Zerstörungsfreie Detektion von Schleifbrand mittels elektromagnetischer Prüftechniken

Um eine hohe Maß- und Formgenauigkeit nach dem Härten sicherzustellen, ist oftmals eine anschließende Feinbearbeitung der Bauteiloberfläche mittels Schleifen erforderlich. Geringste Abweichungen im Schleifprozess können jedoch zu einer lokalen Temperaturerhöhung im Werkstück führen und somit thermisch bedingte Schäden der oberflächennahen Randzonen verursachen - den sogenannten Schleifbrand. Dieser führt je nach Schädigungsgrad zu einer ungünstigen Veränderung des Härte- und Eigenspannungstiefenverlaufes bis hin zum Auftreten von Härterissen. Die konventionellen Prüfmethoden wie das Nitalätzen, metallographische oder röntgenographische Untersuchungen zum Nachweis von Schleifbrand sind kosten- und zeitintensiv und erlauben daher nur eine stichprobenartige Prüfung. Mit Hilfe des zerstörungsfreien Prüfverfahrens 3MA (Mikromagnetische Multiparameter Mikrostruktur- und Spannungs-Analyse) ist es möglich, über die Ermittlung elektromagnetischer Kenngrößen orts- und tiefenaufgelöste Aussagen über Werkstoffveränderungen in der Randzone eines Bauteils zu treffen, welche in Folge der Hartfeinbearbeitung (Schleifen, Drehen) auftreten. Damit ermöglicht 3MA den qualitativen Nachweis von Schleifbrand und bei Bedarf auch die quantitative Charakterisierung der in Folge von Schleifbrand veränderten Randzoneneigenschaften (z. B. Tiefenprofile der Härte und der Eigenspannungen). Letzteres erfordert eine zuvor bestimmte Korrelation zu den zerstörend ermittelten Kenngrößen (Kalibrierung). Daher ist das Verfahren vielfältig in der Industrie einsetzbar: Im Prüflabor oder fertigungsbegleitend, für die Sicherstellung der Produktqualität oder sogar prozessintegriert für die Regelung und Optimierung der Bearbeitungsprozesse. Dieser Beitrag zeigt hierzu auch einige Anwendungsbeispiele aus dem industriellen Einsatz.