Q NET Engineering GmbH
3MA
Elektromagnetischer Gefügeprüfer
Situation
Die oberflächennahe Eigenspannungszustand und die Härtetiefe sind die wichtigsten Qualitätsmerkmale für randschichtgehärtete Bauteile. Treten in der Randschicht, bedingt durch fehlerhafte Wärmebehandlung, Zugeigenspannungen auf, kommt es unter Betriebsbeanspruchungen häufig zu einem schnellen Ausfall dieser hoch beanspruchten Bauteile. Eine Qualitätsprüfung, bei der Eigenspannungen an wärmebehandelten Teilen ermittelt werden, ist teilzerstörend oder im Falle der röntgenographischen Prüfung auf die Ermittlung von Oberflächeneigenspannungen beschränkt.
- Abbildung 1: 3MA II - Gefügecharakterisierer
Lösung
Eine prozessintegrierte zerstörungsfreie Prüfung ist jetzt mit dem 3MA möglich. Eine Kompettprüfung kann mit ausreichender Prüfgeschwindigkeit durchgeführt werden. Die relevanten Qualitätsparameter können schnell ermittelt und gespeichert werden. Dabei erhält man Informationen über verschiedene Parameter der Mikrostruktur und Spannungszustände gleichzeitig. Das 3MA Verfahren wird hauptsächlich für die Prüfung wärmebehandelter Teile und bearbeiteter Oberflächen angesetzt.
Die umfassende Zielsetzung ist die zerstörungsfreie Bestimmung folgender Parameter:
- Härte
- Eigenspannung
- Härtetiefe
- Spannungsfehler
Vorteile
- Schnelle zerstörungsfreie Prüfung
- Fortlaufende Prüfung und Dokumentation der Qualitätsparameter
- Ersetzt die zerstörende Prüfung
- Wirtschaftlichere Produktion durch geringere Ausfallzeiten
- Produktionskontrolle durch Integration des 3MA-Gerätes während des gesamten Produktionsprozesses
- Modulares Konzept ermöglicht die Anpassung an Kundenwünsche
Das 3MA-Prüfsystem
Das 3MA Gerät besteht aus einem PC und Monitor, Steuer- und Auswerteeinheit, Leistungseinheit für die Magnetisierung und analogem Anschluss für verschiedene mögliche Module, für die Messung verschiedener mikromagnetischer Parameter:
Barkhausen-Rauschen (BN)
Erfassung von Barkhausen Rauschen Amplitude versus Magnetfeldstärke
Messparameter:
- Mmax: Maximum von BN
- Hcm: Sättigungskoezitivkraft
- ΔHm: Breite von M(H) beinhaltet verschiedene M Werte
Überlagerungspermeabilität
Erfassung der Überlagerungspermeabilität versus tangentialer Magnetfeldstärke
Messparameter:
- µmax : amplitude von µΔ
- Hcµ: Sättigungskoerzitivkraft µΔ
- Hµ Breite von µΔ
Zeitsignal von tangentialer Magnetfeldstärke (Ht ( t ))
Aufzeichnung des Zeitsignals der tangentialer Magnefeldstärke
Messparameter:
- K: Klirrfaktor
- Hco:
Mehrfrequenz-Wirbelstrom
Messparameter:
- Spulenimpedanz
- Erfassung des Real- und Imaginärteils der Impedanz bei 3 Frequenzen
Beispiel 1
Das folgende Beispiel zeigt den Vergleich zwischen den Referenzwerten und den zerstörungsfrei ermittelten Messwerten bei der Streckgrenzenbestimmung an Feinblechen
- Abbildung 2: Vergleich von Referenz- und Messwerten
Beispiel 2
Das folgende Beispiel zeigt eine Messung der Streckgrenze mit dem 3MA-Prüfgerät am bewegten Band
- Abbildung 3: 3MA Streckengrenzen-Messung
Sensorsystem
Der Sensor ist ein elektromagnetisches Sende/Empfangssystem. Der Multi-Parameter-Sensor zeichnet verschiedene mikro-magnetische Parameter gleichzeitig auf. Der Prüfkopf kann individuellen Kundenwünschen angepasst werden.
- Abbildung 4: 3MA Sensor
Datenerhebung und Dokumentation
Der durchgängige Einsatz von Datenbanken für die Prüfplandaten bzw. Prüfdaten ermöglicht die Datenhalt und bzw. den Zugriff über ein angeschlossenes Firmennetz.
Technische Daten
Zerstörungsfreie Prüfung und Datenerhebung von:
- Härte
- Härtetiefe
- Eigenspannung
- Spannungsfehler
Komponenten des 3MA Prüfsystems
- PC mit integriertem Monitor (Windows)
- Leistungseinheit für die Magnetisierung
- Ausgangsleistung: 300 W Klirrfaktor : kleiner 0,1%
- Bandbreite: 5Hz-120kHz
- Verstärkung 26dB
- Elektromagnetischer Sender-Empfänger, kundenspezifisch angepasst.
- Funktionsgenerator mit Sinuswellen Ausgang: (Frequenzbereich: 1-250Hz) Schnittstelle zu analogen Einheit
- Externe analoge Einheit
- A/D UWandler
- Signalverarbeitung der Tangentialfeldstärke, Wirbelstrom, Barkhausenrauschen, Oberwellenanalyse, Überlagerungspermeabilität
- Software:
- Signalverarbeitung und Darstellung auf Windows Ebene
- Multiple Regressionsanalyse zur Bestimmung der Qualitätsparameter
Ansprechpartner
Yvan LejeunePhone: +49 (0) 6 81/9 76 71 53
Fax: +49 (0) 6 81/9 76 71 58