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Reibkorrosion
Schlagworte:
Passungsrost, Reibdauerbruch, Reibkorrosion, Verschleiß
Erscheinungsform:
Reibkorrosion tritt stets zusammen mit Verschleißerscheinungen auf. Neben einer starken Riefenbildung ist auch „Passungsrost“ zu beobachten, wobei Abrieb durch Verschleiß und Korrosionsprodukte zum „Festfressen“ der Werkstückpaarung führen. Als Folge der Reibkorrosion entstehen häufig auch Reibdauerbrüche.
Mechanismus:
Reibkorrosion tritt an Stellen auf, an denen sich Werkstücke berühren und Reibbewegungen ausführen. Dies gilt nicht nur bei Maschinenteilen, die funktionsmäßig Bewegungen ausführen sollen, z. B. Aufhängungen von Blattfedern oder Zahnkupplungen, sondern auch an Kontaktstellen, die keine gewollten Relativbewegungen ausführen, z. B. Schrumpfpassungen, Passfedersitze, Nietverbindungen, Wälzlagersitze. Gelegentlich wird die Korrosionserscheinung bei gewollter Relativbewegung als Korrosionsverschleiß bezeichnet.
Durch Relativbewegung zweier Metalle zueinander entsteht zunächst Adhäsionsverschleiß, wobei Werkstoffpartikel abgetrennt werden und mit dem umgebenden Medium, z. B. der Atmosphäre, zu Oxiden, Nitriden oder anderen Verbindungen reagieren können. Diese verstärken aufgrund ihrer hohen Härte den Verschleiß, wodurch neuer Abrieb entsteht. Der Vorgang kann sich aufschaukeln. Bei der Reibkorrosion ist der Korrosionsvorgang stets die sekundäre Reaktion, d. h. Dauerbrüche bei zusätzlicher Korrosionseinwirkung können nach wesentlich kürzeren Betriebszeiten entstehen als bei ausschließlich mechanischer Beanspruchung.
Einflussgrößen:
Reibkorrosion wird im Wesentlichen bestimmt durch die Paarung der Konstruktionswerkstoffe, deren Wärmebehandlung und Oberflächenbearbeitung sowie durch das korrosive Mittel. Harte Werkstoffe bzw. Bauelemente mit harten Oberflächenschichten neigen eher zu einem Abtrag durch Reibkorrosion als weiche Werkstoffe, die mehr zum Festfressen tendieren. Im letzteren Fall ist dann die Relativbewegung, die notwendige Voraussetzung für Reibkorrosion, unterbun%den, allerdings ist auch dann der Schaden vorgegeben.
Zusätzlich muss berücksichtigt werden, dass steigende mechanische Beanspruchung des Bauteils in seiner Gesamtheit und insbesondere die Oberflächenbeanspruchung die Reibkorrosion fördern. Normalkräfte, Frequenz und Schwingungsweite der oszillierenden Relativbewegung bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen den Gleitpartnern sind Kenngrößen dieser Be%anspruchung. Außerdem sind die Art und Menge des Schmierstoffes sowie die Betriebstemperatur mit örtlich auftretenden Temperaturspitzen von Bedeutung.
Konstruktive und fertigungstechnische Maßnahmen:
Die Reibkorrosion kann vermindert oder verhindert werden, wenn die Gleitbewegungen durch Erhöhen der Normalkraft oder durch andere konstruktive Maßnahmen verkleinert oder unterbunden werden. Bei Reibschwingungen mit Amplituden etwa unter 10 µm tritt kein nennens%werter Abtrag auf. Nur in Fällen, bei denen die genannten Maßnahmen wegen der Funktion der Bauelemente nicht durchführbar sind, sind die Reibkräfte so weit wie möglich zu vermindern. Zum Beispiel ist an Bauelementen, die normalerweise keine makroskopischen Bewegungen ausführen, wo aber für Justierung oder Inspektion die Beweglichkeit erforderlich ist, die Einlagerung einer weichen Zwischenlage, z. B. Kunststoff, zwischen zwei harte Oberflächen empfehlenswert. Reibkorrosion kann auch vermieden werden, indem anstelle kraftschlüssiger Verbin%dungen Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindungen benutzt werden. Insgesamt ist das Ersetzen gefügter Bauelemente durch ein Maschinenelement zu erwägen, z. B. Druckgussteile, Gesenkschmiedeteil.
Häufige Schäden:
Die beim Betrieb von Maschinen oder Anlagen auftretenden Reibschwingungen und ihre Aus%wirkung auf die Korrosion werden oft nicht beachtet.
Passungsrost, Reibdauerbruch, Reibkorrosion, Verschleiß
Erscheinungsform:
Reibkorrosion tritt stets zusammen mit Verschleißerscheinungen auf. Neben einer starken Riefenbildung ist auch „Passungsrost“ zu beobachten, wobei Abrieb durch Verschleiß und Korrosionsprodukte zum „Festfressen“ der Werkstückpaarung führen. Als Folge der Reibkorrosion entstehen häufig auch Reibdauerbrüche.
Mechanismus:
Reibkorrosion tritt an Stellen auf, an denen sich Werkstücke berühren und Reibbewegungen ausführen. Dies gilt nicht nur bei Maschinenteilen, die funktionsmäßig Bewegungen ausführen sollen, z. B. Aufhängungen von Blattfedern oder Zahnkupplungen, sondern auch an Kontaktstellen, die keine gewollten Relativbewegungen ausführen, z. B. Schrumpfpassungen, Passfedersitze, Nietverbindungen, Wälzlagersitze. Gelegentlich wird die Korrosionserscheinung bei gewollter Relativbewegung als Korrosionsverschleiß bezeichnet.
Durch Relativbewegung zweier Metalle zueinander entsteht zunächst Adhäsionsverschleiß, wobei Werkstoffpartikel abgetrennt werden und mit dem umgebenden Medium, z. B. der Atmosphäre, zu Oxiden, Nitriden oder anderen Verbindungen reagieren können. Diese verstärken aufgrund ihrer hohen Härte den Verschleiß, wodurch neuer Abrieb entsteht. Der Vorgang kann sich aufschaukeln. Bei der Reibkorrosion ist der Korrosionsvorgang stets die sekundäre Reaktion, d. h. Dauerbrüche bei zusätzlicher Korrosionseinwirkung können nach wesentlich kürzeren Betriebszeiten entstehen als bei ausschließlich mechanischer Beanspruchung.
Einflussgrößen:
Reibkorrosion wird im Wesentlichen bestimmt durch die Paarung der Konstruktionswerkstoffe, deren Wärmebehandlung und Oberflächenbearbeitung sowie durch das korrosive Mittel. Harte Werkstoffe bzw. Bauelemente mit harten Oberflächenschichten neigen eher zu einem Abtrag durch Reibkorrosion als weiche Werkstoffe, die mehr zum Festfressen tendieren. Im letzteren Fall ist dann die Relativbewegung, die notwendige Voraussetzung für Reibkorrosion, unterbun%den, allerdings ist auch dann der Schaden vorgegeben.
Zusätzlich muss berücksichtigt werden, dass steigende mechanische Beanspruchung des Bauteils in seiner Gesamtheit und insbesondere die Oberflächenbeanspruchung die Reibkorrosion fördern. Normalkräfte, Frequenz und Schwingungsweite der oszillierenden Relativbewegung bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen den Gleitpartnern sind Kenngrößen dieser Be%anspruchung. Außerdem sind die Art und Menge des Schmierstoffes sowie die Betriebstemperatur mit örtlich auftretenden Temperaturspitzen von Bedeutung.
Konstruktive und fertigungstechnische Maßnahmen:
Die Reibkorrosion kann vermindert oder verhindert werden, wenn die Gleitbewegungen durch Erhöhen der Normalkraft oder durch andere konstruktive Maßnahmen verkleinert oder unterbunden werden. Bei Reibschwingungen mit Amplituden etwa unter 10 µm tritt kein nennens%werter Abtrag auf. Nur in Fällen, bei denen die genannten Maßnahmen wegen der Funktion der Bauelemente nicht durchführbar sind, sind die Reibkräfte so weit wie möglich zu vermindern. Zum Beispiel ist an Bauelementen, die normalerweise keine makroskopischen Bewegungen ausführen, wo aber für Justierung oder Inspektion die Beweglichkeit erforderlich ist, die Einlagerung einer weichen Zwischenlage, z. B. Kunststoff, zwischen zwei harte Oberflächen empfehlenswert. Reibkorrosion kann auch vermieden werden, indem anstelle kraftschlüssiger Verbin%dungen Schweiß-, Löt- oder Klebeverbindungen benutzt werden. Insgesamt ist das Ersetzen gefügter Bauelemente durch ein Maschinenelement zu erwägen, z. B. Druckgussteile, Gesenkschmiedeteil.
Häufige Schäden:
Die beim Betrieb von Maschinen oder Anlagen auftretenden Reibschwingungen und ihre Aus%wirkung auf die Korrosion werden oft nicht beachtet.