Verschleißfestigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Werkstoffs oder Bauteils, einem fortschreitenden Materialabtrag an der Oberfläche zu widerstehen. In der Tribologie dient der Begriff dazu, Standzeiten und Funktionssicherheit unter Reib-, Kontakt- und Partikelbelastung vergleichbar zu machen.

Verschleißfestigkeit als Systemeigenschaft: Verschleißarten und Ursachen

Verschleiß entsteht an Kontaktflächen, wenn Last, Relativbewegung und Umgebung so zusammenwirken, dass Material aus der Oberfläche gelöst oder plastisch umgeformt wird. Dabei ist nicht nur der Werkstoff entscheidend, sondern auch der Gegenkörper, der Oberflächenzustand, mögliche Schmierstoffe sowie Temperatur, Feuchte und Partikel in der Umgebung. In der Praxis werden mehrere Verschleißarten unterschieden, weil sie unterschiedliche Gegenmaßnahmen erfordern: Abrasiver Verschleiß wird durch harte Partikel oder harte Rauheitsspitzen verursacht, die Material „abtragen“. Adhäsiver Verschleiß entsteht, wenn sich Kontaktpartner unter Druck punktuell verbinden und beim Weitergleiten Material übertragen wird. Erosiver Verschleiß tritt auf, wenn Partikel mit Geschwindigkeit auf eine Oberfläche treffen. Ermüdungsverschleiß entsteht dagegen durch wiederholte lokale Belastung, bei der sich Risse bilden und Partikel ausbrechen.

Gerade in holzverarbeitenden Umgebungen werden Mechanismen häufig überlagert. Mineralische Bestandteile im Holz, Füllstoffe in Beschichtungen oder getrocknete Klebstoffreste wirken abrasiv. Gleichzeitig kann bei hohen Schnittgeschwindigkeiten lokale Erwärmung auftreten, die Anhaftungen fördert und den Reibzustand ändert. Außerdem können Mikrobewegungen in Führungen oder Spannstellen zu Fretting-Effekten führen, die sich als dunkel verfärbte Kontaktzonen oder als feiner Materialabtrag zeigen. Für eine sachliche Bewertung ist daher wichtig, die dominierende Ursache zu identifizieren, statt nur das Symptom „stumpf“ oder „raue Oberfläche“ zu beschreiben.

Einflussgrößen: Härte, Zähigkeit, Mikrostruktur und Oberfläche

Ein verbreitetes Missverständnis ist die Gleichsetzung von hoher Härte mit hoher Lebensdauer. Härte kann bei Abriebbeanspruchung vorteilhaft sein, weil das Eindringen harter Partikel erschwert wird. Bei stoß- oder wechselbeanspruchten Kanten kann eine sehr harte, aber spröde Auslegung jedoch zu Ausbrüchen führen; dann sinkt die nutzbare Standzeit trotz hoher Härte. Besonders bei Werkzeugstählen ist die Mikrostruktur entscheidend: Karbide, ihre Größe und Verteilung beeinflussen Abriebwiderstand und Kantenstabilität. Auch Wärmebehandlung und nachgelagerte Prozesse (Schleifen, Beschichten) können die Randzone so verändern, dass die praktische Lebensdauer steigt oder fällt.

Auch der Oberflächenzustand steuert den Verschleiß. Eine geeignete Rauheit reduziert Kontaktspitzen und mindert die Neigung zu Anhaftungen. Randschichtbehandlungen (z. B. Nitrieren) erhöhen die Oberflächenhärte, ohne den Kern in gleicher Weise zu verspröden. Dünne Hartstoffschichten können Reibung senken, Anhaftungen reduzieren und den Abriebwiderstand erhöhen, sofern Schichthaftung und Tragfähigkeit des Substrats passen. In der industriellen Auswahl werden häufig folgende Faktoren gemeinsam betrachtet:

• Dominierende Beanspruchung (Abrieb, Stoß, Gleitkontakt, Partikel)

• Werkstoffpaarung und Gegenkörperhärte

• Oberflächenzustand (Rauheit, Kantenradius, Randschicht)

• Temperatur und mögliche Schmierung oder Kühlung

• Medien und Umgebungsanteile (Staub, Feuchte, Klebstoffe)

• Wartungsstrategie (Schärfintervalle, Wechselkonzept, Nachbearbeitung)

Für die Auswahl in Betrieben ist außerdem die Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen: Eine sehr harte Ausführung kann zwar längere Laufzeiten ermöglichen, erfordert aber oft präzisere Handhabung und kann bei Fremdkörperkontakt teurer ausfallen. Umgekehrt kann eine zähere Auslegung häufiger geschärft werden, aber weniger ungeplante Ausbrüche verursachen. Deshalb werden technische Anforderungen häufig zusammen mit dem geplanten Wartungs- und Ersatzteilkonzept festgelegt.

