Härteprüfmaschine Hersteller

Produktion und Vertrieb von Härteprüfgeräten

Entwicklung der Härteprüfung   Home Härteprüfungen Entwicklung der Härteprüfung

Entwicklung der Härteprüfung an mittelgroßen Werkstücken

Im Bereich der Wärmebehandlung war eines der großen Probleme immer die Kontrolle der Härte an großen Teilen, wobei das Hauptproblem die Möglichkeit betraf, die Homogenität der Wärmebehandlung zu überprüfen.
Betrachtet man z. B. geschmiedete Ringe (oder allgemein große Teile), so ist es zwingend erforderlich, die Homogenität der Abkühlung für die Umformung der Struktur zu gewährleisten.
Aus diesem Grund war eine einzige Härteprüfung nicht ausreichend, sondern musste an verschiedenen Stellen des Werkstücks wiederholt werden.
Die Hauptprüfung für diese Art von Teilen ist seit jeher der Brinell-Test, der mit einer Last von 3000 kg mit einem Eindringkörper von 10 mm Durchmesser durchgeführt wird, da er eine große Prüffläche hat und einen ziemlich großen Bereich des Teils berücksichtigt; außerdem erlaubt die Last von 3000 kg eine ausreichende Tiefe, dank derer man eine durchschnittliche Härte innerhalb eines relativ großen Bereichs erhält (im Gegensatz dazu würde man bei einem Vickers-Test einen sehr kleinen Teil des Materials prüfen).

Waren kommerzielle Härteprüfer wirklich in der Lage, eine zuverlässige Brinell Prüfung mit einer Last von 3000Kg durchzuführen?

Um diese Prüfungen durchführen zu können, wurden grundsätzlich tragbare Härteprüfgeräte verwendet, die den tatsächlichen technischen Anforderungen nicht entsprechen, da es äußerst schwierig ist, ein tragbares Härteprüfgerät zu haben, das in der Lage ist, eine 3000 kg schwere Last aufzubringen, wie von der Norm gefordert. Deshalb wird in diesem Fall eine dynamische Last (Schlag) oder eine geringere Last angebracht, da man zum Aufbringen einer 3000 kg schweren Last einen Reaktionspunkt benötigt, der einem tragbaren Gerät offensichtlich fehlt.

Eine alternative Lösung war die Verwendung von Härteprüfgeräten mit „Klemmen“, die tatsächlich eine Last von 3000 kg aufbringen konnten, allerdings mit offensichtlichen Einschränkungen, da die Klemme nicht zu viel wiegen durfte und Kettenanker verwendet wurden.
Ein weiteres Problem war die Art der Lastaufbringung, die pulsierend mittels „kleinen Pumpen“ erfolgte; die daraus resultierenden Probleme waren jedoch sowohl die oszillierende Art der Lastaufbringung als auch die Tatsache, dass eine Verweilzeit der Last und daher eine ausreichende Genauigkeit nicht gewährleistet werden konnte.

Im Laufe der Zeit sind, durch die immer höheren Anforderungen an die Präzision der Prüfverfahren (auch durch die Veränderung der Normen), diese Arten von tragbaren Geräten nicht mehr zertifizierungsfähig geworden.

Eine andere weit verbreitete Lösung, vor allem in den 2000er Jahren, war die Verwendung von riesigen sogenannten „radialen“ Härteprüfgeräten, die jedoch viele Einschränkungen hatten, sowohl technisch als auch wirtschaftlich. Sie waren zwar sehr teuer, konnten aber keine korrekte Oberflächenvorbereitung automatisch durchführen und hatten darüber hinaus wichtige Fehler in Bezug auf die Lastaufbringung. Vor allem hatten diese Geräte eine suboptimale mechanische und strukturelle Konstruktion, da es sich im Wesentlichen um Bohrer handelte, denen ein Kopf zur Härteprüfung hinzugefügt wurde, was zu großen Problemen aufgrund der hohen Biegung bei der Anwendung führte, was oft ovale Abdrücke zur Folge hatte, die daher unzuverlässig waren. (insbesondere bei der Durchführung von Tests an der Außenseite neben der Fahne.

Die Ausführung eines korrekten Eindrucks auf einer richtig vorbereiteten Oberfläche ist grundlegend, um eine zuverlässige Messung desselben durchführen zu können. Mittlerweile sind alle technologisch fortschrittlichsten Härteprüfgeräte mit einer Kamera ausgestattet, die in der Lage ist, den Eindruck selbst zu messen. Denken Sie daran, dass die Bewertung eines fortschrittlichen optischen Systems keinesfalls dem Zufall überlassen werden darf.

