Sichere Warenein- und -ausgangsprüfung durch schnelle Fließkurvenermittlung mit dem Eindruckverfahren.

Härteprüfung bei Wareneingang und das Eindruckverfahren als alternative Prüfung

Die Identifizierung von Werkstoffen bei Warenein- und Ausgang ist von großer
Bedeutung. Entsprechende Prüfverfahren, wie z.B. die Härteprüfung, werden
hierzu erfolgreich eingesetzt. Es bestehen allerdings Ausnahmen, bei denen das
Risiko der Verwechslung durch Härteprüfung deutlich wächst.

Die Verwechslungsgefahr von Werkstoffen im Warenein- und ausgang steigt mit der Anzahl ähnlicher Legierungen. Beispielsweise ist es nicht möglich einen kaltverfestigten Stahl und einen wärmebehandelten Stahl mit derselben Zugfestigkeit (siehe Tab. 1) mittels klassischer Härteprüfung zu unterscheiden. In diesem Fall wird dieselbe Härte gemessen. Dies erhöht das Risiko einer Verwechslung im Betrieb erheblich.

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Verwechslungsgefahr bei der Werkstoff­charakter­isierung durch Härteprüfung – Eindruckverfahren als Lösung

Das Risiko der Werkstoffverwechslung wird in der Praxis minimiert, indem eindeutige Kennungen bei Warenausgang vergeben werden. Diese Kennungen (wie z.B. Farbmarkierungen, QR Code, etc.) schaffen Abhilfe. Treten bei der Kennung Fehler auf, werden unbeabsichtigt falsche Werkstoffe weiterverarbeitet. Härteprüfung bei Wareneingang wird häufig als Stichprobe zur Identifizierung von Werkstoffen durchgeführt. In der Tabelle sind die Härtewerte, Zugfestigkeit RIm und die RIp0,2-Dehngrenze von zwei Stählen mit ähnlicher Härte gezeigt. Die Werte nach Rockwell C gemäß DIN EN ISO 6508 zeigen dieselbe Härte und lassen auf keinen Unterschied in der Festigkeit schließen. Um diese Gefahr zu umgehen und das Risiko von Verwechslungen deutlich zu minimieren, wird das Eindruckverfahren nach DIN SPEC 4864 eingesetzt.

Eindruckverfahren nach DIN SPEC 4864 liefert punktgenaue Fließkurven und Vergleichskennwerte zum Zugversuch

Das Eindruckverfahren ist eine neue Prüfmethodik. Sie basiert auf hochgenauen 3D Messungen von Prüfeindrücken und Finite Elemente Simulationen. Der dabei betrachtete Materialaufwurf des Eindrucks spiegelt das plastische Verformungsverhalten des Werkstoffes wider. Innerhalb weniger Sekunden kann mit der Festigkeitsprüfmaschine i3D der Firma Imprintec GmbH die Prüfung vollautomatisiert durchgeführt werden.

Abb. 1 zeigt die ermittelten Spannungs-Dehnungskurven beim Vergütungsstahl (Messpunkte 1-3) und Kaltfließpressstahl (Messpunkte 3-6). Anhand der Ergebnisse wird bestätigt, dass die Zugfestigkeit RIm auf demselben Niveau liegt. Die RIp0,2-Dehngrenze unterscheidet sich jedoch eindeutig. Das Risiko einer Verwechslung wird mit dem Eindruckverfahren im Vergleich zur Härteprüfung deutlich reduziert.

Fließkurven aus dem Eindruckverfahren

Dieser Artikel ist auch in der Zeitschrift “DIALOG  – Materialwissenschaften und Werkstofftechnik” zu lesen.

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