Abriebfestigkeit

Abriebfestigkeit, auch als Wear- oder Abriebbeständigkeit bezeichnet, beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Materialabtragung durch Reibung und abrasive Einwirkung zu widerstehen. Sie ist eine zentrale Eigenschaft in Anwendungen, in denen Bauteile mechanischer Verschleißbelastung ausgesetzt sind, wie Führungen, Lager, Getriebe, Werkzeuge oder Oberflächenbeschichtungen.

Verschleiß entsteht durch verschiedene Mechanismen, darunter Abrieb, Adhäsionsverschleiß und Erosion. Die Abriebfestigkeit hängt von Härte und Zähigkeit, der Mikrostruktur, Wärmebehandlung, Korngröße, Phasenanteil und Oberflächenbeschaffenheit ab. Harte, spröde Materialien können spröden Verschleiß zeigen, während zähe Werkstoffe ohne geeignete Oberflächenbehandlung ebenfalls verschleißen. Oberflächenbehandlungen, harte Beschichtungen (z. B. PVD/CVD) und Carbide-Verbundstrukturen verbessern die Abriebfestigkeit. Betriebsparameter wie Last, Geschwindigkeit, Schmierung und Temperatur beeinflussen das Verschleißverhalten stark.

Zur Bestimmung der Abriebfestigkeit kommen Laborprüfungen wie der Taber-Abrasionsversuch, Pin-on-Disk-Tests oder lineare Verschleißprüfungen zum Einsatz. Ergebnisse werden meist als Materialverlust in mm3 oder mg je Verschleißweg beziehungsweise als Verschleißrate (z. B. mm3/Nm) angegeben. Da Prüfungen unter festgelegten Bedingungen erfolgen, müssen sie die konkreten Einsatzbedingungen widerspiegeln und Normen aus ISO, ASTM oder DIN referieren.

Anwendungen umfassen Automobil- und Maschinenbau, Werkzeugtechnik, Medizintechnik sowie Konsumgüter. Materialien reichen von gehärtetem Stahl, Aluminiumlegierungen, Keramiken und Kunststoffverbundwerkstoffen bis zu beschichteten Oberflächen. Durch sinnvolle Materialkombinationen, Härtegrade, Zähigkeit und tribologische Beschichtung wird die Lebensdauer verschleißbeanspruchter Komponenten erhöht. Die Wahl der Prüfung sollte die Einsatzbedingungen simulieren, um aussagekräftige Kriterien für die Abriebfestigkeit zu liefern.