Die Bedeutung der Oberflächenvorbereitung

Bei der Lösung der oben genannten Probleme im Zusammenhang mit der Lastaufbringung und der Eindruckerfassung möchten wir Sie auf ein Problem aufmerksam machen, das oft noch sehr unterschätzt wird: Die richtige und wiederholbare Oberflächenvorbereitung.
Da die optimale Art der Messung des Brinell-Eindrucks die optische Messung ist (und nicht die Messung der HBT-Tiefe), müssen wir beispielsweise bei einer Brinell-Prüfung, die an Guss- und Schmiedeteilen durchgeführt werden soll, bedenken, dass die rohe Oberfläche auf keinen Fall für die Messung geeignet ist.
Daher ist der Bediener in 80 % der Fälle gezwungen, manuell zu schleifen (mit einer Schleifmaschine), um die Oberfläche des Teils für den Test vorzubereiten. Dies führt zu einer Reihe von Fragen und Problemen:

  • Zeitverlust
  • Wie tief sollte ein Bediener schleifen?
  • Wird ein Bediener immer in der Lage sein, manuell in der gleichen Tiefe zu schleifen?
  • Sind wir sicher, dass der Bediener die Oberfläche nicht zu stark erwärmt und ein Aushärten riskiert?
  • Wird diese Arbeit nicht zu anstrengend für den Bediener sein?
Der technologische Durchbruch von EasyDur

Easydur hatte das Ziel, die in den vorherigen Punkten genannten Probleme zu überwinden:

  • Richtige und wiederholbare Oberflächenvorbereitung
  • Genauigkeit der Last
  • Genauigkeit und Wiederholbarkeit beim Messen des Eindrucks

Easydur entwickelte 1994 den ersten Kopf für Härteprüfgeräte, der in der Lage ist, die Oberfläche automatisch vorzubereiten (dank eines speziellen Schlitzes), den Brinell-Eindruck bei 3000 kg durchzuführen und den Eindruck über eine installierte Kamera zu messen.
Dieses System wurde erfolgreich vermarktet, und viele Härteprüfgeräte wurden an Schmiede- und Wärmebehandlungsunternehmen in Italien und im Ausland verkauft.
Nun blieb noch ein wesentlicher Punkt offen: das System so zu entwickeln, dass es den Eindruck optisch und automatisch ablesen kann.

Dank eifriger Forschungs- und Entwicklungsarbeit und dem Eingehen auf die immer strenger werdenden Anforderungen der Kunden kam der wirkliche Durchbruch, der in der Branche bis heute einzigartig ist, im Jahr 2001, dem Jahr, in dem Easydur das erste Härteprüfgerät konstruierte und auf den Markt brachte, das in der Lage war, den gesamten oben beschriebenen Zyklus automatisch durchzuführen. In knapp einer Minute können unsere Härteprüfgeräte Folgendes durchführen:

  • Oberfläche vorbereiten (Einstellen von Drehzahl und Tiefe)
  • Brinell-Eindruck vornehmen
  • Brinell-Eindruck automatisch erfassen und messen

Dieser letzte Schritt ist wichtig, da der Autofokus bedeutet, dass bei einer Absenkung, wie bei Tests an Zylindern bzw. Gasflaschen, die auf Gummirollen montiert sind, das Teil nach dem Test mit 3000 kg heruntergefahren werden kann und danach die Kamera den Fokus automatisch einstellen und die gesamte Prüfachse korrigieren kann, bis das Bild scharf ist und die automatische Messung vornehmen kann.

So haben wir das Härteprüfverfahren buchstäblich revolutioniert, indem wir es zuverlässig, wiederholbar und vor allem schnell gemacht haben. Und das, ohne dass menschliche Fehler vorkommen können.
In den folgenden Jahren bis zum heutigen Tag hat die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Easydur daran gearbeitet und weiterentwickelt, dieses System zu optimieren, um es noch schneller und an die unterschiedlichen Anwendungsanforderungen der Teile und der verschiedenen Materialien der verschiedenen Kunden anzupassen.
In den letzten zehn Jahren haben wir diesen Kopf für Härteprüfgeräte auf einer Vielzahl von Maschinen eingesetzt, die speziell entwickelt wurden, um die Produktionsprozesse der Kunden zu erleichtern und zu beschleunigen.
2016 stellte Easydur das erste Portalhärteprüfgerät her, das mit einem selbstlernenden System ausgestattet ist und den Härteprüfzyklus zu einem echten 4.0-Prozess machen kann.

Ein Schwerpunkt auf Härteprüfgeräten, die für die Prüfung mittlerer und großer Werkstücke geeignet sind

Im Vordergrund steht sicherlich die Konstruktion einer robusten Mechanik, mit Portal- oder radialen Konstruktionen, aber ganz auf ein Härteprüfgerät und nicht auf eine Bohrmaschine ausgelegt, mit extrem steifen und soliden Ständern.

