{"id":8344,"date":"2020-05-11T05:07:45","date_gmt":"2020-05-11T05:07:45","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=8344"},"modified":"2023-11-13T22:17:52","modified_gmt":"2023-11-13T22:17:52","slug":"block-on-ring-sliding-wear-evaluation","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/de\/block-on-ring-sliding-wear-evaluation\/","title":{"rendered":"Block-On-Ring-Verschlei\u00dftest"},"content":{"rendered":"
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BEDEUTUNG DER BEWERTUNG DES BLOCK-AUF-RING-VERSCHLEISSES<\/em>
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Gleitverschlei\u00df ist der fortschreitende Materialverlust, der dadurch entsteht, dass zwei Werkstoffe unter Belastung an der Kontaktfl\u00e4che gegeneinander gleiten. Er tritt unweigerlich in einer Vielzahl von Branchen auf, in denen Maschinen und Motoren in Betrieb sind, darunter die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die \u00d6l- und Gasindustrie und viele andere. Eine solche Gleitbewegung f\u00fchrt zu ernsthaftem mechanischem Verschlei\u00df und Materialtransfer an der Oberfl\u00e4che, was zu einer verringerten Produktionseffizienz, Maschinenleistung oder sogar zu Sch\u00e4den an der Maschine f\u00fchren kann.<\/div>
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Beim Gleitverschlei\u00df treten h\u00e4ufig komplexe Verschlei\u00dfmechanismen an der Kontaktfl\u00e4che auf, wie z. B. Adh\u00e4sionsverschlei\u00df, Zweik\u00f6rperabrieb, Dreik\u00f6rperabrieb und Erm\u00fcdungsverschlei\u00df. Das Verschlei\u00dfverhalten von Werkstoffen wird ma\u00dfgeblich von der Arbeitsumgebung wie Normalbelastung, Geschwindigkeit, Korrosion und Schmierung beeinflusst. Ein vielseitiges Tribometer <\/a>die verschiedene realistische Arbeitsbedingungen simulieren k\u00f6nnen, sind ideal f\u00fcr die Verschlei\u00dfbewertung.
Der Block-on-Ring-Test (ASTM G77) ist eine weit verbreitete Technik, die das Gleitverschlei\u00dfverhalten von Materialien unter verschiedenen simulierten Bedingungen bewertet und eine zuverl\u00e4ssige Einstufung von Materialpaaren f\u00fcr bestimmte tribologische Anwendungen erm\u00f6glicht.<\/div>
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MESSZIEL<\/em>
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In dieser Anwendung misst der Nanovea Mechanical Tester die YS- und UTS-Werte von Proben aus rostfreiem Stahl SS304 und Aluminiumlegierung Al6061. Die Proben wurden aufgrund ihrer allgemein anerkannten YS- und UTS-Werte ausgew\u00e4hlt, die die Zuverl\u00e4ssigkeit der Eindringmethoden von Nanovea belegen.<\/p>

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Das Gleitverschlei\u00dfverhalten eines H-30-Blocks auf einem S-10-Ring wurde mit dem Tribometer von Nanovea unter Verwendung des Block-on-Ring-Moduls bewertet. Der H-30-Block besteht aus 01-Werkzeugstahl mit einer H\u00e4rte von 30 HRC, w\u00e4hrend der S-10-Ring aus Stahl des Typs 4620 mit einer Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte von 58 bis 63 HRC und einem Ringdurchmesser von ~34,98 mm besteht. Um die Auswirkung auf das Verschlei\u00dfverhalten zu untersuchen, wurden Block-on-Ring-Tests in trockenen und geschmierten Umgebungen durchgef\u00fchrt. Schmierungstests wurden in USP-Schwermineral\u00f6l durchgef\u00fchrt. Die Verschlei\u00dfspur wurde mit Nanovea untersucht Ber\u00fchrungsloses 3D-Profilometer<\/a>. Die Testparameter sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Verschlei\u00dfrate (K) wurde anhand der Formel K=V\/(F\u00d7s) bewertet, wobei V das abgenutzte Volumen, F die normale Belastung und s die Gleitstrecke ist.<\/p>

