Analyse des Zusammenhangs zwischen dem tribochemischen Aufbau von Grenzschichten und der Ausbildung von White Etching Crack-Schäden

Description

White Etching Cracks (WECs) are spallings or cracks in the raceways of roller bearings that occur associated with irreversible microstructural changes in the steel matrix. The microstructural changes that account for the failure mode‘s name appear in the form of white etching matter in polished cross-sections. Since neither the trigger nor the causes of this phenomenon have been clearly identified, the scientific debate about the formation mechanisms of these so called White Etching Cracks (WEC) continues.
Vor diesem Hintergrund besteht die vorrangige Zielsetzung dieser Arbeit in einer schmierstoffseitigen Betrachtung der Wirkmechanismen und Zusammenhänge in einem ölgeschmierten Wälzkontakt unter Betriebsbedingungen, die zum Ausfall durch WEC-Schäden führen können. Um dieses anspruchsvolle Vorhaben in der Praxis umzusetzen, wurde ein neues Prüfsystem konzipiert, das es unter Einsatz einer kontrollierten elektrischen Zusatzbelastung ermöglicht, WEC-Schäden ohne chemische Vorbehandlung der Wälzlager zu erzeugen. Gleichzeitig wurde erstmalig der Versuch unternommen, mittels in situ FTIR-Spektroskopie anhand geringfügiger Änderungen der Schmierstoffchemie Rückschlüsse auf tribochemische Reaktionen im Wälzkontakt zu ziehen. Darüber hinaus wurde der Aufbau isolierend wirkender Grenzschichten anhand des resultierenden Spannungsverhaltens der Prüflager verfolgt, um durch die Kombination beider Techniken eine fundierte Beurteilung der tribochemischen Schichtauf-, -ab- und -umbauprozesse zu ermöglichen.