Oberflächenhärteprüfung – Mr. Caliper erklärt Ihnen wie es geht!

Mr. Caliper, was ist eigentlich eine Oberflächenhärteprüfung?

Durch diese Prüfungsart wird die Härte, meist mit geringen Prüflasten, an der Oberfläche des Bauteils bestimmt.

Warum ist das wichtig?

Die Prüfung der Oberflächenhärte erfolgt meist mit sehr geringen Prüflasten (z.B. 300 g) und wird so nah wie möglich an der Oberfläche des Bauteils durchgeführt. Falls die Oberflächenhärte zu hart ist, kann das Produkt entweder aufgekohlt sein oder die Gesamthärte ist zu hoch. Eine überschrittene Oberflächenhärte steigert die Sprödbruchanfälligkeit.

Ist der Randbereich zu weich und somit weniger Kohlenstoff vorhanden (Abkohlung), kann z.B. das Gewinde die Belastungen im Beanspruchungsfall nicht tragen. Auch dies kann zu einem Versagen des Bauteils führen.

Welche Oberflächenhärteprüfungen kann ich im akkreditierten Labor der Würth Industrie Service durchführen lassen?

Die Oberflächenhärte kann mit verschiedenen Härteprüfverfahren durchgeführt werden. Unser Portfolio reicht von Vickers über verschiedene Rockwell-Methoden bis hin zu dem für die Oberflächenhärte eher seltenen Prüfverfahren Brinell. Diese Methoden richten sich nach dem zu prüfenden Produkt, den Anforderungen der Normen sowie den Kundenwünschen. So wird für Schrauben das Verfahren HV0,3 verwendet. Zur Prüfung der Härte an der Oberfläche dient bei Passstiften meist HRC.

Prüfablauf

Mr. Caliper steht schon in den Startlöchern für die Prüfung der Oberflächenhärte. Tauchen Sie ein, in unser Labor und lernen Sie die einzelnen Schritte im Detail kennen!

Eignungsprüfung (anhand einer Schraube)
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Bei der Eignungsprüfung müssen das Prüfverfahren sowie die geforderten Toleranzen definiert sein. Das Produkt muss eine ausreichend große Prüffläche aufweisen, welche später für die Oberflächenhärteprüfung vorbereitet wird.

Probenvorbereitung
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Für die Oberflächenhärteprüfung ist eine ebene und kratzerfreie Prüffläche erforderlich. Im Gegensatz zur Kernhärteprüfung wird das Muster nicht eingebettet. Dies erschwert die Probenvorbereitung. Da die meisten Produkte beschichtet sind, muss die Beschichtung vorher entfernt werden. Hierzu wird der Schraubenkopf mit feinem Schleifpapier sorgfältig angeschliffen. Es ist zu beachten, dass die Beschichtung vollständig an der Prüfstelle entfernt und zugleich nicht zu viel Grundmaterial von der Schraube abgetragen wird. Optimal ist es, wenn nur die Beschichtung entfernt wird. Anschließend wird die Probe mit einer Diamantsuspension poliert. Eine gute Probenvorbereitung ist unter anderem daran zu erkennen, dass Reste der Beschichtung neben der Prüffläche sichtbar sind.

Prüfmaschine einrichten
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Wie auch bei der Kernhärteprüfung erfolgt eine Überprüfung des Prüfgeräts. Es muss also eine entsprechende Härtevergleichsplatte geprüft, Werte dokumentiert und entschieden werden, ob die Maschine verwendet werden kann. Das Labor der Würth Industrie Service führt diese Kontrolle jeden Tag, für jedes verwendete Prüfverfahren und dem entsprechenden Härtebereich durch.

Prüfung durchführen
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Die Prüfung erfolgt meistens in HV0,3. Die Diamantpyramide wird mit einer Kraft von 300 g in die Oberfläche der Probe gedrückt. Somit ist der Härteeindruck vergleichsweise klein. Dies hat den Vorteil, dass eine mögliche Aufkohlung nicht durchdrungen wird. Zudem muss beachtet werden, dass die Prüffläche eben zum Eindringkörper liegt. Eine geringe Unebenheit hat bei diesem Prüfverfahren schon einen großen Einfluss auf das Messergebnis. Der Härteeindruck wird verzerrt und gibt somit nicht das tatsächliche Ergebnis wieder. Die Härteeindrücke werden auf der Prüfstelle verteilt und anschließend ausgewertet.

Ergebnisbeurteilung
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Für die Ergebnisbeurteilung wird auch hier ein Protokoll ähnlich der Kernhärte erstellt. Zu beachten ist, dass bspw. für eine Oberflächenhärteprüfung nach DIN EN ISO 898-1 nur eine obere Toleranz für die Festigkeitsklassen 10.9 und 12.9 von 390 bzw. 435HV0,3 definiert ist. Falls der Messwert zu gering erscheint, sollte eine Gefügeanalyse durchgeführt werden. Somit kann eine eventuelle Abkohlung angezeigt und bewertet werden. Ist die geprüfte Oberflächenhärte zu hoch, besteht die Gefahr einer Aufkohlung, die zu einem Sprödbruch führen kann.

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Gesamtübersicht der Prüfungen

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