CH283472A - Prüfverfahren zur Bestimmung der Härte eines Werkstoffes und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  



  Prüfverfahren zur Bestimmung der Härte eines Werkstoffes und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.



   Zur Bestimmung der Härte von Werkstoffen werden fast allgemein statisehe oder dynamische Prüfverfahren angewendet. Bei ersteren wird der Härtewert so festgestellt, dass ein   Eindringkörper    allmählieh und stossfrei mit der Oberfläche des Prüfstüekes in Kontakt gebracht und einer vorgesehenen Bela  stung unterworfen    wird, wobei er in die Oberfläche eindringt. Die dynamischen Verfahren beruhen darauf, dass der Eindringkorper durch Stoss-oder Schlagwirkung mit dem zu prüfenden Werkstüek in Berührung gebracht wird, wobei entweder der Eindruck am   Prüf-      stüek    oder die Rückprallhohe des   Eindring-    körpers ein Mass fiir die Härte des zu   prVifen-    den   Alaterials    bildet.



   Andere bekannte   Härteprüfmethoden    ar  beiten    in der Weise, dass ein   Druckkorper    auf der Oberfläehe des Prüfstüekes rollt und schwingt, wieder anders derart, dass der Werkstoff geritzt wird.



   Bei allen diesen bekannten Verfahren   kom-    men Fehler zustande, einerseits durch Reibung in den Gelenken, Hebel-und Federauflagestellen der Härteprüfgeräte, anderseits durch   Massenkraftwirkungen,    hervorgerufen durch Ersehütterungen in der Umgebung der Prüfgeräte. Diese Einflüsse verfälschen den gemessenen Härtewert in vollkommen   unkon-    trollierbarer Weise.



   Bei zahlreichen Versuchen wurde   festge-    stellt, dass besonders der   erste Ersehütterungs-    stoss einen grossen Einfluss auf den gemessenen   Härtewert    ausübt. Nach einer bestimmten Anzahl von   Ersehiitterungen    ergibt sieh ein Endwert, der durch aus der Umgebung zufällig   hinzukommende    weitere Erschütterungen nicht mehr verändert wird.



   Diese Erkenntnis benützt das   erfindungs-    gemässe   Härteprüfverfahren    in der Weise, dass während des Priifvorganges Ersehiitterungen erzeugt werden, zum   Zweeke,    einen von weiteren   Ersehütterungen    unabhängigen, reproduzierbaren Härte-Kennwert zu erhalten.



   Die Erfindung betrifft des weiteren aueh eine Einrichtung zur Durchführung des er  findungsgemässen    Verfahrens. Diese   Einrich-    tung zeichnet sich dadurch aus, dass ausser dem Härteprüfgerät eine Vorrichtung zur Erzeugung   von Ersehütterungen während    des Priifvorganges vorhanden ist.



   Die Vorrichtung kann mechanische, elek  triche,    hydraulische, pneumatische oder anders wirkende Mittel für die Erzeugung der   Ersehütterungen    aufweisen.



   Damit die erzeugten Ersehütterungen   wäh-    rend des Prüfvorganges an der Prüfstelle zur Auswirkung gelangen können, kann die Er  schütterungsvorricbtung    mit dem Härteprüfgerät oder mit dem Härteprüfgerätträger verbunden sein. In gewissen Fällen ist es vor teilhaft, die   Ersehütterungsvorriehtung    zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung mit dem   Prüfstück    einzurichten.



   Die Prüffläche soll senkrecht zur Druckrichtung des   Eindringkorpers    liegen. Dies ist in der Praxis nieht immer der Fall. Dadurch treten bei bekannten Härteprüfgeräten mit seitlich starrer Druckstempellagerung an den Führungen des   Druekstempels    seitliehe Kräfte und damit erhöhte Reibungskräfte auf, die Messfehler zur Folge haben. Bei   Prüfgeräten    mit   Diamantspitzen    werden letztere hierbei überdies einer   abträglichen Beanspruchung    unterworfen.



   Diese letzten Mängel können dadurch behoben sein, dass der   Eindringkörper    des   Prüf-    gerätes in bezug auf die Prüflastfeder des Gerätes pendelnd gelagert ist. Fehler, die wegen der Schrägstellung des Eindringkorpers bei der Messung der Eindringtiefe auftreten, sind von einer solch niedrigen   Grossen-    ordnung, dass sie vernachlässigt werden können.



