Scheuermechanismen

Scheuermechanismen, auch Verschleißmechanismen genannt, umfassen die verschiedenen Prozesse, durch die Material an Oberflächen durch Reibung, Belastung, chemische Reaktionen oder Partikelbeschuss abgetragen wird. Sie beeinflussen Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit technischer Bauteile in Maschinen, Fahrzeugen und Anlagen.

Abrasion beschreibt den Materialabtrag durch harte Partikel oder asperitäre Oberflächen, die das Werkstück mechanisch ploughen oder abrichten. Man unterscheidet Zwei‑Körper- und Drei‑Körper-Abrieb. Einflussfaktoren sind Härteverhältnis, Last, Oberflächenrauheit und Schmierfilme. Typische Merkmale sind Kerben oder Rillen; die Verschleißrate nimmt mit Last und Härteunterschied ab, oft auch mit der Biestung des Schmierfilms.

Adhäsionsverschleiß entsteht durch Kontakt- und Adhäsionskräfte an benachbarten Oberflächen. Bei hohen Kontaktbelastungen oder schlechter Schmierung können Materialübertragungen, kalte Verschweißungen oder Absplitterungen auftreten. Charakteristisch sind glatte, transferierte Oberflächen und lokalisierte Materialverluststellen.

Verschleiß durch Ermüdung resultiert aus zyklischen Belastungen, die Risse in der Oberflächenschicht ausbilden und sich zu Ausbrüchen oder Delamination fortsetzen. Dieser Mechanismus tritt besonders bei Gelenk- oder Wälzpaarungen mit wiederholten Lastwechseln auf.

Frettingverschleiß entsteht durch kleine, oszillierende Relativbewegungen zwischen Kontaktflächen. Mikrobewegungen führen zu Mikrobruch, Oberflächenfehlstellen und erhöhtem Volumenverschleiß, oft verschärft durch unzureichende Schmierung.

Erosiver Verschleiß entsteht durch Aufprall oder Strömungsbeschuss harter Partikel in Gas- oder Flüssigkeitsströmen. Tribochemischer Verschleiß umfasst chemische Reaktionen am Gleitkontakt, die Schmierfilme oder Oberflächenzusammensetzung beeinflussen und so den Verschleiß beschleunigen.

Durch Präventionen wie passende Werkstoff- und Oberflächenauswahl, geeignete Schmierung, Geometrieoptimierung und Betriebsparameter lassen sich Verschleißmechanismen reduzieren.