Verschleißfester und reibungsarmer POM-Auswahlleitfaden

Verschleißfestigkeit und geringe Reibung sind nicht die gleichen Anforderungen

Abriebfestigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Oberflächenverschleiß, Kratzern, Verformungen oder anderen Beschädigungen bei wiederholtem Kontakt zu widerstehen; geringe Reibung beschreibt den Widerstand, der entsteht, wenn sich eine Oberfläche relativ zu einer anderen zu bewegen beginnt oder fortsetzt. Beide sind verwandt, können aber nicht als gegeneinander austauschbar angesehen werden.

Materialien mit geringer Reibung können die Betriebskraft verringern, bieten aber nicht unbedingt die längste Lebensdauer unter hohen Belastungen. Umgekehrt behalten hochverschleißfeste Materialien nach wiederholten Zyklen möglicherweise ihre Abmessungen bei, erzeugen jedoch mehr Reibung, Lärm oder Wärme, als die Anwendung zulässt.

Diese Unterscheidung ist bei der eigentlichen Komponentenauswahl wichtig. Die Buchse kann eine lange Lebensdauer und möglichst geringe Maßänderungen erfordern; Der Schieberegler achtet möglicherweise stärker auf ein sanftes Anfahren und die Reduzierung des Kriechens. Das Zahnrad erfordert möglicherweise eine stabile Zahnform, akzeptable Geräuschentwicklung und kontrollierten beidseitigen Verschleiß. Es kann erforderlich sein, dass die beweglichen Teile des Ventils auch nach längerem Stillstand noch wie erwartet funktionieren.

• Verschleissen spritzgegossene POM-Teile zu schnell?
• Sind die Kupplungsteile beschädigt?
• Ist der Bewegungswiderstand zu groß oder instabil?
• Verursacht der Mechanismus Geräusche, Vibrationen oder Kriechgeräusche?
• Ist eine externe Schmierung nicht verfügbar oder unerwünscht?
• Beeinflussen Maßänderungen die Positionierung oder Abdichtung?

Überprüfen Sie gleichzeitig Last, Geschwindigkeit und Bewegungsmuster.

Lasten sollten sein von der Kontaktfläche aus betrachtet, nicht nur die Gesamtkraft, die auf das Bauteil ausgeübt wird. Selbst wenn die Gesamtbelastung mäßig erscheint, können kleine Kontaktflächen hohe lokale Spannungen erzeugen; Kantenkontakte, Exzentrizitäten, scharfe Geometrien und ungleichmäßige Montage können die lokalen Spannungen weiter erhöhen.

Geschwindigkeit beeinflusst auch Verschleiß und Reibung. Eine langsame Bewegung kann zu Kriechen oder einem höheren Anfahrwiderstand führen, während eine schnellere Bewegung zu Reibungswärme führen kann. Der Einfluss der Geschwindigkeit hängt außerdem von der Belastung, der Doppelebene, dem Schmierzustand und der Dauer der Bewegung ab.

Kontinuierliche Rotation, wiederholte Schwingungen, Kurzhubgleiten und gelegentliche Betätigung führen nicht zu denselben Verschleißbedingungen. Rollen, die kontinuierlich laufen, und Ventilkomponenten, die sich nach längerem Stillstand plötzlich bewegen, erfordern möglicherweise unterschiedliche Materialausrichtungen.

Vergleichen Sie Verschleiß und Mechanik mit MoS₂-modifiziertem EMS102/EMS162: EMS102 bei fließkritischen komplexen Teilen, EMS162 bei Zugfestigkeitspriorität. Beziehen Sie ENM1040 und EDM-111 ein und vergleichen Sie Verschleiß, Spiel und Wärme bei gleicher Paarung.

Duales Material und Oberflächenzustand ändern das Ergebnis

POM-Teile verschleißen nicht selbstständig und ihre Leistung wird erheblich von den Materialien und Oberflächenbedingungen der Kontaktteile beeinflusst. Stahl, Aluminium, Messing, beschichtete Metalle, Gummi, POM, PA und andere technische Kunststoffe können unterschiedliche Reibungs- und Verschleißergebnisse hervorrufen.

