Vickers

Vickers-Härteprüfverfahren

Das Vickers-Verfahren ist ein statisches Härteprüfverfahren, das für seine Vielseitigkeit und Präzision bekannt ist. Nachfolgend sind seine technischen Aspekte im Detail beschrieben:

Standardisierung:

• Das Vickers-Verfahren unterliegt den internationalen Normen ISO 6507 und ASTM E92 und gewährleistet dadurch weltweit konsistente Ergebnisse.

Prüfkraftbereich:

• Unterstützt Prüfkräfte von 1 gf bis 100 kgf und deckt ein breites Anwendungsspektrum ab, von Mikro- bis Makrohärteprüfungen.
• Typische Prüfkräfte umfassen 10 gf, 100 gf, 1 kgf und 50 kgf, je nach Material und Prüfanforderung.

Messprinzip:

• Das Vickers-Verfahren ist ein optisches Verfahren, bei dem die Diagonalen einer rautenförmigen Eindellung unter einem hochvergrößernden Mikroskop gemessen werden.
• Die Vickers-Härte (HV) wird nach der Formel berechnet: HV=1.854⋅Fd2HV = \frac{1.854 \cdot F}{d^2}HV=d21.854⋅F​ wobei $F$ die aufgebrachte Prüfkraft in kgf und $d$ die mittlere Diagonallänge der Eindellung in Millimetern ist.
• Die Präzision bei der Diagonalmessung ermöglicht die Prüfung sehr kleiner oder empfindlicher Proben.

Eindringkörper-Design:

• Der Eindringkörper ist ein pyramidenförmiger Diamant mit quadratischer Basis und einem Winkel von 136° zwischen gegenüberliegenden Flächen, was eine gleichmäßige Spannungsverteilung während der Eindringung sicherstellt.
• Die Geometrie eignet sich für die Prüfung unterschiedlich harter Materialien, von weichen Metallen bis hin zu harten Keramiken.

Optische Anforderungen:

• Die Messungen erfolgen typischerweise mit einem Mikroskop bei hoher Vergrößerung, meist zwischen 400x und 1000x, um Genauigkeit zu gewährleisten.
• Moderne Systeme verwenden digitale Bildverarbeitung und automatisierte Messwerkzeuge, um menschliche Fehler zu minimieren und die Wiederholbarkeit zu erhöhen.

Probenvorbereitung:

• Die Proben müssen eine polierte, flache Oberfläche aufweisen, um eine klare Sichtbarkeit der Eindellung zu gewährleisten. Oberflächenunregelmäßigkeiten oder Beschichtungen können die Genauigkeit beeinträchtigen.
• Eine Mindestdicke von mindestens dem Zehnfachen der Eindringtiefe wird empfohlen, um Einflüsse des Substrats zu vermeiden.

Anwendungen:

• Geeignet für eine Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Legierungen, Keramiken, Verbundwerkstoffe und dünne Beschichtungen.
• Besonders geschätzt in der Mikrohärteprüfung für Anwendungen wie Dünnschichten und kleine Bauteile in Elektronik oder Medizintechnik.

Vorteile:

• Die Möglichkeit, einen einzigen Eindringkörper für alle Prüfkräfte zu verwenden, vereinfacht den Prüfprozess.
• Die kleine Größe der Eindellung ermöglicht die Prüfung kleiner Teile und dünner Schichten.

Einschränkungen:

• Das Verfahren erfordert eine sorgfältige Probenvorbereitung und optische Präzision, was zeitaufwendig sein kann.
• Die Eindellungsgröße kann auf rauen oder ungleichmäßigen Oberflächen schwer zu messen sein.

Die Vielseitigkeit, hohe Genauigkeit und der breite Prüfkräftebereich machen das Vickers-Verfahren zu einer der am häufigsten verwendeten Härteprüftechniken in verschiedenen Branchen, darunter Forschung, Fertigung und Qualitätskontrolle.