Die Qualität und Einhaltung des Oberflächenhärteprozesses sollte in der Prozessentwicklung sowie in regelmäßigen Abständen auch während der Produktion überprüft werden. Neben der Rissprüfung kann die Qualität der Oberflächenhärtung durch Messung der Oberflächenhärte und Härteeinsatztiefe verifiziert werden. Dies sind entscheidende Werte, um das mechanische Verhalten des Bauteils unter Arbeitsbedingungen zu verstehen.
Bei der Bearbeitung von großen Ringen und anderen großen Bauteilen sollte der Härteprozess durch zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) überprüft werden. ZfP spart Zeit, da das Bauteil nicht aufgeschnitten werden muss, um Proben für die Prüfung zu erhalten. Außerdem bleibt das Bauteil nach den ZfP-Qualitätsprüfungen intakt und kann eingesetzt werden. Dies ist insbesondere bei großen Bauteilen wichtig, die üblicherweise einen hohen wirtschaftlichen Wert aufweisen. Außerdem erlauben die ZfP-Verfahren eine hundertprozentige Qualitätskontrolle der Produktion.
SAET besitzt die folgende Ausrüstung für die ZfP-Qualitätskontrolle:
– Ein mobiles Härteprüfgerät mit Leeb-Sonde und HV-UCI-Sonde
Das Leeb-Verfahren nutzt eine Kugel, die an der Bauteiloberfläche abprallt. Sie wird bei großen Bauteilen mit einer hohen Einsatzhärtetiefe empfohlen. Die UCI-Sonde ist ein Vickers-Eindringkörper. Die Prüfkraft wird von Hand aufgebracht und der Eindruck wird mit einem Ultraschallsystem gemessen. Das UCI-Verfahren eignet sich auch für kleinere Bauteile mit einer dünneren gehärteten Schicht. Beide Prüfungen hinterlassen einen sehr kleinen Eindruck an der Bauteiloberfläche.
– Ultraschallgeräte für die ZfP-Einhärtetiefenprüfung
Das Funktionsprinzip dieses Gerätes basiert auf der Streuung der sich durch ein polykristallines Material ausbreitenden Ultraschallwellen. Die für die Streuung verantwortlichen Partikel sind im Vergleich zur Ultraschallwellenlänge kleine kristalline Körner. Die Intensität der zurückgestreuten Wellen ist vom Verhältnis der Korngröße zur Ultraschallwellenlänge abhängig. Bei einem einsatzgehärteten Bauteil weist die gehärtete Schicht kleine martensitische Körner auf. Das Kernmaterial zeigt hingegen eine gröbere Struktur. Die Intensität der Rückstreuwellen steigt mit zunehmender Korngröße an, sodass die Grenzflächenschicht zwischen der gehärteten Schicht und dem Kernmaterial messbar wird.
Unsere Erfahrung mit großen Ringen zeigt, dass die zerstörungsfreie Prüfung von Oberflächenhärte und Einsatztiefe bequem, kostengünstig und an zahlreiche Spurgeometrien anpassbar ist.
