Die Norm „EN ISO 6507-1 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Vickers – Teil 1: Prüfverfahren“, die auf einer europäischen Norm basiert und später von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlicht wurde, beschreibt das Härteprüfverfahren nach Vickers für drei verschiedene Prüfkraftbereiche für metallische Werkstoffe, darunter Hartmetalle und andere Hartmetalle.
In der in der Norm angegebenen Tabelle „Prüfkraftbereiche“ werden die Prüfkraftbereiche wie folgt definiert:
Die Härteprüfung nach Vickers ist in dieser Norm für Eindruckdiagonallängen zwischen 0,020 mm und 1,400 mm festgelegt. Die Verwendung dieser Methode zur Bestimmung der Vickershärte aus kleineren Eindrücken geht über den Rahmen dieser Norm hinaus, da die Ergebnisse aufgrund der Einschränkungen der optischen Messung und Unvollkommenheiten in der Spitzengeometrie großen Unsicherheiten unterliegen. Zur routinemäßigen Kontrolle der Prüfmaschine im Betrieb durch den Benutzer ist eine Methode zur regelmäßigen Überprüfung festgelegt. Für bestimmte Materialien oder Produkte gibt es bestimmte internationale Standards.
Ein Diamanteindringkörper in Form einer geraden Pyramide mit quadratischer Grundfläche und einem festgelegten Winkel zwischen gegenüberliegenden Flächen an der Spitze wird in die Oberfläche eines Teststücks gedrückt. Anschließend wird die diagonale Länge des Eindrucks gemessen, der nach dem Entfernen der Testkraft auf der Oberfläche verbleibt.
Die Vickershärte ist proportional zur Prüfkraft geteilt durch die Fläche der geneigten Oberfläche des Eindringkörpers, wobei davon ausgegangen wird, dass diese Oberfläche eine gerade Pyramide mit quadratischer Grundfläche und dem gleichen Winkel wie der Eindringkörper an ihrer Spitze ist. Die Spitze einer geraden Pyramide liegt auf einer Linie mit der Mitte der Basis. Soweit anwendbar, übernimmt diese Norm die vom Internationalen Komitee für Maß und Gewicht und verwandten Organisationen festgelegten Härteprüfparameter.
Die bei diesen Tests verwendete Prüfmaschine muss in der Lage sein, eine oder mehrere vorbestimmte Kräfte innerhalb des gewünschten Prüfkraftbereichs gemäß der Norm ISO 6507-2 anzuwenden. Der Eindringkörper muss ein steiler pyramidenförmiger Diamant mit quadratischer Grundfläche sein, wie in der Norm ISO 6507-2 festgelegt.
Das Diagonalmesssystem muss die Anforderungen der Norm ISO 6507-2 erfüllen. Es müssen Vergrößerungen vorgesehen sein, die eine Vergrößerung der Diagonale auf mehr als 25 Prozent, jedoch nicht weniger als 75 Prozent des maximal möglichen optischen Sichtfelds ermöglichen. Viele Objektivlinsen sind zum Rand des Sichtfelds hin nichtlinear. Ein Diagonalmesssystem, das zur Messung eine Kamera verwendet, kann das gesamte Sichtfeld der Kamera nutzen, vorausgesetzt, das optische System ist so konzipiert, dass es Sichtfeldbeschränkungen berücksichtigt. Die erforderliche Auflösung des Diagonalmesssystems richtet sich nach der Größe des kleinsten zu messenden Eindrucks und muss der Tabelle „Auflösung des Messsystems“ entsprechen. Bei der Bestimmung der Auflösung des Messsystems müssen die Auflösung der Mikroskopoptik, die digitale Auflösung der Messskala und die Schrittweite einer etwaigen Tischbewegung berücksichtigt werden.
Sofern in den Produktnormen nichts anderes festgelegt ist, muss die Prüfung auf einer glatten und ebenen Oberfläche durchgeführt werden, die völlig frei von Oxidschichten, Fremdkörpern und insbesondere Schmiermitteln ist. Der endgültige Zustand der Oberfläche muss eine genaue Bestimmung der diagonalen Länge der Vertiefung ermöglichen. Bei Hartmetallproben sollte die Dicke der von der Oberfläche abgetragenen Schicht mindestens 0,2 mm betragen.
