Was ist ein Härteprüfer?
Härteprüfer sind Messgeräte, die zur Bestimmung der Härte von Materialien verwendet werden.
Härteprüfer bestimmen die Härte, indem sie ein Prüfstück mit einer bestimmten Kraft zusammendrücken oder anritzen und die Größe der Verformung oder Markierung messen. Es gibt verschiedene Arten von Härtedefinitionen, z. B. Rockwell, Vickers und Brinell, und der Härteprüfer muss die Härte entsprechend den Eigenschaften des Prüfobjekts messen.
Stationäre Härteprüfer sind die gebräuchlichste Art von Härteprüfern, aber es gibt auch tragbare Geräte, die für Prüfungen an jedem beliebigen Ort verwendet werden können.
Anwendungen von Härteprüfern
Härteprüfer werden bei der Entwicklung neuer Produkte und bei der Qualitätskontrolle bestehender Produkte eingesetzt. Da jedes Prüfobjekt eine andere Härte aufweist, ist es erforderlich, den für das Prüfobjekt geeignete Härteprüfer zu verwenden.
1. Überprüfung der Qualität von Materialien
Im Rahmen der Qualitätskontrolle eines Produkts werden sie verwendet, um zu prüfen, ob das Produkt eine ausreichende Härte aufweist, um die Konstruktionsanforderungen zu erfüllen.
2. Vergleich von Werkstoffen
Härteprüfer werden zum Vergleich von Werkstoffen gleicher oder unterschiedlicher Art verwendet. Dies ermöglicht die Auswahl des am besten geeigneten Materials für eine bestimmte Anwendung.
3. Forschung und Entwicklung
Härteprüfer werden eingesetzt, um die Wirksamkeit neuer Materialien und Behandlungen zu beurteilen, wenn diese entwickelt werden.
4. Fehlersuche
Im Rahmen einer Produktfehleranalyse wird die Härte eines fehlerhaften Bauteils gemessen, um die Ursache des Fehlers zu ermitteln.
Funktionsweise von Härteprüfern
Es gibt verschiedene Härteprüfer mit unterschiedlichen Messfunktionsweisen. Je nach Verwendung des jeweiligen Prüfobjekts und der Härte sollte das geeignete Prüfgerät ausgewählt werden.
1. Rockwell-Härteprüfer
Bei diesem Verfahren wird die Härte aus der Tiefe des Eindrucks berechnet, der durch das Andrücken eines Diamanteindringkörpers gegen den Prüfkörper entsteht. Der Eindringkörper mit einem Scheitelwinkel von 120 ° wird als HRC eingestuft, während HRA dünne Bleche und dergleichen mit einer schwächeren Prüfkraft misst. HRB verwendet eine Stahlkugel anstelle eines Diamanteindringkörpers. Die Härte wird z. B. als HRC70 angegeben.
2. Brinell-Härteprüfer
Bei diesem Verfahren wird die Härte auf der Grundlage der Oberfläche des Eindrucks, der durch das Andrücken einer Stahlkugel aus Hartmetall in der Probe entsteht, und der beim Andrücken aufgebrachten Kraft berechnet. Sie kann keine dünnen oder kleinen Objekte messen und eignet sich für die Messung von Objekten mit ungleichmäßiger Härte oder rauen Oberflächen. Sie wird in HB oder HBW ausgedrückt.
3. Vickers-Härteprüfer
Bei diesem Verfahren wird die Härte anhand der diagonalen Länge des Eindrucks, der in der Probe durch Drücken eines quadratischen Diamanteindringkörpers mit einem Anstellwinkel von 136 ° erzeugt wird, und der dabei aufgebrachten Last berechnet. Sie beruht auf derselben Messfunktionsweise wie die Brinell-Härte, kann aber eine größere Bandbreite von Werkstoffen messen. Für die Messung der Oberflächenhärte mit sehr geringen Prüfkräften gibt es auch Mikro-Vickers-Härteprüfungen.
