Nikrohärtemesser.
Zur Prüfung der Harte kleiner Probestücke aus dünnem Blech oder harter oder weicher dünner Schichten eines Materials, wie z. B. aufgekohlter oder entkohlter Zonen gehÏrteten Stahls, Nitrierschichten usw., oder bei der Prüfung kleiner Stellen oder einzelner Bestandteile des Mikrogefüges eines Metalles oder dergleichen, ebenso wie f r andere Zwecke, wie bei mineralogischen Untersuchungen, ist es bereits bekannt, eine sogenannte Mikrohä. rtemessung aufzuführen.
Ein gebräuchlich-as Verfahren zur Ausführung einer derartigen Messung bedient sich des statischen Eindruckes, indem ein MeBkorper harten Stoffes, wie z. B. ein Dia mant, unter dem EinfluB einer gewissen bekannten Belastung senkrecht zur Prüffläche in den Stoff eingepresst wird. In bekannten Mikroliärtemessern, die nach diesem Prinzip gebaut sind, sind die Belastung und die Einrichtungen zur Bestimmung der Belastung mit dem Eindruckskorper oder seinem Halter vereinigt.
Damit ein Mikrohärtemesser, der für metallographische oder mineralogische-Zwecke bestimmt ist, zweckmäBig sein soll, muB die Bedingung erfüllt werden, daB die Treffsicherheit gut ist, so daB ein vorbestimmter Punkt oder Gefiigebestandteil durch den Eindruckk¯rper genau getroffen wird. Bei der Verwendung eines mit der Belastung und den Belastungsmitteln verbundenen beweglichen Eindruckkorpers und wahrend des Prüfens stillstehenden Probestückes sind ganz besondere Einrichtungen erforderlich, um eine genügende Treffsicherheit zu erreichen. Der Messer wird hierdurah sehr verwickelt und teuer.
Die vorliegende Erfindung hat zum Zweck, einen Mikrohärtemesser zu schaffen, der gemäB dem Eindrucksverfahren arbeitet, aber bei dem die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daB ein zum Eindruckkorper hin und von diesem weg beweglicher Halter f r das Probest ck durch einen Waagebalken getragen wird, wobei die Belastungsmittel zum Erzeugen des Eindruckes derart angeordnet sind, daB sie beim Eindruckvorgang den Halter mit dem Probestück gegen den Eindruckkörper pressen. Der Eindruckkörper braucht dann mit Mitteln zur Erzeugung oder Messung der Eindruckbelastung nicht vereinigt zu sein.
Als Eindruckkörper kann z. B. ein ge wöhnlicher sogenannter Vickersdiamant der bei gewöhnlichen Härteprüfungen benutzten Gattung verwendet werden ; der Eindruckkörper kann dann abwechselnd bei Mikro härtemessungen und bei gewöhnlichen HÏrteprüfungen benutzt werden. Dies ist von nicht geringer Bedeutung, da solche Diamanten verhältnismäBig teuer und in Kriegszeiten schwer zu beschaffen sind.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht worden. Die Fig. 1 und 2 stellen je ein Ausführungsbeispiel in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dar.
Es bezeichnet in Fig. 1 die Beznosziffer 1. den Eindruckkörper, der sich unterhalb einer Öffnung 2 des Objekttisches 3 eines im übrigen nicht dargestellten Mikroskops f r reflektiertes Licht befindet, und zwar kehrt er seine diamanttragende Spitze nach oben.
Es sei angenommen, dass der Tisch des Mikroskops heb-und senkbar angeordnet und auBerdem im Verhältnis zum Eindruckkörper waagrecht verstellbar ist. Auf dem Tisch 3 ruht ein portalförmiges Gestell 4. In diesem Gestell ist ein Halter 5 für das Probestück 6 heb-und senkbar, gelagert. Der Halter 5 besteht beispielsweise aus einem oben offenen, vorzugsweise zylindrischen Behälter, der im Boden eine Öffnung aufweist. Gegen den zurückbleibenden Flansch des Bodens wird das Probestück mit Hilfe der Schraube 7 festgespannt, die durch eine Schiene 8 hindurchgeschraubt ist. Die Schiene 8 ist lu, sole im Behälter gelagert und stützt sich gegen die untere Seite zweier AbsÏtze an der Wand des Behälters.
