Het richten van staal wordt steeds belangrijker met steeds nauwere toleranties. Het is vergelijkbaar met buigen. De oorspronkelijke toestand van het werkstuk kan door het richten niet worden hersteld. Er zijn verschillende methodes beschikbaar.

 

Inmiddels zijn er elektromechanisch en hydraulische richtbanken met computersturing. Dit biedt vooral voordelen bij serieproductie. Bij Härtha werken we met een handmatige richtpers .

 

Vereisten

Het doel bij het richten van staal is het handhaven van een gespecificeerd tolerantiebereik voor vervorming. Vóór, tijdens en na het richten worden de afmetingen van het onderdeel en de afwijkingen handmatig of door NC-besturing gemeten. Als de vormafwijking bij serieonderdelen altijd gelijk is, kan een vaste vervorming worden ingesteld en zijn verdere metingen overbodig.
 

 

Richten van ronde vormen

Richten van ronde vormen beschrijft verschillende processen voor het richten van ronde onderdelen. Afwijkingen worden tijdens het draaien door sensoren gemeten. Het is belangrijk dat deze sensoren tijdens de meting in contact staan met het onderdeel. Richten van ronde vormen wordt onderverdeeld in rolrichten en buigrichten.

Rolrichten

Het rolrichten wordt meestal vroeg in het productieproces van onderdelen gebruikt, bijvoorbeeld bij onafgewerkte onderdelen na het smeden. Met dit proces moet een gelijkmatig materiaal worden bereikt en spanning worden verminderd. Dit type richten heeft meestal invloed op het gehele onderdeel.

Buigrichten

Bij buigrichten moeten bestaande afwijkingen doelgericht worden gecorrigeerd. Hiervoor is de meting van de afmetingen van het onderdeel en de concentriciteitsafwijkingen vereist. Alleen zo kan het werkstuk juist in de richtpers worden gepositioneerd. Vervolgens wordt de buigslag met de richtpers uitgevoerd. Dit kan handmatig of door de NC-besturing worden uitgevoerd.

Hoogfrequent hameren

Hoogfrequent hameren is bijvoorbeeld geschikt voor lasnaden of om de levensduur van de gebruikte onderdelen te verlengen. Met dit richtproces kunnen vervormingen en interne spanningen in bepaalde delen van het onderdeel worden behandeld. Het kan een bijzonder hoge maatnauwkeurigheid bewerkstelligen.

Vormdelen richten

Het richten van vormdelen is geschikt voor niet-rotatiesymmetrische onderdelen zoals aluminium gietstukken. Hiervoor moet het meetapparaat op een streefwaarde worden gekalibreerd. Het richten wordt door middel van buiging uitgevoerd.
 
INFO: Richten van buizen
Bij de productie van buizen treden vaak afwijkingen van de rondheid op, die moeten worden gericht. Vroeger werd de rondheid van buizen met het oog bepaald. Tegenwoordig gelden soms zeer precieze specificaties. De rondheid van een meter buis mag bijvoorbeeld maximaal 0,2 mm afwijken. Bij langere referentielengten kunnen dienovereenkomstig grotere afwijkingen optreden. Dergelijke vereisten stellen het gebruik van moderne richtmachines voorop.

 

Telkens wanneer vervorming van stalen onderdelen optreedt, kan richten worden gebruikt, zowel voor thermische als mechanische metaalbewerking. Ook tijdens het gebruik van werkstukken kan vervorming optreden. Richten is geschikt voor alle staalsoorten , van ongelegeerd constructiestaal tot gehard speciaal staal.

 

 

Afhankelijk van het proces biedt richten de volgende voordelen:

 

• Hoge maatnauwkeurigheid
• Optimale vlakheid
• Geschikt voor verschillende afmetingen van onderdelen
• Geschikt voor verschillende staalsoorten

 

 

Wilt u werkstukken van staal, RVS of aluminium door ons laten richten? Dan hebben we hiervoor de volgende informatie over uw werkstuk nodig:

 

• Materiaalaanduiding
• Hardheid
• Warmtebehandelingen
• Gewicht en aantal
• Afmetingen

 

 

In ons vestigingsoverzicht kunt u zien waar u Härtha bij u in de omgeving kunt vinden en welke processen die wij aanbieden naast het richten van staal.

 

 

Diepkoelen is niet alleen zinvol voor materialen met restausteniet bij kamertemperatuur. Het wordt voornamelijk gebruikt voor hooggelegeerd ledeburistisch gereedschapsstaal, maar ook voor eutectoïde gereedschapsstaalsoorten. Bij ongelegeerde en laaggelegeerde staalsoorten wordt er restausteniet gevormd vanaf een koolstofgehalte van ten minste 0,5 %.

