Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Ein Pin-on-Disk-Tester im Einsatz am Fraunhofer IST.
Pin-on-disk: Reibungs- und Verschleißmessung von Werkstoffpaarungen
Der Pin-on-Disk-Test (DIN 50324-07, ASTM G99-05, ISO 18535)
Mit Tribometern kann das Reibungs- und Verschleißverhalten von Werkstoffpaarungen untersucht werden. Ein Prüfkörper, zum Beispiel eine Stahlkugel oder ein Pin, wird dabei mit definierter Normalkraft (ca. 5 N) auf einer Kreisbahn auf der Probe bewegt (Pin-on-Disk). Während des Versuchs wird kontinuierlich die Reibkraft bzw. der Reibungskoeffizient gemessen. Der Verschleiß wird nachträglich durch Vermessung der Verschleißspur und des Abriebs des Prüfkörpers bestimmt.
So wird der Pin-on-Disk-Test angewendet
Reibung und Verschleiß sind keine Materialkenngrößen. Neben der Materialpaarung sind sie auch von den Prüfparametern abhängig:
- Modus: oszillierend oder rotierend
- Last: 1 - 10 N
- Dauer: 10 - 100.000 Zyklen
- Frequenz: 0,5 - 5 Hz
- Gegenkörper: Stahl, Hartmetall, Keramik, Spezialmaterialien
- Ggf. Medien, zum Beispiel Luft, Wasser, Öl
Wir beraten Sie gerne zur optimalen Wahl der Prüfbedingungen.
Reibkoeffizient verschiedener Werkstoffpaarungen
Metallhaltige DLC-Schichten besitzen einen deutlich reduzierten Reibungswiderstand gegen Stahl im Vergleich zu unbeschichteten Oberflächen. Auch beim Betrieb unter Öl verbessern Metall-DLC-Schichten noch den Reibkoeffizient gegenüber Stahl gegen Stahl.
Reibungsvergleich beim Trockenlauf gegen Stahl
Eine TiN-Schicht ist im Allgemeinen härter als eine DLC-Schicht und bietet daher einen guten Verschleißschutz im Vergleich zum unbeschichteten Stahl. Bei bewegten Komponenten bietet aber eine DLC-Schicht gerade beim ungeschmierten Lauf einen um ein Vielfaches kleineren Reibungskoeffizient als TiN oder der unbeschichtete Stahl.