Was Härteprüfgeräte sind
Eine Härteprüfung misst den Widerstand eines Werkstoffs dagegen, von einem härteren Körper eingedrückt zu werden, und meldet das Ergebnis auf einer Skala. Die Messung ist ein Stellvertreter: In Metallen korreliert sie breit mit der Zugfestigkeit, sie ist weit schneller als ein Zugversuch, und in den meisten Formen hinterlässt sie nur eine kleine Spur. Deshalb wird sie so verbreitet als Wareneingangsprüfung und als Kontrolle nach einer Wärmebehandlung eingesetzt.
Das Verfahren zählt mehr als das Gerät. Eine Härtezahl ohne ihre Skala ist bedeutungslos, weil Rockwell, Brinell, Vickers und Rückprallverfahren unterschiedlich eindrücken, unterschiedlich messen und Werte erzeugen, die nicht unmittelbar vergleichbar sind. Dasselbe Stück Stahl meldet auf einem Tischgerät einen Wert, auf einem tragbaren Rückprallgerät einen anderen und auf einer Vickers-Maschine einen dritten - und alle drei können für sich korrekt sein.
Das praktische Auswahlproblem ist daher, welches Verfahren zum Teil passt: seine Größe, ob es an einen Tisch gebracht werden kann, ob die Oberfläche vorbereitet werden kann, ob eine sichtbare Spur zulässig ist und was die maßgebende Spezifikation verlangt. Diese Seite arbeitet das ab und dazu die Frage, wo ein tragbares Gerät ein gültiger Ersatz für eine Tischmaschine ist und wo nicht.
Wie Härteprüfgeräte messen
Eine Tischprüfung drückt einen definierten Eindringkörper mit einer definierten Last in die Oberfläche und misst das Ergebnis. Beim Rockwell-Verfahren wird die Eindringtiefe unmittelbar gelesen, und der Skalenbuchstabe verschlüsselt sowohl den Eindringkörper als auch die Last - deshalb ist der Messwert unmittelbar da, und deshalb muss die Skala stets mit ihm genannt werden. Bei Brinell und Vickers wird die Größe des zurückbleibenden Eindrucks optisch gemessen und umgerechnet, was langsamer ist und eine größere Spur hinterlässt, aber weit weniger empfindlich auf den Oberflächenzustand reagiert.
Die Dicke der Probe im Verhältnis zur Tiefe des Eindrucks ist es, was einen Messwert am häufigsten ungültig macht. Ist unter dem Eindringkörper nicht genug Material, trägt der Amboss einen Teil der Last, und die Zahl kommt zu hoch heraus - was ein falsches Bestehen und nicht ein offensichtlicher Fehler ist. Die zu jedem Verfahren gehörende Mindestdickenregel existiert aus diesem Grund, und sie wird gegen die Zeichnung geprüft und nicht angenommen.
Tragbare Rückprallgeräte arbeiten nach einem anderen Prinzip: Ein definierter Körper wird gegen die Oberfläche geschlagen und seine Rückprallgeschwindigkeit mit der Aufprallgeschwindigkeit verglichen. Das ist an großen Teilen, die nicht an eine Maschine gebracht werden können, wirklich nützlich, doch das Ergebnis hängt von Masse und Steifigkeit des Teils ab, sodass ein an einem dünnen Blech genommener Messwert nicht mit einem an einem schweren Gussstück genommenen vergleichbar ist. Das Gerät rechnet seinen Rückprallwert mathematisch in andere Skalen um, und diese Umrechnungen tragen Grenzen, die zu beachten sind.
