Abtragen der Risskeime: höhere Dauerfestigkeit

>> Die meisten Dauerbrüche beginnen an kleinen Risskeimen, in Form von Graten und Einrissen an Kanten oder innerhalb geschädigter, oberflächennaher Werkstoffschichten. Mit den Poligrat-Verfahren werden geschädigte Werkstoffschichten abgetragen und Kanten entgratet. Dadurch wird die Dauerfestigkeit um ein Vielfaches erhöht.

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ari. Die Dauerfestigkeit, d. h. die Festigkeit gegen Ermüdungsbrüche von dynamisch belasteten Bauteilen, wird wesentlich bestimmt durch Gestalt und Struktur der oberflächennahen Werkstoffschichten. Dauerbrüche, die auch Ermüdungsbrüche genannt werden, beginnen meist klein an bestimmten Risskeimen. Der Riss wächst dann in der Regel unerkannt schrittweise weiter, bis er schliesslich einen plötzlichen Gewaltbruch des geschwächten Restquerschnitts auslöst. Über 80% der Dauerbrüche beginnen an Risskeimen im Oberflächenbereich. Die gezielte Anwendung von Poligrat-Verfahren kann vielfach die Gefahr von Dauerbrüchen an metallischen Werkstücken wesentlich verringern und deren Lebensdauer um ein Mehrfaches erhöhen.

Risskeime an Kanten und als Folge der Bearbeitung

Poligrat-Verfahren beseitigen oder entschärfen die meisten der äusseren Risskeime, die sich zwei Gruppen zuordnen lassen:

• Risskeime als Folge der Feingestalt. Dies sind im Wesentlichen Grate und Einrisse an Kanten, scharfkantige Strukturen des Oberflächenprofils oder vertiefte Korngrenzen. Kerbwirkung am Grund dieser Strukturen führt zu lokaler Konzentration von Zugspannungen mit der Gefahr, dass dort ein Anriss mit nachfolgendem Dauerbruch beginnt.

• Risskeime innerhalb von oberflächennahen, geschädigten Werkstoffschichten von einigen μm Dicke als Folge der mechanischen, thermischen und chemischen Einflüsse aus der Bearbeitung. Diese Werkstoffschichten, auch Beilby-Schichten genannt, unterscheiden sich hinsichtlich Zusammensetzung, Struktur und Eigenspannungen deutlich vom ungestörten Grundwerkstoff. Sie enthalten oftmals lokale Zugspannungen, eingebettete Fremdkörper und Oxide, Grobkornbildung und lokale Ausscheidungen an Korngrenzen, die Dauerbrüche auslösen können.

Abtragen geschädigter Werkstoffschichten

Poligrat-Verfahren tragen belastungsfrei und kontrolliert geschädigte Werkstoffschichten vollständig und zuverlässig ab mit allen enthaltenen Fremdkörpern, Zug- und Druckspannungen sowie sonstigen Defekten. Sie bringen das ungestörte Grundgefüge mit seinen besten Eigenschaften an der Oberfläche zur Geltung. Gleichzeitig werden Kanten und Flächen im gesamten Bereich entgratet. Das Oberflächenprofil wird bis in den Mikrobereich geglättet und verrundet. Anrisse und scharfkantige Strukturen werden entweder ganz beseitigt oder, falls sie grösser sind, so weit geöffnet und verrundet, dass von ihnen keine Kerbwirkung mehr ausgeht. Die Öffnung von Rissen ermöglicht gleichzeitig eine zuverlässige Qualitätskontrolle. Die Verfahren sind weitgehend unabhängig von Form und Grösse der Werkstücke und der Härte des Werkstoffs anzuwenden. Für die meisten industriell verwendeten Metalle und Legierungen stehen industriell erprobte Verfahren zur Verfügung. Die langjährige Erfahrung zeigt, dass an dynamisch stark beanspruchten Bauteilen die Bearbeitung mit Poligrat-Verfahren eine Erhöhung der Dauerfestigkeit um den Faktor 4 bis 10, in extremen Fällen um den Faktor 30 bewirkt. Typische Anwendungen aus einer Vielzahl von Beispielen sind mechanische Federn, Hydraulikteile unter Druckschwellbelastung, Komponenten für Turbinen- und Motorenbau sowie elektrische Schaltkontakte. <<

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