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Andreas Schubert (Hrsg.)
Philipp Steinert
Fertigung und Bewertung deterministischer Oberflächenmikrostrukturen zur Beeinflussung des tribologischen Verhaltens von Stahl-Bronze-Gleitpaarungen
Scripts Precision and Microproduction Engineering, Band 11
142 Seiten, 83 Abbildungen, A5, Broschur, 2012
ISBN: 9783957350763
Verlag Wissenschaftliche Scripten
Im Rahmen der Arbeit wurde die deterministische Oberflächenmikrostrukturierung zur Verbesserung des tribologischen Verhaltens von ölgeschmierten Stahl-Bronze-Gleitpaarungen betrachtet. Für die grundlegende und systematische Untersuchung des Einflusses von Mikrostrukturgeometrie und -anordnung wurde das elektrochemische Abtragen mittels elektrolytischen Freistrahls (Jet-ECM) als hochpräzise und flexible Technologie ausgewählt, prozesstechnisch charakterisiert und eingesetzt. Experimente mittels Ring-Scheibe-Konfiguration konnten zeigen, dass eine signifikante Reduktion des Reibungskoeffizienten durch eine günstige Mikrostrukturgestaltung realisiert werden kann. Unter Nutzung dieser Erkenntnisse wurde ein Drehverfahren mit Ultraschallschwingungsüberlagerung zur Mikrostrukturierung nach fertigungstechnischen Gesichtspunkten implementiert. In weiterführenden Experimenten konnten die Ergebnisse der tribologischen Grundlagenuntersuchungen bestätigt werden. Abschließend wurden Empfehlungen für die funktionsorientierte Auslegung der betrachteten Fertigungsprozesse abgeleitet.
The dissertation is focussed on deterministic surface microstructuring for the improvement of the tribological behaviour of oil lubricated steel-bronze slide pairings. The influence of the microstructure geometry and arrangement was investigated basically and systematically. For this purpose, the highly precise and flexible process Jet-Electrochemical Machining (Jet-ECM) was selected, characterized and used for the surface modification. Experiments with a ring-disc configuration have shown that a significant reduction of the friction coefficient can be realized by a suitable microstructure layout. By the use of these results, a vibration-superimposed turning process was implemented and applied for the surface microstructuring under technical production conditions. Further experiments confirmed well the results of the tribological basic investigations. Finally, recommendations for the function-oriented design of the considered microstructuring processes were derived.
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