Ausführungsvarianten
Der größte Teil der Spezifikation wird durch diese Entscheidungen festgelegt und nicht durch die Genauigkeitsklasse. Jede schränkt die nächste ein, deshalb werden sie der Reihe nach geklärt.
| Konfiguration | Festzulegende Optionen | Was sie tatsächlich entscheidet |
| Prüfverfahren und Skala | Die Tischverfahren mit ihren Skalenbuchstaben und das tragbare Rückprallverfahren | Welche Skala die maßgebende Spezifikation nennt und ob die hinterlassene Spur am Teil zulässig ist. |
| Eindringkörperart | Diamantkegel, gehärtete Kugel, Diamantpyramide und der Rückprallschlagkörper | Was das Gerät messen kann. Manche Paarungen aus Eindringkörper und Last passen zu harten Werkstoffen und manche zu weichen, und der Skalenbuchstabe verschlüsselt diese Paarung. |
| Prüflast | Für eine gegebene Skala fest oder über einen Bereich wählbar | Welche Skalen das Gerät abdecken kann und ob eine Maschine für mehr als eine Spezifikation genügt. |
| Tisch- oder tragbare Ausführung | Eine feste Maschine mit Aufspannung und Amboss oder ein handgehaltenes Rückprallgerät | Ob das Teil überhaupt an ein Gerät gebracht werden kann und ob der Messwert vor Ort genommen werden muss. |
| Probenauflage und Mindestdicke | Die Ambossanordnung und der kleinste Querschnitt, den das Verfahren zulässt | Ob der Messwert überhaupt gültig ist. Eine unzureichend abgestützte Probe liest zu hoch und lässt ein Teil bestehen, das durchfallen müsste. |
| Anforderung an die Oberflächenvorbereitung | Die vom Verfahren erwartete Rauheit und wie viel Vorbereitung am Teil ausgeführt wird | Ob Vorbereitungszeit einzuplanen ist und ob die Vorbereitung selbst an einem fertigen Bauteil zulässig ist. |
| Messwert und Datenverarbeitung | Direkte Anzeige und ob Messwerte gespeichert, gemittelt oder ausgegeben werden können | Ob eine Chargenaufzeichnung zu erstellen ist und ob einzelne Messwerte oder ein statistisches Ergebnis gewünscht sind. |
| Verifikationszubehör | Auf die benutzte Skala abgestimmte Referenzblöcke | Ob nachgewiesen werden kann, dass das Gerät korrekt liest, was die meisten Qualitätssysteme in einem definierten Intervall verlangen. |
So wählen Sie Härteprüfgeräte aus
| Faktor | Warum er die Antwort bestimmt | Wie er vor der Anfrage geklärt wird |
|---|
| Werkstofffamilie | Metalle, Kunststoffe und Elastomere verwenden unterschiedliche Skalen, und kein einzelnes Gerät deckt alle drei ab | Nennen Sie den Werkstoff und die Spezifikation, die die Prüfung maßgeblich regelt. |
| In der Spezifikation genannte Skala | Die Zahl ist nur mit ihrer Skala aussagekräftig, und die geforderte Skala legt das Gerät fest | Nennen Sie Skala und Annahmeband aus der Zeichnung oder der Norm. |
| Teilegröße und -masse | Ein schweres Gussstück lässt sich nicht an eine Tischmaschine bringen, und ein leichtes Teil lässt sich per Rückprall nicht verlässlich prüfen | Nennen Sie das größte und das kleinste Teil mit ungefährer Masse und Querschnittsdicke. |
| Zugang zur Prüffläche | Der Eindringkörper muss die Fläche rechtwinklig erreichen | Beschreiben Sie die Geometrie und ob ein besonderer Amboss oder eine Auflage verfügbar ist. |
| Ob eine Spur zulässig ist | Manche Verfahren hinterlassen einen sichtbaren Eindruck, was sie an einer fertigen Oberfläche ausschließt | Nennen Sie, ob das Teil nach der Prüfung noch verwendet oder verkauft wird. |
| Dicke an der Prüfstelle | Unterhalb des für das Verfahren geltenden Minimums ist der Messwert ungültig und nicht bloß ungefähr | Nennen Sie die Wand- oder Querschnittsdicke an der zu prüfenden Stelle. |
| Anforderung an Aufzeichnung und Verifikation | Rückverfolgbare Referenzblöcke und aufgezeichnete Messwerte können durch das Qualitätssystem des Kunden vorgegeben sein | Nennen Sie, ob Zertifikate oder Chargenaufzeichnungen benötigt werden und in welchem Intervall das Gerät verifiziert wird. |
Ist einer dieser Punkte noch offen, senden Sie, was bekannt ist. Ein Angebot lässt sich gegen eine Aufgabenbeschreibung erstellen und nach Ergänzung der Lücken verfeinern.
