Trockene Schmierstoffvarianten haben in Verglich mit Schmierölen oder Schmierfetten einige Pluspunkte. Gleitlacke können nicht ablaufen, eine  Verschmutzung der Reibstellenumgebung ist ausgeschlossen. Ein durchaus wichtiges Argument, das für diese Schmierstoffvariante spricht. Auch kommt eine Gleitlackbeschichtung  modernen vollautomatisierten Fertigungsprozessen sehr entgegen. Der zusätzliche Arbeitsschritt des Schmierstoffauftrags kann entfallen und stört somit den Prozessablauf nicht. Gleitlacke werden nun schon seit etwa 80 Jahren industriell genutzt.  Die Anfänge gehen auf den zweiten Weltkrieg zurück. Die Hauptkomponenten einer ausgehärteten Schicht sind der Duroplastbinder, der in der Schicht verteilte Festschmierstoff und bestimmte Additive. Gleitlackschichten sind, was das Reibungs- und Verschleißverhalten betrifft, traditionellen Schmierstoffen oft unterlegen. Das Schmierstoffreservoir  ist durch die Schichtdicke begrenzt. Ein Nachschmieren ist nicht möglich.

Bild: Dr. Tillich GmbH Werner Stehr

„Die flüssigkristallbasierten Schmierstoffe zeigen ganz hervorragende Eigenschaften, wenn es um niedrige Reibwerte geht, und keinen Verschleiß, aber nur, wenn die tribologischen Umfeldbedingungen stimmen, also die richtigen Materialien verwendet werden.“

Susanne Beyer-Faiß, Geschäftsführerin, Dr. Tillwich GmbH Werner Stehr

Bild: Lehmann und Voss

„Thermoplastische Pulverbeschichtungen sind am Markt unterrepräsentiert. Das ist seltsam bei der Fülle an Vorteilen. Sie sind kaum kleinzukriegen!“

Dr. Marcus Rechberger, Market Development Luvosint, Business Unit Customized Polymer Materials, Lehmann & Voss

Bild: IWM Freiburg

„Im Rahmen der vom WM BW geförderten Projekte BioSis und GLEX wurden Grundlagen zur Entwicklung und anwendungsnahen Prüfung von wässrigen Schmierstoffen mit  ionischen Flüssigkeiten für galvanisch gekoppelte Gleitlager erarbeitet“.

Dr. Tobias Amann, Tribologie / Verschleißschutz, Technische Keramik, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

 

Tribologisch vorteilhafte Kombination

Untersuchungen zeigten aber, dass eine Kombination aus traditionellen Schmierstoffen und einer Gleitlackschicht enorme tribologische Vorteile hätte. Diese Erkenntnis nutzte das in Hagen ansässige Unternehmen Carl Bechem. Der Schmierstoffspezialist entwickelte einen Gleitlack mit inkorporierten ölgefüllten Mikrokapseln, das wasserbasierte Berucoat  MC.  Die Mikrokapseln sind gleichmäßig in der Lackschicht verteilt. Wird dann bei tribologischer Belastung die Kapsel aufgerissen, kann das Schmieröl an der Reibstelle wirken. Die Kombination Festschmierstoff und Schmieröl bewirkt nicht nur eine deutliche Reibungsreduzierung, auch der Verschleiß wird deutlich verringert. Mögliche Anwendungsbereiche für den Gleitlack mit Mikrokapseln  sind Gleitlager, Gleitführungen oder Verstellspindeln.

Schmierstoffarten im Überblick, Grafik: Helmut Winkler
Die Grafik zeigt die verschiedenen Schmierstoffarten im Überblick – eine Tastatur für viele exzellent tribologische Lösungen. Grafik: Helmut Winkler

Eine andere interessanter Beschichtungswerkstoffe ist das Luvocom-P, das vom Kunststoffspezialisten Lehmann & Voss entwickelt wurde. Basiswerkstoff  ist POM, ein hochkristalliner Thermoplast. In einem speziellen Verfahren wird dieser pulverisiert und mit Additiven und Festschmierstoff tribologisch optimiert. Das Beschichtungspulver kann dann elektrostatisch appliziert werden. Tribologische Thermoplastcoatings  kommen ganz ohne Lösemittel aus. Um eine gute Haftung auf einer  Substratfläche zu erreichen, muss, wie bei anderen Beschichtungsverfahren auch, diese vorbehandelt werden. Danach wird eine Primerschicht aufgetragen und anschließend die thermoplastische  Gleitschicht in der gewünschten Schichtdicke.

 

Die Oberfläche der POM-Beschichtung ist glatt, aber matt. Die matte Struktur wird durch Kristallite erzeugt, die sich beim Abkühlen bilden. Die Kristallite verleihen der Schicht die hohe Härte und eine ausgesprochen gute Verschleißfestigkeit. Das inkorporierte PTFE  ist sofort tribologisch aktiv. Die mit Luvocom-P beschichteten Teile zeichnen sich durch geringe Reibung vom Start an aus. Die wesentlichen Vorteile der Luvocom-P-Gleitschicht sind: sehr hohe Verschleißfestigkeit; 100-µm-Schichtstärke und somit eine hohe Verschleißreserve; hohe chemische Beständigkeit, da keine offenen Poren vorhanden sind; geeignet für die Beschichtung metallischer und polymerer Werkstoffe; hervorragend für die Anwendungen bei Stahl und Polyamid-Reibpartnern; kostengünstiges Beschichtungsverfahren, auch für größere Bauteile.

Ganz allgemein gesehen ist Wasser im Schmierstoff ein Fremdstoff, den man nicht haben möchte. Das könnte sich nun aber in Zukunft ändern. Intensiv wird heute daran gearbeitet, erdölbasierte Schmierstoffe durch Produkte mit hohem Wasseranteil zu ersetzen.

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