Reibungseigenschaften

Reibungseigenschaften beschreiben das Widerstandsverhalten zweier sich gegeneinander bewegender Oberflächen und die dabei entstehenden Reibungskräfte. Sie hängen vom Materialpaar, der Oberflächenrauheit, der Schmierung, der Temperatur, der Feuchtigkeit, der Last, der Geschwindigkeit sowie der Kontaktgeometrie ab. Zentral ist der Reibungskoeffizient, der statische μs und der dynamische μk; μs beschreibt die Kraft, die nötig ist, um Bewegung zu initiieren, während μk die Reibung während der kontinuierlichen Bewegung charakterisiert. Der Koeffizient ist dimensionslos und stark abhängig von den Bedingungen.

Tribologie-Experimenten verwenden Tribometer, um μk unter definierten Bedingungen zu bestimmen. Gängige Konfigurationen sind Pin-on-Disk, Ball-on-Flat und Schubversuche, bei denen Last, Geschwindigkeit, Temperatur und Feuchte kontrolliert werden. Neben dem Reibungsverhalten erfasst man oft Verschleißgrößen wie die Abnutzung und die Oberflächenveränderungen.

Wichtige Einflussgrößen sind Werkstoffpaarung, Härteverhältnis, Oberflächenrauheit, Schmierstoff oder Grenzreibung durch Grenzschmierung, Temperatur und Feuchte. Schmierstoffe reduzieren Reibung durch viskose oder Grenzschmiereffekte; Beschichtungen wie DLC, MoS2 oder Graphen können μ verringern oder Verschleiß minimieren. Umweltbedingungen, Betriebsbelastungen und Anwendungsbedingungen bestimmen, ob eine geringe Reibung mit geringem Verschleiß oder andere Kompromisse erzielt werden.

Anwendungen finden sich in Maschinenbau, Getrieben, Lagern, Antrieben sowie in der Fertigung, wo die Optimierung der Reibungseigenschaften Energieeffizienz, Wartungsintervalle und Lebensdauer beeinflusst. Standards für Messungen existieren in ISO- und ASTM-Dokumenten, und Ergebnisse sollten unter reproduzierbaren Bedingungen berichtet werden.