Der Oberflächenzustand ist ebenso wichtig. Raue Metalloberflächen können wie Schleifmittel wirken und Polymer mitreißen; Beschädigte, korrodierte, schlecht bearbeitete oder verunreinigte Gegenflächen können selbst bei entsprechend modifiziertem POM zu schnellem Verschleiß führen.

Die möglichen Auswirkungen starrer Füllstoffe oder Verstärkungsfasern auf die Doppelteile sollten ebenfalls überprüft werden. Verstärktes POM kann die Steifigkeit und Dimensionskontrolle verbessern, kann aber auch den Verschleiß der weicheren Gegenfläche erhöhen.

Bei dominanter Verformung und Gleitreibung beginnen Sie mit PTFE/Glas-modifiziertem EGH20-TF; EPAF100A ist die Aramidreferenz. Prüfen Sie Gegenflächenkratzer und Formoberfläche neben Verstärkungsgewinnen.

Schmiersystem nach Bewegung und Last wählen

Vergleichen Sie PTFE und Silikonöl zuerst nach Gleitwiderstand und Laufruhe, MoS₂ nach Verschleiß/Mechanik, Aramid- oder Glasmischungen nach Stützsteifigkeit. Gruppieren Sie nach Hauptausfall und testen Sie gleiche Gegenflächen.

Bei langsamen Starts oder Trockengleiten ist PTFE-modifiziertes EPTL402 die Referenz für Anlaufwiderstand und Stick-Slip. Bei zusätzlichem Steifigkeitsbedarf vergleichen Sie EGH20-TF nach Durchbiegung und Gegenflächenverschleiß.

MoS₂-modifiziertes EMS102/EMS162 dient dem Verschleiß/Zug-Abgleich; silikonölmodifiziertes ESO102 dem Vergleich von Betätigungskraft und Haptik. Dokumentieren Sie Stahl-/Kunststoffwellen und externe Schmierung getrennt mit Verschleiß und Moment.

ENM1040 und EDM-111 sind weitere gelistete Verschleißrezepturen. Wenn PTFE, MoS₂ oder Silikonöl das Ziel verfehlen, vergleichen Sie unter gleichen Bedingungen Verschleiß, Formoberfläche und Maßhaltung.

• Erforderliche Lebensdauer
• Hatische Reibung und Dynamik Reibung
• Mechanische Festigkeit und Steifigkeit
• Maßtoleranz
• Duales Material und Härte
• Trockenreibung oder Schmierungsbedingungen
• Geräusch und Bewegungsqualität
• Oberflächen- und sekundäre Verarbeitungsanforderungen
• Produktionsstabilität und Formbarkeit

Beurteilen Sie Schmierung, Lärm und Kriechen.

Bestätigen Sie bei der Prüfung der Schmierung zunächst, ob die Komponente mit Trockenreibung läuft, Fett oder Öl verwendet oder gelegentlich mit Prozessflüssigkeiten in Kontakt kommt. Materialien, die beim Trockengleiten gut funktionieren, müssen bei externen Schmiersystemen nicht unbedingt die gleichen Vorteile haben.

Ohne externe Schmierung vergleichen Sie die internen Systeme von EPTL402 und ESO102. Erfassen Sie Trockenstart, Dauerlauf und Betätigung nach Stillstand zur Beurteilung des Hauptreibproblems.

Lärm wird auch nicht nur durch Reibung kontrolliert. Getriebegeräusche, Quietschen, Rattern und Vibrationen werden auch durch Maßgenauigkeit, Steifigkeit, Zahnform, Montagespiel, Oberflächenzustand, Resonanz, Schmierung und Formschwankungen beeinflusst.

Kriechen tritt auf, wenn die zum Einleiten einer Bewegung erforderliche Kraft erheblich von der zum Aufrechterhalten der Bewegung erforderlichen Kraft abweicht. Besondere Aufmerksamkeit erfordern Schlitten, Führungen, Verstellmechanismen, Ventilsteuerungen, Sitze und sich langsam bewegende Teile.

Verschleiß der Kupplungsteile kann wichtiger sein als POM-Verschleiß

Die Materialbewertung konzentriert sich oft nur auf Gewichtsverlust oder Dimensionsänderungen von POM-Teilen, was zu unvollständigen Schlussfolgerungen führen kann. Selbst wenn ein POM-Teil akzeptabel erscheint, können die Passflächen dennoch Politur, Kratzer, Beschichtungsverlust, Abrieb oder Dimensionsschäden aufweisen.

