DE2102005C3

DE2102005C3 - Diamant-Eindruckkörper

Info

Publication number: DE2102005C3
Application number: DE2102005A
Authority: DE
Inventors: Andrew Richard Trumbull Fee; Charles Herman Stratford Lucke Jun.
Original assignee: American Chain and Cable Co Inc
Current assignee: Page-Wilson Corp Bridgeport Conn Us
Priority date: 1970-01-19
Filing date: 1971-01-16
Publication date: 1974-06-27
Also published as: CA951932A; DE2102005B2; GB1270780A; DE2102005A1; US3738161A

Description

Bei der Härtemessung von Metall oder anderem grenzt, der sich beim Eindruck unter der Vorlast und Material verwendet man Vorrichtungen, z. B. bei der beim Eindruck unter der Hauptlast ergibt. Dieser Anwendung der Rockwell-Härteskala, die einen Dia- 35 Unterschied ist nicht mehr groß genug, um eine gcmanten als Eindruckkörper umfassen, der in das zu naue Ablesung der Materialhärte zu ermöglichen, prüfende Material bis zu einer meßbaren Tiefe ein- Diese Unmöglichkeit, genaue Ablesewerte zu erhaldringt. Das Material wird zuerst unter einer schwa- ten, stellt dann einen besonderen Nachteil dar, wenn chen Vorlast gegen den Eindruckkörper gedrückt, die relative Härte von verschiedenen Materialien gedamit ein leichter Eindruck erzeugt wird. Der Ein- 40 messen werden soll. In manchen Fällen wird das druckkörper wird dann unter einer Hauptlast be- dünne zu prüfende Material tatsächlich von dem Einkannter Stärke, die größer als die Vorlast ist, gegen druckkörper durchbohrt oder punktiert. Theoretisch das Material gedrückt, um dessen Oberfläche weiter kann die Eindringtiefe unter der Vorlast und unter einzudrücken. Danach wird die Hauptlast entfernt, der Hauptlast gesteuert werden, so daß man annehmund, während die Vorlast weiter wirkt, wird die Dif- 45 bare Härtemessungen erhält. In der Praxis kann jcferenz zwischen der Tiefe dieser beiden Eindrücke doch die mechanische Prüfvorrichtung nicht so kongemessen, wobei eine Härteskala, z. B. die Rock- struiert werden, daß sie eine Vorlast erzeugt, die well-Skala, zur Bestimmung der tatsächlichen Härte schwach genug ist, einen hinreichend großen Unterdes Materials verwendet wird. schied zwischen dem Eindruck unter der Vorlast und Dieses beschriebene Verfahren wird dazu verwen- 50 dem Eindruck unter der Hauptlast zu gewährleisten, det, die Härte von Materialien oder Gegenständen zu so daß eine genaue Messung der relativen Härte vermessen, die dick genug sind, so daß die Dicke bei der schiedener Materialien möglich ist.
genauen Messung kein bestimmender Faktor ist. In Um dieses Problem der übermäßigen Eindringtiefe der Praxis wird die gesamte Eindrucktiefe, die durch bei Härtemessungen dünner Materialien zu überwindie Vorlast und durch die Hauptlast erzeugt wird, 55 den, ist es allgemein üblich, eine einzige Last beauf ungefähr 10 °/o oder weniger der Dicke des Mate- kannter Größe auf den Prüfling wirken zu lassen und rials gehalten. Sonst wird die Härtemessung durch dann die seitlichen Abmessungen des Eindrucks zu die Unterlage beeinflußt, auf der das Materia! wäh- messen. Ein Vergleich der seitlichen Ausdehnung der rend der Prüfung ruht. Eindrücke auf verschiedenen Materialien kann dann Die herkömmlichen Härteprüfgerätc enthalten als 60 zur Bestimmung der Härteunterschiede von einem Eindruckkörper einen Diamanten, dessen Seiten die bekannten Wert verwendet werden.
Form eines Kegelstumpfes aufweisen und dessen Aufgabe der Erfindnung ist es, einen Diamant-Ein-Spitze kugelförmig ausgebildet ist, um in das Mate- druckkörper der eingangs erwähnten Art zu schaffen, rial einzudringen. Es sind auch Eindruckkörper ge- der die Härtemessung sehr dünner Materialien nach bräuchlich, die als vierseitige Pyramide ausgebildet 65 der Vorlast/Hauptlast-Methode ermöglicht,
sind, deren Seiten unter einem Winkel von 136° in Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch eine scharfe Spitze auslaufen. gelöst, daß der Eindruckkörper eine abgeflachte Es ist vorgeschlagen worden, einen spitzen Ein- Spitze besitzt, deren Ebene sich senkrecht zu der ver-

