Adhesiv aşınma, birbiri ile kayma sürtünmesi yapan metal.metal aşınma çiftinde oluşan basınç kaynağının (kaynama veya yenme.aşınması) bir sonucudur. Birbiri ile temasta bulunan benzer kafes yapılı iki metal yüzey arasında adhezyon adı verilen bir çekim kuvveti söz konusudur. Bu kuvveti oluşturabilmek için malzemelerin moleküllerini birbirine çok yaklaştırmak gerekmektedir. Temas halindeki iki metal, yüzeylerindeki pürüzler vasıtasıyla etkileşirler. Teknik olarak hassas işlenmiş yüzeylerde de bu durum söz konusudur.
Malzemenin temas eden yüzeyleri ne kadar hassas işlenirse işlensin yüzeyde pürüzlülüğün (girinti ve çıkıntıların) bulunduğu bir gerçektir. Bu bakımdan temas halinde olan iki yüzey bu çıkıntılar vasıtasıyla temas eder. Bu çıkıntıların arasındaki girintiler ise temas alanının dışında kalır. Farklı uygulamalar, birlikte sıkıştırılan iki katı yüzeyin görünen ve gerçek temas alanları arasında büyük farklılıklar olduğunu göstermiştir. Gerçek ile görünen temasın oranı 10-4'den küçüktür. Bu oran yüzey girintilerinin dağılımına, temas kuvvetine ve daha yumuşak olan karşı eleman (aşınan) malzemenin akma gerilmesine bağlıdır.
Uygulanan basınç veya yük, temas alanı ve dolayısıyla aşınmayı etkileyen çok önemli bir faktördür. Uygulanan basıncın etkisiyle çıkıntıların daha fazla deforme olduğu ve bu yüzden malzemenin gerçek temas alanının arttığı gözlenmiştir. Gerçek temas alanının artması uygulanan basınç miktarına olduğu kadar, malzemenin özelliklerine ve yüzey geometrisine de bağlıdır. Uygulanan basınç veya yük; dinamik, darbeli, statik durumlarda olabilir. İdeal olarak elastik-plastik malzemelerin statik temas için, gerçek temas alanı;
A
Gerçek = F
N / P
y dir.
Burada; FN: Temas eden yüzeyler üzerine uygulanan normal kuvvet (N).
Py: Daha yumuşak olan malzemenin alana gerilmesiyle orantılı olan bir değerdir.
Gerçek temas alanının görünen temas alanına oranı, uygulanan yüzey basıncının daha yumuşak olan malzemenin alana gerilmesine bölümü ile orantılıdır. Birbirine göre izafi olarak temas eden yüzeylerin kaymasından dolayı gerçek temas alanları statik haldeki gerçek temas alanından daha büyüktür.
Önerilen Makale: Otomat çeliği malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için
otomat çelikleri sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
Ağırlığın veya her hangi bir dış kuvvet etkisi neticesinde, normal basınç elastik bölgede bile olsa gerçek alanın görünen alandan çok küçük olması nedeniyle yüzeydeki pürüzlerin tepelerine gelen basınç büyüktür ve malzemelerin akma sınırına erişir, hatta geçer. Bu zorlanmayı taşıyamayan pürüz tepecikleri, plastik deformasyona uğrar. Malzemenin deformasyon kabiliyeti yüksek ise, yüzeye adsorbe edilmiş olan sıvı, gaz molekülleri ve oksit tabakaları parçalanacaktır. Bu parçalanma karşılıklı malzeme atomlarını direkt temasa geçirir. Böylece atomlar arası çekme kuvveti etkisini gösterir ve basınç kaynağı oluşur. Eğer izafi bir hareket var ise, kesme kuvvetlerinin etkisiyle genel de kaynak yerinin dışından bir parçacık kopar. Bu kopan parçacıklar, iki metal arayüzeyinde serbest kalabildikleri gibi diğer metale kaynaklı halde de kalabilirler. Her iki durumda da adhesiv aşınma olayı meydana gelmiş olur.
Otomobillerdeki kam millerinde ve makinalardaki ekstantrik milleride, kalıpta tel çekmede, torna, freze, planya ve vargel, matkap gibi birbiri ile temas halinde çalışan kızak ve kayaklarda dalgıç pompa dişlilerinde, yataklarda adhesiv aşınmaya rastlamak mümkündür.
Adhesiv aşınma, özellikle metaller arasındaki kayma sürtünmesi nedeniyle oluşur. Aşınma parçacıkları yumuşak malzemeden kopar. Her iki metalin de sertlikleri aynı ise, aşınma her iki yüzeyde oluşur. Aşınma, birim alana uygulanan yüzey basıncı ile doğru, malzemenin sertliği ile ters orantılı olarak değişmektedir.
Sonuç olarak, adhesiv aşınmayı en aza indirmek için; temas yüzeyine uygulanan basıncın azaltılması ve temas eden malzemelerin yüzey sertliğinin arttırılması gerekir. Adhesiv aşınma için temel sayılabilecek Archard eşitliği yukarıda belirtilen etkileri açıklamaktadır.
W= k.(P/H)
Burada; W: Aşınma hızı (Boyutsuz),
k: Aşınma lougayısı (boyutsuz),
P: Temas yüzeyine uygulanan basınç (MPa),
H: Malzemenin sertliği (MPa) dir.
