Verbesserte Laboreffizienz mit automatischer Jominy-Prüfung

Der italienische Stahlhersteller Acciaierie Venete produziert 1.500.000 Tonnen Stahl pro Jahr für Kunden aus den Automobilbranche, Maschinenbau, Energie sowie der Bauindustrie. Höchste Produktqualität, garantiert durch eine lückenlose Qualitätssicherung, spielt für den Unternehmenserfolg eine entscheidende Rolle. Hierfür gibt es verschiedene Kontrolllabore, die unterschiedliche Prüfungen an Stahlproben durchführen. Für die Härteprüfung setzt das Unternehmen ein Prüfgerät von Zwick ein.
412Haertepruefung

Die Herausforderung

Ein kritischer Stahlparameter ist die Härtbarkeit. Als effiziente und zuverlässige Härteprüfung gilt die Jominy-Prüfung. Dabei wird eine standardisierte Stahlstabprobe  auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt und dann an einer Stirnseite abgekühlt. Durch diese Behandlung wird entlang der Probe ein Härteprofil erzeugt, das die Härtbarkeit des Stahls darstellt. Das Härtbarkeitprofil entlang der Probe wird dann durch eine Härteprüfung nach Vickers oder (meistens) nach Rockwell ermittelt.

Die Herstellung von vielen unterschiedlichen Stahlsorten unter strengen Qualitätsverfahren erfordert die Durchführung von Härteprüfungen nach Rockwell an einer größeren Anzahl von schon behandelten Jominy-Proben, die jeweils bis zu 15 Messpunkte erfordern. Die einfache und zuverlässige Rockwell-Prüfung führte Acciairie Venete schon seit einigen Jahren mit einem automatischen Rockwell-Härteprüfer erfolgreich durch. Allerdings erforderte das steigende Probenaufkommen die Einführung eines zusätzlichen, effizienten Messsystems.

Zu diesem Zeitpunkt hat man bei der Firma Indentec ein Angebot über ein Prüfwerkzeug  ihrer Rockwell-Härteprüfer-Serie angefordert, um von der marktführenden  Eindringkörperhaltung für schwer zugängliche Messstellen zu profitieren.

Die Lösung

Basierend auf einer Standard-Härteprüfmaschine von Indentec wurde ein Prüfsystem entwickelt. Ein Rockwell-Härteprüfer vom Typ 4150SK, der für die normgerechte Prüfung  nach ISO 6508 and ASTM E18 eingesetzt wird, wurde zusätzlich mit einer motorischen Spindel sowie mit einem zweiachsigen Schrittmotor und einem Probenauflagetisch ausgestattet. Anschließend wurde die Firmware des Härteprüfers so umgestaltet, dass sie automatisch sowohl benutzerdefinierte Prüfzyklen wie auch Prüfzyklen nach den Jominy-Normen ISO 642 und ASTM A255 durchführt. Damit könnte die Maschine bei Bedarf als eigenständiger Härteprüfer ohne externe PC-Steuerung arbeiten. Der Bediener legt einfach die Jominy-Proben ein und geht dann von der Maschine weg. Am Ende des Prüfzyklus kehrt der Bediener zurück und dreht die Proben zur Prüfung der Unterseite um.

Zur Unterstützung bei der Bearbeitung der großen Datenmengen, die vom Prüfsystem geliefert werden, wurde eine ergänzende windowsbasierte Software speziell für Jominy-Messdaten entwickelt. Zum Definieren von Prüfparametern, Positionen und Toleranzen erstellt der Anwender eine Masterdatei. Der Bediener speichert anschließend die Daten, die für die zu prüfenden Proben spezifisch sind. Die Software startet dann den Prüfablauf und erfasst die Messdaten, die live auf dem Bildschirm gezeigt werden. Gleichzeitig wird eine Härtekurve in Echtzeit erstellt. Nach Beendigung der Prüfung werden die Mittelwerte automatisch berechnet. Alle Daten können in Excel exportiert werden, falls eine zusätzliche Datenanalyse erforderlich ist, oder Daten an andere Benutzer weiterzugeben sind.

Fazit

Durch den Einsatz eines weiteren automatischen Systems wurde die Produktivität innerhalb des metallographischen Labors gesteigert. Die Jominy-Proben werden nun schnell und zuverlässig in einem speziell für diesen Zweck konstruierten Auflagetisch positioniert und die Labortechniker können sich um andere Aufgaben kümmern, während der Prüfzyklus automatisch läuft. Dank der Zuverlässigkeit des Systems ist keine Überwachung erforderlich; der Bediener braucht nur nach Beendigung der ersten Hälfte eines 10-Minuten-Zyklus zurückzukehren, um die Proben umzudrehen. Durch den Einsatz eines maschinengesteuerten zweiachsigen Schrittmotors wurde die Genauigkeit der Positionierung und des Abstands der Messpunkte erhöht, was zu einer verbesserten Wiederholbarkeit sowie einer reduzierten Messunsicherheit führte.

Unter Verwendung eines dateibasierten Microsoft-kompatiblen Softwarepakets wurden die Datenspeicherung, der Datenabruf sowie die Datenverwaltung auch erheblich verbessert.


Top