Prüf- und Bewertungsmethoden sowie Abgrenzung zu ähnlichen Kennwerten

Die Beurteilung erfolgt selten über einen universellen Kennwert, sondern über Prüfungen unter definierten Bedingungen. Laborversuche wie Gleit- oder Abriebtests liefern Vergleichswerte, sind jedoch nur dann aussagekräftig, wenn die Kontaktbedingungen der Anwendung ähneln. In produktionsnahen Tests werden deshalb häufig reale Geometrien, reale Vorschübe und typische Materialmischungen genutzt. Bewertet wird etwa der Materialverlust (Masse oder Volumen), eine definierte Änderung der Oberflächenrauheit, der Kraftbedarf oder die Veränderung einer Schnittkante über die Zeit.

Bei der Übertragung von Laborwerten in die Produktion ist die Streuung zu berücksichtigen. Schon kleine Änderungen in Rauheit, Feuchte oder Partikelgehalt können das Ergebnis deutlich verschieben. Deshalb ist es üblich, Prüfergebnisse mit Randbedingungen zu dokumentieren und, wenn möglich, mehrere Wiederholungen oder Vergleichsreihen durchzuführen. In Qualitätsgesprächen sind neben dem Mittelwert auch Ausreißer und typische Fehlbilder relevant, weil sie Hinweise auf instabile Prozesszustände geben können.

Wichtig ist die Abgrenzung zu Begriffen wie „Abriebfestigkeit“ oder „Kratzfestigkeit“. Diese beziehen sich oft auf spezifische Oberflächen- und Prüfbedingungen und sind nicht automatisch auf Kontaktverschleiß in Werkzeugschneiden übertragbar. Ebenso ist Korrosionsbeständigkeit ein eigener Themenkomplex; korrosive Medien können Verschleiß indirekt verstärken, indem sie Oberflächen anätzen und die Rauheit erhöhen, aber sie sind nicht identisch mit Verschleiß.

Praxisbezug für Tischlereien, Holzbauunternehmen und Möbelbranche

In Tischlereien und in der Möbelproduktion zeigt sich Verschleiß besonders deutlich an Werkzeugen: Sinkt die Schnittqualität, steigen Kraftbedarf, Geräusch und thermische Belastung, und Oberflächen werden rauer oder zeigen Brandspuren. Bei Fräsern, Sägeblättern oder Messern ist der wirtschaftliche Effekt hoch, weil Wechsel- und Schärfzeiten Stillstand verursachen. Ein praxisnahes Vorgehen besteht darin, Standzeiten an Qualitätsgrenzen zu koppeln, zum Beispiel an Maßhaltigkeit oder an einer definierten Oberflächenanforderung.

Ein typisches Beispiel ist die Bearbeitung beschichteter Platten: Harz- und Füllstoffanteile wirken wie Schleifmittel und erhöhen den Abrieb an Schneiden. Bei Massivholz kann der Wechsel zwischen weichen Frühholz- und harten Spätholzzonen zu wechselnden Schnittkräften führen, was Ausbrüche begünstigt, wenn die Kante zu spröde ausgelegt ist. In beiden Fällen hilft eine Kombination aus geeignetem Grundwerkstoff, passender Kantenpräparation und klaren Schärfintervallen, um Qualität und Durchsatz planbar zu halten.

Im Holzbau kommen wechselnde Holzfeuchten, heterogene Holzqualitäten und Baustellenbedingungen hinzu. Das führt zu Streuung in Standzeiten und erhöht die Bedeutung robuster Auslegungen. Bei der Spezifikation von Werkzeugen, Beschichtungen oder Verschleißschutzplatten werden daher Lastkollektive, Materialmix und Prozessvarianten dokumentiert. In technischen Konzepten, wie sie auch bei Paul-Wegner in Hagen erarbeitet werden, wird der Begriff Verschleißfestigkeit häufig als Anforderungsbündel verstanden: Welche Qualität ist wann erreicht, welche Fehlbilder sind zulässig, und welche Instandhaltung ist vorgesehen.

Fazit

Verschleißfestigkeit ist die Widerstandsfähigkeit eines Systems aus Werkstoff und Oberfläche gegen Materialabtrag unter Kontaktbeanspruchung. Für belastbare Entscheidungen müssen Verschleißmechanismus, Mikrostruktur, Oberflächenzustand und Prozessbedingungen gemeinsam betrachtet und mit anwendungsnahen Prüf- oder Qualitätskriterien verknüpft werden. Eine einheitliche Terminologie verhindert Missverständnisse zwischen Konstruktion, Einkauf, Fertigung und Instandhaltung.

Wenn Sie Verschleißphänomene an Werkzeugen oder Bauteilen systematisch einordnen möchten, lohnt es sich, die relevanten Mechanismen und Bewertungsgrößen gemeinsam mit Paul-Wegner aus Hagen zu strukturieren und in konkrete Spezifikationen zu überführen.