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ERGEBNISSE UND DISKUSSION<\/em>
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Abbildung 2 vergleicht den Reibungskoeffizienten (COF) der Block-auf-Ring-Tests in trockenen und geschmierten Umgebungen. Der Block hat in einer trockenen Umgebung deutlich mehr Reibung als in einer geschmierten Umgebung. COF
schwankt w\u00e4hrend der Einlaufphase in den ersten 50 Umdrehungen und erreicht f\u00fcr den Rest des 200-Umdrehungen-Verschlei\u00dftests einen konstanten COF von ~0,8. Im Vergleich dazu zeigt der Block-on-Ring-Test, der mit der USP-Schwermineral\u00f6lschmierung durchgef\u00fchrt wurde, einen konstant niedrigen COF von 0,09 w\u00e4hrend des gesamten Verschlei\u00dftests mit 500.000 Umdrehungen. Das Schmiermittel reduziert den COF zwischen den Oberfl\u00e4chen deutlich um das ~90-fache.<\/span><\/p>

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Die Abbildungen 3 und 4 zeigen die optischen Bilder und 2D-Querschnittsprofile der Verschlei\u00dfnarben auf den Bl\u00f6cken nach trockenen und geschmierten Verschlei\u00dftests. Das Volumen der Verschlei\u00dfspuren und die Verschlei\u00dfraten sind in Tabelle 2 aufgef\u00fchrt. Der Stahlblock nach dem Trockenverschlei\u00dftest bei einer niedrigeren Drehzahl von 72 U\/min f\u00fcr 200 Umdrehungen weist ein gro\u00dfes Verschlei\u00dfspurenvolumen von 9,45 mm\u02d9 auf. Im Vergleich dazu erzeugt der Verschlei\u00dftest, der bei einer h\u00f6heren Drehzahl von 197 U\/min f\u00fcr 500.000 Umdrehungen im Mineral\u00f6lschmierstoff durchgef\u00fchrt wird, ein wesentlich kleineres Verschlei\u00dfspurvolumen von 0,03 mm\u02d9.<\/p>

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Die Bilder in Abbildung 3 zeigen, dass bei den Tests unter trockenen Bedingungen ein starker Verschlei\u00df auftritt, verglichen mit dem geringen Verschlei\u00df bei den Tests mit geschmiertem Verschlei\u00df. Die hohe Hitze und die starken Vibrationen, die w\u00e4hrend des Trockenverschlei\u00dftests erzeugt werden, f\u00f6rdern die Oxidation der metallischen Ablagerungen, was zu einem starken Dreik\u00f6rperabrieb f\u00fchrt. Bei der geschmierten Pr\u00fcfung reduziert das Mineral\u00f6l die Reibung und k\u00fchlt die Kontaktfl\u00e4che, w\u00e4hrend es gleichzeitig die beim Verschlei\u00df entstehenden Abriebpartikel abtransportiert. Dies f\u00fchrt zu einer erheblichen Reduzierung der Verschlei\u00dfrate um einen Faktor von ~8\u00d710\u02c6. Ein solch erheblicher Unterschied in der Verschlei\u00dffestigkeit in unterschiedlichen Umgebungen zeigt, wie wichtig eine korrekte Simulation des Gleitverschlei\u00dfes unter realistischen Betriebsbedingungen ist.<\/span><\/p>

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Das Verschlei\u00dfverhalten kann sich drastisch \u00e4ndern, wenn kleine \u00c4nderungen der Testbedingungen eingef\u00fchrt werden. Die Vielseitigkeit des Tribometers von Nanovea erm\u00f6glicht Verschlei\u00dfmessungen bei hohen Temperaturen, bei Schmierung und unter Tribokorrosionsbedingungen. Dank der pr\u00e4zisen Geschwindigkeits- und Positionssteuerung durch den fortschrittlichen Motor k\u00f6nnen Verschlei\u00dftests bei Geschwindigkeiten von 0,001 bis 5000 U\/min durchgef\u00fchrt werden, was es zu einem idealen Werkzeug f\u00fcr Forschungs-\/Testlabors macht, um den Verschlei\u00df unter verschiedenen tribologischen Bedingungen zu untersuchen.<\/span><\/p>