4. Shore-Härteprüfer
Dieses Prüfgerät ermittelt die Härte, indem es einen Diamanthammer auf eine Probe fallen lässt und die Höhe des Aufpralls misst. Während Rockwell, Brinell und Vickers die Härte gegen Eindrücken angeben, steht die Shore-Härte für die dynamische Belastbarkeit. Sie kann auch zur Messung der Härte von versendeten Produkten verwendet werden, da sie nach der Messung keine Kratzer oder Spuren hinterlässt.
5. Durometer
Ein Eindringkörper mit einer nadelförmigen Spitze wird belastet, und die Härte wird anhand der Tiefe berechnet, bis zu der der Eindringkörper eingedrückt wird. Tragbare Härteprüfer ermöglichen eine einfache Messung am Herstellungsort. Je nach Härteunterschied wird die Form des Eindringkörpers für die Messung geändert. Weiche Materialien wie Gummi und Elastomere werden mit dem A-Typ gemessen, während harte Kunststoffe mit dem D-Typ gemessen werden und als HDA80, HDD70 usw. gekennzeichnet sind.
HDA80 wird manchmal auch als Shore-A-Härte 80 bezeichnet, was mit der Shore-Härte verwechselt werden kann, daher ist Vorsicht geboten. Sie eignet sich nicht für den direkten Vergleich von Materialien mit sehr unterschiedlichem Elastizitätsmodul und wird in den letzten Jahren in Europa und anderswo kaum noch verwendet.
6. Bleistifthärteprüfer
Mit diesem Gerät wird die Oberflächenhärte von lackierten Beschichtungen gemessen, indem ein Bleistift mit einer festen Spitzenform belastet wird. Die Härte wird mit Bleistiften von 6B bis B, HB, F, H bis 6H gemessen, und die Härte des Bleistifts wird durch visuelle Prüfung auf Kratzer von 3 mm oder mehr bestimmt. Die härteste Bleistifthärte (z. B. 5H), die keine Kratzer verursacht, ist die Bleistifthärte.
7. Mohs-Härte
Obwohl es sich nicht um einen Härteprüfer handelt, gibt es eine Methode zur Bestimmung der Härte von Mineralien, die Mohs-Härte. Für jedes Standardmineral gibt es 10 oder 15 Härtegrade, gegen die gerieben wird, und die Härte wird durch den Punkt bestimmt, an dem der Gegenstand zerkratzt wird.
Weitere Informationen über Härteprüfer
Hinweise zur Verwendung von Härteprüfern
Die Härte ist, wie die Länge und das Gewicht, nicht eindeutig definiert und wird nur durch den jeweilige Härteprüfer bestimmt. Aus diesem Grund kann dem gemessenen Wert nur vertraut werden, da mit anderen Mitteln nicht überprüft werden kann, ob der gemessene Wert korrekt ist oder nicht.
Es ist daher notwendig, das Belastungs- und Maßmesswerk des Messgerätes regelmäßig zu überprüfen, um sicherzustellen, dass es keine Abweichungen gibt. Zu den Überprüfungen gehören die direkte Überprüfung durch Sachverständige, die regelmäßig durchgeführt wird, und die indirekte Überprüfung, bei der Proben bekannter Härte routinemäßig gemessen werden, um ihre Normalität zu überprüfen.
Werden Messungen an derselben Probe mit verschiedenen Typen von Härteprüfern durchgeführt, kann sich die Reihenfolge der Härte der Probe von einem Prüfgerät zum anderen ändern. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Härte, wie bereits erwähnt, für jedes Gerät anders definiert ist. Es gibt zwar Umrechnungstabellen, mit denen die Härte der einzelnen Härteprüfern abgeglichen werden kann, doch ist es gängige Praxis, für die zu vergleichenden Proben denselben Härteprüfer zu verwenden, um korrekte Daten zu erhalten.