   In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der   Härteprüfeinrichtung    gemäss der Erfindung, und zwar ein Kleinhärteprüfgerät mit Vorlast und mit   unmittel-    barer Anzeige der   Eindrucktiefe    für die Er  mittlung der Rockwell-Härte    samt Ersehütte  rungsvorrichtung    dargestellt. Die gleiche Einrichtung kann auch zur Durchführung von    Brinell-oder Vickers-Härteprüfungen benützt    werden, nur muss dann zur Ausmessung des   Eindruckes    ein geeignetes Messmikroskop verwendet werden. An Hand dieser   Einriehtung    ist auch das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert.



   Fig.   1    zeigt die Prüfeinrichtung im   Längs-    schnitt ;
Fig.   2    ist eine Ansicht der Einrichtung ohne die Anzeigevorrichtung ;
Fig. 3 stellt eine Messuhr mit dem Anschlussteil zum Prüfgerät dar, und
Fig.   4    ist ein Horizontalsehnitt durch die Erschiitterungsvorrichtung.



   Der   Eindringkörper    a sitzt in einer zylin  drischen    Bohrung des Druckstempels   b,    auf welehen ständig eine vorgespannte Schraubenfeder c einwirkt, welche die für die Er  mittlung    der   Rockwell-Ha. rte    notwendige Vorlast von 10 kg erzeugt.



   Von einem Pendellager f übernimmt der sphärisch ausgebildete Bund b'des Druckstempels   b    die während des Prüfvorganges aufzubringende Hauptlast. Die Hauptlastfeder F, die   zweekmässig    aus einem Satz von Einzelfedern besteht, ist in einer im Gehäuse k des Gerätes losbar eingesetzten zylindrischen Büchse d untergebraeht, deren   untern    Absehluss ein schalenformiger, in der Büchse bis zu einem Endansehlag längsversehiebbarer Federteller T und deren obern Abschluss eine in die   Büehse    eingeschraubte Platte P bildet.



  Die Spannung der Hauptlastfeder F und damit die   Prüfkraft    kann durch Verstellen der Platte P reguliert werden.



   Um das   Härteprüfgerät für versehiedene    Prüflasten verwenden zu können, muss nieht mehr, wie bisher, jede neu eingesetzte Feder im Gerät justiert werden, sondern es braucht lediglich die Büchse mit der Feder ausgetauscht zu werden.



   Um das Aufbringen der Hauptlast stossfrei erfolgen lassen zu können, ist gemäss Fig.   I    ein Hebel H vorgesehen, bei dessen Ver  sehwenken    ein Ring h gegen den Teller T verdreht wird, wodurch der vorerst angehobene Teller T unter der Last der Feder   F gegen    den Druekstempel und damit gegen den Eindringkorper abgesenkt wird. Der Ring h und der Teller T besitzen korrespondierende Auflaufbahnen mit schwacher Neigung, so dass die Hauptlast allmählieh zur Wirkung kommt.



   Der   Druekstempel    gibt mit seinem obern kugeligen Ende über die darin gelagerte   lEC    gel e, deren Mittelpunkt gleiehzeitig der Drehpunkt des Pendellagers f ist, den   Eindring-    weg des   Eindringkorpers    a an den Taststift   31    der Anzeigevorrichtung n weiter.

   Wird als solche die Messuhr o nach Fig. 3 verwendet, die mindestens 1 mm direkten Messbereich besitzen muss, so ist eine Hebelübersetzung p zwischen dem Stempel   b    und der Messuhr er  forderlich.    Der Schraubteil 1 hält einerseits die   Ha. uptlastfederbüehse d    im Gehäuse   h : des      Härteprüfers    fest und nimmt anderseits den  Teil   eel    auf, mit dem die Einstellung der An  zeigevorrichtung    möglich ist.



   Die unten am Gehäuse 7 vorgesehene Kappe g wird im entlasteten Zustande mittels einer in einem Druckring i untergebrachten Feder   j    nach aussen gedrüekt und schützt so die   Diamantspitze      a'des Eindringkorpers    a vor   BesehÅadigungen.    Der Druckring i ist im Gehäuse einstellbar und überträgt auf dasselbe die bei Ausführung einer Prüfung auf die Kappe ausgeübte Verspannkraft.



