Tagungsbeitrag

Titel SiC-Gleitkomponenten mit deterministischen Texturen unter reversierender Beanspruchung in niedrigviskosen Flüssigkeiten
Autor Markus Wöppermann, Karl-Heinz Zum Gahr und Johannes Schneider
Infos zum Autor Prof. Dr.-Ing. K.-H. Zum Gahr
Universität Karlsruhe (TH)
Institut für Werkstoffkunde II und
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Institut für Materialforschung I
Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
Tel.: 07247 82-3897
Email: zumgahr@imf.fzk.de

Dipl.-Ing. Markus Wöppermann und
Dr.-Ing. Johannes Schneider
Universität Karlsruhe (TH)
Institut für Werkstoffkunde II
Postfach 3640
76021 Karlsruhe
Tel.: 07247 82-6407
Email: markus.woeppermann@imf.fzk.de
Inhalt Zusammenfassung

Lasergestützt mikrotexturierte SSiC-Keramikplatten wurden in Paarung gegen die Stähle 100Cr6 bzw. X105CrMo17 unter Isooktan- oder Wasserschmierung bei reversierender Gleitbeanspruchung untersucht. Isooktan wurde als Ersatzstoff für Ottokraftstoff gewählt. Die Einflüsse der Texturform (gekreuzte Kanäle, parallele längliche und runde Näpfchen), des texturierten Flächenanteils, der Strukturbreite und Strukturtiefe wurden in einem Labortribometer in einer Pellet/Platte-Anordnung mit flächigem Kontakt ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Mikrotexturierung der Wirkflächen von Stahl/Keramik-Gleitpaarungen, auch unter den ungünstigen tribologischen Bedingungen mit dem Auftreten sehr niedriger Gleitgeschwindigkeiten in den Bereichen der Totpunkte und einem sehr niedrig viskosem Schmiermittel wie Isooktan oder in einer möglichen Anwendung mit Ottokraftstoff, zu einer deutlichen Verbesserung des tribologischen Verhaltens führen kann. Das Verhältnis von Tiefe zu Breite der Texturelemente stellt hierbei einen wichtigen Optimierungsparameter dar.

Abstract

Laser-assisted microtexturing was carried out on SSiC ceramic plates of sliding pairs running at reciprocating sliding contact against 100Cr6 or X105CrMo17 steels in isooctane or distilled water. Effects of texture pattern (crossed microchannels, parallel elongated microdimples and circular microdimples), area coverage fraction of texture as well as width and depth of the texture elements were studied using a laboratory tribometer at a pellet/ plate geometry with a circular flat contact area. Results show that microtexturing can substantially improve tribological behaviour of sliding pairs even at unfavourable conditions with very low sliding velocities at the dead centers and a lubricant of very low viscosity such as isooctane or gasoline in a possible application. The ratio of depth to width of circular microdimples was an important factor with respect to an optimized design.
Datum 2008