Три скали за твърдост и кога всяка от тях се използва за спираловидни зъбни колела
Използват се три скали за твърдост спирална предавка инспекция, всяка от които е подходяща за различен диапазон на твърдост и контекст на измерване. Използването на грешна скала - например опит за измерване на карбуризирана повърхност HRC 60 с тестер по Бринел - води до ненадеждни резултати и може да повреди тестовото оборудване:
Диапазон: HB 80–650 (надежден до HB 450 за зъбни колела). Тестван с 10 мм волфрамово-карбидна топка при натоварване от 3000 кг. Големият индентор (с диаметър на отпечатъка 2–6 мм) осреднява широка площ, което прави HB подходящ за QT меки страни. спираловидни зъбни колела (HB 220–350). HB не може да се използва върху карбуризирани повърхности — инденторът е твърде голям и прониква през тънката обвивка в по-меката сърцевина, което дава смесени резултати, които подценяват истинската твърдост на повърхността.
Диапазон: HRC 20–70 (надежден за зъбни повърхности HRC 30–65). Тестван с диамантен конус Brale при натоварване от 150 kg. По-малкият индентор (с диаметър на отпечатъка приблизително 0,2 mm) измерва надеждно твърдостта на повърхността на цементирани (HRC 58–62) и индукционно закалени (HRC 50–55) сплави. спираловидни зъбни колелаМинималната дълбочина на корпуса за валидно отчитане на HRC е приблизително 0,5 мм — под тази стойност тестът надценява твърдостта на корпуса, защото инденторът усеща по-мекото ядро под тънкия корпус.
Диапазон: произволен — 50–3000 HV. Тестван с пирамидален диамант при натоварвания от 0,01 до 30 kg. Микро-твърдостният индентор (отпечатък 0,01–0,1 mm) позволява измерване на близко разположени дълбочини от повърхността — на всеки 0,1 mm през корпуса — осигурявайки пълния профил на твърдост-дълбочина, необходим за определяне на ефективната дълбочина на корпуса. Това е единствената скала, която може да измерва дълбочината на корпуса в... спирална предавка.
Къде да се тества твърдостта на зъб на спираловидно зъбно колело
Детайл на зъба на спираловидно зъбно колело — трите правилни места за изпитване на твърдост: (1) странична повърхност на зъба по делителната окръжност за твърдост на повърхността по HRC; (2) челна повърхност на зъба за проверка по Бринел (мека странична повърхност); (3) металографско напречно сечение по средната повърхност на зъба за проверка на дълбочината на микротвърдостта по Викерс. Всяко място служи за различна цел на проверката.
Място за изпитване на твърдост на повърхността — На страничната повърхност на зъба по делителната окръжност
Правилното място за изпитване на твърдостта на повърхността по HRC върху цементирана или индукционно закалена повърхност спирална предавка е на повърхността на страничната повърхност на зъба, на делителната окръжност (средната височина на активния профил на зъба). Не тествайте върху върха на зъба (външния диаметър на зъбното колело) или върху основата на зъба — тези области имат различни въглеродни профили от активната странична повърхност и могат да дадат подвеждащи показания за твърдост. За странична повърхност с твърд зъб спирална предавка При M5, делителната окръжност е приблизително 3,5 мм над кореновата окръжност, добре достъпна за преносим HRC тестер.
Korea Ever-Power тества твърдостта по HRC на поне 3 зъба на зъбно колело, по делителната окръжност на повърхността на страничната повърхност на зъба, и отчита минималните и максималните стойности, наред със средната стойност. Посоченият диапазон (напр. HRC 58–62) трябва да бъде спазен от всички отделни измервания, а не само от средната стойност.
Място за тестване по Бринел — челна повърхност на зъбното колело или разпробита челна повърхност на главината
За QT мек фланг спираловидни зъбни колела (HB 220–320), твърдостта по Бринел се изпитва върху челната повърхност на зъбното колело или върху отвора на главината, а не върху страничната повърхност на зъба (зъбът е твърде тесен за надежден отпечатък на топка с диаметър 10 мм върху извитата повърхност на страничната повърхност). Преди изпитването челната повърхност се обработва с машинна обработка до Ra ≤ 1,6 µm, за да се осигури представителна плоска площ за индентора. Твърдостта по Бринел на челната повърхност се приема като представителна за твърдостта в проходното сечение на меката странична повърхност. спирална предавка тяло.