   Die Ersehütterungsvorriehtung kann am Härteprüfgerät selbst oder am Prüfstüek oder am Prüfgerätträger angebracht sein. Sie kann etwa mit Klopfern, umlaufenden Un  wuchten,    schwingenden Massen, pneumati  schen    Druckschwankungen oder magnetischen Feldern wirken.



   Gemäss Fig. l ist die   Ersehütterungsvor-    richtung aussen am Härteprüfgerät angebracht und besteht aus einem drehbaren Ring q, in welchem zwei   klinkenartige,    zu einem doppelarmigen Hebel vereinigte   Sehwingarme B ge-    lagert sind, die an den Enden je einen Klopfer r tragen. Bei   Verdrehung des Ringes q    rattern die Klinkennasen N über einen mit dem Gehäuse verbundenen Rastenkranz s und bringen so abwechselnd die Klopfer r zum Anschlagen.

   Durch die Verdrehung des Ringes wird gleichzeitig eine in demselben untergebrachte Sehraubenfeder t gespannt, die nach Beendigung der   Ringverdrehung    den Ring wieder in seine Anfangsstellung zurückführt und dabei eine Anzahl weiterer Schläge ver  ursacht.    Je nach dem Grade der Verdrehung des Ringes kann die Anzahl der   Ersehiitte-    rungen variiert werden.



   Zur Vornahme einer Härteprüfung naeh   Rockwell    wird das Gerät-bei abgehobener   Hauptlastfeder-mit    dem zu prüfenden Werkstüek bei senkrecht zu dessen Oberfläche stehendem   Eindringkörper    a in Berührung gebracht und dem   NVerkstüek    hierauf so weit genähert, bis die Schutzkappe g am Gehäuse bzw. am Druckring i aufsetzt. Nun wird das Gerät gegenüber dem Werkstüek mit einer die   Prüflast    übersteigenden Kraft verspannt und die Hauptlast durch Verschwenken des Hebels H allmählich aufgebracht. Die Er  schfitterungsvorrichtung    wird während des Aufbringens oder während der   Wirkung-der    Hauptlast betätigt.

   Die Ablesung des   Härte-    wertes erfolgt vorsehriftsgemäss nach Aufhebung der Hauptlast unter der Vorlast von 10 kg.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Prüfverfahren zur Bestimmung der Härte eines Werkstoffes mittels eines Härte prüfgerätes, dadurch gekennzeichnet, dass während des Prüfvorganges Ersehütterungen erzeugt werden, zum Zwecke, einen von weiteren Ersehiitterungen unabhängigen, reproduzierbaren Härte-Kennwert zu erhalten.

   II. Einriehtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem Härteprüfgerät eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ersehütterungen während des Prüfvorganges vorhanden ist.

   UNTERANSPRÜCHE : 1. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersehütte- rungsvorrichtung mit dem Härteprüfgerät verbunden ist.

   2. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersehiitte- rungsvorrichtung zur Verbindung mit dem Prüfstück eingerichtet ist.

   3. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersehütte- rungsvorrichtung mit dem Härteprüfgerätträger verbunden ist.

   4. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Ersehiitte- rungsvorriehtung aus auf Schwingarmen (B) angeordneten Klopfern (r) besteht, die bei Verdrehung eines Ringes (q) dadurch zur Wirkung kommen, dass die Arme über Rasten (s) hinweggeführt werden.

   5. Einrichtung nach Patentanspruch II, wobei das Härteprüfgerät eine die Prüflast liefernde Feder und einen Eindringkörper aufweist, dessen Messweg über einen Druckstempel auf den Taststift einer Anzeigevorrichtung übertragen wird, dadurch gekenn zeichnet, dass der Eindringkörper (a) in bezug auf die Prüflastfeder (F) pendelnd gelagert ist.

   6. Einrichtung nach Unteransprueh 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt des Pendellagers (f) mit dem Mittelpunkt einer im Ende des Druckstempels (b) gelagerten Kugel (e) zusammenfällt, an welcher der Taststift (M) der Anzeigevorrichtung zur Anlage kommt.

   7. Einrichtung nach Unteransprueh , dadurch gekennzeiehnet, dass die Feder (F) in eine Büchse (d) eingebaut ist, die zur Ermogliehung eines Austausches losbar angeordnet ist.