Verschleißmechanismus

Verschleißmechanismus bezeichnet im Tribologieverständnis den Prozess des Materialverlusts infolge des reibenden Kontakts zweier Oberflächen unter Last. Er beschreibt, wie mechanische Energie in Form von Materialabtragung, Oberflächenschädigung oder chemischen Reaktionen zu einer Verminderung der Bauteilmasse führt, oft begleitet von Veränderungen der Oberflächenstruktur und tribologischen Eigenschaften.

Zu den wichtigsten Verschleißmechanismen gehören Adhäsionsverschleiß, Abrasion, Ermüdungsverschleiß, tribochemischer Verschleiß und Korrosionsverschleiß. Beim Adhäsionsverschleiß haften benachbarte Oberflächenpartikel aneinander, was zu Materialübertragung oder Loslösung von Haftstellen führt. Abrasion entsteht durch harte Asperitäten oder Fremdkörper, die Material aus der Gegenoberfläche entfernen; dies kann als Zwei- oder Drei-Körper-Abnutzung auftreten. Ermüdungsverschleiß entsteht durch zyklische Spannungen, die Risse in der Oberflächenkörnung verursachen und zu Schollenabplatzungen führen. Tribochemischer Verschleiß ergibt sich aus chemischen Reaktionsprozessen an der Kontaktstelle, oft in Anwesenheit von Schmierstoffen oder Umgebungseinflüssen. Korrosionsverschleiß resultiert aus dem kombinierten Effekt chemischer bzw. elektrochemischer Reaktion und mechanischer Abtragung.

Wie Verschleiß entsteht, hängt von Faktoren wie Kontaktlast, Bewegungsart und -geschwindigkeit, Temperatur, Schmierung, Materialpaarung und Oberflächenrauheit ab. Die Bewertung erfolgt über Verschleißrate oder Volumenverlust, häufig als spezifischer Verschleiß. Zur Reduzierung zählen passende Materialauswahl, Oberflächenbehandlungen, Hartbeschichtungen, optimierte Schmierung sowie Kontrollen der Partikelbelastung und der Passung.

In der Praxis ist oft eine Kombination mehrerer Mechanismen verantwortlich, weshalb ein umfassendes tribologisches Design die Wechselwirkungen berücksichtigt.