SHD-Prüfsystem – Zerstörungsfreie Prüfung an induktiv gehärteten Bauteilen mittels Ultraschallrückstreuung

Einsatzgebiete Randschichthärtung

• Härtemaximierung im oberflächennahen Bereich
• Steigerung der Dauer-/Wälzfestigkeit durch Druckeigenspannungszustände
• Optimierung der Gleiteigenschaften
• Verbesserung der Verschleiß- und/oder Korrosionsbeständigkeit

Ein wesentliches Qualitätsmerkmal bei der Randschichthärtung (SHD), ist die Herstellung einer gehärteten Schicht definierter Dicke. Eine Qualitätsabsicherung ohne ZfP-Verfahren ist nur stichprobenartig unter Verwendung zerstörender Methoden mit entsprechend hohem Zeit- und Kostenaufwand möglich. Die zerstörende SHD-Bestimmung mittels optischer Bewertung bzw. Härtetiefenverlauf wird durch eine Ultraschalllaufzeitmessung ersetzt. Hierbei ist die Ultraschallstreuung am Übergang von gehärteter Schicht zum Grundmaterial die relevante Messgröße. Unter Ausnutzung der unterschiedlichen Gefügestruktur zwischen gehärteten/ungehärteten Bereichen und einer gezielten Abstimmung der Ultraschallfrequenz auf optimale Rückstreuung der Übergangszone erreicht der Nutzer eine verlässliche und reproduzierbare Messung.

Beim daraus abgeleiteten Messsystem erfolgt die SHD-Bestimmung über eine Ultraschalllaufzeitmessung zwischen Rückstreusignal der Bauteiloberfläche und Übergangszone. Mit der materialspezifischen Schallgeschwindigkeit ist eine direkte Umrechnung in die Härtetiefe möglich.

Diese Technik ist in großem Umfang beispielsweise im Bereich der Herstellung von Großwälzlagern im Energiesektor und LKW-Kurbelwellen im Einsatz, hält aber im Zuge der Bauteiloptimierung auch in anderen Sektoren Einzug.

Voraussetzungen

• Scharfe Übergänge zwischen Grundgefüge und gehärteter Schicht
• Einmalige Vergleichsuntersuchung an »Gut-Teilen«

Vorteile

• Langjährige Erfahrung des Fraunhofer IZFP mit kundenspezifischer Hard- und Software seit den 1980er Jahren
• Optimierte Fraunhofer IZFP-Ultraschallelektronik
• Automatisierte Systeme (Fraunhofer IZFP) und Handprüfgeräte (Partnerfirmen) verfügbar
• Keine Kalibrierung an Testkörpern notwendig
• Objektive, nutzerunabhängige Messmethode

Flyer »Randschichthärtungs-Härtetiefe (SHD)«