 

Diepkoelen vindt meestal direct na het harden plaats. Om het hoge risico op scheuren tijdens het diepkoelen te beperken, wordt dit steeds vaker na het eerste ontlaatproces gebruikt. Daarbij moet de afscheiding van verspreide η-carbiden van het proces een succes maken. Deze samenhang is echter niet definitief opgehelderd.

 

Of het restaustenietgehalte beter wordt gestabiliseerd door herhaaldelijk ontlaten of diepkoelen, hangt af van het materiaal.

 

 

Door staalsoorten na de warmtebehandeling te diepkoelen, worden ze extra gehard en krijgen ze vormvastheid. Dit gebeurt door de staalsoorten af te koelen naar -90 °C tot -196 °C. Bij deze temperaturen verandert het restausteniet in het materiaal in martensiet.

 

Als het restausteniet niet wordt verminderd, kunnen bij het gebruik van het onderdeel veranderingen in de microstructuur en in het volume optreden. De reden hiervoor is het zachte restausteniet, dat in een periode van weken verandert in harder martensiet. Deze geleidelijke verandering in maatnauwkeurigheid wordt voorkomen door staal te diepkoelen. Dit is vooral belangrijk bij precisie-onderdelen en zeer nauwkeurige gereedschappen.

 

INFORMATIE: Methodes voor diepkoelen
Bij diepkoelen zijn door verschillende methodes steeds lagere temperaturen mogelijk. Met diepkoelkisten en -kasten wordt de lucht afgekoeld tot -60 °C. Door alcoholmengsels, droogijs en vloeibaar gas worden temperaturen ver onder -60 °C bereikt. Door te diepkoelen met vloeibare stikstof wordt een temperatuur van -196 °C bereikt en vloeibaar helium maakt diepkoelen tot -269 °C mogelijk.

 

 

Wat gebeurt er bij diepkoelen?

Bij diepkoelen wordt het koelproces na het harden verlengd, om de transformatie van austeniet naar martensiet te versnellen. Hiervoor wordt het onderdeel meestal afgekoeld tot -90 °C. Om een nog snellere transformatie te bereiken, is het ook mogelijk om gedurende een langere periode af te koelen tot -196 °C. Daarna volgt minimaal één ontlaatproces.

 

Dit proces transformeert de voorheen heterogene microstructuur in een homogene roosterstructuur. Hierdoor worden interne spanningen in de structuur verminderd. Bovendien wordt de hardheid en slijtvastheid verbeterd door het hogere martensietgehalte.

 

 

 

Diepkoelen is vooral bedoeld om sluipende veranderingen in maatnauwkeurigheid te voorkomen en biedt de volgende voordelen:

 

• Versterking van maatvastheid
• Minder interne spanningen
• Minder slijtage door hogere slijtvastheid
• Automatiseerbaar en reproduceerbaar
• Ideaal voor precisiegereedschappen

 

 

De basisvereisten voor diepkoelen zijn een koolstofgehalte van minimaal 0,5 % en een toereikend gehalte van legeringselementen met een martensieteindtemperatuur (Mf) onder 30 °C. Alle staalsoorten die aan deze eisen voldoen, zijn geschikt voor diepkoelen.
Voorbeelden zijn:

 

• Ledeburitisch chroomstaal (bijv. 1.2080, 1.2379, 1.2436)
• Snelstaalsoorten
• Eutectoïde gereedschapsstaalsoorten (bijv. 1.2842)

 

 

Onze installaties voor diepkoelen hebben de volgende afmetingen:
1150 x 750 x 600 mm / 500 kg

 

 

In ons interactieve vestigingsoverzicht komt u te weten waar we bij Härtha het diepkoelen van staal aanbieden.

 

 

Wilt u uw onderdelen door ons laten harden en diepkoelen? Wij komen graag bij u langs met een aanbod. Verstrek ons de materiaalaanduiding, de afmetingen, het gewicht en het aantal de te behandelen onderdelen.

 

 

Bij magnetisch onderzoek wordt het werkstuk eerst gemagnetiseerd. Er worden veldlijnen gegenereerd die parallel aan het werkstukoppervlak lopen. Scheuren op het oppervlak zorgen ervoor dat de veldlijnen naar buitentrekken en na het defect weer naar binnentrekken. Hierdoor vormen zich magnetische polen bij de scheur, waardoor een magnetisch strooiveld ontstaat.

Tijdens het magnetiseren wordt een poeder van ijzeroxide, waaraan fluorescerende kleurstofdeeltjes zijn toegevoegd, over het werkstuk gestrooid of met een waterige suspensie over het werkstuk gespoeld. Het ijzerpoeder verzamelt zich nu op de magnetische polen van de defecte gebieden. In een donkere ruimte zijn nu dankzij UV-licht zelfs de fijnste scheuren duidelijk zichtbaar.

