Die Auswahl der mechanischen Prüfgeräte für Bremsbacken aus Gusseisen muss der Norm ICS 45.060.20 entsprechen. Diese Norm legt fest, dass die Prüfung der mechanischen Eigenschaften in zwei Teile gegliedert ist:
1. Zugversuch
Die Durchführung erfolgt gemäß den Bestimmungen der ISO 6892-1:2019. Die Abmessungen und die Verarbeitungsqualität der Zugproben müssen den Anforderungen der ISO 185:2005 entsprechen.
2. Härteprüfverfahren
Die Durchführung erfolgt gemäß ISO 6506-1:2014. Härteproben werden aus der unteren Hälfte des separat gegossenen Prüfstabs entnommen; falls kein Prüfstab vorhanden ist, wird ein Bremsklotz entnommen, von dessen Seite 6 mm – 10 mm abgehobelt und die Härte an 4 Messpunkten gemessen. Der Mittelwert ist das Prüfergebnis.
Grundlage für das Härteprüfverfahren
Die Norm ISO 6506-1:2014 „Metallische Werkstoffe – Brinellhärteprüfung – Teil 1: Prüfverfahren“ legt das Prinzip, die Symbole und Erläuterungen, die Prüfgeräte, die Proben, die Prüfverfahren, die Unsicherheit der Ergebnisse und den Prüfbericht für die Brinellhärteprüfung metallischer Werkstoffe fest.
2.1 Auswahl der Prüfgeräte: Brinell-Härteprüfgerät (Empfohlen als erstes)
Vorteile: Die Eindruckfläche ist groß, wodurch die Gesamthärte des Gusseisenmaterials besser widergespiegelt werden kann (Gusseisen kann eine ungleichmäßige Struktur aufweisen), und die Ergebnisse sind repräsentativer.
Es eignet sich für Gusseisen mittlerer und niedriger Härte (HB 80 – 450) und deckt damit den gesamten Härtebereich von Gusseisen-Bremsbacken ab.
Die Vorgehensweise ist relativ einfach, und die Anforderungen an die Oberflächengüte der Probe sind relativ gering (im Allgemeinen ist Ra 1,6 – 6,3 μm ausreichend).
2.2 Prinzip des Brinell-Härtetests
Das Prinzip lässt sich wie folgt zusammenfassen: Eine Kugel aus einer harten Legierung (oder eine gehärtete Stahlkugel) mit einem Durchmesser von 10 mm wird mit einer bestimmten Prüfkraft (z. B. 3000 kgf) in die Oberfläche der Probe gedrückt. Nach Messung des Eindruckdurchmessers wird der Härtewert (HBW) berechnet, um die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen plastische Verformung zu charakterisieren. Der Hauptvorteil dieses Verfahrens liegt in der hohen Aussagekraft der Ergebnisse, die die makroskopischen Härteeigenschaften des Materials widerspiegeln. Es handelt sich um eine klassische Methode, die in der Werkstoffprüfung metallischer Werkstoffe weit verbreitet ist.
2.3 Symbole und Erläuterungen des Brinellhärtewertes
Die Brinellhärte (HBW) ist definiert als das Verhältnis der Prüfkraft (F) zur Eindruckfläche (A) in MPa (üblicherweise wird jedoch nur der Zahlenwert angegeben). Die Berechnungsformel lautet: HBW = πD(D−D2−d2)² × 0,10² × F
Wo:
F ist die Prüfkraft (Einheit: N);
D ist der Durchmesser des Eindringkörpers (Einheit: mm);
d ist der mittlere Durchmesser der Eindellung (Einheit: mm);
Der Koeffizient „0,102“ ist ein Umrechnungsfaktor, der verwendet wird, um die Einheit der Prüfkraft von kgf in N umzurechnen (wenn die Berechnung direkt in N erfolgt, kann die Formel vereinfacht werden).
Aus der Formel geht hervor, dass bei gleicher Prüfkraft und gleichem Eindringkörperdurchmesser gilt: Je kleiner der Eindringkörperdurchmesser, desto stärker ist die Fähigkeit des Materials, plastischer Verformung zu widerstehen, und desto höher ist der Brinellhärtewert; umgekehrt ist der Härtewert umso niedriger, je kleiner der Eindringkörperdurchmesser ist.
Entsprechend den Materialeigenschaften von Bremsbacken aus Gusseisen (Grauguss) ergeben sich üblicherweise folgende Parameter für den Brinell-Härtetest:
Prüfkraft (F): Im Allgemeinen wird eine Prüfkraft von 3000 kgf (29,42 kN) verwendet, und das entsprechende Härtesymbol lautet „HBW 10/3000“.
Hinweis: Ist die Probe dünn oder das Material weich, kann die Prüfkraft gemäß ISO 6506-1:2014 angepasst werden (z. B. auf 1500 kgf oder 500 kgf). Dies muss jedoch im Prüfbericht vermerkt werden.
Veröffentlichungsdatum: 26. August 2025
