Abrieb (mechanisch)

Abrieb bezeichnet das Abschleifen, Zerkratzen, Abtragen, Beschädigen oder Wegreiben von Materialien. Er kann gezielt und kontrolliert durch den Einsatz von Schleifmitteln herbeigeführt werden . Abrieb kann eine unerwünschte Folge normaler Beanspruchung oder der Einwirkung von Witterungseinflüssen sein.

Antike Künstler nutzten die Technik des Abschleifens, um Skulpturen aus Stein zu schaffen. Sie wählten dichte Gesteine ​​wie Karbonit und Schmirgel und rieben diese beharrlich an vergleichsweise weicheren Steinen wie Kalkstein und Granit. ^{[ 1 ]} Dabei verwendeten sie Schleifmittel unterschiedlicher Größe und Form oder drehten diese beim Reiben auf verschiedene Weise, um Effekte auf der Oberfläche des weicheren Gesteins zu erzielen. Kontinuierlich wurde Wasser über die Oberfläche gegossen, um die Partikel abzuspülen. Die Schleiftechnik in der Steinbearbeitung war ein langer, mühsamer Prozess, der mit Geduld zu dauerhaften Kunstwerken aus Stein führte.

Die Archard-Gleichung ist ein einfaches Modell zur Beschreibung des Gleitverschleißes und basiert auf der Theorie des Rauheitskontakts . ^{[ 2 ]}

${\displaystyle Q={\frac {KWL}{H}}}$

Wo:

Q ist das Gesamtvolumen des erzeugten Verschleißabriebs.

K ist der Verschleißkoeffizient

W ist die gesamte Normallast

L ist die Gleitdistanz

H ist die Härte der weichsten Kontaktflächen

Der Wert K wird aus experimentellen Ergebnissen ermittelt und hängt von mehreren Parametern ab. Dazu gehören die Oberflächenqualität, die chemische Affinität zwischen den Materialien der beiden Oberflächen, der Oberflächenhärtungsprozess, der Wärmeaustausch zwischen den beiden Oberflächen und weitere.

Die Abriebfestigkeit von Werkstoffen und Strukturen lässt sich mit verschiedenen Prüfverfahren messen . ^{[ 3 ]} Dabei wird häufig ein bestimmtes Abriebmittel oder eine andere kontrollierte Abriebmethode eingesetzt. Die Ergebnisse können je nach Prüfbedingungen berichtet oder mit ähnlichen Prüfungen verglichen werden.

Durch solche standardisierten Messungen lassen sich zwei Größen ermitteln: die Abriebrate und die normierte Abriebrate (auch Abriebfestigkeitsindex genannt ). Erstere gibt den Massenverlust pro 1000 Abriebzyklen an. Letztere ist das Verhältnis der ersteren zur bekannten Abriebrate eines bestimmten Referenzmaterials. ^{[ 4 ]}

Ein Instrument zur Bestimmung der Abriebrate und der normierten Abriebrate ist der Abriebprüfer. Er besteht aus einem mechanischen Arm , einer Flüssigkeitspumpe und programmierbarer Elektronik. Das Gerät bewegt den mechanischen Arm mit angebrachter Bürste (oder Schleifpapier , Schwamm usw.) über die Oberfläche des zu prüfenden Materials. Der Bediener stellt eine vorprogrammierte Anzahl von Durchgängen ein, um reproduzierbare und kontrollierte Ergebnisse zu erzielen. Die Flüssigkeitspumpe kann dem mechanischen Arm während der Prüfung Reinigungsmittel oder andere Flüssigkeiten zuführen, um Waschvorgänge und andere übliche Anwendungen zu simulieren. ^{[ 5 ]}

Ein weiteres Beispiel ist der ASTM G65-Test mit trockenem Sand und einem Gummirad zur Abriebprüfung. Dieser weit verbreitete Test dient der Bewertung von Beschichtungen und Werkstoffen hinsichtlich ihrer Abriebfestigkeit. Der ASTM G65-Standard – „Standardprüfverfahren zur Messung des Abriebs mit dem Trockensand-/Gummirad-Gerät“ – ist eines der am häufigsten verwendeten Laborverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von metallischen Werkstoffen und Beschichtungen. Bei diesem Test wird ein Gummirad gegen eine ebene Probe gedreht, während kontrolliert Quarzsand zwischen Rad und Prüfoberfläche zugeführt wird. Dadurch entsteht ein Dreikörper-Abrieb, der den Gleitverschleiß im Betrieb simuliert.

