Abrieb | EUROLAB

Was ist Verschleiß?

Der Verschleißtest ist ein Test, bei dem der Substanzverlust zwischen zwei Oberflächen bei kontrolliertem Kontakt und Bewegung gemessen wird. Sie wird als Massenverlust, Volumenverlust oder Eindrucktiefe ausgedrückt.

Zweck von Verschleiß

Ziel ist es, die Lebensdauer reibungsbeanspruchter Teile und Beschichtungen vergleichend zu bewerten und Daten für die Material- und Beschichtungsauswahl bereitzustellen.

Bei welchen Produkten wird Verschleiß angewendet?

Beschichtete und oberflächenbehandelte Teile
Lager- und Buchsenmaterialien
Bodenbeläge
Innenverkleidungsoberflächen für Kraftfahrzeuge
Schneid- und Umformwerkzeuge

In welchen Branchen wird Verschleiß eingesetzt?

MetallStahlMaschinenIndustrieausrüstungKunststoffe

Normen zu Verschleiß

ASTM G99
ISO 5470-1
ASTM G65
ASTM D4060
ISO 20808

Prüfbedingungen für Verschleiß

Kontaktvereinbarung: Stift-auf-Scheibe, Block-auf-Ring, Gummirad-Abrieb oder Taber-Rad
Normale Belastung: In der Norm oder der Spezifikation definierte konstante Belastung
Gleitstrecke: Definiert als Gesamtstrecke oder Anzahl der Zyklen
Umfeld: Trocken oder geschmiert; Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden aufgezeichnet

Prüfgerät für Verschleiß

Tribologie-Testmaschine (Pin-on-Disc)
Taber-Schleifmaschine
Präzisionswaage (0,1 mg)
Profilometer oder optisches Eindruckmesssystem

Probenanforderungen für Verschleiß

Die Probenoberfläche muss eben sein und die definierte Rauheit aufweisen
Vor dem Test muss die Masse auf einer Präzisionswaage gemessen werden
Der Gegenkörper (Bolzen, Rad) muss aus normgerechtem Material bestehen
Im Allgemeinen mindestens drei Exemplare pro Satz

Dauer von Verschleiß

Dies hängt von der Gleitstrecke oder der Anzahl der Zyklen ab. Ein typischer Test dauert zwischen einigen Stunden und einem Arbeitstag.

Ablauf von Verschleiß

1Die Probenoberfläche wird vorbereitet und ihre Masse und Rauheit gemessen.
2Der Gegenaufbau und die Ladevorrichtung sind normgerecht aufgebaut.
3Der Gleitvorgang wird mit der definierten Geschwindigkeit und Last gestartet.
4Die angegebene Distanz bzw. Anzahl der Zyklen ist abgeschlossen; Die Reibungskraft wird aufgezeichnet.
5Die Probe wird gereinigt, ihre Masse wird erneut gemessen und das Verschleißspurprofil wird erstellt.
6Die Verschleißrate wird berechnet.

Annahmekriterien für Verschleiß

Als Akzeptanzkriterium wird in der Spezifikation ein maximaler Massenverlust, eine maximale Spurtiefe oder eine maximale Verschleißrate angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Das Ergebnis ist vergleichend: Werte können nicht verglichen werden, wenn sich Last, Geschwindigkeit, Gegenkörper oder Umgebung ändern. Alle Parameter sind daher im Bericht enthalten.

Prüfbericht zu Verschleiß

Angewandte Norm und Kontaktvereinbarung
Normale Belastung, Geschwindigkeit und Gleitweg
Gegenkörpermaterial
Massen- oder Volumenverlust und Verschleißrate
Reibungskoeffizientenkurve und Gleisprofil

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Mekanik Testler — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Verschleiß gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Mechanische Prüfungen messen, wie sich ein Werkstoff oder ein Bauteil unter Krafteinwirkung verhält. Die Familie reicht von statischer Belastung (Zug, Druck, Biegung) über zeitabhängiges Verhalten (Ermüdung, Kriechen) bis zu Härte und Verschleiß sowie Bruchzähigkeit.

Das gemeinsame Merkmal dieser Prüfungen ist, dass das Ergebnis als WERKSTOFFEIGENSCHAFT ausgewiesen wird. Streckgrenze oder Härte sind keine Konformitätsentscheidung; sie sind Zahlenwerte, mit denen Konstruktion und Produktnorm verglichen werden. Mechanische Prüfberichte sind daher meist Eingangsgröße für eine technische Entscheidung und nicht für eine Produktzulassung — Werkstoffauswahl, Sicherheitsfaktor, Lebensdauervorhersage.