Измерване на дълбочината на корпуса чрез микротвърдост по Викерс
Проверката на дълбочината на корпуса е най-важният и най-често задаван въпрос при цементиране. спирална предавка сертификат за инспекция. В ISO 6336-5 и DIN 50190 са дефинирани две измервания на дълбочината на корпуса:
| Срок | Определение | Метод на изпитване | Защо е важно |
|---|---|---|---|
| Ефективна дълбочина на случаите (ECD, CHD) | Дълбочина от повърхността до точката, където твърдостта пада до HV 550 (≈ HRC 52) | Микротвърдост по Викерс, напречна линия на интервали от 0,1 mm от повърхността навътре; интерполиране на дълбочината при пресичане на HV 550 | Пряко свързано с устойчивостта на питинг - дълбочината на устойчивия на умора слой. Трябва да е равна или по-голяма от минималната стойност, посочена в чертежа. |
| Обща дълбочина на делата (TCD, CD) | Дълбочина от повърхността до точката, където твърдостта е равна на твърдостта на сърцевината + 50 HV | Същият Викерсов преход продължава, докато твърдостта се стабилизира на нивото на ядрото; дълбочина при отчитане (ядро + 50 HV) | Показва общата дълбочина на зоната, обогатена с въглерод. TCD винаги е по-голям от ECD — с 25–60% в зависимост от сплавта и закаляването. Чертежът трябва да посочва кое измерване е необходимо. |
Как да се разчете обход на дълбочината на случая
Микро-твърдостна траверса по Викерс за цементирана повърхност спирална предавка показва твърдостта по оста Y и дълбочината от повърхността по оста X. Характерната форма: висока повърхностна твърдост (HV 700–850, съответстваща на HRC 60–65) на повърхността; постепенно намаляване през корпуса; преходна зона, където твърдостта пада от HV 550 до твърдост в сърцевината над 0,2–0,5 mm; твърдост в плоска сърцевина (HV 350–450, HRC 35–45). Ефективната дълбочина на корпуса ECD се отчита при пресичането на HV 550 по оста на твърдостта. За спецификация „ECD мин. 0,8 mm“, напречната крива трябва да пресича HV 550 на дълбочина 0,8 mm или повече от повърхността.
Преносимо полево изпитване на твърдост — методи на Leeb и UCI
Тестерите за HRC и Brinell в работилницата изискват оборудването да бъде донесено до инструмента. За големи спираловидни зъбни колела (външен диаметър > 400 мм, маса > 500 кг), които не могат да бъдат преместени в лаборатория, преносимите твърдомери позволяват проверка на място на мястото на монтаж или в машинния цех:
| Метод | Принцип на работа | Точност срещу лаборатория | Най-добро за |
|---|---|---|---|
| Борба на Лийб (HL) | Волфрамова карбидна топка се изстрелва с пружина към повърхността; съотношението на отскок към скоростта на удара се измерва електронно и се преобразува в HRC или HB чрез емпирична таблица. | ±3–5 HRC спрямо лабораторни стойности; надежден за QT зъбни колела; по-малко надежден при тънки цементирани корпуси (<1 мм) | Голям мек фланг спираловидни зъбни колела на място; проверка в насипно състояние дали изобщо е била прилагана термична обработка |
| UCI (Ултразвуков контактен импеданс) | Пръчка с диамантен връх на Викерс вибрира ултразвуково; контактът с тестовата повърхност променя резонансната честота пропорционално на твърдостта на повърхността. | ±2–3 HRC; по-точен от Leeb за карбуризирани повърхности > 0,3 mm дълбочина на корпуса | Твърд зъбен ръб спираловидни зъбни колела при монтаж; извити повърхности, където не могат да се позиционират тестери по Бринел или Рокуел |
Преносимите твърдомери винаги трябва да се калибрират спрямо сертифициран референтен тестов блок (HRC 60 ± 0,5 и HRC 40 ± 0,5) преди всяка сесия на измерване. За спирална предавка За повърхностите на страничните страни на зъба, тестерът трябва да бъде ориентиран перпендикулярно на извитата повърхност на страничния страничен зъб — препоръчва се използването на държач за сондата, за да се осигури постоянен ъгъл на сондата.
Какво да проверите в сертификата за твърдост на спираловидно зъбно колело
Твърд зъбен ръб спирална предавка — сертификатът за изследване на твърдостта, придружаващ това зъбно колело, посочва HRC на 3+ зъба (минимални и максимални стойности, наред със средната стойност), крива на Викерс и ясно посочен ECD до HV 550 с дълбочина в mm. Всеки сертификат, в който липсват индивидуални измервания на зъба или определение за дълбочина на корпуса, трябва да бъде проверен преди приемане на пратката.
Пълен сертификат за твърдост за карбуризиран и шлифован спирална предавка трябва да съдържа:
- Твърдост на повърхността: Стойности на HRC за поне 3 отделни зъба (не само средната стойност), с ясно посочени сериен номер на зъбното колело и място на тестване. Всяко отделно отчитане трябва да отговаря на спецификационния диапазон (напр. HRC 58–62).
- Твърдост на сърцевината: HRC стойност в центъра на напречното сечение на зъба (обикновено HRC 30–40 за цементирани марки). Потвърждава се чрез изпитване на тестов образец от същата партида, обработен през същия цикъл на пещ.
- Дълбочина на корпуса: Стойност на електромагнитния диск (ECD) в mm при HV 550, с приложена таблица или графика за твърдост. Дефиницията „ECD до HV 550 съгласно DIN 50190 Част 1“ трябва да бъде изрично посочена.
