Anwendungsbericht: Barkhausenrauschen an beschichteten Fahrwerkskomponente

In dieser Anwendung wird das Barkhausenrauschen zur Prüfung des ferromagnetischen Stahlsubstrats durch die Beschichtung eines Fahrwerkskolbens hindurch eingesetzt.

Das Problem: Herkömmliche Verfahren zur Erkennung von Schleifbrand, wie z. B. die Nitalätzung, sind bei beschichteten oder galvanisch überzogenen Oberflächen nicht anwendbar.

Während der Herstellung und Überholung vieler Fahrwerkskomponenten ist das Schleifen von Bauteilen aus beschichtetem Stahl (z. B. Hartchrom- oder HVOF-Beschichtungen) erforderlich. Die Stahlsubstrate dieser Bolzen, Achsen, Kolben, Rohren sind während des Schleifprozesses sehr anfällig für thermische Anlassschäden bzw. Schleifbrand. Herkömmliche Verfahren zur Erkennung von Schleifbrand, wie z. B. die Nitalätzung, sind jedoch bei beschichteten oder plattierten Oberflächen nicht anwendbar, da sich die kritischen Bereiche unter den Beschichtungen befinden. Dennoch muss die Bauteilqualität dieser sicherheitskritischen Komponenten überprüft werden – somit muss dies mit zerstörungsfreien Prüfverfahren erfolgen.

Die Prüfmethode: Das Barkhausenrauschen prüft zerstörungsfrei
ferromagnetische Stahlsubstrate durch eine Beschichtung hindurch

Barkhausenrauschen entsteht in einem ferromagnetischen Werkstoff unter dem Einfluss eines externen Magnetfeldes und reagiert empfindlich auf Veränderungen der Eigenspannungen und Mikrostruktur – zwei Effekte, die während des Schleifens auftreten können. Das Barkhausenrauschen-Verfahren prüft das ferromagnetische Stahlsubstrat zerstörungsfrei durch die Beschichtung hindurch. Die Prüfungen wurden gemäß dem SAE-Dokument ARP4462B „Barkhausen Noise Inspection for Detecting Grinding Burns in High Strength Steel Parts“ durchgeführt, das gewisse Prüfparameter und die Ausschusskriterien definiert.

Fahrwerkskolben
Abbildung 1: Aufnahme des geprüften Kolbens

Die Ergebnisse

Die Software zur Datenaufzeichnung hat automatisch eine Gut-/Schlecht-Bewertung vorgenommen sowie eine „Heatmap“ der Oberfläche erzeugt, um potenzielle Auffälligkeiten zu identifizieren und zu lokalisieren.

3D heat map showing measured Barkhausen value vs. location on a chrome-plated landing gear piston
Abbildung 2: 3D-Heatmap mit Darstellung der aufgenommenen Barkhausenwerte in Abhängigkeit von der Position auf einem hartverchromten Fahrwerkskolben

Verwendetes Prüfgerät für diese Anwendung:

Rollscan 350

Das Rollscan 350 wird zur Oberflächenkontrolle und zur Prüfung von oberflächennahen Defekten, wie Schleifbrand und Wärmebehandlungsfehlern eingesetzt. Veränderungen der Eigenspannungs- und Mikrostruktur können, in einer Vielzahl von ferromagnetischen Stählen und anderen ferritischen Materialien, detektiert werden.

Rollscan 350 analyzer and general purpose sensor measuring a bearing

Stresstech Bulletin 4: Grinding damages
Stresstech Bulletin 3: Detection methods of grinding damages


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Article Type: Application note
Part Under Inspection: Landing gear
Product Line: Rollscan