Zu einem Portal gehört in erster Linie eine 10 x 3 Meter große stationäre Grundlage, auf der das gesamte auf einer Palette stehende Portal verschoben werden kann. Zudem ist es mit einem seitlichen Träger ausgestattet und besitzt eine große nützliche Prüfhöhe (oftmals bis zu 3 Metern).
Alle Achsen sind absolut, digital und programmierbar, die Maschine ist eigentlich eine CNC-Steuerung, bei der man nur die Koordinaten eingeben muss, um der Maschine einen Input zu geben, damit sie die Tests an den angegebenen Punkten direkt durchführt.
Diese Funktion ist sehr nützlich in Fällen, in denen Teile in Serie produziert und getestet und auf eine Palette gelagert werden. Wenn wir die Selbstlernfunktion hinzufügen, können wir uns vorstellen, welch große Zeitersparnis dies mit sich bringt.
Diese Konfiguration wurde gewählt, weil wir auf diese Weise die Abmessungen des Portals kompakt halten können, was den Platzbedarf reduziert; ein feststehendes Portal, ohne motorisierte Bewegung, müsste mindestens doppelt so lang sein.
Ein weiterer wichtiger technischer Vorteil, der einzigartig für Easydur-Härteprüfgeräte ist, ist die Tatsache, dass sie durch eine einzige vertikale Z-Achse gesteuert werden, die, sobald sie auf dem Werkstück platziert ist, nicht nur als vertikale Verschiebung fungiert, sondern auch die Fortsetzung der Kraft bestimmt, indem sie mit einer einzigen Prüfachse direkt auf Last geht.
Die meisten Härteprüfgeräte auf dem Markt spannen das Werkstück zunächst mit der Traverse ein und führen dann die Prüfung mit einer zusätzlichen z-Achse durch.

Das Herzstück des Easydur-Systems ist der Multistation-Revolverkopf für Härteprüfgeräte, der folgende Eigenschaften aufweist:

  • Easydur hat ein Laserzeigegerät, das den gewählten Testpunkt identifizieren kann, eine Frässtation, eine Härtestation und eine Messkamera mit Autofokus eingebaut.
  • Dieser Kopf wurde kompakt entwickelt, so dass er sehr schmale Prüfstellen oder kleine Bünde einzudringen, was die Prüfung einer unendlichen Anzahl von Teilen mit Kragen ermöglicht.

Eine weitere Einzigartigkeit des Easydur-Kopfes ist der Einsatz eines Fräsers mit Taucharretierung (vertikal), der den unbequemen und häufiger eingesetzte Seitenfräser ersetzt.
Bitte beachten Sie, dass die UniversalED-Software von Easydur, wie bereits erwähnt, die Programmierung sowohl der Frästiefe (von einigen Hundertsteln bis zu 5 mm) und der Vorschubgeschwindigkeit, als auch des Anschlags zum Polieren des Bodens und der RMPs ermöglicht.
Nur wenn der Bediener in diesem Modus arbeitet, hat er die Gewissheit, dass ein Test entsprechend den tatsächlichen technischen Anforderungen durchgeführt wird. Der Kunde muss die Oberfläche nicht mehr schleifen (das spart wertvolle Zeit) und gerät dank der bei der Bearbeitung anfallenden Späne nicht in Gefahr, das Material zu erhitzen.

Fallbeispiel

Eine eingehende Studie wurde bei einem unserer Kunden durchgeführt, der zwei Härteprüfgeräte besitzt, eines mit einem automatischen Oberflächenvorbereitungssystem mit „Schleifband“ und eines mit dem Easydur-Kopf. Dabei ergaben sich mehrere interessante Aspekte.

Das Schleifband erwärmte das Werkstück und garantierte daher keine Abtragstiefe, und dann nutzte es sich ab und trug nichts mehr ab.
Der Kunde, der anfangs sehr skeptisch war, diese Schleifmethode durch das Easydur-System zu ersetzen, befürchtete, dass die dünnen Wände seines Werkstücks unterschnitten werden würden.
Während der Angebotsphase führten wir gemeinsam eine gezielte Studie durch, bei der wir grundsätzlich mehrere progressive Fräsvorgänge und mehrere Härtetests am gleichen Werkstück durchführten.
Wir begannen mit 0,05 mm, gingen dann runter auf 0,1/ 0,2/ 0,3/ 0,4/ 0,5; es stellte sich heraus, dass bei 0,05 das Werkstück weich war, bei 0,1 wurde es härter, bei 0,2 erreichte es die gewünschte Härte und bis 0,5 änderte sich die Härte nicht.
Nachfolgende Tests ergaben, dass die ideale Tiefe 0,15 betrug, was für die Dicke des Teils mehr als akzeptabel war.
Die erste Oberfläche wurde durch die Behandlung entkohlt und darunter befand sich die gute Oberfläche.
Wie könnte ein Bediener eine solchen Vorgang manuell durchzuführen?
Welches Risiko wäre der Kunde eingegangen, wenn er sich der korrekten Ausführung seines Härteverfahrens nicht sicher gewesen wäre?

Ein Aspekt von großer praktischer Bedeutung aus Sicht der Wartung ist die Tatsache, dass unsere Fräser mit Schneidplättchen ausgestattet sind, so dass es ausreicht, sie bei Verschleiß auszutauschen, ohne die Nullstellung erneut vornehmen zu müssen.

Kurzgefasste und wesentliche Zusammenfassung

Mit diesem System, das wesentlich kostengünstiger und schneller ist als sowohl das Bürsten als auch das manuelle Schleifen, haben wir den Prozess erheblich beschleunigt, die Präzision erhöht und die direkten und indirekten Kosten drastisch reduziert.

Nehmen Sie Kontakt mit uns auf

Wir liefern Ihnen alle Informationen über unsere Produkte.

(*) Pflichtfelder

Reservierter Bereich