TY - THES

T1 - Untersuchungen zum abrasiven Verschleiß von niedrig- bzw. hoch legierten Kunststoff-Formenstählen mit einem verbesserten Verschleißmodell

AU - Weiermair, Georg

N1 - gesperrt bis null

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Verschleiß tritt an Kunststoffverarbeitungsmaschinen in Form von Abrasion,Adhäsion und Korrosion vorwiegend an Schnecken (Stegabtrag),Zylindern,Rückstromsperren und im Werkzeug auf. Dies hat einerseits höhere Ersatzteil- und Instandhaltungskosten,sowie andererseits eine Verringerung der Standzeit zur Folge. Die am Institut für Kunststoffverarbeitung entwickelte Verschleißapparatur mit integrierter Messtechnik ermöglicht bei geringem Zeitaufwand und guter Reproduzierbarkeit die Bestimmung des abrasiv/korrosiven Verschleißes an Kunststoff-Formenstählen für ein Tribosystem Kunststoffschmelze/Stahl. Ziel dieser Diplomarbeit ist es,ausgehend vom Verschleißmodell nach Langecker, mit Hilfe der Verschleißapparatur mit integrierter Messtechnik des Instituts für Kunststoffverarbeitung eine exaktere Berechnung der Abtragsarbeit (Berücksichtigung der verschleißbedingten Spaltaufweitung und der dadurch bedingten Schubspannungs- und Viskositätsänderung) programmtechnisch umzusetzen, seinen Verursachern (Glasfasern bzw. Polymer) korrekt zuzuweisen und diese durch Messung des abrasiv / korrosiven Verschleißes an den zwei ausgewählten Stahltypen Böhler M200 (1.2312) und Böhler M300 (1.2316) zu überprüfen. Weiters soll anhand des Stahles M200 die Verschleißbeständigkeit von Proben untersucht werden, die mit sechs unterschiedlichen Nitrierverfahren hergestellt wurden. Die flächenspezifische Abtragsarbeit ist ein physikalischer Kennwert für jene Arbeit, die einerseits für die Aufrechterhaltung der Druckströmung der Schmelze durch den Verschleißspalt und die dabei erfolgende Scherdeformation der Schmelze sowie andererseits für den Verschleißabtrag an der Stahloberfläche (Mikrozerspanung) zu verrichten ist. Sie besteht somit in erster Näherung aus einem rein faserverursachten und einem rein durch die unverstärkte Schmelzematrix verursachten Anteil. Bisher war die Berechnung der Abtragsarbeit nur bei mittleren Werten für die Verschleißspalthöhe, die Wandschubspannung, die Schmelzetemperatur und der daraus folgenden Schmelzeviskosität möglich. Mit dem entwickelten iterativen Rechenverfahren ist es nun möglich,diese Arbeit für jedes beliebige überspritzte Volumen an Kunststoff in Abhängigkeit der sich ständig ändernden Verschleißspalthöhe und der daraus folgenden Temperatur- sowie Viskositätsänderung zu berechnen. Weiters kann sie bei Berechnung des Wertes für die unverstärkte Polymermatrix seinen Verursachern genauer zugeordnet werden. Die nitrierten Stahlproben aus Böhler M200 weisen im Vergleich zum nicht nitrierten Stahl eine ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit auf.

AB - Verschleiß tritt an Kunststoffverarbeitungsmaschinen in Form von Abrasion,Adhäsion und Korrosion vorwiegend an Schnecken (Stegabtrag),Zylindern,Rückstromsperren und im Werkzeug auf. Dies hat einerseits höhere Ersatzteil- und Instandhaltungskosten,sowie andererseits eine Verringerung der Standzeit zur Folge. Die am Institut für Kunststoffverarbeitung entwickelte Verschleißapparatur mit integrierter Messtechnik ermöglicht bei geringem Zeitaufwand und guter Reproduzierbarkeit die Bestimmung des abrasiv/korrosiven Verschleißes an Kunststoff-Formenstählen für ein Tribosystem Kunststoffschmelze/Stahl. Ziel dieser Diplomarbeit ist es,ausgehend vom Verschleißmodell nach Langecker, mit Hilfe der Verschleißapparatur mit integrierter Messtechnik des Instituts für Kunststoffverarbeitung eine exaktere Berechnung der Abtragsarbeit (Berücksichtigung der verschleißbedingten Spaltaufweitung und der dadurch bedingten Schubspannungs- und Viskositätsänderung) programmtechnisch umzusetzen, seinen Verursachern (Glasfasern bzw. Polymer) korrekt zuzuweisen und diese durch Messung des abrasiv / korrosiven Verschleißes an den zwei ausgewählten Stahltypen Böhler M200 (1.2312) und Böhler M300 (1.2316) zu überprüfen. Weiters soll anhand des Stahles M200 die Verschleißbeständigkeit von Proben untersucht werden, die mit sechs unterschiedlichen Nitrierverfahren hergestellt wurden. Die flächenspezifische Abtragsarbeit ist ein physikalischer Kennwert für jene Arbeit, die einerseits für die Aufrechterhaltung der Druckströmung der Schmelze durch den Verschleißspalt und die dabei erfolgende Scherdeformation der Schmelze sowie andererseits für den Verschleißabtrag an der Stahloberfläche (Mikrozerspanung) zu verrichten ist. Sie besteht somit in erster Näherung aus einem rein faserverursachten und einem rein durch die unverstärkte Schmelzematrix verursachten Anteil. Bisher war die Berechnung der Abtragsarbeit nur bei mittleren Werten für die Verschleißspalthöhe, die Wandschubspannung, die Schmelzetemperatur und der daraus folgenden Schmelzeviskosität möglich. Mit dem entwickelten iterativen Rechenverfahren ist es nun möglich,diese Arbeit für jedes beliebige überspritzte Volumen an Kunststoff in Abhängigkeit der sich ständig ändernden Verschleißspalthöhe und der daraus folgenden Temperatur- sowie Viskositätsänderung zu berechnen. Weiters kann sie bei Berechnung des Wertes für die unverstärkte Polymermatrix seinen Verursachern genauer zugeordnet werden. Die nitrierten Stahlproben aus Böhler M200 weisen im Vergleich zum nicht nitrierten Stahl eine ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit auf.

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KW - Kunststoffverarbeitungsmaschinen Verschleiß Tribologie Abrasion Adhäsion Korrosion Füllstoffe Glasfasern Compound Abtragsarbeit Reibenergie

M3 - Diplomarbeit

ER -