Auf der Kante des BehÏlters 5 ruht eine Platte 9, die zum Tragen des die Belastung darstellenden Gewiclites 10 dient. Der Behälter 5 ist an dem untern Ende einer bügelartigen Führung 11 befestigt, die durch einen in das obere Querstück des Bü- gels festsitzenden Stift 12 und ein darin befestigtes Seil oder Band 13 mit dem einen Ende eines Hebels 14 verbunden ist, der bei 15 oben im Gestell 4 gelagert und an seinem a. ndern Ende ein Gegengewicht 16 trÏgt. Der mit dem Bügel 11 verbundene Hebelarm ist als ein Kreissektor ausgebildet, auf dessen mit der Achse 15 konzentrischer Stirnfläche 17 das Seil oder Band abrollen kann.
Hierdurch. wird erreicht, dass das Drehen des He- bels um die Achse 15 keine Neigung zur seitlichen Verschiebung des Bügels 11 oder der davon getragenen Teile verursacht.
Der Stift 12 gleitet in einer Öffnung im obern Teil des Gestelles 4. Nebst zwei waagrechten Führungsstiften 18, 19 unten im Gestell, die in senkrechten Nuten in der Wand des Behälters eingreifen, dient der Stift 12 zur Führung des Bügels 11 mit dem Halter 5 in senkrechter Richtung. Ein noch besseres senkrechtes Führen des B gels 11 kann erreicht werden, wenn man statt der Führungs- stifte 18, 19 sorgfältig gelagerte Führungs- rollen verwendet. Die Lagerung des Bügels 11 ist übrigens so ausgef hrt, da¯ sich das Probestück 6 gerade über der Öffnung 2 im Tische des Mikroskops befindet.
Durch das Gegengewicht 16 kann das Gewicht des Probestückes und des Halters 5 ausbalanciert werden. Jede gewünschte Eindruckbelastung kann dann durch Anbringung eines entsprechenden Gewichtes a. uf die PIatte 9 erreicht werden. Härteprüfungen können aber auch ohne Verwendung einer Ausbalancierung gemacht werden ;
in diesem Falle ist die Eindruekbelastung gleich der Smn.medesaufgelegtenGewichtesund'des Gewichtes dos Probesftückhalters und d'es Probestückes. Wenn eine geringere Eindruck- belastung als die aus dem Probestück und dorn Probestückhaliter sich zusammensetzende Belastungerwünschtist.dannka.nneNieAu.s- ba, lancierung nur eines Teils des Gewichtes in Betracht kommen.
In Fig. 2 ist der Halter 5 für das Probestück im wesentlichen so ausgebildet wie oben beschrieben, er ist aber hier unmittelbar an einem Arm eines Hebels 20 befestigt, der mittels des Zapfens 21 auf einer an den Tisch 3 des Mikroskops befestigten Platte 22 gelagert ist. An seinem andern Arm trägt der Hebel 20 ein fest angeordnetes Gegengewicht 93 und ein verstellbar angeordnetes Gegengewicht 24. Mit Hilfe dieser beiden Gegenge wichte kann. das Gewicht desProbestüekbalte. rs und des Probetückes ausbalanciert werden.
Die Prüfbe. lastfumg erhält man. da durch Auf legen eiines Gewichtes 10. gewünschter'Grosse auf die auf dem Helber ruhende Platte 9. In diesem Falle mu¯ sich bei jedem Pr fen das Gewicht 10 gerade oberhalb der Spitze des Eindruckkorpers befinden. Die Einstellung des Gewichtes in die richtige Lage kann beispielsweise relativ zu einem von der Bewegung des Tisches des Mikroskops unabhängigen, gerade oberhalb der optischen Achse des Objektivs befindlichen Zeiger 24 erfolgen.
