Rockwell-Härtetest — ISO 6508 / ASTM E18 · Kunststoffprüfung

Was ist Rockwell?

Der Rockwell-Härtetest ist eine Methode, bei der die Härte direkt von einer Skala abgelesen wird, indem die bleibende Eindrucktiefe gemessen wird, die nach Aufbringen einer Vorlast und einer größeren Last verbleibt. Es wird ein Diamantkegel oder ein Hartmetallkugel-Eindringkörper verwendet.

Zweck von Rockwell

Ziel ist die Überprüfung der Wärmebehandlung und die Qualitätskontrolle der Serienproduktion mit einer schnellen, wiederholbaren Härtemessung.

Bei welchen Produkten wird Rockwell angewendet?

Teile aus wärmebehandeltem Stahl
Befestigungselemente
Nichteisenmetalle
Hartplastik (Skalen M und R)

In welchen Branchen wird Rockwell eingesetzt?

KunststoffeAutomobilVerpackungVerbraucherprodukte

Normen zu Rockwell

ISO 6508-1
ASTM E18

Prüfbedingungen für Rockwell

Skala: Je nach Material ausgewählt; Üblich sind HRC (Diamantkegel, 150 kgf) und HRB (1,5875 mm Kugel, 100 kgf).
Vorläufige Ladung: 10 kgf (98 N) im Standard-Rockwell
Verweilzeit: Im Standard definiert, typischerweise 1–5 s
Oberfläche: Glatt, gratfrei und senkrecht zum Eindringkörper

Prüfgerät für Rockwell

Rockwell-Härteprüfmaschine
Diamantkegel- und Kugeleindringkörper
Referenzhärteblöcke
Ambosse zur Probenunterstützung

Probenanforderungen für Rockwell

Die Dicke muss mindestens das Zehnfache der Eindrucktiefe betragen
Die Oberfläche muss oxid- und fettfrei sein
Einkerbungen müssen den in der Norm festgelegten Abstand vom Rand und voneinander haben
Im Allgemeinen werden mindestens drei Messungen durchgeführt

Dauer von Rockwell

Einige Sekunden pro Messung; Die Dauer verlängert sich, wenn eine Oberflächenvorbereitung erforderlich ist.

Ablauf von Rockwell

1Die Maschine wird mit Referenzblöcken verifiziert.
2Die zum Material passende Skala und der Eindringkörper werden ausgewählt.
3Die Probe sitzt fest auf dem Amboss.
4Die Vorlast wird aufgebracht, gefolgt von der Hauptlast, die für die definierte Dauer gehalten wird.
5Die Hauptlast wird entfernt und der Härtewert wird direkt abgelesen.
6Die Messung wird wiederholt und gemittelt.

Annahmekriterien für Rockwell

Der Akzeptanzbereich ist in der Produkt- oder Materialnorm angegeben. Das Ergebnis wird immer zusammen mit der Skala angegeben (z. B. 45 HRC).

Auswertung der Ergebnisse

Es werden Mittelwert und Streuung der Messungen ausgewertet. Das Ergebnis ist ungültig, wenn sich die Probe bewegte oder die Abstützung unzureichend war.

Prüfbericht zu Rockwell

Standard angewendet
Maßstab und Eindringkörper verwendet
Einzelmessungen und der Durchschnitt
Probenidentifizierung

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Kunststoffprüfung — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Rockwell gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Kunststoffprüfungen bestimmen das mechanische, thermische und Brennverhalten eines Polymerwerkstoffs. Anders als Metalle sind Kunststoffe VISKOELASTISCH: Ihr Verhalten hängt von Belastungsgeschwindigkeit, Temperatur und Feuchtigkeit ab. Dasselbe Material liefert daher unter unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Ergebnisse, und die Prüfbedingungen sind ein untrennbarer Teil des Ergebnisses.

Die praktische Folge der Viskoelastizität ist Folgendes: Ein Kunststoffteil verformt sich unter konstanter Last mit der Zeit weiter (Kriechen), und die bei konstanter Verformung getragene Spannung nimmt mit der Zeit ab (Spannungsrelaxation). Eine Schraubverbindung lockert sich, eine Klemme verliert ihre Klemmkraft, ein Regal hängt mit der Zeit durch. Ein kurzzeitiger Zugversuch zeigt dieses Verhalten nicht; es ist ein Langzeitversuch oder ein beschleunigtes Modell erforderlich.

Das thermische Verhalten ist die zweite Hauptachse. Die Schmelzflussrate zeigt die Verarbeitbarkeit des Materials und die Konsistenz von Charge zu Charge; die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und der Vicat-Erweichungspunkt geben eine grobe Grenze für die Einsatztemperatur an. Die thermische Analyse (DSC, TGA, DMA) offenbart die Identität des Materials: Glasübergangstemperatur, Schmelzverhalten, Kristallinität, Füllstoffgehalt und Zersetzungstemperatur.

