Verschleißmaterialien

Verschleißmaterialien bezeichnet Werkstoffe, die speziell dafür entwickelt wurden, mechanischen oder chemischen Verschleiß in Kontaktpartnern, Strömungen oder Partikeln zu widerstehen. Sie kommen als Bauteile, Beschichtungen oder Inlays in Maschinen und Anlagen zum Einsatz, um die Lebensdauer von Komponenten zu verlängern und Wartungskosten zu senken.

Wichtige Eigenschaften sind Härte und Verschleißfestigkeit, Zähigkeit, Temperaturbeständigkeit, chemische Stabilität sowie ein günstiges Reibungsverhalten. Die konkrete Materialwahl hängt von Last, Umgebung und Verschleißart ab: Abrasion, Adhäsion, Erosion, Kavitation oder Fretting können unterschiedliche Materialien bevorzugt machen.

Wichtige Materialklassen

Keramische Werkstoffe wie Al2O3, SiC oder ZrO2 bieten extreme Härte und gute Abrasionbeständigkeit, sind aber spröde. Hartmetalle (Wolframkarbid WC mit Bindemittel, oft Kobalt) kombinieren hohe Härte mit ausreichender Zähigkeit. Verschleißfeste Stähle und nickel- bzw. kobaltbasierte Legierungen setzen auf Zähigkeit und Festigkeit. Beschichtungen durch PVD oder CVD, wie TiN, TiAlN oder DLC, verringern Reibung, schützen vor Diffusion und erhöhen die Verschleißfestigkeit von Metallen. Polymer- und Verbundwerkstoffe (z. B. PTFE, UHMWPE) bieten niedrige Reibung und gute Gleitfähigkeit, haben aber begrenzte Härte in Anwendungen mit festen Partikeln. In Verschleißschutzsystemen kommen auch keramische oder metallische Verschleißplatten, Liners und Bolzen zum Einsatz.

Typische Einsatzgebiete umfassen Bergbau und Zementherstellung, Holz- und Kunststoffverarbeitung, Landwirtschaft, Werkzeugmaschinen, Turbinen, Medizintechnik sowie Antriebstechnik und Pumpen. Die Wahl hängt von der Kosten-Nutzen-Relation sowie von Wartungsintervallen ab.

Herstellung erfolgt durch Pulvermetallurgie, Sinterverfahren, Guss oder Beschichtungsverfahren. Konstruktive Gestaltung, Passungen und Schmierung beeinflussen die Lebensdauer maßgeblich. Wartung umfasst Inspektion, Austausch und Restaurierung verschlissener Teile, oft durch den Austausch defekter Teile oder den Einsatz geeigneter Beschichtungen.