Verschleißflächen

Verschleißflächen bezeichnet die Oberfläche eines Bauteils, die durch reibende relative Bewegung mit einer Gegenfläche Material verliert. Sie bilden den Kontaktbereich in tribologischen Systemen wie Lagern, Zahnrädern, Dichtungen oder Führungen und bestimmen maßgeblich die Lebensdauer von Bauteilen.

Verschleiß entsteht durch verschiedene Mechanismen. Abrieb entsteht, wenn harte Partikel oder asperitäten Material entfernen. Adhäsion beruht auf lokalem Materialkontakt und kann Materialübertragung verursachen. Ermüdungsverschleiß entsteht durch zyklische Beanspruchung, Korrosionsverschleiß durch chemische Angriffe in Gegenwart von Feuchtigkeit oder aggressiven Medien. Oft treten Mischformen auf, bei denen mehrere Mechanismen zusammenwirken.

Wichtige Einflussfaktoren sind Werkstoffeigenschaften wie Härte, Zähigkeit und Mikrostruktur, Oberflächenbeschaffenheit, Schmierung, Last- und Geschwindigkeitsverhältnisse sowie Temperatur und Umgebungsbedingungen. Auch Partikel in Schmiermitteln oder Verschmutzungen erhöhen das Verschleißrisiko.

Zur Verringerung des Verschleiß werden Materialauswahl, Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlungen (z. B. harte Beschichtungen, PVD/CVD-Schichten, DLC) sowie geeignete Schmierstoffe und deren Betriebsbedingungen genutzt. Oberflächen-Texturierung kann Reibung reduzieren, und konstruktive Entlastung des Kontaktbereichs trägt ebenfalls dazu bei. Tribologische Tests dienen der Charakterisierung des Verschleißverhaltens.

Verschleiß wird typischerweise durch Materialverlust, Verschleißtiefe, Veränderung der Oberflächenrauheit und Veränderungen des Reibungskoeffizienten bewertet. Labor- und Praxisversuche wie Pin-on-Disk, Ball-on-Disk sowie Profilometrie unterstützen die Beurteilung.

In Anwendungen des Maschinenbaus beeinflussen Verschleißflächen maßgeblich Zuverlässigkeit, Wartungsbedarf und die Standzeit von Bauteilen wie Lagern, Getrieben, Dichtungen, Führungen und Bremssystemen.