Der Materialvolumenverlust wird über den Gewichtsverlust bestimmt und als Verschleißrate (typischerweise in mm³ oder mm³/kg Abrasivmittel) angegeben. Testparameter wie Radlast, Abrasivmittelvorschub und Gummihärte sind in fünf Prüfverfahren (A–E) gemäß ASTM G65 definiert. ^{[ 6 ]} Das Verfahren eignet sich besonders zur Bewertung von Stählen, Schweißzusätzen und verschleißfesten Beschichtungen, die in Bergbau-, Bohr- und Landwirtschaftsmaschinen eingesetzt werden.

Ähnliche Abriebtests sind das ASTM G105 „Nasssand/Gummirad“-Verfahren und der Taber-Abriebtest, der für polymere und beschichtete Oberflächen verwendet wird.

Die Verwendung geeigneter Schmierstoffe kann in manchen Fällen Abrieb verringern. Einige Gegenstände lassen sich mit einem abriebfesten Material überziehen. Manchmal ist es auch möglich, die Ursache des Abriebs zu beheben.

• ASTM B611 Prüfverfahren zur Bestimmung der Abrasionsbeständigkeit von Hartmetallen ^{[ 7 ]}
• ASTM C131 Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Corne Grobs Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine ^{[ 8 ]}
• ASTM C448 Standardprüfverfahren für die Abriebfestigkeit von Porzellanemaille
• ASTM C535 Standard Test Method for Resistance to Degradation of Large-Corne Grobs Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine ^{[ 9 ]}
• ASTM C944 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von Beton- oder Mörteloberflächen mittels des Rotationsschneidverfahrens
• ASTM C1027 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der sichtbaren Abriebfestigkeit von glasierten Keramikfliesen
• ASTM C1353 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von Naturstein unter Fußgängerbelastung mittels einer Drehplattform und eines Doppelkopf-Abriebgeräts
• ASTM D968 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit organischer Beschichtungen mittels Fallstrahlverfahren
• ASTM D1630 Standard Test Method for Rubber Property — Abrasion Resistance (Footwear Abrader) ^{[ 10 ]}
• ASTM D2228 Standard Test Method for Rubber Property - Relative Abrasion Resistance by the Pico Abrader Method ^{[ 11 ]}
• ASTM D3389 Standardprüfverfahren für beschichtete Gewebe Abriebfestigkeit (Rotationsplattform-Abriebprüfgerät) ^{[ 12 ]}
• ASTM D4060 Standard Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings by the Taber Abraser ^{[ 13 ]}
• ASTM D4158 Standard Guide for Abrasion Resistance of Textile Fabrics], ^{[ 14 ]}
• ASTM D4966 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von Textilien
• ASTM D5181 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von Druckerzeugnissen mit dem GA-CAT Comprehensive Abrasion Tester
• ASTM D5264 Standardverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von bedruckten Materialien mit dem Sutherland Rub Tester ^{[ 15 ]}
• ASTM D5963 Standardprüfverfahren für Gummieigenschaften – Abriebfestigkeit (Rotationstrommel-Abriebprüfgerät) ^{[ 16 ]}
• ASTM D6279 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von Hochglanzbeschichtungen
• ASTM D7027 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Kratzfestigkeit von Polymerbeschichtungen und Kunststoffen mit einer instrumentierten Kratzmaschine
• ASTM D7428 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Beständigkeit von Feinzuschlagstoffen gegen Abrieb im Mikro-Deval-Gerät
• ASTM F1486 Standardverfahren zur Bestimmung der Abrieb- und Wischfestigkeit von Bildern, die mit Büroprodukten erzeugt wurden
• ASTM F1978 Standard Test Method for Measuring Abrasion Resistance of Metallic Thermal Spray Coatings by Using the Taber Abraser ^{[ 17 ]}
• ASTM G56 Standard Test Method for Abrasiveness of Ink Influente Fabric Printer Ribbons and Other Vide Materials ^{[ 18 ]}
• ASTM G65 Standard Test Method for Measuring Abrasion Using the Dry Sand/Rubber Wheel Apparatus ^{[ 19 ]}
• ASTM G75 Standard Test Method for Determination of Slurry Abrasivity (Miller Number) and Slurry Abrasion Response of Materials (SAR Number) ^{[ 20 ]}
• ASTM G81 Standard Test Method for Backw Crusher Meuging Abrasion Test ^{[ 21 ]}
• ASTM G99 Standard Test Method for Wear Examination with a Pin-on-Disk Apparatus ^{[ 22 ]}
• ASTM G105 Standard Test Method for Conducting Nasssand/Gummirad-Abriebprüfungen ^{[ 23 ]}
• ASTM G132 Standardprüfverfahren für Stiftabriebprüfungen ^{[ 24 ]}
• ASTM G171 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Ritzhärte von Werkstoffen mit einem Diamantstift ^{[ 25 ]}
• ASTM G174 Standard Test Method for Measuring Abrasion Resistance of Materials by Abrasive Loop Contact ^{[ 26 ]}

