Rockwell (Einheit)

Rockwell ist eine international gebräuchliche Maßeinheit für die Härte technischer Werkstoffe. Das Kürzel besteht aus HR (Hardness Rockwell, Härte nach Rockwell) als Kennzeichnung des Prüfverfahrens gefolgt von einem weiteren Buchstaben, der die Skale und damit die Prüfkräfte und -körper angibt.

Grundlage des Prüfverfahrens ist die Eindringtiefe eines Prüfkörpers in den Werkstoff. Somit ergeben sich bei weicheren Werkstoffen steigende Eindringtiefen, die dickere Prüflinge erfordern. Um dem entgegenzukommen, sind nach EN ISO 6508-1 elf Skalen mit unterschiedlichen Prüfkräften und -körpern genormt. Diese Skalen tragen die Buchstaben A-H, K, N und T. Die genormte Darstellung besteht aus dem Härtewert, dem Prüfverfahren und der Skale, beispielsweise 65 HRC oder 90 HRH.

Skalen A, C und D

Bei den Skalen A, C und D wird ein Diamantkegel mit 120° Spitzenwinkel und eine Prüfvorkraft von 98,0665 N verwendet, die Prüfzusatzkraft beträgt bei Skale A 490,3325 N, bei Skale C 1372,931 N und bei Skale D 882,5985 N. Meist eingesetzt ist das Verfahren nach Skale C ( C steht für engl. cone, dt. Kegel). Ebenfalls gängig ist HRA, da hier dünnere Werkstücke geprüft werden können.

$\mathrm{Rockwellhaerte} = 100 - \frac{h}{0,002\,\mathrm{mm}}$

h ist die bleibende Eindringtiefe des Prüfkörpers in Millimeter

Skalen B, E – H und K

Diese eignen sich für weichere Werkstücke wie mittelharte Stähle oder Messing, als Prüfkörper wird nach neuester Norm nach 2006 eine Sinterhartmetallkugel (W) eingesetzt, davor waren auch Stahlkugeln (S) zugelassen. Aus diesem Grund wurde auch die Härteskala um 30 Grade erweitert. Bei den Skalen B, F und G hat die Kugel einen Durchmesser von 1,5875 mm, bei den Skalen E, H und K beträgt dieser 3,175 mm. Die Prüfvorkraft entspricht immer 98,0665 N, die Prüfzusatzkraft gliedert sich jedoch folgendermaßen: Skale B und E 882,5985 N, Skale F und H 490,3325 N und Skale G und K 1372,931 N. Am häufigsten findet sich hier die Skale B (B steht für engl. ball, dt. Ball).

$\mathrm{Rockwellhaerte} = 130 - \frac{h}{0,002\,\mathrm{mm}}$

Skalen N und T

Für Skale N wird ein Diamantkegel mit 120° Spitzenwinkel benutzt, für Skale T eine Stahl- oder Hartmetallkugel mit 1,5875 mm Durchmesser. Gemeinsam ist den beiden Verfahren die geringere Prüfvorkraft von 29,41995 N und dass sie jeweils in drei verschiedenen Prüfkraftvariationen genormt sind. Dies ist durch eine Zahl gekennzeichnet, die bei den Skalen N und T gleichbedeutend ist. 15 steht für 117,6798 N, 30 für 264,77955 N und 45 für 411,8793 N. Das Kürzel lautet vollständig also beispielsweise HR15N oder HR45T.

$\mathrm{Rockwellhaerte} = 100 - \frac{h}{0,001\,\mathrm{mm}}$

Beispiele

Eine Welle in einem Getriebe kann beispielsweise eine Härte von 48 HRC haben, eine Edelstahl-Messerklinge „Nirosta“ die Härte 54 HRC, eine normale Küchenmesserklinge aus rostträgem Stahl 52-56 HRC, ein hochwertiges Kochmesser aus rostträgem Stahl 59-61 HRC und die pulvermetallurgischen Klingen erreichen 66 HRC. Eine Messerklinge aus japanischem Ao-Gami-Stahl (Blaupapier-Stahl) die Härte bis zu 67 HRC, eine aus Shiro-Gami-Stahl (Weißpapier-Stahl) eine Härte bis zu 65 HRC.

Oberhalb von ca. 60 HRC enden in aller Regel die Möglichkeiten der spanenden Bearbeitung mit geometrisch bestimmter Schneide (Drehen, Bohren, Fräsen). Härtere Werkstoffe müssen geschliffen oder erodiert werden (Spanen mit geometrisch unbestimmter Schneide).

60-HRC-Stähle werden mittels Hartmetallwerkzeugen zerspant, die härter als Hochleistungsstahl sind. In der modernen Zerspanwelt bestehen die meisten Werkzeuge aus Hartmetall. Dabei können Stähle bis ca. 66HRC bearbeitet werden.