In der Qualitätskontrolle ist die Härteprüfung eine der zentralen Untersuchungen. So auch bei einem ZwickRoell-Kunden aus der Antriebs- und Fördertechnik, welcher die produzierten Bauteile genauer analysiert. Ebenso bei einem Zulieferer für die Luftfahrtindustrie, der die Eigenschaften von Rohmaterialien sowie fertigen Bauteilen mithilfe der Härteprüfung charakterisiert.
Anforderungen an Antriebsketten
Die Anforderungen an metallische Antriebsketten sind hoch. Während der Verschleiß einer Kette gut vorhersehbar und messbar ist, stellt beispielsweise ein wasserstoffinduzierter Sprödbruch der Kettenlaschen aus hochvergüteten Materialien ein unkalkulierbares Risiko dar. Zudem treten diese Brüche häufig verzögert auf. Bei der Entwicklung von Schaltsystemen an Fahrrädern ist festzustellen, dass aufgrund der steigenden Anzahl von Kettenritzeln immer höhere Anforderungen an die Kette gestellt werden. Sie muss trotz einer möglichst geringen Materialdicke nicht nur die Vorgaben für Bruchlasten und Dauerfestigkeiten einhalten, sondern im Betrieb auch einen enormen Schräglauf sowie Lastspitzen während des Schaltvorgangs tolerieren.
Besonders anspruchsvoll ist auch folgender Sektor. Für Antriebsketten und Luftfahrtbauteile gilt gleichermaßen: Um komplexe Aufgabenstellungen wie die Härteprüfung von Gefügen zu lösen, sollte die Prüfmaschine etwa die Geometrie der Bauteile gezielt abfahren können. Das Ziel ist, ein Härteprofil zu erstellen; ähnlich der FEM-Methode, die in der Simulation zur Strukturanalyse und -optimierung zum Einsatz kommt. Darüber hinaus wird ein hoher Automatisierungsgrad gefordert.
Das Antriebstechnik-Unternehmen hat sich deshalb für die Mikrohärteprüfmaschine DuraScan 70 mit einem Lastbereich zwischen 10g und 10kg von ZwickRoell entschieden. Das patentierte Lastsystem – eine Kombination aus Totlastsystem und elektronisch überwachter Lastaufbringung – garantiert Zuverlässigkeit und Genauigkeit. Hinzu kommt die einfache und intuitive Bedienung mithilfe der Software ecos Workflow, die dem Bediener Zeit im Prüfablauf erspart und u.a. die Ergebnisse komfortabel visualisiert.
Einfluss der Wärmebehandlung sichtbar machen
Mithilfe der Mikrohärteprüfmaschine ließen sich innerhalb der komplexen Fertigungsprozesse von Ketten unterschiedliche Einflussmöglichkeiten zur Vermeidung einer kathodischen Spannungsrisskorrosion feststellen. Beispielsweise kommt neben der Formgebung der Außenlasche auch der Wärmebehandlung eine ausschlaggebende Bedeutung zu. So lagen infolge der starken Umformungen während des Stanzprozesses der Lasche insbesondere im Bereich der Lochung und der Schalthilfe deutliche Härteunterschiede innerhalb des Materials vor. Diese konnten dank der Härteprüfmaschine in Kombination mit der Software präzise aufgezeigt werden. Zur Prozessoptimierung wurde nach der Kaltumformung ein Spannungsarmglühen eingeführt, welches das Risiko einer Versprödung deutlich reduziert.
Durch die vollautomatische Arbeitsweise der DuraScan 70 sowie das integrierte Softwaremodul ‚Mehrfachproben‘ kann der Anwender mehrere Proben hintereinander vermessen. Dies erleichtert sowohl die hauseigene Begleitung der Wärmebehandlung komplex geformter Bauteile als auch die Entwicklung spezifischer Schritte in diesem Prozess. Alle Prüfmethoden sind in der Software hinterlegt und lassen sich bei Bedarf innerhalb des Workflows abrufen. Die integrierte Umwertung der gemessenen Härtewerte in Materialfestigkeiten sowie andere Härteprüfverfahren sorgen für eine anschauliche Darstellung der ermittelten Werte. Zusätzlich lassen sich mittels der Statistikfunktionen alle relevanten Parameter für die Produktion aufnehmen.
Härteprüfung in der Luftfahrt
In einem ganz anderen Bereich nutzt Ro-Ra Aviation Systems die Härteprüfung. Hochpräzise entwickelt und fertigt der Zulieferbetrieb Bauteile für die globale Luftfahrt. Der ZwickRoell-Kunde produziert einerseits Funktionsgruppen und Präzisionsteile für Zivil- und Geschäftsreiseflugzeuge sowie Helikopter. Andererseits entwickelt das Unternehmen spezielle Lösungen für Kunden in der Luftfahrtindustrie.