- Идентификация на партидата на пещта: Номер на зареждане на пещта, референтен номер на температурната диаграма и дата — позволяващи проследяване на специфичните условия на термична обработка, ако възникне въпрос относно качеството след монтажа.
Korea Ever-Power — Документация за твърдост на всяка поръчка за карбуризирано зъбно колело
Korea Ever-Power предоставя документация за изследване на твърдостта като стандартен компонент на пакета за инспекция за всяка цементирана или индукционно закалена стомана. спирално нарязано зъбно колело поръчка. Стандартната документация включва: HRC показания на минимум 3 зъба (индивидуални стойности, не осреднени); твърдост на сърцевината от тестов купон в същата партида; таблица за напречна струя по Викерс с твърдост на всеки интервал от 0,1 мм; ефективна дълбочина на корпуса (ECD), изрично посочена като HV 550 съгласно DIN 50190; и справка с диаграмата на пещта за пълна проследимост. Като директен производител на спирални зъбни колела С вътрешна термична обработка, документацията за твърдост на Korea Ever-Power обхваща целия процес от заготовката до готовата предавка без пролуки. Разгледайте продуктова гама от спирални зъбни колела за всички материали и опции за термична обработка.
Често задавани въпроси
Да — с преносим UCI или Leeb тестер, твърдостта може да се измери на страничната страна на зъба на инсталиран спирална предавка без демонтаж, при условие че зъбното колело е достъпно и неподвижно. Повърхността на зъбния ръб трябва да е чиста (маслото е отстранено с разтворител), а сондата - ориентирана перпендикулярно на ръба. За зъбни колела в затворени скоростни кутии трябва да се отвори инспекционният капак. Преносимото изпитване на твърдостта на мястото на монтаж е особено ценно за проверка дали е монтиран резервен елемент. спирална предавка има правилната твърдост, преди машината да бъде пусната отново в експлоатация, без да се чакат резултати от лабораторни тестове.
Вариация на HRC от повече от ±2 HRC между зъбите на едно и също зъбно колело показва или неравномерно закаляване (някои зъби се охлаждат по-бавно поради позицията си в натоварването на пещта), или неравномерно въглеродно съдържание на корпуса поради неравномерен газов поток в пещта. Вариация от повече от ±4 HRC в рамките на... спирална предавка обикновено е основание за бракуване — зъбите с по-ниска твърдост ще достигнат границата си на контактна умора (σ_H lim) преди зъбите с по-висока твърдост, създавайки разсейване във времето за започване на точковата умора, което прави експлоатационния живот непредсказуем. Korea Ever-Power отчита минималния, максималния и средния HRC за всяко тяло на зъбно колело, за да даде на клиента пълна видимост на разпределението на твърдостта.
ISO 6336-5 предоставя минимални насоки за ефективна дълбочина на корпуса като функция от нормалния модул Mn и необходимото ниво на контактно напрежение. Опростено правило: ECD_min ≈ 0,15 × Mn за цементирани зъбни колела при качество на материала MQ и умерено контактно напрежение (σ_H ≤ 1200 MPa). За по-високо контактно напрежение (σ_H = 1300–1500 MPa), ECD_min ≈ 0,2 × Mn. При M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm при ниво на качество MQ. Недостатъчната дълбочина на корпуса причинява смачкване на корпуса - режим на повреда, при който пикът на подповърхностното напрежение на срязване (от херцов контакт) е разположен под границата корпус-ядро, а не в твърдия корпус, инициирайки дълбока фрактура от отчупване. Смачкването на корпуса дава по-малко предупреждение от повърхностното точково образуване и следователно е по-опасен режим на повреда за... спираловидни зъбни колела под голямо натоварване.
Върхът на зъба (допълнителен кръг) има различен профил на въглерода в корпуса от активната повърхност на страничната стенка на зъба. При газово цементиране върхът на зъба се цементира по-бързо от страничната стенка, защото има три открити повърхности (върхът и двете страни се сливат на върха), докато страничната стенка има само една открита повърхност. Следователно върхът развива малко по-високо съдържание на въглерод и потенциално по-висока повърхностна твърдост от активната странична стенка, което прави измерванията на външния диаметър леко оптимистични и непредставителни за твърдостта на страничната стенка, където действително започва контактната умора. Korea Ever-Power тества страничната стенка на зъба в делителната окръжност и отчита това като представителна повърхностна твърдост за спирална предавка оценка на устойчивостта на питинг.
Документиране на твърдостното изследване и дълбочината на корпуса с всяка поръчка
Korea Ever-Power предоставя HRC показания на 3+ зъба, твърдост на сърцевината, таблица за напречно движение по Викерс и ясна ECD при HV 550 — като стандартна документация за всяка поръчка на цементирано или индукционно закалено спирално зъбно колело. Няма сертификати без индивидуални измервания. Няма неясна „обща дълбочина на корпуса“, когато е посочен ECD.
HRC на 3+ зъба · Твърдост на сърцевината · Викерсова траверса · ECD до HV 550 · DIN 50190 · Проследимост на партидата на пещта
Редактор: Cxm