 

De onderzoeksmethode is geschikt voor oneffenheden aan het oppervlak of dicht aan het oppervlak. Verborgen scheuren tot een diepte van ong. 1 mm kunnen worden gedetecteerd. Alleen scheuren die dwars over de veldlijnen lopen, worden gedetecteerd. Defecten die parallel aan de veldlijnen lopen, verstoren de veldlijnen niet en vormen geen strooiveld.

 

Met behulp van verschillende magnetisatiemethodes kunnen veldlijnen zowel langs als over het oppervlak van het onderdeel worden gegenereerd om werkstukken op scheuren in lengterichting en dwarsrichting te onderzoeken. Deze methodes zijn veld- en stroomdoorstroming en de gecombineerde magnetisatie. Bij zeer grote onderdelen kunnen deelgebieden worden gemagnetiseerd. De magnetisatiesystemen mogen niet door mensen met een pacemaker worden bediend.

 

Stroomdoorstroming

Bij stroomdoorstroming wordt er stroom door het onderdeel gestuurd , waardoor een ringvormig magnetisch veld rond het onderdeeloppervlak ontstaat. De veldlijnen lopen dwars over het onderdeeloppervlak. Op deze manier kunnen er met ijzerpoeder scheuren in de lengterichting worden gedetecteerd.

 

Velddoorstroming

Bij velddoorstroming wordt de stroom niet door het onderdeel zelf gestuurd. In plaats daarvan wordt het onderdeel in een U-vormig ijzeren juk geklemd. Aan beide banden van het juk bevinden zich elektrische spoelen. Op deze manier wordt een magnetisch veld in de lengterichting van het onderdeeloppervlak gegenereerd en dankzij het ijzerpoeder worden dwarsscheuren zichtbaar.

Gecombineerde magnetisatie

Als de scheuroriëntatie niet kan worden opgespoort , kunnen de stroom- en velddoorstromingen na elkaar of in combinatie parallel worden uitgevoerd. Hiervoor wordt het proefstuk gelijktijdig met spoelen in een ijzeren juk geklemd en wordt er ook stroom door het werkstuk gestuurd. Dit proces is vooral handig bij grote hoeveelheden onderdelen.

 

Het magnetische onderzoek is in principe geschikt voor alle magnetiseerbare materialen. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt voor veiligheidsonderdelen in de auto-industrie of voor lasnaden op pijpleidingen.

 

Magnetisch onderzoek wordt gebruikt voor de geautomatiseerde controle van eenvoudige massaonderdelen, zoals staven of bouten. Op complexe onderdelen met een onregelmatige geometrie, zoals krukassen, veren of remschijven, kan ook magnetisch onderzoek worden uitgevoerd. Hetzelfde geldt tot op zekere hoogte voor ruwe oppervlakken.

 

Achtergrond

Scheuren ontstaan tijdens de productie, verwerking en gebruik van staal. Typische processen die leiden tot scheurvorming zijn bijvoorbeeld gieten, walsen, lassen en buigen. Als de scheurvorming niet behandeld wordt, beweegt de scheur van het oppervlak naar de binnenkant van het onderdeel en kan het een breuk veroorzaken. Met behulp van magnetisch onderzoek kan het onderdeel na elke bewerkingsstap op scheuren worden gecontroleerd.

 

 

Magnetisch onderzoek wordt gebruikt voor kwaliteitsborging van werkstukken en biedt de volgende voordelen:

 

• Snelle en goedkope onderzoeksmethode
• Reproduceerbaar
• Betrouwbaar volgens DIN-voorschriften
• Zelfs de fijnste scheuren en verborgen scheuren (net onder het oppervlak) worden duidelijk weergegeven
• Geen oppervlaktebehandeling nodig
• Kan ook worden gebruikt bij ingewikkelde onderdeelvormen en grote afmetingen
• Stationair en mobiel toepasbaar

 

 

DIN EN ISO 9934-1 Niet-destructief onderzoek - magnetisch onderzoek - deel 1: algemene principes

 

DIN EN ISO 17638 Niet-destructief onderzoek van lasverbindingen - magnetisch onderzoek van lasverbindingen

 

DIN EN ISO 1369 Gieterijtechniek – magnetisch onderzoek

 

DIN EN ISO 10228-1 Niet-destructief onderzoek van stalen smeedstukken - deel 1: magnetisch onderzoek

 

DIN EN ISO 10839-5 Niet-destructief onderzoek van stalen buizen - deel 5: magnetisch onderzoek van naadloze en gelaste ferromagnetische stalen buizen om onvolkomenheden aan het oppervlak te detecteren

