Metallabrieb: Was ist es und wie kann man es beheben?

Metallverschleiß ist ein häufiges Problem, mit dem Sie bei der Arbeit mit Metallteilen konfrontiert werden, und Sie sollten es nicht ignorieren. Es kann zu beschädigten Werkzeugen, kostspieligen Ausfallzeiten und gebrochenen Teilen führen, wenn es nicht richtig behandelt wird.

Um dieses Problem zu vermeiden, müssen Sie wissen, wie es entsteht, wann es auftritt und welche Materialien besonders gefährdet sind. Ich zeige Ihnen auch einfache Möglichkeiten zur Vorbeugung und Tipps zur Reparatur von beschädigten Teilen, wenn Fressen auftritt.

Was ist Metallabrieb?

Hier eine einfache Definition von Metallverschleiß: Zwei Metalloberflächen gleiten gegeneinander, verkleben und reißen unter Druck. Dieses Verkleben geschieht an Kontaktpunkten und kann schwere Schäden verursachen, wenn sich die Teile bewegen oder trennen.

Sie tritt häufig bei Bolzen, Lagern, Kolben und gleitenden Metallteilen auf. Sie verschlimmert sich bei hohen Belastungen, schlechter Schmierung, Hitze und weichen Metallen wie Aluminium und Edelstahl. Die Ausbeulung kann klein oder sehr sichtbar sein, aber sie beeinträchtigt immer die Leistung des Teils.

Wann kommt es zum Gallenkollaps?

Metallverschleiß entsteht in der Regel, wenn sich die dünne Oxidschutzschicht auf Metallteilen abnutzt. Sobald diese Schicht verschwunden ist, kommen die blanken Metalloberflächen in direkten Kontakt und verkleben an bestimmten Stellen miteinander.

Wenn sich die Teile weiter bewegen, reißen Druck und Reibung diese Klebestellen auseinander. Dabei handelt es sich um eine Art adhäsiven Verschleiß, bei dem Metallteile haften bleiben, sich ablösen und raue Stellen und Beulen bilden. Weichere, duktile Metalle sind anfälliger für Abrieb, da sie sich unter Druck leicht verformen und verbinden.

Jede Art von Metallmaschinen, die zu viel Reibung ausgesetzt sind, sind ebenfalls gefährdet, sich festzufressen, vor allem wenn sie nicht richtig geschmiert werden.

Arten von Metallen, die zum Abblättern neigen

Einige Metalle sind anfälliger für Abrieb als andere. Deshalb ist es wichtig, über diese Arten Bescheid zu wissen, damit Sie das richtige Material wählen und Ihre Teile lange Zeit funktionieren können:

Rostfreier Stahl

Rostfreier Stahl können sich verletzen, wenn Teile gleiten und gegeneinander drücken. Es kann reißen oder sich festsetzen, was Ihre Einrichtung schwächt. Um dies zu vermeiden, wählen Sie die richtige Edelstahlsorte, behandeln Sie die Oberfläche und verwenden Sie stets eine geeignete Schmierung.

Aluminium

Aluminium ist weich und neigt zum Aufscheuern, wenn belastete Teile aneinander reiben. Die Oberflächen können kleben, sich verbiegen und schnell verschleißen. Sie können dies verhindern, indem Sie härtere Aluminiumlegierungen verwenden, Beschichtungen hinzufügen oder Schmiermittel auftragen.

Titan

Titan klebt unter Druck an sich selbst, insbesondere an beweglichen oder rotierenden Teilen. Das macht es bei manchen Arbeiten schwierig. Um dies in den Griff zu bekommen, sollten Sie glatte Oberflächen und eine gute Schmierung verwenden und darauf achten, dass die Teile, die Sie zusammenfügen, gut zueinander passen.

Verschiedene Faktoren, die Metallabrieb verursachen

Bevor Sie sich mit der Vorbeugung befassen, sollten Sie die Faktoren kennen, die zu Ablagerungen führen, z. B. die folgenden:

Hoher Druck

Wenn man zwei Metallflächen mit starkem Druck zusammenschiebt, werden die Kontaktstellen belastet. Durch diese Spannung wird das Metall weich und verformt sich. Wenn der Druck hoch bleibt, können die Oberflächen anfangen zu kleben und zu reißen. Je mehr Druck Sie ausüben, desto größer ist die Gefahr des Fressens.

Relative Bewegung

Wenn sich Metallteile unter Druck gegeneinander bewegen, während sie in Kontakt sind, z. B. durch Gleiten, Drehen oder Rotieren. Durch das ständige Reiben entsteht Wärme und die Oberflächenschichten werden abgebaut. Wenn sich diese Oberflächen abnutzen, beginnen sie aneinander zu kleben, und kleine Metallstücke gelangen von einer Oberfläche auf die andere. Auf diese Weise entsteht Abrieb, der sich mit zunehmender Bewegung verschlimmert.

