Kulumiskestävyys

Kulumiskestävyys tarkoittaa materiaalin kykyä vastustaa kulumista käytön aikana. Se kuvaa, miten pinta säilyttää muotonsa ja ominaisuutensa, kun siihen kohdistuu hankautumista, kuormitusta ja ympäristötekijöitä. Kulumiskestävyys on keskeinen ominaisuus koneenosissa, joissa on jatkuva liike ja kuorma.

Kulumisen yleisimpiä mekanismeja ovat hankaus (abrasio), jossa kiinteät hiukkaset tai pinnan epätasaisuudet naarmuttavat pintaa; adheesiokuluminen, jossa pinnat tarttuvat toisiinsa ja kulumisen seurauksena osa pintaa irtoaa; sekä erosio, jossa nesteet tai kaasut kuluttavat pintaa.

Kulumiskestävyys riippuu sekä materiaalin ominaisuuksista että käyttöolosuhteista. Kovuus, sitkeys, mikrorakenne ja pintakäsittelyt (esim. karkaistus ja pinnoitteet kuten TiN, CrN tai DLC) vaikuttavat. Myös voitelu, lämpötila, kosteus, kuorma ja nopeus sekä ympäristö ovat tärkeitä. Kulumiskestävyys on usein kompromissi kovuuden ja iskunkestävyyden välillä.

Mittaaminen tapahtuu usein pin-on-disk- tai ball-on-flat -testein. Tulokset esitetään wear rate -kulumisnopeutena (mm^3/(N·m)) tai mikrometreinä kulumakertymänä tiettyyn jaksoon. Standardeja käytetään yleisesti, esimerkiksi ASTM G99 (pin-on-disk) sekä muita ISO-/alan standardeja.

Sovelluksissa parempi kulumiskestävyys on tärkeä muun muassa moottori-, teollisuus- ja metalliseosten osien, laakereiden, työkalujen sekä leikkaus- ja lääketieteellisten implanttien ominaisuus. Keraamiset ja kovapinnoitetut järjestelmät sekä erilaiset pintakäsittelymenetelmät parantavat kulumiskestävyyttä.

Rajoitukset: Kulumiskestävyys ei yksinään riitä; se on yksi useista tekijöistä, ja testit eivät aina täysin kuvaa todellisia käyttöolosuhteita. Hinnat, valmistettavuus ja yhteensopivuus voitelun kanssa vaikuttavat valintaan.