Die Unterscheidung zwischen statischem und dynamischem Verhalten ist der Schlüssel zum Verständnis des Bereichs. Ein Bauteil kann unter statischer Last völlig unbelastet erscheinen und dennoch unter wiederholter Belastung brechen; der Ermüdungsbruch tritt bei Spannungen weit unter der Streckgrenze auf und gibt keine Vorwarnung. Bei rotierenden, schwingenden oder zyklisch belasteten Bauteilen ist eine Zugprüfung allein daher kein ausreichender Nachweis.

Die Prüfbedingungen bestimmen das Ergebnis, und dies ist entscheidend für die Lesbarkeit des Berichts: Probengeometrie, Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur, Konditionierung und Einspannanordnung. Derselbe Werkstoff liefert unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Werte. Bei Kunststoffen ist der Geschwindigkeitseffekt sehr ausgeprägt, bei Metallen der Temperatureffekt; bei Verbundwerkstoffen verändert die Probenausrichtung das Ergebnis vollständig.

Härte ist die am häufigsten missbrauchte Messgröße in diesem Bereich. Da sie schnell, nahezu zerstörungsfrei und kostengünstig ist, wird sie oft anstelle der Festigkeit verwendet. Umrechnungstabellen von Härte zu Festigkeit existieren, sind aber NÄHERUNGSWEISE und hängen von der Werkstoffgruppe ab; sie als einziges Beweismittel bei der Werkstoffabnahme zu verwenden, ist falsch.

Der Bereich der Bruchmechanik erfordert eine besondere Kompetenz. Messungen der Bruchzähigkeit und der Ermüdungsrisswachstumsrate ermöglichen es zu berechnen, wie lange eine rissbehaftete Struktur hält; sie sind die Grundlage schadenstoleranter Auslegung in Bereichen wie Druckgeräten, Flugzeugstrukturen und Rohrleitungen.

Methodengruppen in diesem Bereich

Statische Prüfungen
Zug, Druck, Biegung, Scherung und Torsion. Streckgrenze und Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizitätsmodul werden ermittelt.
Kerbschlagprüfungen
Charpy- und Izod-Kerbschlagbiegeversuch; das Sprödbruch-Zäh-Übergangsverhalten des Werkstoffs wird temperaturabhängig ermittelt.
Härte
Brinell, Vickers, Rockwell, Shore und Mikrohärte. Wertvoll für die Tiefe der Oberflächenbehandlung und lokale Festigkeitsunterschiede.
Ermüdung
Kraft- und dehnungsgesteuerte axiale Ermüdung, Biegeermüdung; Wöhlerkurven (S-N) und Dauerfestigkeitsgrenze.
Kriechen und Spannungsrelaxation
Verhalten unter Langzeitbelastung bei hoher Temperatur; entscheidend für Werkstoffe von Kesseln, Turbinen und Druckgeräten.
Bruchmechanik
Ebene-Dehnung-Bruchzähigkeit, J-Integral, CTOD und Ermüdungsrisswachstumsrate.
Verschleiß und Reibung
Taber- und Drehtrommel-Abrasion, Reibungskoeffizientenmessungen.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Die Berechnung der Festigkeit aus der Härte ist näherungsweise; sie kann nicht als alleiniger Nachweis bei der Werkstoffabnahme verwendet werden.
Ausreichende statische Festigkeit belegt nicht die Ermüdungsfestigkeit; ein zyklisch belastetes Bauteil erfordert eine gesonderte Prüfung.
Wird die Prüfgeschwindigkeit und -temperatur nicht angegeben, ist das Ergebnis nicht vergleichbar — insbesondere bei Polymeren und Verbundwerkstoffen.
Ein Prüfkörper und das tatsächliche Bauteil liefern möglicherweise nicht denselben Wert; Formfließrichtung, Bindenähte und Unterschiede in der Oberflächenbehandlung wirken sich alle aus.
Ein für einen Verbundwerkstoff angegebener Festigkeitswert ist ohne Angabe der Probenorientierung bedeutungslos.
Die ASTM- und ISO-Gegenstücke messen dieselbe Größe, verwenden aber unterschiedliche Probengeometrien; die Ergebnisse gelten nicht als direkt gleichwertig.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Konstruktionsverifikation und Werkstoffauswahl
Wareneingangskontrolle und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der mechanischen Anforderungen der Produktnorm
Fehleranalyse, Lebensdauervorhersage und Schadenstoleranzberechnung
Verifizierung von Wärmebehandlungs- und Oberflächenbehandlungsprozessen

Häufige Fragen zu Verschleiß

Gibt das Ergebnis des Verschleißtests die tatsächliche Lebensdauer an?

Nein. Der Test ist beschleunigt und vergleichend. Die tatsächliche Lebensdauer hängt von den Feldbedingungen wie Anpressdruck, Schmierung, Temperatur und Verschmutzung ab.

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