 

ASME Section V Article 7 & 25 Magnetic Particle Examination

 

ASME Section VIII

 

DIN 25435-2, periodiek onderzoek van de onderdelen van het primaire circuit van lichtwaterreactoren – deel 2: magnetisch en penetrantonderzoek

 

DIN EN 1330-7, Niet-destructief onderzoek - terminologie - deel 7: begrippen van magnetisch onderzoek

 

DIN EN 1369, Gieterijtechniek – magnetisch onderzoek

 

DIN EN 10228-1, Niet-destructief onderzoek van stalen smeedstukken – deel 1: magnetisch onderzoek

 

DIN EN 10246-12 Niet-destructief onderzoek van stalen buizen – deel 12: magnetisch onderzoek van naadloze en gelaste ferromagnetische stalen buizen om fouten aan het oppervlak te detecteren

 

DIN EN 10246-18 Niet-destructief onderzoek van stalen buizen – deel 18: magnetisch onderzoek van de buisuiteinden van naadloze en gelaste ferromagnetische stalen buizen voor het aantonen van dubbelingen

 

DIN EN ISO 3059, Niet-destructief onderzoek – penetrantonderzoek en magnetisch onderzoek –zichtomstandigheden

 

DIN EN ISO 9934-1, Niet-destructief onderzoek – magnetisch onderzoek – deel 1: algemene principes

 

DIN EN ISO 9934-2, Niet-destructief onderzoek – magnetisch onderzoek – deel 2: testmiddel

 

DIN EN ISO 9934-3, Niet-destructief onderzoek – magnetisch onderzoek – deel 3: apparaten

 

DIN EN ISO 17638, Niet-destructief onderzoek van lasverbindingen – magnetisch onderzoek

 

DIN EN ISO 23278, Niet-destructief onderzoek van lasverbindingen – magnetisch onderzoek van lasverbindingen – aanvaardbaarheidniveaus

 

DIN CEN/TR 16638, Niet-destructief onderzoek – penetrantonderzoek en magnetisch onderzoek met blauw licht

 

 

In ons interactieve vestigingsoverzicht kunt u zien welke onderzoeksmethodes en metaalbewerkingsprocessen wij bij u in de omgeving aanbieden.

 

 

Bent u geïnteresseerd in magnetisch onderzoek? Onze specialisten adviseren u graag over geschikte onderzoeksmethodes voor uw onderdelen. Verstrek ons de materiaalaanduiding, de afmetingen, het gewicht en het aantal te onderzoeken onderdelen.

 

 

Aangezien de korrelgrootte en het straalmiddel voor het gewenste resultaat kan worden aangepast is schoonstralen geschikt voor verschillende eisen die aan de oppervlaktekwaliteit van metalen werkstukken kunnen worden gesteld. De druk kan ook afzonderlijk worden aangepast. De druk ligt meestal in het lagedrukbereik tussen 0,5 bar en 5 bar.

 

Het straalmiddel wordt in een straalkamer op het werkstukoppervlak geworpen. Door de hoge snelheid en impact wordt al het vuil op het metaal en resten van eerdere behandelingen verwijderd.

 

Fijnstralen is vaak een handmatig proces. Bij zandstralen daarentegen worden in de industrie meestal CNC-gestuurde zandstraalsystemen gebruikt om grote hoeveelheden automatisch met constante parameters te kunnen verwerken.

 

INFORMATIE:
Vanwege de steeds strengere eisen voor industriële onderdelen is schoonstralen als doorontwikkeling uit zandstralen ontstaan. Het proces wordt continu verfijnd en is nu ideaal voor het verwijderen van roest, verf en oude lagen van werkstukken en het gladmaken van metalen oppervlakken.

 

Schoonstralen heeft verschillende voordelen:

 

• Veredeling van staalsoorten die hun corrosievermogen hebben verloren tijdens warmtebehandeling of door productieprocessen
• Milieuvriendelijker dan beitsen
• Geschikt voor een grote verscheidenheid aan materialen
• Edele matte look
• Langere levensduur van gereedschappen en matrijzen

 

 

Het straalmiddel voor schoonstralen is afhankelijk van het toepassingsgebied en de aard van het onderdeel. Zo is het zachte en ferrietvrije korund eerder geschikt voor roestvrijstaal. Voor dikwandige werkstukken daarentegen kan een grof straalmiddel nuttig zijn.

