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Striegeln: Definition, Ursachen, Arten und Präventionsmethoden

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Galling

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1. Was ist Galling?

Galling ist eine schwere Form des adhäsiven Verschleißes, der auftritt, wenn zwei Metalloberflächen unter Belastung aneinander gleiten oder reiben, wodurch Material von einer Oberfläche auf die andere übertragen wird. Mikroskopisch kleine Erhebungen (Unebenheiten) auf den Oberflächen verschweißen aufgrund von Reibungshitze und Druck miteinander; bei fortgesetzter Bewegung reißen diese Schweißnähte, wobei Metallstücke herausgerissen werden und raue, eingekerbte Spuren und Klumpen hinterlassen werden. Im Gegensatz zum allmählichen Verschleiß beginnt das Aufreiben oft plötzlich und kann schnell zum Festfressen oder Versagen von Komponenten führen.

2. Wie Fressen entsteht (Mechanismus)

Der Mechanismus beginnt, wenn zwei Oberflächen zusammengedrückt werden und gleiten. Die Unebenheiten erzeugen konzentrierte Spannung und Reibungswärme, wodurch die schützenden Oxidschichten aufgebrochen werden und blanker Metall-auf-Metall-Kontakt möglich wird. An den Berührungspunkten bilden sich Mikroschweißnähte, die bei der Bewegung abreißen, so dass Material zwischen den Oberflächen übertragen wird. Das übertragene Material sammelt sich an, erhöht die Reibung und Hitze und beschleunigt den Kreislauf. Dadurch verstärkt sich die Reibung selbst und kann bei anhaltendem Gleitkontakt schnell zu Schäden führen.

3. Arten und Kategorien von Reibung

In dem Artikel wird das Aufreiben in verschiedene Arten von Verschleiß unterteilt, die es begleiten oder zu ihm führen können:

Abrasiver Verschleiß: Wenn eine härtere Oberfläche oder eingeschlossene Partikel eine weichere Oberfläche zerkratzen.
Festfressen: Das Markenzeichen des Fressens - Festkleben und Auseinanderziehen der Schweißnähte führt zum Festsetzen der Oberflächen.
Ermüdungsverschleiß: Zyklische Belastung führt zu Mikrorissen und schließlich zu Abplatzungen.
Fretting-Verschleiß: Schwingende Bewegungen mit kleinen Amplituden führen zur Verschlechterung der Oberfläche und zur Bildung von Rost und Ablagerungen.
Korrosionsverschleiß: Chemische Zersetzung (Oxidation, Feuchtigkeit, Schmiermittelzersetzung) schwächt die Oberflächenschichten, wodurch das Verkleben wahrscheinlicher wird.

4. Materialien und Bedingungen, die zum Abblättern neigen

Materialien, die dehnbar und weich sind und eine starke atomare Bindung aufweisen, sind am anfälligsten. Beispiele hierfür sind austenitische rostfreie Stähle (z. B. 304, 316), Aluminiumlegierungen, Titan und Nickellegierungen. Die Verwendung zweier ähnlicher Metalle in Kontakt (z. B. rostfrei gegen rostfrei) erhöht das Risiko. Zu den Bedingungen, die das Aufreiben begünstigen, gehören hohe Belastungen, Gleitbewegungen, unzureichende Schmierung, verunreinigte Oberflächen, hohe Temperaturen und oxidierte oder beschädigte Oberflächenschichten.

5. Vorbeugende Maßnahmen und bewährte Praktiken

Fressen lässt sich zwar nur selten ganz vermeiden, aber man kann es wirksam bekämpfen. Zu den wichtigsten Strategien gehören die Verwendung unterschiedlicher Legierungen oder härterer Werkstoffe für eine Kontaktfläche, die Anwendung einer geeigneten Schmierung und die Sicherstellung, dass diese intakt bleibt, die Anwendung geeigneter Oberflächenbehandlungen oder -beschichtungen (z. B. Hartplattieren, Nitrieren), die Aufrechterhaltung sauberer und gut bearbeiteter Oberflächen, die Kontrolle der Montagebelastung und der Bewegungsgeschwindigkeit sowie konstruktive Maßnahmen wie die Verringerung des Kontaktdrucks oder des Gleitwegs. Dies alles zusammen trägt dazu bei, die Reibung zu verringern, die Entstehung von Mikroschweißnähten zu verhindern und die Lebensdauer der gleitenden Komponenten zu verlängern.