Das Brennverhalten ist die dritte Achse und ist direkt mit Produktnormen verknüpft. Die UL-94-Klasse und der Grenzsauerstoffindex werden in das Materialdatenblatt aufgenommen; für das Gehäuse eines Elektrogeräts wird eine bestimmte Klasse verlangt, während für ein Bauprodukt ein anderes Klassifizierungssystem gilt.

Alterung ist der am häufigsten übersprungene Teil des Gebiets. Kunststoffe zersetzen sich unter UV, Wärme, Feuchtigkeit und Sauerstoff: Die Farbe ändert sich, die Oberfläche reißt, die Schlagzähigkeit sinkt. Bei einem für den Außenbereich bestimmten Teil zählen nicht die Werte am ersten Tag, sondern die Werte nach der Alterung. Xenon-Bogen- und Fluoreszenz-UV-Geräte beschleunigen diesen Abbau und ermöglichen einen Vergleich.

Das Ergebnis dieser Familie wird meist in das Materialdatenblatt eingetragen, und Produktnormen verweisen auf dieses Datenblatt. Zwischen dem Datenblattwert und dem Verhalten des tatsächlichen Teils kann es jedoch einen Unterschied geben: die beim Spritzgießen entstehende Orientierung, Bindenähte und innere Spannungen lassen das Teil anders reagieren als das Probestück.

Die Verwendung von Rezyklat hat dem Gebiet eine neue Frage hinzugefügt. Rezyklierte Harze variieren von Charge zu Charge; mechanische Eigenschaften, Farbe und Brennverhalten können sich zwischen Chargen verschieben. Für einen Hersteller, der Rezyklat verwendet, ist die Eingangskontrolle des Materials daher keine Option, sondern eine Notwendigkeit.

Methodengruppen in diesem Bereich

Mechanisch
Zug, Druck, Biegung, Charpy- und Izod-Schlagzähigkeit, Härte (Shore), Kriechen und umgebungsbedingte Spannungsrissbildung.
Thermisch
Schmelzflussindex (MFI), Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT), Vicat-Erweichungstemperatur, lineare Wärmeausdehnung.
Thermische Analyse
Übergangstemperaturen und Kristallinität durch DSC, Zusammensetzung und Zersetzung durch TGA, dynamisch-mechanisches Verhalten durch DMA.
Brennverhalten
UL-94-Klassifizierung, Grenzsauerstoffindex (LOI), Glühdraht- und Nadelflammprüfungen.
Altern
Beschleunigte Alterung durch Xenonbogen und fluoreszierendes UV, Warmluftalterung, Feuchtigkeit und Kondensation.
Physikalisch
Dichte, Wasseraufnahme, Aschegehalt, Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit von Folien und Platten.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Kunststoffergebnis ohne angegebene Prüfgeschwindigkeit und -temperatur kann nicht interpretiert werden; das viskoelastische Verhalten hängt von diesen Parametern ab.
Ein Probestückergebnis überträgt sich nicht direkt auf das tatsächliche Teil; die Spritzgussorientierung und Bindenähte sind entscheidend.
HDT- und Vicat-Werte sind KEINE Einsatztemperaturen; sie sind ein grober Hinweis auf eine Obergrenze und gelten nicht unter Last.
Die UL-94-Klasse hängt von der Dicke ab; eine andere Wandstärke erfordert eine erneute Verifizierung.
Bei feuchtigkeitsaufnehmenden Polymeren (wie Polyamid) sind die Ergebnisse irreführend, wenn keine Konditionierung durchgeführt wird.
Die Ergebnisse von ASTM D638 und ISO 527 sind nicht direkt gleichwertig; Die Probengeometrien und Ratendefinitionen sind unterschiedlich.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Materialauswahl und Lieferantenfreigabe
Erfüllung der Brennbarkeits- und Wärmeanforderungen der Produktnorm
Überprüfung der Verwendung von Rezyklatanteil und Chargenkontrolle
Kontrolle des Formgebungsprozesses und Chargenkonsistenz
Nachweis der Alterungsbeständigkeit für den Außeneinsatz

Häufige Fragen zu Rockwell

Warum wird das Rockwell-Ergebnis mit der Skala geschrieben?

Verschiedene Waagen verwenden unterschiedliche Eindringkörper und Lasten; Das gleiche Material ergibt auf unterschiedlichen Skalen eine unterschiedliche Zahl. Der Wert ist daher nur zusammen mit dem Skalenbuchstaben aussagekräftig.

Kann Rockwell auf dünne Bleche angewendet werden?

Für Standard-Rockwell gibt es eine Dickenbeschränkung. Für dünne Schnitte wird die oberflächliche Rockwell-Methode (z. B. HR15N) oder die Vickers-Methode bevorzugt.

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