 

De volgende indeling kan worden gemaakt:

 

• Glasparels voor het gladmaken en harden van oppervlakken en voor het verlichten van trekspanning op lasnaden
• Gietijzer voor het verwijderen van verf
• Gietijzergrit voor het ontroesten
• Gietijzerballen om lagen te verwijderen
• Korund voor het beitsen en reinigen van sterk vervuilde oppervlakken

 

 

Gebruiksmogelijkheden

Reinigingsstralen wordt onder andere gebruikt voor het ontkalken, ontroesten, gladmaken en het verwijderen van lagen. Deze stappen zijn een onderdeel van belangrijke processen in de metaalverwerking. Daarnaast kan een grote verscheidenheid aan materialen worden gestraald, waaronder aluminium, titanium, roestvrijstaal en non-ferrometalen.

 

Zo wordt schoonstralen in de meest uiteenlopende industrieën gebruikt, bijvoorbeeld in de medische techniek en elektronica, maar ook in de auto- en meubelindustrie.

 

Aangezien fijnstralen zeer verfijnd en precies kan worden uitgevoerd, wordt het ook gebruikt voor gravures.

 

 

Maximale werkstukgrootte: 1350 x 900 x 600 mm / 200 kg

 

 

Wilt u uw onderdelen schoonstralen? Wij maken graag een offerte op. Hiervoor hebben we de volgende informatie nodig:

 

• Materiaalaanduiding
• Gewicht
• Afmetingen
• Aantal stuks

 

 

Härterei Härtha is aanwezig op verschillende locaties in Duitsland, Italië en Nederland. In ons interactieve vestigingsoverzicht komt u te weten waar we bij Härtha schoonstralen aanbieden.

 

 

Met behulp van verschillende processen van materiaalanalyse kunnen verschillende materialen worden onderzocht. Bij Härtha gebruiken we optische emissiespectroscopie om ijzergebaseerde materialen te analyseren.

 

De metaalanalyse kan de volgende functies vervullen:

• Identificatie van onbekende materialen
• Controle van de leveringskwaliteit van een materiaal
• Prüfung eines Werkstoffs auf DIN-Spezifikation
• Bepaling van redenen voor overmatige slijtage
• Bepaling van de materiaalkwaliteit
• Voorkomen van materiaalverwisselingen

 

Optische emissiespectroscopie (OES)

Optische emissiespectroscopie is ook bekend als vonk-OES. Deze wordt gebruikt om staalsoorten te bepalen en wordt uitgevoerd met behulp van een OES-spectrometer, ook wel vonkspectrometer genoemd. Het apparaat geeft het emissiespectrum van chemische stoffen weer.

 

Zodra een materiaal of onderdeel door de vonkenstandaard gaat, ontstaat er een boog- of vonkontlading. Het monstermateriaal verdampt als gevolg van het contact tussen de vonk en het monstermateriaal. Door de straling komen er atomen en ionen vrij. Deze uitgezonden straling wordt via optische systemen geleid en opgesplitst in zijn spectrale componenten.

 

Dit resulteert in lichtgolven van verschillende lengtes, die gebruikelijk zijn bij afzonderlijke elementen. Door deze golven van verschillende lengtes te meten, kunnen de elementen of samenstelling in een materiaal duidelijk worden geïdentificeerd en gemeten.

 

Vaste en mobiele apparaten

Voor materiaalanalyse zijn zowel vaste als mobiele apparaten beschikbaar. Bij Härtha gebruiken we beide soorten apparaten. Hierdoor kunnen we flexibel werken, maar ook de exacte analyse van grote en volumineuze werkstukken is geen probleem.

 

Kosten van materiaalanalyse

De kosten van een materiaalanalyse zijn afhankelijk van het analysetype en het te controleren werkstuk. Bij een metaalanalyse met een OES-spectrometer is het aantal meetpunten bepalend voor de kosten.

 

 

Een belangrijk voordeel van materiaalanalyse is de snelheid van het proces. Als niet-destructieve testmethode heeft ook de materiaalanalyse geen invloed op de toestand van het werkstuk.

 

Een exacte kennis van de materiaaleigenschappen maakt naleving van wettelijke test- en veiligheidseisen mogelijk, evenals efficiënt gebruik van middelen door componenten te repareren. Dit levert een kostenbesparing op ten opzichte van een nieuwe aankoop.

 

 

Materiaalanalyse kan worden gebruikt in verschillende metaalbewerkingsprocessen. In ons interactieve vestigingsoverzicht kunt u zien waar wij welke processen aanbieden.

 

Hardheidstesten is een proces om het diepteverschil te meten, waarbij de weerstand van het materiaal tegen permanente vervorming wordt bepaald. Hiervoor wordt een indenter met een bepaalde testkracht op het materiaal gedrukt. Vervolgens wordt de resulterende indringdiepte of de blijvende indruk (indentatie) van het testlichaam gemeten en wordt de hardheidswaarde van het metaal berekend.

