| Titel | Modelluntersuchungen zum Einfluss des Oberflächenzustandes auf das Reibungs- und Verschleißverhalten von ZrO2-Gleitpaarungen für die Mikro- und Feinwerktechnik |
| Autor | Johannes Schneider, Maximilian Amberger, Sven Kurzenhäuser, Karl-Heinz Zum Gahr |
| Infos zum Autor | Dr.-Ing. Johannes Schneider Universität Karlsruhe (TH) Institut für Zuverlässigkeit von Bauteilen und Systemen (IZBS) Postfach 3640 76021 Karlsruhe Tel.: 07247 82-2916 Email: johannes.schneider@kit.edu Prof. Dr.-Ing. K.-H. Zum Gahr Dipl.-Ing. Sven Kurzenhäuser Dipl.-Ing. Max Amberger Universität Karlsruhe (TH) Institut für Werkstoffkunde II Postfach 3640 76021 Karlsruhe Tel.: 07247 82-2871 Email: zumgahr@imf.fzk.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Im Rahmen dieser Forschungsarbeiten wurde der Einfluss der Belastung, des fertigungsbedingten Oberflächenzustandes sowie des keramischen Gegenkörpers auf das Reibungs- und Verschleißverhalten von 3Y-TZP-ZrO2 unter einsinniger, ungeschmierter Gleitbeanspruchung im Hinblick auf den Einsatz in hochbelasteten mikro- und feinwerktechnischen Systemen charakterisiert. Die Ergebnisse im System Kugel/Scheibe zeigten, dass für die ZrO2-Selbstpaarung Reibung und Verschleiß bei einer anfänglichen Hertzschen Pressung von etwa 915 MPa (FN = 200 mN) von der Tief- in die Hochlage übergehen. Durch eine thermische Nachbehandlung der polierten ZrO2-Scheiben bei 1300°C konnte die Reibungszahl in der Selbstpaarung bei Versuchen in der Tieflage (FN = 50 mN) um etwa 50% auf µ = 0,2 reduziert werden. Eine vergleichbare Verbesserung des tribologischen Verhaltens wurde mit einer Al2O3/ZrO2-Fremdpaarung erzielt. Abstract It was tested the influence of load, surface condition and counterbody on the tribological properties of 3Y-TZPZrO2 under unlubricated unidirectional sliding conditions with respect to the application in high performance microsystems. Results of the ball-on-disc tests indicated a transition from low to high friction and wear for the selfmated zirconia at an initial Hertzian stress of about 915 MPa (FN = 200 mN). Due to a thermal treatment of the polished ZrO2 discs at 1300°C friction coefficient of the selfmated zirconia could be reduced by about 50% to µ = 0.2 in the low friction regime (FN = 50 mN). A comparable improvement of the tribological behaviour was achieved by a Al2O3/ZrO2 sliding couple. |
| Datum | 2009 |