Paarung von ähnlichen Metallen

Wenn Sie Metalle mit denselben Eigenschaften verwenden, z. B. nichtrostende Metalle gegen nichtrostende, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass sie aneinander haften. Ihre Atome verbinden sich leicht, wenn sie zusammengedrückt und bewegt werden, was zu einer schnelleren Abnutzung führt.

Mangelnde Schmierung

Bei unzureichender Schmierung reiben die Metallteile direkt aneinander. Dies erhöht die Reibung und die Hitze, wodurch die Oberflächen leichter verkleben, einrasten und reißen können.

Trümmer

Wenn kleine Späne, Schmutz- oder Metallpartikel zwischen die beweglichen Teile gelangen, wirken sie wie winzige Schneidwerkzeuge. Sie zerkratzen und beschädigen die Oberflächen, was zu abnutzend schließlich.

Oberflächenbeschaffenheit

Die Beschaffenheit eines Metalls wirkt sich darauf aus, wie leicht es zum Festfressen kommt. Wenn die Oberfläche rau ist, hat sie winzige Erhebungen und Vertiefungen, die sich beim Zusammendrücken der Teile verhaken und verkleben können. Das führt zu Rissen und Schäden. Wenn die Oberfläche zu glatt ist, bleibt sie nicht so leicht hängen, aber durch die große Kontaktfläche können die Metalle bei Bewegung trotzdem haften bleiben.

Auch frisch geschnittene oder bearbeitete Oberflächen sind ein Problem. Wenn keine Schutzschicht vorhanden ist, haftet das blanke Metall leicht unter Druck und Bewegung. Das macht neue Teile anfälliger für Abrieb, wenn Sie nicht die richtigen Vorsichtsmaßnahmen treffen.

Temperatur, Luftfeuchtigkeit und korrosive Umgebungen

Hohe Temperaturen machen Metall weicher und klebriger. Wenn Feuchtigkeit hinzukommt, kann dies zu Korrosion führen, die die Oberfläche verändert und jegliche Schutzschicht entfernt. In korrosiven Umgebungen, z. B. an Orten mit Salzwasser, Chemikalien oder säurehaltigen Dämpfen, verläuft die Korrosion schneller und lässt die Oberfläche rau und ungeschützt.

Wie beugt man Blasenbildung vor?

Da Sie nun die Ursache für das Abreiben von Metall kennen, wissen Sie auch besser, wie Sie es verhindern können. Dies sind die üblichen Methoden zur Verhinderung von Fressen:

Lösungen für die Schmierung

Am einfachsten lässt sich das Festfressen durch die Verwendung geeigneter Schmiermittel verhindern. Öle, Fette und Anti-Seize-Produkte bilden eine dünne Schicht zwischen den Metalloberflächen. Dadurch wird der Kontakt von Metall zu Metall reduziert, die Reibung verringert und die Hitze unter Kontrolle gehalten.

Lastmanagement

Hoher Druck, Hitze und Geschwindigkeit erhöhen das Risiko des Abfressens. Sie können dieses Risiko verringern, indem Sie die Last senken, Schrauben mit dem richtigen Drehmoment anziehen und bewegliche Teile nach Möglichkeit verlangsamen. Eine Senkung der Temperatur durch Kühlsysteme ist ebenfalls hilfreich.

Oberflächenbeschichtung

Da die Abnutzung an der Oberfläche beginnt, kann das Hinzufügen von Schutzschichten helfen. Optionen wie Nitrierung, Eloxal oder Teflonbeschichtungen machen die Oberflächen härter oder glatter, so dass das Metall nicht mehr anhaftet.

Materialauswahl und -behandlung

Die richtige Auswahl der Werkstoffe ist wichtig, da einige Metalle leichter scheuern als andere. Prüfen Sie bei der Auswahl von Materialpaaren immer eine Metallabriebtabelle. Vermeiden Sie so weit wie möglich die gemeinsame Verwendung ähnlicher Metalle.

Edelstahl passt zum Beispiel besser zu Messing, Bronze oder verzinkten Teilen. Auch die Wahl von Edelstahlsorten wie 304 oder 316 ist wegen ihrer Widerstandsfähigkeit besser als 410. Auch Wärmebehandlung und Oberflächenbehandlung können die Leistung verbessern.

Vergrößerte Kontaktfläche

Durch die Verteilung der Last auf eine größere Fläche wird der Anpressdruck verringert. Weniger Druck bedeutet eine geringere Gefahr des Festfressens. Sie können Ihre Konstruktion anpassen, um die Kontaktfläche bei Bedarf zu vergrößern.