De verschillende soorten hardheidstesten verschillen enerzijds door de vorm en het materiaal van de indenter. Deze is meestal gemaakt van staal, hardmetaal of diamant en is piramidaal, conisch of bolvormig. Daarnaast wordt onderscheid gemaakt tussen grootte en type belasting. Er is de statische test met een constante belasting en de dynamische test met een plotselinge belasting.

De meest voorkomende zijn de gestandaardiseerde statische hardheidstestmethodes van Rockwell, Vickers en Brinell. Deze standaardmethodes bieden internationaal uniforme en vergelijkbare meetwaarden.

Rockwell-hardheidstest

Rockwell biedt een snelle, onmiddellijk afleesbare methode voor het testen van metaalhardheid. Het wordt voornamelijk gebruikt als sneltest en bij grote materiaalmonsters, maar ook voor meer grondige tests, zoals de Jominy end quench-test.

Bij de Rockwell-hardheidstest wordt een diamantkegel als indenter in het materiaal gedrukt. Dit gebeurt aanvankelijk met een voorbereidende kracht om fouten als gevolg van onreine oppervlakken te vermijden en vervolgens met de testkracht. De Rockwell-hardheid is het resultaat van de resulterende indringdiepte.

De meest voorkomende meeteenheden zijn HR en HRC. HR staat voor Rockwell Hardness en C voor Cone - bij HRC worden naast de methode ook het testlichaam en de hardheidsschaal gespecificeerd.

 

Vickers-hardheidstest

De Vickers-hardheidstest is in principe geschikt voor alle vaste materialen en wordt ook in de metaalindustrie gebruikt, bijvoorbeeld om lasnaden en oppervlaktelagen te controleren. Het kan zowel in het macro- als in het microbereik worden gebruikt als het oppervlak vlak is geslepen.

Bij de Vickers-hardheidstest wordt een symmetrische diamantpiramide gebruikt als testlichaam, dat een indruk maakt in het materiaal wanneer de testkracht wordt uitgeoefend. De diagonalen van deze indruk worden optisch gemeten en worden gebruikt om de Vickers-hardheid (HV) te bepalen.

Knoop-hardheidstest

De Knoop-hardheidstest wordt voornamelijk gebruikt voor brosse materialen zoals keramiek en voor coatings. Een asymmetrische piramidevormige diamant wordt gebruikt als testlichaam dat met geringe kracht op het materiaal drukt om scheurvorming te voorkomen en doordringing in dunne lagen mogelijk te maken. De Knoop-hardheid (HK) is het resultaat van de optische meting van de lange diagonalen.

Brinell-hardheidstest

De oudste gebruikelijke methode voor het testen van hardheid is de Brinell-methode. Het werd in 1900 ontwikkeld door Johan August Brinell. De Brinell-hardheidstest is geschikt voor materialen met een inhomogene of grove korrelverdeling en voor grote monsters, omdat deze testmethode een grotere indruk maakt. Een kogel van wolfraamcarbide wordt gebruikt als indenter. Dienovereenkomstig wordt de maateenheid afgekort tot HBW (hardheid Brinell wolfraamcarbidekogel).

Welke van de vier methodes voor het testen van de hardheid wordt gebruikt, hangt voornamelijk af van het type materiaal, de hardheid en de behandeling van het werkstuk, evenals de homogeniteit van de structuur en de grootte van het onderdeel.

Het is belangrijk dat het te testen materiaalgedeelte kenmerkend is voor het gehele werkstuk . Bij een zeer heterogene structuur moet het testgebied dienovereenkomstig groot zijn.

Daarnaast moet er bij de keuze van de hardheidstest, het aantal monsters en de benodigde nauwkeurigheid van het testresultaat rekening worden gehouden met normen.

Afhankelijk van de hardheidstest kan de specificatie van de hardheid worden afgeleid uit verschillende parameters. Naast het onderscheid tussen statische en dynamische hardheidsmetingen worden de statische methodes ook onderverdeeld in methodes voor dieptemetingen en optische metingen.

Dynamische hardheidstest

Bij dynamische hardheidstests wordt de impact van de kracht op het testlichaam plotseling uitgevoerd. Bij de Leeb-terugslagmethode (ISO 16589) wordt bijvoorbeeld een kogel op het te testen materiaal geschoten en wordt vervolgens de hoogte van de terugslag gemeten.

Een ander voorbeeld is de UCI-methode (DIN 50159-1), een afkorting van Ultrasonic Contact Impedance. Hier wordt de resonantieverschuiving van een ultrasone trilstaaf gemeten, die ontstaat wanneer het testlichaam in contact komt met het materiaaloppervlak.

