemen erfordert neue Lösungsansätze, um auch unter hoher Belastung und niedriger Relativgeschwindigkeit den Aufbau eines tragfähigen Schmierfilms sicherzustellen. Hierbei bieten sich neue Werkstoffpaarungen und neue Designkonzepte für die gepaarten Wirkflächen an. In einem Stahl 100Cr6/Saphir-Modellsystem wurde daher die Beeinflussung des Reibungsverhaltens unter einsinniger Gleitbeanspruchung durch eine lasergestützt eingebrachte Mikrotexturierung mit kreisförmigen Näpfchen auf den ebenen Wirkflächen untersucht. Als flüssige Schmiermedien wurden Mineralöle unterschiedlicher Viskosität und niedrigviskose Flüssigkeiten wie destilliertes Wasser und Isooktan eingesetzt. Es zeigte sich, dass die Reibung der Gleitpaarung durch eine geeignete Kombination von Flächenanteil, Tiefe und Durchmesser der Näpfchen, abhängig von der Schmierfilmdicke bzw. Viskosität der Schmiermedien und Belastungsparametern, im Vergleich zur untexturierten Paarung deutlich reduziert werden konnte.

Abstract
Increasing use of low-viscosity lubricants in sliding systems requires new solutions for achieving a load-bearing lubricant film even under high load and low sliding velocity. At this, pairing of new materials and new design concepts for the functional contact areas may be answers to this problem. It had been the objective of this research work to study the effect of laser assisted microtexturing using circular micro-pockets on the frictional behaviour of a steel 100Cr6/sapphire model system at unidirectional sliding. Mineral oils of different viscosities and low-viscosity liquids such as isooctane and distilled water were used for lubrication. It has been shown that friction of the sliding pairs could substantially be reduced by a proper combination of texture parameters such as area fraction, depth and diameter of the micro-pockets depending on film thickness or viscosity of the liquids and loading parameters, respectively.
Datum 2012