Die Oberflächenwärmebehandlung wird in zwei Kategorien unterteilt: die Oberflächenvergütung und die chemische Wärmebehandlung. Die Härteprüfmethode ist wie folgt:
1. Oberflächenvergütung und Wärmebehandlung
Die Oberflächenvergütung erfolgt üblicherweise durch Induktionserwärmung oder Flammenerwärmung. Die wichtigsten technischen Parameter sind Oberflächenhärte, lokale Härte und effektive Härteschichttiefe. Zur Härteprüfung können Vickers- oder Rockwell-Härteprüfgeräte eingesetzt werden. Die Auswahl der Prüfkraft richtet sich nach der Tiefe der effektiven Härteschicht und der Oberflächenhärte des Werkstücks. Drei Härteprüfgeräte kommen zum Einsatz.
(1) Der Vickers-Härteprüfer ist ein wichtiges Mittel zur Prüfung der Oberflächenhärte wärmebehandelter Werkstücke. Mit einer Prüfkraft von 0,5–100 kg kann er die Oberflächenhärteschicht von nur 0,05 mm Dicke prüfen. Seine Genauigkeit ist hoch und ermöglicht die Unterscheidung wärmebehandelter Werkstücke. Der Vickers-Härteprüfer erkennt sowohl geringfügige Unterschiede in der Oberflächenhärte als auch die Tiefe der effektiv gehärteten Schicht. Daher ist die Ausstattung von Anlagen, die Oberflächenwärmebehandlungen durchführen oder eine große Anzahl oberflächengehärteter Werkstücke verarbeiten, mit einem Vickers-Härteprüfer erforderlich.
(2) Der Oberflächen-Rockwell-Härteprüfer eignet sich auch hervorragend zur Prüfung der Härte oberflächengehärteter Werkstücke. Drei Skalen stehen zur Auswahl. Er eignet sich für die Prüfung verschiedener oberflächengehärteter Werkstücke mit einer effektiven Härteschichttiefe von über 0,1 mm. Obwohl die Genauigkeit des Oberflächen-Rockwell-Härteprüfers nicht so hoch ist wie die des Vickers-Härteprüfers, erfüllt er bereits die Anforderungen an ein Prüfverfahren für Qualitätsmanagement und Qualifizierungsprüfungen von Wärmebehandlungsanlagen. Er zeichnet sich außerdem durch einfache Bedienung, komfortable Anwendung, niedrigen Preis, schnelle Messung und direktes Ablesen der Härtewerte aus. Mit dem Oberflächen-Rockwell-Härteprüfer können Chargen oberflächengehärteter Werkstücke schnell und zerstörungsfrei einzeln geprüft werden. Er ist besonders für Metallverarbeitungs- und Maschinenbaubetriebe von großer Bedeutung. Bei dicken, oberflächengehärteten Schichten kann auch der Rockwell-Härteprüfer eingesetzt werden. Bei einer Schichtdicke von 0,4–0,8 mm kann die HRA-Skala verwendet werden. Wenn die Härteschichttiefe 0,8 mm überschreitet, kann die HRC-Skala verwendet werden. Die drei Härtestandardwerte Vickers, Rockwell und Oberflächen-Rockwell lassen sich problemlos ineinander umrechnen und in vom Anwender benötigte Normen, Zeichnungen oder Härtewerte umwandeln. Die entsprechende Umrechnungstabelle befindet sich in der internationalen Norm ISO. Es gibt auch die amerikanische Norm ASTM und die chinesische Norm GB/T.
(3) Wenn die Dicke der wärmebehandelten, gehärteten Schicht mehr als 0,2 mm beträgt, kann ein Leeb-Härteprüfer verwendet werden. Es muss jedoch ein C-Typ-Sensor ausgewählt werden. Bei der Messung ist auf die Oberflächenbeschaffenheit und die Gesamtdicke des Werkstücks zu achten. Dieses Messverfahren ist nicht mit Vickers- und Rockwell-Härteprüfern kompatibel, eignet sich aber für Messungen vor Ort im Werk.
2. Chemische Wärmebehandlung
Bei der chemischen Wärmebehandlung wird die Oberfläche eines Werkstücks mit Atomen eines oder mehrerer chemischer Elemente infiltriert, wodurch sich dessen chemische Zusammensetzung, Struktur und Eigenschaften verändern. Nach dem Abschrecken und Anlassen bei niedrigen Temperaturen weist die Werkstückoberfläche eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit sowie Kontaktermüdungsfestigkeit auf, während der Werkstückkern eine hohe Festigkeit und Zähigkeit aufweist. Die wichtigsten technischen Parameter chemisch wärmebehandelter Werkstücke sind die Tiefe der gehärteten Schicht und die Oberflächenhärte. Der Abstand, bei dem die Härte auf 50 HRC abfällt, entspricht der effektiven Tiefe der gehärteten Schicht. Die Prüfung der Oberflächenhärte chemisch wärmebehandelter Werkstücke ähnelt der Prüfung oberflächengehärteter Werkstücke. Es können Vickers-Härteprüfer, Rockwell-Härteprüfer oder Rockwell-Härteprüfer eingesetzt werden. Härteprüfer dienen lediglich der Prüfung der Dicke der Nitrierung, in der Regel nicht mehr als 0,7 mm. In diesem Fall ist der Rockwell-Härteprüfer nicht mehr geeignet.
3. Lokale Wärmebehandlung
Wenn lokal wärmebehandelte Teile eine hohe lokale Härte erfordern, kann eine lokale Abschreckwärmebehandlung mittels Induktionserwärmung usw. durchgeführt werden. Bei solchen Teilen müssen üblicherweise die Position der lokalen Abschreckwärmebehandlung und der lokale Härtewert in der Zeichnung markiert werden. Die Härteprüfung der Teile sollte im dafür vorgesehenen Bereich durchgeführt werden. Das Härteprüfgerät kann einen Rockwell-Härteprüfer verwenden, um den HRC-Härtewert zu ermitteln. Bei oberflächlicher, wärmebehandelter Härtungsschicht kann ein Oberflächen-Rockwell-Härteprüfer verwendet werden, um den HRN-Härtewert zu ermitteln.
Veröffentlichungszeit: 22. Februar 2023