• DIN 53516 Prüfung von Gummi und Elastomeren; Bestimmung der Abriebfestigkeit ^{[ 11 ]}

• ISO 4649 Vulkanisierter oder thermoplastischer Gummi – Bestimmung der Abriebfestigkeit mit Hilfe einer rotierenden zylindrischen Trommelvorrichtung ^{[ 27 ]}
• ISO 9352 Kunststoffe -- Bestimmung der Verschleißfestigkeit gegenüber Schleifscheiben ^{[ 28 ]}
• ISO 28080 Hartmetalle – Abriebprüfungen für Hartmetalle ^{[ 29 ]}
• ISO 23794 Gummi, vulkanisiert oder thermoplastisch -- Abriebprüfung -- Leitfaden ^{[ 30 ]}
• ISO 21988:2006 Verschleißfeste Gusseisen. Klassifizierung
• ISO 28080:2011 Hartmetalle. Abriebprüfungen für Hartmetalle
• ISO 16282:2008 Prüfverfahren für dichte, geformte feuerfeste Produkte. Bestimmung der Abriebfestigkeit bei Umgebungstemperatur

• JIS A 1121 Prüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von grobem Zuschlagstoff mittels der Los-Angeles-Maschine ^{[ 31 ]}
• JIS A 1452 Verfahren zur Prüfung des Abriebs von Baustoffen und Bauteilen (Sandfallverfahren) ^{[ 32 ]}
• JIS A 1453 Verfahren zur Prüfung des Abriebs von Baustoffen und Bauteilen (Abriebpapierverfahren) ^{[ 33 ]}
• JIS A 1509-5 Prüfverfahren für Keramikfliesen -- Teil 5: Bestimmung der Beständigkeit gegen Tiefenabrieb bei unglasierten Bodenfliesen ^{[ 34 ]}
• JIS A 1509-6 Prüfverfahren für Keramikfliesen -- Teil 6: Bestimmung der Abriebfestigkeit von glasierten Bodenfliesen ^{[ 35 ]}
• JIS C 60068-2 Umweltprüfung -- Teil 2: Prüfungen -- Prüfung Xb: Abrieb von Markierungen und Beschriftungen durch Reiben mit Fingern und Händen ^{[ 36 ]}
• JIS H 8682-1 Prüfverfahren zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von anodischen Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen -- Teil 1: Radverschleißprüfung ^{[ 37 ]}
• JIS H 8682-2 Prüfverfahren für die Abriebfestigkeit von anodischen Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen -- Teil 2: Abrasivstrahlprüfung ^{[ 38 ]}
• JIS H 8682-3 Prüfverfahren für die Abriebfestigkeit von anodischen Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen -- Teil 3: Sandfall-Abriebfestigkeitsprüfung ^{[ 39 ]}
• JIS K 5600-5-8 Prüfverfahren für Lacke -- Teil 5: Mechanische Eigenschaften des Films -- Abschnitt 8: Abriebfestigkeit (Verfahren mit rotierender, mit Schleifpapier bedeckter Scheibe) ^{[ 40 ]}
• JIS K 7204 Kunststoffe -- Bestimmung der Verschleißfestigkeit gegenüber Schleifscheiben ^{[ 41 ]}

• Abrasion (Geologie)  – Erosionsprozess
• Schleifmittel  – Raues Material, das durch Reibung zum Formen oder Bearbeiten von Objekten verwendet wird.
• Abrasives Strahlen  – Verfahren zum Markieren oder Reinigen einer OberflächeSeiten mit Kurzbeschreibungen der Weiterleitungsziele
• Archard-Gleichung  – Modell zur Beschreibung des Verschleißes
• Erosion  – Natürliche Prozesse, die Boden und Gestein abtragen
• Verschleiß  – Beschädigende, allmähliche Abtragung oder Verformung von Material an festen Oberflächen

• „Verschleißprozesse in der Fertigung“, Badahur und Magee, ASTM STP 1362, 1999