Verschleißfeste

Verschleißfeste sind Materialien, Bauteile oder Beschichtungen, die speziell dafür ausgelegt sind, dem Verschleiß durch Reibung, Abrieb, Erosion oder Korrosion über längere Zeit standzuhalten. Sie spielen in technischen Systemen eine zentrale Rolle, um Ausfallzeiten zu reduzieren, Wartungskosten zu senken und die Leistungsfähigkeit zu erhalten.

Verschleiß entsteht durch verschiedene Mechanismen: tribologische Reibung, Abrieb durch Partikel, Erosion durch Strömung oder Projektionen sowie chemische Angriffe. Um diesen Belastungen zu widerstehen, kommen unterschiedliche Werkstoffe zum Einsatz: metallische Werkstoffe wie gehärtete oder legierte Stähle, hochfeste Legierungen; keramische Werkstoffe wie Al2O3, Si3N4 oder ZrO2; Carbide wie Wolframcarbid oder Siliciumcarbid. Ergänzend werden Verschleißschutzbeschichtungen verwendet, zum Beispiel PVD/CVD-Beschichtungen, diamantartige DLC-Beschichtungen sowie Thermisch gespritzte Keramik- oder Metallbeschichtungen. Auch Verbundwerkstoffe und verschleißarme Polymere mit Festschmierstoffen finden Anwendung.

Durch Oberflächenbehandlung lassen sich Härte, Tribokupplung und Wärmebeständigkeit erhöhen, oft bei bewahrter Zähigkeit. Typische Verfahren sind Härten, Nitrieren bzw. Gasnitrieren, Carbieren, Laser- oder Elektronenstrahlauftragschmelzen sowie das Thermische Spritzen.

Anwendungsgebiete erstrecken sich über Maschinenbau, Automobil- und Bergbautechnik, Medizintechnik sowie Luft- und Raumfahrt. Wichtige Designüberlegungen sind das Verhältnis von Härte und Zähigkeit, der Verschleißmechanismus, Betriebstemperaturen, Umweltbedingungen und Kosten. Die optimale Lösung ergibt sich oft aus einer Kombination aus Substratmaterial, Oberflächenbehandlung und Schmierstoffführung.

Zur Beurteilung der Verschleißfestigkeit werden tribologische Prüfungen wie Abrieb- oder Erosionsprüfungen genutzt. Standards variieren je nach Branche und Normung.