Die nächstliegenden Alternativen
Das sind die Typen, um die es bei einer Anfrage für Härteprüfgeräte meist tatsächlich geht, und der Punkt, an dem die Auswahl wirklich entschieden wird.
| Nächste Alternative | Was sie vom Härteprüfgerät unterscheidet |
| Zugprüfmaschinen | Ziehen eine vorbereitete Probe bis zum Bruch und liefern Festigkeit, Dehnung und Modul unmittelbar. Die Prüfung ist zerstörend, braucht eine bearbeitete Probe und ist viel langsamer - sie misst aber die Eigenschaft selbst und nicht einen Stellvertreter dafür. Wo eine Konstruktionsrechnung oder eine Zertifizierung eine Zugfestigkeitsgröße verlangt, lässt sich die Härte nicht einsetzen. |
| Druckprüfmaschinen | Beaufschlagen eine Probe mit Last, um sie zu zerdrücken oder zu verformen, was die relevante Prüfung für Beton, Verpackung und Elastomerteile ist. Sie beantwortet, wie viel Last das Teil trägt, und nicht, wie hart seine Oberfläche ist. |
| Schlagprüfmaschinen | Messen die aufgenommene Energie beim Bruch einer gekerbten Probe, was die Zähigkeit betrifft und nicht den Widerstand gegen Eindrücken. Zwei Stähle gleicher Härte können sich im Schlagverhalten deutlich unterscheiden, und eine Härteprüfung würde diesen Unterschied nicht aufdecken. |
| Schichtdickenmessgeräte | Messen die Dicke einer Schicht auf einer Oberfläche und nicht eine Eigenschaft des Grundwerkstoffs. An einem oberflächenbehandelten Teil werden oft beide Messwerte gebraucht, doch sie beantworten verschiedene Fragen, und keiner meldet den anderen. |
| Rauheitsmessgeräte | Melden die Textur einer Oberfläche in Profilgrößen, was Reibung, Dichtheit und Aussehen bestimmt. Die Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst auch einen Härtemesswert, weshalb die beiden Geräte so oft denselben Prüfplatz teilen. |
| Materialprüfmaschinen | Eine Sammelüberschrift für Maschinen, die eine Probe mit Last beaufschlagen und Zug, Druck, Biegung und Ermüdung in einem Rahmen abdecken. Braucht ein Labor mehrere davon, deckt eine Universalmaschine sie ab; die Härte bleibt eine eigene, schnellere und üblicherweise zerstörungsfreie Kontrolle. |
Härte und Zähigkeit sind das Paar, das am häufigsten als austauschbar behandelt wird. Sie sind es nicht: Eine Oberflächenbehandlung kann die Härte erheblich erhöhen und die Zähigkeit des Werkstoffs dort lassen, wo sie war, oder sie verringern.
Was die Anfrage enthalten sollte
Die erste Antwort kann ein Angebot sein statt einer Liste von Fragen, wenn die Anfrage diese Angaben enthält. Ist ein Wert nicht bekannt, senden Sie die Beschreibung der Aufgabe und wir bestätigen, was daraus folgt.
- Werkstoff und die Spezifikation oder Norm, die die Prüfung maßgeblich regelt
- Geforderte Skala und Annahmeband
- Größtes und kleinstes Teil mit ungefährer Masse
- Querschnitts- oder Wanddicke an der Prüfstelle
- Ob die Prüffläche zugänglich ist und wie ihre Geometrie ist
- Ob nach der Prüfung eine sichtbare Spur zulässig ist
- Ob Messwerte für eine Charge aufgezeichnet werden müssen
- Ob Referenzblöcke oder Verifikationszubehör benötigt werden
- Menge, Bestimmungshafen und gewünschter Liefertermin