Optimierung der Oberflächenbeschaffenheit

Streben Sie eine Oberfläche an, die glatt genug ist, um die Reibung zu verringern, aber nicht übermäßig poliert ist. In einer Tabelle zur Metallverschleißfestigkeit werden oft Oberflächenbehandlungen für verschiedene Materialpaare empfohlen.

Überlegungen zur Gestaltung

Intelligente Konstruktionen verringern das Risiko des Festfressens. Reduzieren Sie den Kontaktdruck und fügen Sie Rillen oder Kanäle hinzu, um Schmiermittel aufzunehmen. Die Kombination eines harten mit einem weichen Material funktioniert ebenfalls besser als die Kombination zweier ähnlicher Materialien.

Verwenden Sie saubere und unbeschädigte Teile

Halten Sie die Teile stets sauber und frei von Kratzern. Schmutz, Staub und Oberflächenbeschädigungen verschlimmern das Festfressen. Behandeln, lagern und versenden Sie die Teile sorgfältig, um die Oberflächen zu schützen und Probleme beim Zusammenbau zu vermeiden.

Häufiges Auftreten von Gallenkoliken

In solchen Situationen kommt es häufig zum Abrieb von Metall:

Gewindeverbindungen: Schrauben und Muttern, insbesondere aus rostfreiem Stahl, können bei unsachgemäßem Einbau festkleben oder festfressen. Dies nennt man Gewindefressen; es ist einer der Gründe, warum rostfreie Verbindungselemente klemmen.

Ventilschäfte und Sitze: In Motoren gleiten die Ventile unter Hitze und Druck gegen den Sitz. Diese Reibung verursacht als Teil des normalen Verschleißes Abrieb.

Matrizen und Gussformen: Beim Spritzgießen gleiten Teile wie Auswerferstifte bei jedem Zyklus gegeneinander. Tausende von Zyklen pro Tag führen zu Fresserbildung zwischen diesen beweglichen Teilen.

Lager: Lager arbeiten unter schweren Lasten und hohen Temperaturen. Die rollenden Teile gleiten gegen die Ringe, was zu Fressen führt und die Lebensdauer des Lagers verkürzt.

Tipps zur Reparatur von beschädigten Metalloberflächen

Abrieb kann man nicht immer verhindern, aber man kann ihn beheben, wenn er auftritt. Prüfen Sie zunächst, wie stark der Schaden ist. Wenn er tief ist oder die Festigkeit des Teils beeinträchtigt, müssen Sie es möglicherweise ersetzen. Wenn der Schaden gering ist, versuchen Sie Folgendes:

Schleifen oder maschinelle Bearbeitung: Bei oberflächlichen Schäden können Sie die rauen Stellen abschleifen oder abfräsen. Aber wenn das Teil eine genaue Größe oder Form haben muss, funktioniert das möglicherweise nicht.

Polieren mit Feinschleifmitteln: Leichte Ablagerungen können mit feinem Schleifpapier, Läpppaste oder Polierwerkzeugen beseitigt werden, um die Oberfläche zu glätten.

Erneutes Gewindeschneiden oder erneutes Gewindeschneiden: Sie können die Löcher neu bohren oder die Schrauben neu einschrauben, wenn sie beschädigt sind, aber achten Sie auf die richtige Schmierung, um ein erneutes Festfressen zu vermeiden.

Unterschiede zwischen Galling und anderen Verschleißarten

Nachstehend finden Sie eine Liste anderer Verschleißarten und wie sie sich vom Fressen unterscheiden:

Kaltverschweißung: Dies geschieht, wenn zwei Metalloberflächen so fest aufeinander drücken, dass sie sich verbinden, ohne sich zu bewegen. Es ist, als würden sie zu einem Stück verschmelzen.

Abrasive Abnutzung: Dies ist der Fall, wenn ein härteres Material oder scharfe Partikel gegen ein weicheres Material schaben, wodurch Teile der Oberfläche abgeschnitten und entfernt werden.

Korrosive Abnutzung: Verursacht durch chemische Reaktionen wie Rost. Mit der Zeit wird das Metall durch Feuchtigkeit, Chemikalien oder Gase geschwächt und zerfällt.

Schlussfolgerung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Metallfressen eine der Hauptursachen für Oberflächenschäden an Metallteilen ist. Die gute Nachricht ist, dass Sie das Risiko durch die Wahl der richtigen Materialien, die Verwendung von Schmiermitteln und kluge Konstruktionsentscheidungen verringern können.

Wenn es zu Ablagerungen kommt, prüfen Sie den Schaden und entscheiden Sie, ob das Teil repariert oder ausgetauscht werden soll. Für zuverlässige Lösungen und technische Unterstützung wenden Sie sich bitte an uns. Unter DEKWir stellen hochwertige Produkte her, die keine Mängel oder Probleme aufweisen. Erhalten Sie noch heute ein kostenloses Angebot!