Methodes voor dieptemeting

De Rockwell-methode (HR) is een dieptemeting gestandaardiseerd volgens ISO 6508. Brinell (HBT) en Vickers (HVT) kunnen ook worden gebruikt voor dieptemetingen. Deze methodes zijn echter niet gestandaardiseerd. Bij alle methodes wordt de indringdiepte van het testlichaam gemeten.

Optische meetmethodes

Brinell (ISO 6506), Knoop (ISO 4545) en Vickers (ISO 6507 gebruiken optische meetmethodes overeenkomstig deze normen. Daarbij wordt de indrukgrootte gemeten die door het testlichaam in het materiaal wordt achtergelaten. De hardheid wordt vervolgens berekend met behulp van een formule.

Bij hardheidstesten beschrijft de testkracht de kracht waarmee de indenter inwerkt op het te testen materiaal. Hoe groter de resterende indruk in het materiaal, hoe hoger de meetnauwkeurigheid. Bij het testen moet daarom altijd de maximaal toegestane testkracht worden gebruikt.

Testkrachten worden officieel opgegeven in Newton (N), maar intern worden ze vaak gemeten in gramkracht (gf), kilogramkracht (kgf) of pond (p). 1 kgf komt overeen met 1000 p of 9,81 N. Boven 1 kgf wordt dit een macrohardheidstest genoemd, daaronder wordt het een microhardheidstest genoemd.

Alleen een juist proces biedt nauwkeurige en reproduceerbare hardheidstesten. De basisregel is dat bij een lagere testkracht meestal met meer parameters rekening moet worden gehouden voor een exact resultaat. Er moet rekening worden gehouden met de volgende factoren:

• Een gecontroleerde omgeving (temperatuur, vochtigheid, trillingen, enz.)
• Kalibratie van het testapparaat
• Geen vuil op het materiaal of testapparaat
• Het testapparaat moet horizontaal worden uitgelijnd en het testlichaam moet loodrecht op het materiaaloppervlak staan
• Het materiaalmonster moet stevig worden bevestigd
• Constante lichtomstandigheden zijn belangrijk voor optische meetmethodes

 

Om een hardheidstest uit te kunnen voeren, moet in veel gevallen een oppervlaktevoorbereiding worden uitgevoerd. Dit kan worden gedaan door middel van chemische, elektrochemische of mechanische methodes. Het is belangrijk dat de eigenschappen van het te testen materiaaloppervlak ongewijzigd blijven.

De kwaliteit van de oppervlaktevoorbereiding heeft een directe invloed op de nauwkeurigheid van het testresultaat. Welke methode geschikt is, is afhankelijk van de toestand van het materiaaloppervlak, het type hardheidstest of de gebruikte indenter en de testkracht.

In het geval van de macrohardheidstest (testkracht boven 1 kgf) hoeft er niet noodzakelijkerwijs een voorbereiding te worden uitgevoerd. In dit geval is fijnslijpen meestal voldoende. Bij een microhardheidstest (testkracht lager dan 1 kgf) moet het oppervlak daarentegen mechanisch of door middel van elektrolyse worden gepolijst. Het doel is een duidelijk zichtbare rand voor optische meting van de indruk.

Vervormingen bij de voorbereiding

Tijdens de monsterneming kunnen vervormingen optreden die afhankelijk van de geplande testkracht moeten worden gepolijst met een nauwkeurigheid van 6,3 µm tot 1 µm. Hoe lager de testkracht, hoe minder vervormingen er kunnen optreden. Onder 300 gf moet het oppervlak vrij zijn van vervorming of schade.

Afhankelijk van de geplande hardheidstest zijn de volgende stappen nodig voor de voorbereiding van het oppervlak:

Hardheidstestmethode	Oppervlaktevoorbereiding
Rockwell (macrohardheidstest)	Geen oppervlaktevoorbereiding, Slijpen
Brinell (macrohardheidstest)	Slijpen, Polijsten of poetsen
Vickers (macrohardheidstest)	Slijpen
Vickers (microhardheidstest)	Mechanisch polijsten, Elektronisch polijsten
Knoop (microhardheidstest)	Hoogglanspolijsten, Elektronisch polijsten

 

Hardheidstesten spelen een belangrijke rol bij de kwaliteitsborging in de meest uiteenlopende industrieën omdat ze vaak bijna niet-destructief kunnen worden uitgevoerd.

Vooral in de metaalindustrie wordt dit vaak gebruikt, bijvoorbeeld om lasnaden, warmtebehandelingen en oppervlakteveredeling te controleren. Daarnaast spelen hardheidstesten een rol bij de materiaalidentificatie (PMI).

