Selbstschmierende Reibungsteile für Hochtemperatur-Anwendungen
Aktuelle Schmierstoffe sind nicht für hohe Temperaturen geeignet und zahlreiche kleine und mittlere Unternehmen (KMU) suchen den Wettbewerbsvorteil durch neue Technologien. Im Rahmen des EU-geförderten Projekts HIGRAPH (Incorporation of solid lubricants into surface of friction parts engineered for high-temperature applications) entwickelten Wissenschaftler neue Lösungen für Trockenreibung in Hochtemperatursituationen. Das Team kapselte Partikel von Hochtemperaturfestschmierstoff (HTSL) in Mikroreservoirs ein. Dies ergibt die Einsatzfähigkeit auch bei hohen Temperaturen und ermöglicht eine langsame Freisetzung des festen Schmiermittels, um einen Schmierfilm an der Reibungsfläche zu erzeugen. Die selbstschmierenden Oberflächenschichten wurden durch Pulvermetallurgie oder die Mikrobearbeitung von thermischen Spritzbeschichtungen (TSC) entsprechend der industriellen Anforderungen hergestellt. Es hat sich gezeigt, dass die Teile aufgrund der wesentlichen Verringerung der Reibungskoeffizienten zwei bis drei Mal länger halten. Der leichte Anstieg des Stückpreises wird vollständig durch die verbesserten Standzeiten kompensiert, die Kosteneinsparungen von 40% bis 60% innerhalb von 2 bis 3 Jahren bringen werden. Forscher erstellten eine Datenbank von Verschleißmechanismen für Teile, die Reibung unter hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Dieses Werkzeug bietet Entwicklern bearbeiteter Teile Möglichkeit, die Auswahl der Materialien, Eigenschaften von Oberflächenschichten, Fertigungstechniken und tribologische Eigenschaften zu bestimmen. Zusammen mit ihrem Modell der gemischten Schmierung ermöglichte es ihnen die Marktanalyse, kommerziell erhältliche HTSL-Pulver zu bewerten. Sie wählten die vielversprechendsten HTSL-Pulver für die entsprechenden Industrieanwendungen aus. Darüber hinaus entwickelte das Team einen Laser-Mikrobearbeitungsprozess für die TSC-Oberflächenstrukturierung, um die Verkapselung von Festschmierstoffen in Mikroreservoirs zu ermöglichen. Die neue Schmierstofftechnologie könnte effektiv bei einer Vielzahl von Produkten angewendet werden, etwa Spann- und Führungswalzen für die Stahlindustrie, Schaufeln und Antriebswellen für die Luftfahrt und Ventile für die Petrochemie. Das HIGRAPH-Team prüfte die Technologie auf Schienenführung und Rollen. Mit einem neuen Überwachungs- und Prozessleitsystem konnte eine Echtzeitkontrolle des Beschichtungsprozesses durchgeführt werden. Die neue Festschmierstoff-Technologie von HIGRAPH für Hochtemperaturanwendungen verlängert die Lebensdauer, verringert den Aufwand für Ersatzteile und senkt gleichzeitig den Energieverbrauch für die Maschinen. Außer für Bearbeitungsanwendungen von KMU sollen die Ergebnisse auch verschiedenen Industriesektoren zugutekommen und so neue Märkte erschließen.
Schlüsselbegriffe
Selbstschmierung, Reibungsteile, Hochtemperaturanwendungen, HIGRAPH, Festschmierstoffe
