Herstellung und mechanische / tribologische Charakterisierung von wärmeimpulsgeschweissten Metall / Faser-Kunststoff-Verbunden
Final Report Abstract
In der zweiten Förderphase wurde an flachen wärmeimpulsgeschweißten Metall / PEEK-Proben eine Tendenz zu einer besseren Verschleißfestigkeit von aluminiumgestützten Triboschichten beobachtet. In dieser Förderphase wurden die Flachproben zu gleitlagergeometrienahen Halbschalen umgeformt und in einem eigens dafür konzipierten Prüfstand tribologisch untersucht. Durch die Umformung der Flachproben zu Halbschalen entstanden auf der Druckseite in der Triboschicht lokale plastische Deformationen und teilweise sogar lokale Ablösungen der Triboschicht vom Substrat. Die Reibungszahlen dieser Proben zeigen jedoch ein sehr geringes mit denen an Flachproben gemessenen Werten vergleichbares Niveau. Grundsätzlich weisen die umgeformten Schichtverbunde mit Aluminiumsubstrat im Vergleich zu den Proben mit Stahlsubstraten unter unterschiedlichen Bedingungen sowohl niedrigere Reibungszahlen als auch eine bessere Verschleißrate auf. Die Ursache dafür liegt vermutlich in der besseren Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums wodurch mehr Reibungswärme aus der Triboschicht abgeführt wird. Ein Vergleich der über der Zeit gemessenen Reibungszahlen mit der Temperatur des Gegenkörpers zeigt eindeutig, dass die Reibungszahl thermisch dominiert ist. Das thermische Management des Tribosystems scheint somit der Schlüssel zur Optimierung der tribologischen Leistungsfähigkeit.