 

 

Bij Härtha worden hardheidstesten op alle locaties voor kwaliteitsborging gebruikt. In ons vestigingsoverzicht kunt u ook zien welke metaalbewerkingen wij bij u in de buurt aanbieden.

 

Monstervoorbereiding is een integraal onderdeel van metallografie en de basis voor microscopisch onderzoek van vaste materialen. Monstervoorbereiding omvat verschillende stappen, met verschillende mogelijke processen. Opdat het monster niet wordt vervalst en de uitgangseigenschappen behouden blijven, is het juiste proces een cruciale factor.

 

Het juiste metallografische proces

Voor elke stap van de monstervoorbereiding moeten geschikte chemische en fysische processen en geschikte verbruiksartikelen worden geselecteerd. Een gedegen kennis van fysica en chemie is een basisvereiste voor elke metallograaf of materiaaltester.

 

Het kiezen van het juiste voorbereidingsproces is afhankelijk van de kenmerken van het werkstuk. Hierbij wordt rekening gehouden met de aard van het werkstuk, het soort materiaal en de behandelingen die het werkstuk moet ondergaan.

 

Zo is nat doorslijpen geschikt voor werkstukken van titanium en vacuüminfiltratie voor uiterst poreuze materialen. De classificatie volgens materiaalgroepen helpt bij de keuze van geschikte processen.

 

Voorbereidingsstappen in één oogopslag

Voorbereidingsstap	Mogelijke processen
Monsterneming	Snijden
	Zagen
	Natsnijden
Monsterbevestiging	Warm inbedden
	Koud inbedden
	Vacuümfiltratie
Slijpen	Handmatig
	Halfautomatisch
	Volautomatisch
Polijsten	Handmatig
	Halfautomatisch
	Volautomatisch
	Elektrolyse
Etsen	Onderdompelen
	Kleuretsen

 

Mogelijke fouten en kwaliteitscontrole

Bij elke stap van de monstervoorbereiding kunnen fouten optreden. Het monster moet daarom een gerichte kwaliteitscontrole ondergaan. De volgende stap kan pas worden uitgevoerd als er geen fouten worden gevonden. Fouten kunnen de volgende zijn:

• Vervorming
• Scheurvorming
• Barsten
• Veranderingen in de microstructuur
• Losmaken van lagen
• Afdichten
• Krassen en groeven
• Identificatie van fasen
• Overetsen

 

 

 

 

Zodra het monster met succes is voorbereid, volgt de eigenlijke analyse. Hiervoor wordt de structuur onder de digitale microscoop bekeken. De gewenste structuur hoeft niet noodzakelijk van de hoogste kwaliteit te zijn. De juiste kwaliteit wordt bepaald naargelang de toepassing van het werkstuk.

 

 

Metallografie wordt gebruikt voor kwaliteitsborging in de hele metaalindustrie. Tot de toepassingsgebieden behoren:

 

• Bepaling van laagdiktes
• Microstructuuranalyse
• Procestesten (bijvoorbeeld warmtebehandelingen)
• Controle van de korrelverdeling in geval van schade
• Bewaking van onderdelen die in reeksen worden geproduceerd
• Testen van halffabrikaten en gietstukken
• Beoordeling van lasnaden

 

 

Een werkstuk moet na het carboneren metallografisch worden onderzocht. De tekeningspecificatie geeft de carboneerdiepte aan en dat er geen restausteniet aanwezig mag zijn. Deze waarden moeten nu worden gecontroleerd.

 

De juiste temperatuur is essentieel tijdens de monstervoorbereiding. Eerst moeten de voorwaarden voor het monster worden vastgesteld. Tijdens het scheidingsproces voorkomt waterkoeling dat het monster wordt aangetast door warmteontwikkeling.

 

Daarna volgt de koude of warme inbedding. Omdat bij koud inbedden de kans op scheurvorming groter is, wordt in dit voorbeeld warm inbedden uitgevoerd met een warm inbedmiddel dat bij 150 °C kan worden gebruikt. De temperatuur tijdens het warm inbedden mag in geen geval hoger zijn dan 180 °C, omdat anders eventueel aanwezige restausteniet wordt omgezet in martensiet. Het monster zou dan goed lijken te zijn, terwijl het onderdeel niet goed is.

 

Als de kwaliteitscontrole naar wens is, volgt het slijpen en polijsten. Het gecarboniseerde gebied wordt vervolgens door etsen zichtbaar gemaakt. Ten slotte controleert een microhardheidstest de carboneerdiepte in overeenstemming met DIN-voorschriften.

 

 

 

Voor de kwaliteitsborging van onze metaalbewerkingsprocessen bieden wij metallografie aan bij Härterei Härtha. In ons vestigingsoverzicht kunt u zien welke processen wij waar aanbieden.