Die traditionelle, seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzte Härteprüfung beruht bis heute fast ausschließlich auf einer zerstörenden Begutachtung von Bauteilen. Der Qualimax stellt eine zukunftsweisende Neuentwicklung in diesem Bereich dar.
Zur exakten Bestimmung der Oberflächenhärte ist häufig eine zusätzliche Vorbereitung des Werkstücks notwendig, z. B. das Anschleifen der Oberfläche zur optischen Vermessung des Prüfkörpereindrucks.
Eine genaue Bestimmung der Einhärtetiefe ist auf traditionellem Wege sogar nur über die Zerstörung des bereits fertig bearbeiteten Bauteiles möglich, da zunächst in der entsprechenden Ebene geschnitten werden muß. Die Oberflächenqualität der erzeugten Schnittfläche reicht oftmals nicht zur optischen Vermessung aus, so daß auch hier ein Schleifvorgang notwendig wird.
Dadurch können einerseits sehr hohe Kosten für das zerstörte und somit unbrauchbar gewordene Bauteil entstehen; vor allem, wenn es sich um größere Bauteile wie Turbinenschaufeln oder Maschinenbetten handelt. Andererseits fallen zusätzliche Kosten für die umfangreiche Prüfungsvorbereitung an.
Prüfung in Fertigungsbereich verlagert
Die zerstörungsfreie, flexible und schnelle Arbeitsweise des Qualimax bietet hingegen alle Voraussetzungen, um Bauteile während des gesamten Wärmebehandlungsprozesses kostengünstig und umfassend zu prüfen. Der Prüfvorgang kann dabei vom Bereich der Qualitätssicherung direkt in den Bereich der Fertigung vorverlagert werden, wobei sich ein Einsatz des Qualimax nicht nur auf die Prozeßüberwachung beschränkt, sondern auch zum schnellen Finden von Anlageparametern im Vorfeld der Wärmebehandlung eingesetzt werden kann.
Funktionsprinzip
Der Qualimax basiert auf einer Kombination von verschiedenen elektromagnetischen Prüfverfahren. Die vom handlichen Prüfkopf ausgesendeten Impulse werden abhängig von der Wärmebehandlung und vom Werkstoff des Bauteils beeinflußt und wieder aufgenommen (Abb. 1).
Parallel zum laufenden Meßprozeß werden unter Verwendung komplexer mathematischer Funktionen in Sekundenbruchteilen die aufgenommenen Signale ausgewertet und die Zielgrößen (Abb. 2) berechnet. Ein Display zeigt diese am Ende des Meßprozesses als Härtewert (in HV, HR oder anderen Einheiten) und Einhärtetiefe (in mm) auf an. Der Meßprozeß selbst umfaßt dabei die Aussendung und Aufnahme von zehn Einzelimpulsen.
Die bedienerfreundliche menügeführte Software macht den Umgang mit dem Gerät innerhalb kürzester Zeit möglich. Anwenderunabhängige, über die Software gesteuerte Hinweise sowie eine aktive Sensorkennung ermöglichen eine sichere und fehlerfreie Nutzung des Qualimax. Die Ergebnisse können direkt dokumentiert werden. Grundlage der Vermessungen bilden Meßprogramme die zuvor einmalig erstellt werden müssen. Dabei wird das Gerät auf mechanisch/technologische Daten der vorliegenden Kalibrierproben (Abb. 3) angelernt. Bei der Vermessung von Bauteilen verschiedener Chargen wird der Chargeneinfluß durch geeignete Kalibrierung des Geräts vollkommen unterdrückt. Ein einziges Meßprogramm genügt, was gerade bei einsatzgehärteten Bauteilen mit schwankendem C-Gehalt von großem Vorteil ist. Momentan stehen dem Qualimax zwei Sensortypen zur Verfügung. Sie unterscheiden sich vornehmlich in der Größe ihrer Prüfflächen (10 x 30 mm und 6 x 14 mm). Mittelfristig wird noch eine weitere Miniaturisierung der Sensoren erfolgen, so daß der Einsatzbereich zusätzlich ausgedehnt werden kann.
Induktiv- und Laserhärtung
Zur Zeit kann der Qualimax für die Induktiv- und die Laserhärtung eingesetzt werden. Bei einsatzgehärteten Bauteilen ist der Einfluß des C-Gehalts zu berücksichtigen. Sowohl Vergütungs-, Werkzeug-, Wälzlagerstähle, Stähle zur Oberflächenhärtung als auch Gußwerkstoffe, Feder- und Einsatzstähle lassen sich vermessen, ebenso Bauteilgeometrien und auch konvex gestaltete Bauteile wie Wellen oder Zapfen. Der Qualimax wertet dabei fast unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Bauteile aus. Neben bearbeiteten Oberflächen kann auf nahezu allen unbearbeiteten Oberflächen vermessen werden.
Weitere Informationen A QE 502
Teilen:
