Als het werkt: vreten

In dit artikel:

Vreten (ook wel frictielassen of galling genoemd) is een vorm van schade die optreedt wanneer twee metalen oppervlakken onder druk over elkaar schuiven en materiaal van het ene oppervlak aan het andere blijft kleven. In tegenstelling tot gewone slijtage — waarbij materiaal versplintert en verdwijnt — wordt bij vreten materiaal verplaatst en hecht het zich aan het tegenoppervlak, waardoor beide vlakken ruw en vervormd raken.

Waar het voorkomt: het probleem doet zich vooral voor bij glijdende onderdelen zoals glijlagers, zuigers in motoren en hydraulische cilinders, en bij schroefdraadverbindingen (moeren en bouten). Vreten kan plotseling beginnen — bijvoorbeeld als een klein ‘vlokje’ oxide loskomt — en snel destructief worden; bij schroefdraad kan het verdraaien of vastlopen uiteindelijk tot breuk van een bout leiden.

Waarom sommige metalen gevoeliger zijn: materiaalkenmerken en oppervlaktelaagjes bepalen de gevoeligheid. Aluminium is bijzonder vatbaar, niet zozeer door zachtheid maar door het dunne, harde aluminiumoxide op het oppervlak: als dat op een plekje loskomt, kan het elders schade veroorzaken en het zachtere metaal eronder mee losrukken. Roestvast staal heeft ook een kwetsbare oppervlaktelaag en is daarom ongeschikt voor glijlagers. Geharde staalsoorten, koper, messing en brons gedragen zich veel gunstiger en worden daarom vaak als glijlagermateriaal gebruikt.

Mechanismen op microschaal: sterke contactdruk kan de kristalstructuur van het oppervlak lokaal veranderen (verharding of juist verzachting), waardoor materiaal makkelijker plastisch vervormt of afschaart. Microscopische laagjes kunnen loskomen en vastgroeien aan het andere oppervlak, als een soort lokale lasverbinding.

Voorkomen en beheersen: smering is de eerste verdedigingslinie, maar aanvullende maatregelen helpen vaak beter: dunne coatings (enkele molecuullagen molybdeendisulfide of titanium-nitride) verminderen het risico sterk, en het beperken van warmteontwikkeling op het raakvlak voorkomt het loskomen van laagjes. Bij ontwerpkeuzes verdient materiaalkeuze (bijvoorbeeld brons of gehard staal voor glijvlakken) en juiste oppervlakbehandeling bijzondere aandacht om vreten te vermijden.