Kulutuspinnasta

Kulutuspinnasta viittaa kahden vastakkain kosketuksessa olevan kappaleen pintaan, jossa tapahtuu materiaalin poistumaa suhteellisen liikkeen seurauksena. Kulutuspinta on keskeinen käsite tribologiassa, ja sen kunto vaikuttaa laitteiden suorituskykyyn, energiatehokkuuteen sekä käyttöikään. Kuluminen voi ilmetä sekä kuivana että voitelun alaisena, ja siihen vaikuttavat sekä materiaalin ominaisuudet että käyttöolosuhteet.

Kulutuspinnan kulumekanismeja ovat yleisesti ottaen abraisio (koska karkeat hiukkaset tai asperiteet leikkaavat pintaa), adheeminen kuluminen (materiaalin siirtyminen pintojen välillä liimaantumaisen kontaktin seurauksena), korroosiokuluminen (kemiallinen tai elektrolyyttinen hyökkäys yhdessä mekaanisen kuormituksen kanssa) sekä pinnan väsymys (mikrohalkeamien kehittyminen toistuvan kuormituksen vaikutuksesta). Näiden mekanismien esiintyvyy riippuu sekä materiaalivalinnoista (esimerkiksi kovuus ja kulutuskestävyys) että käyttölämpötilasta, voitelusta, kuormituksesta ja pinnan afaermeista.

Kulumisen arviointi ja tutkimus toteutetaan usein kulumiskokeiden avulla, kuten pin-on-disk- tai ball-on-disk -testit, sekä pintakuvantamisen ja profiloitumisen menetelmillä (esimerkiksi pinnan karheus ja kulutusalustan geometri). Tavoitteena on ymmärtää kulumankestoa, löytää parempia materiaaleja ja pintakäsittelyjä sekä optimoida voitelua.

Sovelluksia ovat esimerkiksi moottorikomponentit, laakerit, hammaspyörät, leikkaustyökalut ja lääketieteelliset implantaatit, joissa kulutuspinnan tila vaikuttaa suorituskykyyn ja luotettavuuteen. Lisätietoa: tribologia, kulumisen testaaminen, voitelu.