19. März 2021

Ein neuer Blick auf Verschleißschutz mit klassischen Festschmierstoffen

© Fraunhofer IWM

Carina E. Morstein und Prof. Dr. Martin Dienwiebel

Graphit ist einer der ältesten Festschmierstoffe, der für Anwendungen eingesetzt wird, bei denen ein flüssiger Schmierstoff nicht angewendet werden kann (z.B. bei sehr hohen Temperaturen). Obwohl die Graphitschmierung bereits in vielen Studien untersucht wurde, sind die mikroskopischen Mechanismen der Schmierung noch nicht gut verstanden. In einer Veröffentlichung, die in Kürze in WEAR erscheint, wurden die mikroskopischen Mechanismen einer Graphitschicht untersucht. Dazu wurden Graphitbeschichtungen mit unterschiedlichen Dicken mit einer Airbrush-Spritzpistole auf Eisensubstrate aufgetragen und ihre Festschmiereigenschaften bei hohen mechanischen Belastungen getestet. Durch Erhöhung der Substratrauheit wurde ein überraschendes tribologisches Verhalten beobachtet: eine extrem dünne Kohlenstoffschicht, die sich in der Mitte der Verschleißspur aufbaute. Diese Schicht führte zu einer nur leicht verringerten Reibung aber einer bis zu 7,6-fach erhöhten Lebensdauer und reduziertem Gegenkörperverschleiß. Um diese Verschleißverbesserung zu erzielen, sind nur sehr dünne Graphitbeschichtungen ausreichend aber vor allem muss die Schichtdicke an die Bauteilrauheit angepasst werden.

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