| Titel | Verschleißvorgänge an übereutektischen AlSi-Werkstoffen |
| Autor | H.-J. Füßer, G. Schulz, P. Wölfle, B. Nick |
| Infos zum Autor | Hans-Jürgen Füßer, Guntmar Schulz, Petra Wölfle, Birgit Nick: Daimler AG, Wilhelm-Runge-Straße 11, 89081 Ulm |
| Inhalt | Zusammenfassung In Anwendungen mit hoher tribologischer Belastung der Oberflächen und unter Mischreibungsbedingungen haben AlSi-Legierungen im Vergleich zu Grauguss einige Nachteile. Um Werkstoffkombinationen für ein zuverlässiges tribologisches System ermitteln zu können, werden ein breiteres Grundlagenverständnis und geeignete Modelltests benötigt, die die Auswirkung verschiedener Einflüsse auf die Reib- und Verschleißeigenschaften in den jeweiligen Reibkontakten bestimmen bzw. vorhersagen können. Da insbesondere der Verschleiß und das Fressverhalten den Einsatzbereich bestimmen, müssen der Verschleiß und die auftretenden Verschleißmechanismen besonders sorgfältig ermittelt werden, um so die robustesten Reibpartner auswählen zu können. Als tribologisches Beispielsystem wurde der Reibkontakt Kolbenring gegen Zylinderlaufbahn von Verbrennungsmotoren ausgewählt. Mit einem reversierenden Modelltest, der die Bewegungsform des Kolbenringes gegenüber der Zylinderlaufbahn am oberen und unteren Umkehrpunkt des Kolbenhubes nachstellt, wurden verschiedene AlSi- Zylinderlaufbahnen, Kolbenringe und Motoröle untersucht. Um zu überprüfen, ob der Modelltest ähnliche Verschleißvorgänge induziert, wie sie im Motor auftreten, wurden die beanspruchten Oberflächen eingehend analysiert. Die Ergebnisse verschiedener Oberflächenanalysen zur Bestimmung der Verschleißvorgänge in den Tribometertests werden diskutiert und mit entsprechenden Analysen aus Motoren verglichen. Es zeigt sich, dass eine gute Übereinstimmung zwischen Modelltest und Motor erzielt werden kann. 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 wear and scuffing determines the applicable load range, the limits and wear mechanisms have 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 wear 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. Different cylinder liners, piston rings, and engine oils were tested. In order to check that the model test generates similar wear mechanisms at the surfaces as in an internal combustion engine under running conditions, the worn surfaces were analysed with different surface analytical methods. Different wear situations are discussed. The results show good correlation between model test and engine. |
| Datum | 2012 |
