Oberflächentechnik und Tribologie
Nach der Adhäsionstheorie (dem Ansatz von Bowden und Tabor) wird die Reibungskraft durch die Kraft zum Abscheren der Adhäsionsstellen an den wahren Kontaktpunkten bestimmt, und die Reibungszahl ist μ = s/H (s Scherfestigkeit der Adhäsionsstellen, H Eindringhärte des weicheren Werkstoffs). Welcher Wert kommt μ für s = 0,30 GPa und H = 1,8 GPa am nächsten?
- AEtwa 0,17
- BEtwa 6,0
- CEtwa 0,50
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: A. Etwa 0,17
μ = s/H = 0,30/1,8 ≈ 0,17. Die Reibungskraft ist das Produkt aus der wahren Kontaktfläche Ar = W/H und der Scherfestigkeit s der Adhäsionsstellen, F = sAr; damit ist F/W = s/H, und man erhält eine Reibungszahl, die weder von der Last noch von der scheinbaren Fläche abhängt. Etwa 6,0 entsteht durch Vertauschen von Zähler und Nenner, etwa 0,50, wenn statt durch die Härte durch den Richtwert der Streckgrenze H/3 = 0,60 GPa geteilt wird. Zwischen realen Metallen kommen häufig das Wachstum der Kontaktstellen unter Last und Scherung (Junction Growth) und das Furchen durch harte Rauheitsspitzen hinzu, sodass μ oft größer als 0,17 ist. Die Formel zeigt auch, dass μ sinkt, wenn Schmierfilme oder Oxidschichten die Scherfestigkeit s verringern.
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