Der genaue Augenblick, in welchem sich der Halter des Probestückes während des Aus balancierungsvorganges gerade hebt, kann beispielsweise dadurch abgelesen werden, dass der Hebel 20 bei 26 einen elektrischen Stromkreis öffnet, der dabei seinerseits ein optisches oder sonstiges Signal betätigt.
Die Prüfung findet für beide Ausfüh rungsformen folgenderweise statt :
WÏhrend der Eindruckkörper entfernt ist, stellt man mit Hilfe des Fadenkreuzokulars des Mikroskops die zu prüfende Stelle, wie z. B. ein Gefügeelement, in die Mitte des Gesichtsfeldes ein. Das Objektiv des Mikroskops wird dann entfernt und durch den Ein druckkorper mit seinem Halter ersetzt. Das Probestück und der Eindruckkorper werden dann so weit gegeneinanderbewegt, bis sie miteinander in Eingriff kommen und der Probestückhalter zufolge des Eingriffes von seiner Unterlage eben gehoben ist. Diese Stellung wird während einer gewissen Zeit, wie z. B. 15 bis 30 Sekunden, aufrechterhal- ten.
Man entfernt dann das Probestück und den Eindruckkörper voneinander und tauscht den Eindruckkörper nebst seinem Halter gegen ein Objektiv aus, so da¯ man den Eindruck beurteilen oder messen kann.
Dije gTite TiieffsicberheTt wird beispieils- weise durch die Wahl einer solchen Bauart für den Halter gesichert, da¯ er an Stelle des Objektivs in das Mikroskop eingesetzt und dabei derart eingestellt werden kann, daB die optische Achse des Objektivs und die Spitze des Eindruckkörpers genau die gleiche L ge einnehmen, wenn sie im Mikroskop ein- gesetzt sind. Dies lässt sich bei den meisten Mikroskopen mit Hilfe der an den Objektfassungen bereits vorhandenen Einstellungsmittel durchführen.
Es hat sich bei praktischen VersuGhen herausgestellt, dass der Eindruckkörper genau in die Mitte von im voraus ausgewählten Gefügebestandteilen des mikroskopischen Gesichtsfeldes getroffen hat, die eine Ausdehnung von nicht mehr als etwa 0, 005 mm2 hatten.
Bei Verwendung von Mikroskopen, die an den Objektfassungen keine Einstellungsmöglichkeiten aufweisen, kann man den Ein druckkorper und das Objektiv auf einem Schlitten lagern, der sich zwischen zwei Endlagen bewegen kann, die beispielsweise mit Hilfe von Halteschrauben derart verÏndert werden können, dass in der einen Lage die Spitze des Eindruckkörpers und in der andern Lage die optische Achse des Objektivs sich in ein und demselben Punkt befindet.
Man kann aber auch ein Objektiv, das mit dem Eindruckkörper fest verbunden ist, verwenden. In beiden FÏllen erreicht man eine wesentliche Vereinfachung des Pr fverfahrens.
Mit dem in Fig. 2 dargestellten Apparat lassen siah auch Ritzhärteprüfungen vor- nehmen, die derart vor sich gehen, da¯ der Halter 5 zunächst belastet und das Probestück hierauf mit dem Eindruckkörper in Berührung gebracht wird, wonach der Objekttisch des Mikroskops verschoben wird. Der : Eindruekkörper maeht da im Probestiick eine Ritze, deren Breite eine W rdigung der Härte versehiedener Teile des Probestückes ermöglicht.
Unter übrigen Abänderungen kann erwÏhnt werden, da¯ die Eindruckbelastung durch Federdruck anstatt des Gewiehtsdruk- kes erzeugt werden kann.
Es können auch Ausführungsformen vor- gesehen sein, bei welchen an Stelle eines Mi kroskops mit aufwÏrts gerichtetem Objektiv, wie in Fig. 1 und 2 vorausgesetzt wird, ein solches mit abwärts gerichtetem Objektiv verwendet wird. Der Probestiiekhalter ist dann an dem einen Arm eines Hebels be festigt, dessen anderer Arm so schwer belastet wird, da¯ da-s Probestück im Halter mit dem gewünschten Druck auf den an der Stelle des Objektivs sitzenden Eindruck- korper wirkt.