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tikalen Achse der Pyramide erstreckt und eine qua- Eindruckkörpers ist zu einer fachen Oberfläche 5

dratische Form mit einer Seitenlänge von etwa abgeschliffen.

0,(,2 mm aufweist. Wie die F i g. 2 zeigt, ist die ebene Oberfläche 5

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Ein- quadratisch ausgebildet, und sie liegt in einer Ebene

druckkörpers ist die in dem dünnen Material er- 5 senkrecht zur Längsachse A-A des Gehäuseaufbau.

zeugte Eindrucktiefe auf Vio der Dicke des Materials Die Größe der ebenen Oberfläche nähert sich dem

begrenzt, so daß die Härte der Unterlage die Mes- Wert, bei dem die geringste Eindrucktiefe unter der

sung nicht beeinflußt. Außerdem erzeugt der Ein- Wirkung der Vorlast in die Materialien auftritt, de-

druckkörper unter der Wirkung der Vorlast einen ren Härte gemessen werden soll. Für die Messung

Eindruck, der hinreichend klein ist, so daß der Un- io von Materialien, deren Härtewert zwischen B 40 bis

terschied zwischen dem Eindruck unter der Vorlast C 70 der Rockwell-Skala liegen, beträgt die Länge

und dem Eindruck unter der Hauptlast groß genug einer Seite der ebenen Fläche vorteühafterweise un-

ist, eine genaue Messung der Härte des Materials gefähr 0,020 mm.

durchzuführen, ohne die Empfindlichkeit der Härte- Der erfindungsgemäße Eindruckkörper ist zur prüfvorrichtungen bei der Messung der relativen 15 Härtemessung dünner Materialien geeignet. Der Aus-Härte verschiedener Materialien zu verringern. Die druck dünnes Material soll dünne Oberflächen, dün-Genauigkeit der Messungen dünner Materialien mit nes Schichtmaterial, z.B. Aluminiumfolien, und alleinem erfindungsgemäßen Härteprüfgerät ist im we- gemein solche Materialien umfassen, bei denen die sentlichen die gleiche, wie die Genauigkeit bei der Gefahr besteht, daß der Eindruckkörper unter der Härtemessung dicker Materialien mit einem her- ao Wirkung der Vorlast und der Hauptlast übermäßig kömmlichen, zugespitzen Eindruckkörper. tief eindringt.

Vorteile und Merkmale der Erfindung werden in Bei der Härtemessung dünner Materialien mit dem der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeich- erfindungsgemäßen Eindruckkörper wird zunächst nungen erläutert. Ein Ausführungsbeispiel der Erfin- eine Vorlast von 50 bis 80 ρ verwendet, um einen erdung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgen- 25 sten Eindruck in dem Material zu erzeugen. Danach den näher beschrieben. Es zeigt wird vorteilhaft eine Hauptlast von etwa 1000 p ver-

F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen wendet, um einen tieferen Eindruck in dem Material

Eindruckkörpersund zu erzeugen, und der Unterschied der beiden Ein-

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Unterseite des er- drucktiefen wird gemessen und interpoliert, damit

findungsgemäßen Eindruckkörpers. 30 man die gewünschte Härtemessung erhält. Wenn die