Die Oberflächenvorbereitung muss so erfolgen, dass Oberflächenschäden oder Veränderungen der Oberflächenhärte durch übermäßige Erhitzung oder Kaltbearbeitung vermieden werden. Da die Tiefe der Vickers-Mikrohärteeindrücke gering ist, müssen bei der Vorbereitung besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Es empfiehlt sich, ein auf das zu messende Material abgestimmtes Polier- bzw. Elektropolierverfahren anzuwenden.
Die Dicke des Prüflings bzw. der zu prüfenden Schicht muss mindestens das 1,5-fache der diagonalen Länge des Eindrucks betragen, der im Anhang der Norm (Anhang A) definiert ist. Nach der Prüfung darf auf der Rückseite des Prüflings keine Verformung sichtbar sein. Die Dicke des Hartmetallprüfkörpers sollte mindestens 1 mm betragen. Die Tiefe der Aussparung beträgt ca. 1/7 der Diagonalenlänge.
Bei Prüfungen auf gekrümmten Oberflächen sind die in den Tabellen angegebenen Korrekturen anzuwenden.
Bei einem Prüfling mit kleinem Querschnitt oder unregelmäßiger Form muss entweder eine spezielle Halterung verwendet werden oder dieser muss ähnlich einem metallografischen Mikroschliff aus geeignetem Material montiert werden, damit er ausreichend gestützt ist und sich bei Krafteinwirkung nicht bewegt.
Der Test wird normalerweise bei Umgebungstemperaturen im Bereich von 10 bis 35 Grad durchgeführt. Wird die Prüfung bei einer Temperatur außerhalb dieses Bereichs durchgeführt, wird dies im Prüfbericht vermerkt. Die Tests werden unter kontrollierten Bedingungen bei einer Temperatur von 23 Grad plus/minus 5 Grad durchgeführt.
Die in der Tabelle der Norm angegebenen Prüfkräfte sind typisch. Es können auch andere Prüfkräfte verwendet werden, die größer als 980,7 N, aber nicht kleiner als 0,009 807 N sind. Die Prüfkräfte sollten so gewählt werden, dass Eindrücke mit Diagonalen größer als 0,020 mm entstehen. Die bevorzugte Prüfkraft für Hartmetalle beträgt 294,2 N.
Die regelmäßige Überprüfung, wie im Anhang der Norm (Anhang C) definiert, sollte für jede verwendete Prüfkraft eine Woche vor der Verwendung durchgeführt werden, es wird jedoch empfohlen, sie am Tag der Verwendung durchzuführen. Bei jeder Änderung der Prüfkraft wird eine regelmäßige Überprüfung empfohlen. Bei jeder Änderung der Einrückung sollte eine regelmäßige Überprüfung durchgeführt werden.
Das Prüfstück sollte auf einer starren Unterlage platziert werden. Die Auflageflächen müssen sauber und frei von Kalk, Öl, Schmutz und ähnlichen Fremdkörpern sein. Wichtig ist, dass der Prüfling fest auf der Unterlage aufliegt, damit es während der Prüfung zu keiner Verschiebung kommt, die das Prüfergebnis beeinflussen könnte. Beispielsweise kann es bei extrem kaltverformten anisotropen Werkstoffen zu einem Unterschied zwischen der Länge der beiden Diagonalen der Einkerbung kommen. Daher sollte die Einkerbung wenn immer möglich so erfolgen, dass die Diagonalen in der Ebene in einem Winkel von etwa 45 Grad zur Kaltumformungsrichtung ausgerichtet sind. In der Produktspezifikation können Grenzwerte für Unterschiede zwischen den Längen der beiden Diagonalen angegeben sein.
Das Diagonalmesssystem-Mikroskop sollte so fokussiert sein, dass die Probenoberfläche und die gewünschte Prüfstelle beobachtet werden können. Bei manchen Prüfmaschinen ist es nicht erforderlich, dass das Mikroskop auf die Probenoberfläche fokussiert ist.
Der Eindringkörper muss mit der Prüfoberfläche in Kontakt gebracht werden und die Prüfkraft muss in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche ohne Stöße, Vibrationen oder Überlastung ausgeübt werden, bis die ausgeübte Kraft den angegebenen Wert erreicht.
Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Rahmen werden für Unternehmen auch Prüfdienstleistungen nach der Norm „EN ISO 6507-1 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Vickers – Teil 1: Prüfverfahren“ angeboten.
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