Prüfung von Härte, Zugfestigkeit und Fremdstoffen bei Schmiedeerzeugnissen

Ein einzelnes Auto besteht aus etwa 20.000 bis 30.000 Teilen. Die Zuverlässigkeit all dieser Teile, einschließlich des Motors, des Getriebes, der Lenkung, der Aufhängung und der Bremssysteme sowie der Karosserie, muss gewährleistet sein, um die dynamische Leistung und den Komfort des Fahrzeugs zu garantieren und ein sicheres Fahren zu ermöglichen. Viele Bauteile sind dauerhaft hohen Belastungen ausgesetzt und müssen daher stabil genug sein, um diesen Kräften standzuhalten. Wenn auch nur eines der Bauteile ein Qualitäts- oder Leistungsproblem hat, ist die Sicherheit der Insassen gefährdet.

Komponenten, die besonders stabil sein müssen, werden durch Schmieden hergestellt. Nach dem Warm- oder Kaltschmieden werden die Bauteile einer Wärmebehandlung unterzogen, um eine bestimmte Härte und Zugfestigkeit zu erreichen. Beim Warmschmieden von ungehärtetem Stahl wird die vorgeschriebene Härte durch den Abkühlungsprozess erreicht, beim Kaltschmieden durch die Kaltverfestigung während der Bearbeitung. Bei der Wärmebehandlung kann es jedoch vorkommen, dass die Teile aufgrund von Mängeln an den Wärmebehandlungsanlagen oder ungleichmäßigen Temperaturen im Wärmebehandlungsofen nicht die gewünschte Härte oder Zugfestigkeit erreichen. Darüber hinaus ist es möglich, dass durch unbeabsichtigte Faktoren unbehandelte Teile untergemischt werden. Es ist unmöglich, die Härte aller in Massenproduktion hergestellten Teile zu prüfen, und eine zerstörende Prüfung würde dazu führen, dass das Produkt und dessen Wert verloren geht. Außerdem werden in den Schmiedewerken verschiedene Komponenten hergestellt, wofür unterschiedliche Stahlsorten verwendet werden. Werden fehlerhafte Produkte in Kraftfahrzeuge eingebaut, so können diese schweren Unfälle verursachen.

Daher wird empfohlen in der letzten Phase der Produktionslinie eine zerstörungsfreie, vollständige Prüfung durchzuführen, um fehlerhafte Produkte auszusortieren. Bei dieser Methode werden mittels elektromagnetischer Induktion die Härte, Zugfestigkeit und Verunreinigungen durch Fremdstoffe geprüft, indem das Teil durch eine Durchlaufspule geführt wird.

Abb.1: Beispiel für die Prüfung von Schmiedeteilen

Durch Anlegen eines niederfrequenten Magnetfeldes an ein Bauteil, werden in diesem durch elektromagnetische Induktion Wirbelströme erzeugt. Dabei fließt durch eine Durchlaufspule ein Strom mit einer bestimmten Frequenz. Die Änderung der Impedanz, die von der magnetischen Permeabilität und der elektrischen Leitfähigkeit beeinflusst wird, wird erfasst. Unterschiede in der Härte und Zugfestigkeit, die durch Veränderungen in der Kristall- und Mikrostruktur von Metallen verursacht werden, können durch die magnetische Permeabilität bestimmt werden. Verschiedene Materialien wiederum, können durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit unterschieden werden. So ist es möglich, fehlerhafte Teile in kurzer Zeit automatisch zu erkennen und auszusortieren.

Abb. 2: MAGNATEST Produktfamilie

Für die magnet-induktive Prüfung kann das Prüfgerät MAGNATEST in Kombination mit einer entsprechenden Durchlaufspule verwendet werden.