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Der Oberfl\u00e4chenzustand der Proben wurde mit dem ber\u00fchrungslosen optischen Pro\u00fflometer von Nanovea untersucht. Abbildung 5 zeigt die Oberfl\u00e4chenmorphologie der Ringe nach den Verschlei\u00dftests. Die Zylinderform ist entfernt, um die Oberfl\u00e4chenmorphologie und -rauheit, die durch den Gleitverschlei\u00dfprozess entstanden ist, besser darstellen zu k\u00f6nnen. W\u00e4hrend des Trockenverschlei\u00dftests mit 200 Umdrehungen kam es zu einer deutlichen Aufrauung der Oberfl\u00e4che durch den Dreik\u00f6rperabrieb. Der Block und der Ring weisen nach dem Trockenverschlei\u00dftest eine Rauheit Ra von 14,1 bzw. 18,1 \u00b5m auf, verglichen mit 5,7 und 9,1 \u00b5m beim Langzeitverschlei\u00dftest mit Schmierung und 500.000 Umdrehungen bei einer h\u00f6heren Drehzahl. Dieser Test zeigt, wie wichtig die richtige Schmierung des Kolbenring-Zylinder-Kontakts ist. Starker Verschlei\u00df besch\u00e4digt ohne Schmierung schnell die Kontaktfl\u00e4che und f\u00fchrt zu einer irreversiblen Verschlechterung der Betriebsqualit\u00e4t und sogar zum Ausfall des Motors.<\/p>

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SCHLUSSFOLGERUNG<\/em>
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In dieser Studie zeigen wir, wie das Tribometer von Nanovea zur Bewertung des Gleitverschlei\u00dfverhaltens eines Stahl-Metall-Paares mithilfe des Block-on-Ring-Moduls nach dem ASTM G77-Standard verwendet wird. Der Schmierstoff spielt eine entscheidende Rolle f\u00fcr die Verschlei\u00dfeigenschaften des Werkstoffpaares. Das Mineral\u00f6l reduziert die Verschlei\u00dfrate des H-30-Blocks um den Faktor ~8\u00d710\u02c6 und den COF um das ~90-fache. Die Vielseitigkeit des Tribometers von Nanovea macht es zu einem idealen Werkzeug zur Messung des Verschlei\u00dfverhaltens unter verschiedenen Schmier-, Hochtemperatur- und Tribokorrosionsbedingungen.<\/p>

Das Tribometer von Nanovea bietet pr\u00e4zise und wiederholbare Verschlei\u00df- und Reibungstests im ISO- und ASTM-konformen Rotations- und Linearmodus, mit optionalen Modulen f\u00fcr Hochtemperaturverschlei\u00df, Schmierung und Tribokorrosion, die in einem vorintegrierten System verf\u00fcgbar sind. Das un\u00fcbertroffene Sortiment von Nanovea ist eine ideale L\u00f6sung zur Bestimmung des gesamten Spektrums tribologischer Eigenschaften d\u00fcnner oder dicker, weicher oder harter Beschichtungen, Filme und Substrate.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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UND NUN ZU IHRER BEWERBUNG<\/b><\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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WICHTIGKEIT DER BEWERTUNG DES BLOCK-ON-RING-VERLUSTS Gleitverschlei\u00df ist der fortschreitende Materialverlust, der dadurch entsteht, dass zwei Materialien an der Kontaktfl\u00e4che unter Last gegeneinander gleiten. Er tritt unvermeidlich in einer Vielzahl von Industriezweigen auf, in denen Maschinen und Motoren in Betrieb sind, z. B. in der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der \u00d6l- und Gasindustrie und vielen anderen. Dieses Gleiten [...]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":11684,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,374,349,351,353,355,335,336],"tags":[],"class_list":["post-8344","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-block-on-ring-tribology","category-laboratory-testing","category-profilometry-roughness-finish","category-profilometry-texture-grain","category-profilometry-volume-area","category-profilometry-testing","category-tribology-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8344","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8344"}],"version-history":[{"count":19,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8344\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23411,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8344\/revisions\/23411"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11684"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8344"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8344"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8344"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}