Tn der F i g. 1 ist ein erfindungsgemäßer Eindruck- flache Oberfläche des Eindruckkörpers auf den dünkörper 1 in herkömmlicher Art in einer Ausneh- nen Prüfling drückt, wird die Eindrucktiefe innerhalb mung 2 befestigt, die in einem Gehäuse 3 vorgesehen der annehmbaren Grenzen gehalten, so daß Härteist. Der Eindruckkörper weist vier ebene Seiten 4 mcssungen verschiedener Materialien mit einer Empauf, die in Form einer Pyramide angeordnet sind. 35 findlichkeit durchgeführt werden können, die mit der Der zwischen einander gegenüberliegenden Seiten herkömmlicher Härteprüfvorrichtungen vergleichbar eingeschlossene Winkel beträgt 136°. Die Spitze des ist, welche die Härte dickerer Materialien prüfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

druckkörper in Form einer Pyramide mit vielen Kan-

Patentanspruch: ten herzustellen, die durch eine Anzahl von flachen

Seiten, z. B. durch 12 flache Seiten, gebildet werden,

Diamant-Eindruckkörper zur Härtemessung an und das Ende dieser Pyramide, wo sich diese Seiten Materialien mit einer sehr geringen Dicke in der 5 treffen, abzuflachen. Bei diesem bekannten EinGrößenordnung von wenigen Hundertstel Milli- druckkörper schließen die gegenüberliegenden Seiten metern (Viooo Inch), dessen Endabschnitt die zwischen sich einen Winkel von 120° ein, während Form einer vierseitigen Pyramide hat, deren ein- der Abstand quer zu den gegenüberliegenden Seiten ander gegenüberliegende Flächen einen Winkel des abgeflachten Endes ungefähr 0,040 mm beträgt, von etwa 136° einschließen, dadurch ge-io Diesem so ausgebildeten Eindruckkörper sagt man kennzeichnet, daß der Eindruckkörper (1) nach, daß er beim Eindringen in das zu testende Meeine abgeflachte Spitze (5) besitzt, deren Ebene tall nicht seitlich verschoben wird und daß er leichter sich senkrecht zu der vertikalen Achse der Pyra- in das Metall eindringe.

mide erstreckt und eine quadratische Form mit Es ist ferner ein Eindruckkörper in Form einer

einer Seitenlänge von etwa 0,02 mm aufweist. 15 vielseitigen Pyramide mit spitz zulaufender Spitze be

kanntgeworden, bei der die Vielzahl von Seiten die nötige Maßempfindlichkeit sicherstellen soll.

Bei der Härtemessung sehr dünner Materialien oder Gegenstände, z.B. von Gegenständen, deren

20 Dicke etwa 0,0025 cm beträgt, arbeiten sowohl die

beschriebenen Eindruckkörper mit einer kugelförmigen Spitze als auch die vielseitigen Eindruckkörper, die eine große Zahl von konvergierenden schneidenden Kanten aufweisen, nicht zufriedenstellend. 35 Hauptsächlich deswegen, weil diese Eindruckkörper

Die Erfindung betrifft einen Diamant-Eindruck- gewöhnlich bis zu einer Tiefe von 10⁰O der Dicke körper zur Härtemessung an Materialien mit einer des Materials in dieses eindringen, falls sie nicht sehr geringen Dicke in der Größenordnung von we- noch weiter eindringen, so daß die Messung dabei nigen Hundertstel Millimetern (Viooo Inch), dessen durch die Härte der Unterlage beeinflußt wird, auf Endabschnitt die Form einer vierseitigen Pyramide 30 der das dünne Material ruht. Hinzu kommt, daß die hat, deren einander gegenüberliegende Flächen einen Eindrucktiefe unter der Vorlast übermäßig groß ist. Winkel von etwa 136" einschließen. so daß sie den Unterschied in der Dimension bc-