Moderná tribológia rozlišuje štyri základné mechanizmy opotrebovania podľa DIN 50321.
Mechanizmus opotrebovania abráziou
Predstavuje prenos materiálu v trecej dvojici vyvolaný prítomnosťou "tvrdých častíc". Pri rezaní je "tvrdá častica" produktom vzniku triesky, a preto sa vyskytuje ako:
dôsledok technológie výroby a prípravy materiálu obrobku (metalurgia a tepelné spracovanie, karbidické fázy v oceliach apod.) - "tvrdá častica" je produkt vzniku triesky;produkt opotrebovania vytvorený inými mechanizmami (napr. únavou povrchu rezného klina);súčasť trecej dvojice vyvolávajúca abráziu - "tvrdá častica" - je "rezná hrana" pri brúsení a lapovaní.Mechanizmus opotrebovania adhéziou
Vyskytuje sa pri pohybe dvoch kĺznych plôch, ak pôsobením normálových síl nastáva deformácia v oblasti výšky nerovností. Dôsledkom je vytvorenie mikrozvarov (resp. mikronávarov), ktoré sú okamžite porušené pohybom medzi dvomi kontaktnými plochami. Vytvorenie mikronávaru spôsobuje adhézia a v tom mieste sa časti nerovností povrchov v kontakte prenášajú z jednej trecej plochy na druhú. Porušením mikrozvaru dochádza k rastu koeficientu trenia. Pri rezaní horná časť trecej dvojice predstavuje vytvorenú triesku. Adhézia predstavuje komplexný jav, ktorého vznik podmieňuje:
topografia povrchov v kontakte a blokovanie nerovností povrchu pri vzájomnom pohybe;prenos produktov opotrebovania sprevádza difúzia na úrovni atómov medzi trecími plochami;prenos elektrónov a tvorbu dvojitej vrstvy (s rozdielnou pásmovou štruktúrou), adhéziu vyvolávajú elektrostatické sily na tzv. dvojitej vrstve;účinok primárnych a sekundárnych väzieb medzi kontaktnými plochami, sekundárne väzby (napr.van der Waalsova sila) sú vždy slabšie oproti primárnym.Mechanizmus opotrebovania únavou povrchu
Pôsobí vždy s mechanizmom abrázie a adhézie. Únava povrchu pri trení je dôsledkom sekvenčného účinku pružnej deformácie, spevnenia povrchu trecej dvojice sprevádzaného tvorbou a šírením únavových (mikro)trhlín na alebo pod zaťaženým povrchom. Pri rezaní je účinok nerovností daný vytvorenou trieskou a zaťaženú plochu predstavuje kontakt triesky s rezným klinom. Produkt opotrebovania môže byť častica lístkového tvaru vytvorená únavou povrchu pri opakovanom deformačnom zaťažení trecej plochy. Lístkový, resp. laminárny tvar produktu opotrebovania je typický pre húževnaté nástrojové materiály (od toho termín opotrebovanie delamináciou). Únavu povrchu pri opotrebovaní popisuje delaminačná teória, podľa ktorej k únave povrchu vedie postupnosť alebo nezávislosť následovných javov:
nerovnosti kontaktu sa zahladzujú plastickou deformáciou;každý kontakt je vystavený cyklickému zaťaženiu;deformácia subštruktúry vedie k nukleácii trhlín pod zaťaženým povrchom;postupné zoslabenie povrchovej vrstvy mikrotrhlinami vedie k oddeľovaniu produktov opotrebovania lístkového tvaru, alebo lamely.Mechanizmus opotrebovania tribochemickou reakciou
Je spojený s javom záderu (anglicky termín - the seizure) medzi trecími plochami. Záderom sú vytvorené nové a súčasne chemicky čisté povrchy na oboch trecích plochách, po ktorom dochádza ku reakcii s prostredím. Reakcia chemicky čistého povrchu s prostredím vedie k tvorbe tzv. oxidických vrstiev, ktoré sú postupne odoberané (ako produkt opotrebovania) pohybom trecej dvojice. Opotrebovanie tribochemickou reakciou je dôsledom tvorby, štiepenia, úberu a prenosu oxidických vrstiev a má tri rozlišujúce znaky:
tribochemická reakcia je dôsledok adhézie a prejavuje sa porušovaním kovových väzieb medzi nerovnosťami plôch trecej dvojice;štiepenie a porušenie oxidickej vrstvy nastáva v dôsledku tlaku medzi trecími dvojicami;produkt opotrebovania má abrazívny účinok a nadväzujúca tvorba novej oxidickej vrstvy.Členenie mechanizmov opotrebovania podľa DIN 50 321 možno adaptovať na rezanie pri modelových predstavách. Problémom môže byť otázka, ako podľa DIN zaradiť difúzne, oxidačné, resp. iné druhy alebo mechanizmy opotebovania. Difúzny mechanizmus môžeme považovať za aktiváciu adhézie pôsobiacej pri únave povrchu čelnej plochy rezného klina.
Ak členenie podľa panov Nam P. Suha a B. Kramera uvažuje únavu povrchu formou delaminácie, potom je opotrebovanie spolu s pôsobiacimi mechanizmami súčasťou celkového poškodenia rezného klina deformáciou a lomom.
Každé opotrebovanie rezného klina sa vyznačuje:
zmenou charakteristického rozmeru,hmotnostnou stratou,ktoré vyjadruje charakteristická krivka opotrebovania na obrázke.
Pretože rezné nástroje sú opotrebované zrýchlenou formou, potom mechanizmus opotrebovania je čiastočne rozlíšený priebehom charakteristickej krivky. Abrazívny mechanizmus neumožňuje rozlíšiť pásma zábehu, normálneho a zrýchleného opotrebovania (typické pre rozmer VBB - nem. Verschleissmarkenbreite - zóna opotrebovania na chrbtovej ploche rezného klina v oblasti B, vysoké rezné rýchlosti). Predmetné pásma opotrebovania rozlišujú adhézia a tribochemické reakcie (typický rozmer VBB a stredné rezné rýchlosti). Únava povrchu nerozlišuje zábeh, iba nadmerné opotrebovanie (typický rozmer KT - nem. Kolktiefe, hĺbka žliabku na čelnej ploche rezného klina).
Charakteristické krivky opotrebovania s členením podľa pôsobiaceho mechanizmu - J. Beňo: Teória rezania kovov