Die Rockwell-Härteprüfung
Stanley P. Rockwell erfand die Rockwell-Härteprüfung. Er war Metallurge bei einem großen Kugellagerunternehmen und suchte nach einer schnellen zerstörungsfreien Methode, mit der bestimmt werden konnte, ob das Wärmebehandlungsverfahren, das auf die Lagerlaufbahnen angewendet wurde, erfolgreich war. Die einzigen Härteprüfverfahren, die ihm zu jener Zeit zur Verfügung standen, waren die Verfahren nach Vickers und Brinell und das Skleroskop. Die Härteprüfung nach Vickers war zu zeitaufwändig, die Eindrücke beim Verfahren nach Brinell waren zu groß für seine Proben und das Skleroskop war, besonders bei seinen kleinen Prüfstücken, schwierig in der Handhabung.
Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, erfand er das Rockwell-Prüfverfahren. Diese einfache Abfolge der Prüfkraftaufbringung erwies sich als entscheidender Vorteil für Härteprüfungen. Damit konnte der Benutzer in nur wenigen Sekunden auf verschieden großen Proben eine exakte Härteprüfung durchführen.
Die Rockwell-Prüfverfahren sind in folgenden Normen definiert:
ASTM E18 Metalle
ISO 6508 Metalle
ASTM D785 Kunststoffe
Arten der Rockwell-Prüfung
Es gibt zwei Arten von Prüfungen nach Rockwell:
1. Rockwell: die Mindestprüfkraft beträgt 10 kgf, die Höchstprüfkraft 60, 100 oder 150 kgf.
2. Superficial Rockwell: die Mindestprüfkraft beträgt 3 kgf und die Höchstprüfkraft 15, 30 oder 45 kgf.
In beiden Verfahren können die Eindringkörper je nach den Eigenschaften des zu prüfenden Materials entweder aus einem Diamantkegel oder einer Stahlkugel bestehen.
Rockwell-Skalen
Die Rockwell-Härtewerte werden als Kombination einer Härtezahl und eines Skalensymbols ausgedrückt, die den Eindringkörper und die Mindest- und Höchstprüfkraft angeben. Die Härtezahl wird durch das Symbol HR und die Skalenbezeichnung ausgedrückt.
Die Rockwell-Härteprüfung basiert auf einem umgekehrten Verhältnis zur Messung der zusätzlichen Eindringtiefe, die ein Eindringkörper durch Aufbringen einer hohen Gesamtprüfkraft (Hauptprüfkraft) bewirkt, also der Eindringtiefe, die über die Eindringtiefe hinaus geht, die aus einer zuvor aufgebrachten Prüfvorkraft (Nebenprüfkraft) resultiert. Zuerst wird eine Prüfvorkraft aufgebracht und eine Nullposition festgelegt. Daraufhin wird die Hauptprüfkraft für eine bestimmte Zeitdauer aufgebracht und dann zurückgenommen; die Nebenprüfkraft bleibt bestehen. Die sich daraus ergebende Rockwell-Zahl gibt den Unterschied der Eindringtiefe von der Nullposition aus als Ergebnis des Aufbringens der Hauptprüfkraft an. Der gesamte Vorgang dauert nur ein paar Sekunden; bis zu maximal 15 Sekunden für die Prüfung von Kunstoffen. Beim Rockwell-Verfahren erhalten Sie die Ergebnisse schnell und direkt, ohne dass weitere dimensionale Messungen durchgeführt werden müssen.
Der am häufigsten verwendete Eindringkörper ist ein Diamantkegel mit einem spitzen Winkel von 120 Grad zum Prüfen von gehärtetem Stahl und Karbiden. Weichere Materialien werden üblicherweise unter Anwendung von Wolframkarbidkugeln mit Durchmessern zwischen 1/16 Zoll und 1/2 Zoll geprüft. Die Kombination von Eindringkörper und Prüfkraft bildet die Rockwell-Skala. Aus diesen Kombinationen ergeben sich 30 verschiedenen Skalen. Diese Kombinationen werden als eigentliche Härtezahl ausgedrückt, gefolgt von den Buchstaben HR und dann der jeweiligen Skala. Eine ermittelte Härtezahl von 63 HRC bedeutet eine Härte von 63 auf der Rockwell-C-Skala. Höhere Werte weisen auf härtere Materialien wie gehärteten Stahl oder Wolframkarbid hin. Diese Stoffe können HRC-Werte von mehr als 70 HRC aufweisen. Rockwell-Prüfkräfte können entweder durch Kraftmessdosen im geschlossenen Regelkreis (closed-loop) oder durch herkömmliche Totgewichtsysteme aufgebracht werden.