Dies ist besonders wichtig, wenn das POM mit weichen Metallen, plattierten Teilen, lackierten Oberflächen, Dichtungen oder einem anderen spritzgegossenen Polymer in Kontakt kommt. Verstärkungsfasern und bestimmte funktionelle Füllstoffe können den Verschleißmechanismus des Kontaktpaares verändern.

Daher sollten Reibmaterialien als Teil eines Dual-Oberflächen-Systems bewertet werden. Beim Testen werden sowohl die POM-Komponente als auch das Gegenstück untersucht. Maßänderungen, Abrieb, Oberflächenschäden, Betriebskräfte, Temperaturanstieg, Lärm und die Stabilität der Kontaktfläche müssen möglicherweise überprüft werden.

Messen Sie Verschleiß beider Räder. Bei Stahl–Kunststoff prüfen Sie Polymerprofil, Metallfläche und Wärme; bei Kunststoff–Kunststoff Abrieb, Spiel und Wärmestau beider Seiten. Dokumentieren Sie die Paarung vollständig.

Warum Labordaten zu Verschleiß und Reibung nicht ausreichen

Labordaten können für vorläufige Vergleiche verwendet werden, tribologische Ergebnisse hängen jedoch stark von der Testmethode ab. Ein unter bestimmten Bedingungen gemessener Reibungskoeffizient oder eine Verschleißrate kann nicht unbedingt die Leistung in einem anderen System vorhersagen.

Selbst Daten von zwei Lieferanten sind möglicherweise nicht direkt vergleichbar, wenn die Testmethode, die Probenvorbereitung, die Feuchtigkeitskonditionierung oder die Kopplungsoberflächen unterschiedlich sind. Niedrigere Reibungswerte sollten nicht automatisch als eine bessere Leistung der Komponente interpretiert werden.

Spritzgussteile bringen auch Variablen mit sich, die durch Standardlaborproben nicht dargestellt werden können, einschließlich Anschnittposition, Bindenähte, Schrumpfung, Faser- oder Füllstofforientierung, Restspannung, Oberflächenreplikation, Teileverzug und Maßtoleranzen.

Daher sollte beim Test von Spritzgussteilen versucht werden, die reale Baugruppe so gut wie möglich zu reproduzieren. Bei den Tests sollten realistische Doppelmaterialien, repräsentative Lasten und Geschwindigkeiten, erwartete Schmierbedingungen und eine sinnvolle Anzahl von Betriebszyklen verwendet werden.

• Probekörpergeometrie
• Duales Material und Härte
• Oberflächenrauheit
• Kontaktdruck
• Gleitgeschwindigkeit
• Bewegungsrichtung
• Testdauer
• Temperatur und Luftfeuchtigkeit
• Trockenreibung oder Schmierungsbedingungen
• Erste Einlaufphase

Angaben für eine Werkstoffempfehlung

Senden Sie Bewegungsart, Gegenwerkstoff und aktuelles Verschleiß- oder Stick-Slip-Verhalten für einen Typvergleich, TDS und Versuchsmuster. Vorliegende Angaben zu Last, Geschwindigkeit und Schmierung bestimmen die Messgrößen für den Versuch.

Diese Angaben helfen bei der Auswahl von Kandidaten. Die passenden TDS, repräsentative Spritzgussteile und Versuche unter tatsächlichen oder vergleichbaren Einsatzbedingungen bilden die Grundlage für die abschließende Bewertung.

• Teilename, Zeichnungen, Fotos und Hauptfunktionen
• Aktuelles Material oder aktuelle Werkstofftyp
• Aktuelle Fehlerarten oder Leistungsprobleme
• Bewegungstyp: Gleiten, Drehen, Schwingen, Rollen oder intermittierende Aktion
• Last, Anpressdruck, Geschwindigkeit, Verschiebeweg und Arbeitszyklus
• Erwartete Lebensdauer oder Anzahl der Zyklen
• Duales Material, Härte, Beschichtung und Oberflächenzustand
• Trockenreibung oder Schmiermitteltyp
• Betriebstemperatur und Umgebungsbedingungen
• Lärm, Kriechen oder Betriebskraftanforderungen
• Vorhandene TDS, Testberichte, Verschleißproben oder fehlerhafte Teile