VM111 Materialen - vormgeven van dunne plaat.pdf - Induteq

45
Hoofdstuk 8
Slijtage
Gereedschappen die niet bezwijken tengevolge van de in
het vorige hoofdstuk genoemde mechanismen, zullen op
den duur door normale slijtage toch onbruikbaar worden.
Naar de aard van het slijtagemechanisme is het nuttig
onderscheid te maken in twee slijtagevormen:
abrasieve slijtage;
adhesieve slijtage.
8.1 Abrasieve slijtage
Bij deze vorm van slijtage vindt verwijdering van materiaal
van het gereedschapoppervlak plaats door de schurende
werking van harde deeltjes, welke aanwezig zijn in
het te bewerken productmateriaal.
Deze vorm van slijtage treedt in het algemeen op bij de
materiaalcombinaties metaal/niet metaal. Dit treedt bijvoorbeeld
op bij de verwerking van keramische materialen,
papier, maar ook bij gelegeerd staal waarin carbiden
aanwezig zijn en materialen waarop een walshuid aanwezig
is.
Vermindering van de abrasieve slijtage moet vooral worden
gezocht in een hogere hardheid van het gereedschapoppervlak
(met behoud van de taaiheid) ten opzichte van
de hardheid van de abrasieve deeltjes.
Mogelijkheden hiertoe zijn:
andere materiaalkeuze, bijvoorbeeld gehard (on)gelegeerd
staal in plaats van onbehandeld staal; hardmetaal
in plaats van gehard staal;
oppervlaktebehandelen, zoals nitreren, carboneren,
vlamharden, laserharden;
aanbrengen van deklagen, zoals chroom en nikkel,
langs elektrochemische weg, door oplassen of door
thermisch opspuiten.
bijvoorbeeld door toepassing van een gehard gereedschap,
voor worden gezorgd dat de sterkte van het gebruikte
gereedschapmateriaal hoger is dan dat van het te verwerken
materiaal. Hierdoor vindt het uitbreken niet meer in
het gereedschap plaats.
Beter is het om adhesieve slijtage te vermijden.
Zoals vermeld treedt adhesieve slijtage op, indien er sprake
is van metaal-metaal contact. Dit betekent dat deze
vorm van slijtage kan worden bestreden door het metaalmetaal
contact te voorkomen. Mogelijkheden hiertoe zijn:
het gebruik van smeermiddelen, waarbij een smeerfilm
tussen gereedschap en productmateriaal beide oppervlakken
van elkaar scheidt;
het op het gereedschap aanbrengen van niet-metallische
lagen, zoals titaannitride (met behulp van speciale
technieken zoals PVD en CVD);
het kiezen van een gereedschapmateriaal dat weinig
neiging tot vreten vertoont met het te verwerken materiaal,
zoals aluminium-brons als gereedschapmateriaal
voor de verwerking van roestvast staal;
het zodanig legeren van het gereedschapsstaal dat de
(geharde) matrix veel harde, (complexe) carbiden bevat.
Sinds de jaren tachtig zijn er langs poedermetallurgische
weg vervaardigde gereedschapmaterialen op de markt.
Deze materialen bevatten in vergelijking met de conventionele
gereedschapsstaalsoorten meer, kleinere en beter
verdeelde carbiden, waardoor de weerstand tegen slijtage
is toegenomen. Dit gaat meestal ten koste van de taaiheid.
Dit materiaal wordt onder andere toegepast voor
zwaar belaste ponsgereedschappen.
8.2 Adhesieve slijtage
Hierbij vindt materiaaloverdracht plaats door adhesie, dat
is de vorming van verbindingen, meestal op microschaal.
Voorwaarde voor het ontstaan van dit soort verbindingen
is het optreden van metaal/metaal contact tussen de
twee ten opzichte van elkaar bewegende oppervlakken.
Onder invloed van de optredende hoge drukken en temperatuur
ontstaan dan meestal lasverbindingen.
Lasverbindingen hebben in het algemeen een hogere
sterkte dan de aangrenzende basismaterialen. Bij verdergaande
beweging treedt daarom geen breuk op in de las
maar in het grensvlak ernaast, in het materiaal met de
laagste sterkte. Dit is meestal het productmateriaal.
Het gereedschap wordt langzamerhand bedekt met een
laagje van het verwerkte productmateriaal. In dergelijke
gevallen wordt vaak gesproken over 'aanladen' of 'vreten'.
Het microlassen kan uiteindelijk op zo'n grote schaal
plaatsvinden, dat bijvoorbeeld het gereedschap vastloopt
of zelfs breekt. Vaak ook zal het product tijdens de fabricage
scheuren.
Aanladen of vreten treedt bij het verwerken van metalen
veelvuldig op.
Soms breken de microlassen in zijn geheel uit. De zo losgebroken
slijtagedeeltjes kunnen:
als slijtagedeeltje worden afgevoerd;
in het systeem aanwezig blijven en daarbij leiden tot
abrasieve slijtage;
als laag worden afgezet op bijvoorbeeld het gereedschap.
Bij het gebruik van zachte gereedschapmaterialen bestaat
het risico dat door adhesieve slijtage deeltjes van het
gereedschap uitbreken. Dit leidt uiteraard tot desastreuze
slijtage van het gereedschap. In deze gevallen moet er,