Tres escalas de dureza y cuándo se utiliza cada una para engranajes helicoidales
Se utilizan tres escalas de dureza en engranaje helicoidal inspección, cada una adecuada para un rango de dureza y un contexto de medición diferentes. Usar la escala incorrecta —por ejemplo, intentar medir una superficie carburizada HRC 60 con un probador Brinell— produce resultados poco fiables y puede dañar el equipo de prueba:
Rango: HB 80–650 (confiable hasta HB 450 para engranajes). Probado con una bola de carburo de tungsteno de 10 mm a una carga de 3000 kg. El gran indentador (incisión de 2–6 mm de diámetro) promedia sobre un área amplia, lo que hace que HB sea apropiado para QT de flanco blando. engranajes helicoidales (HB 220–350). El HB no se puede utilizar en superficies carburizadas: el indentador es demasiado grande y penetra a través de la capa delgada hasta el núcleo más blando, lo que da una lectura mixta que subestima la verdadera dureza de la superficie.
Rango: HRC 20–70 (confiable para superficies de engranajes HRC 30–65). Probado con un cono Brale de diamante a una carga de 150 kg. El indentador más pequeño (aproximadamente 0,2 mm de diámetro de impresión) mide la dureza superficial de forma fiable en superficies carburizadas (HRC 58–62) y endurecidas por inducción (HRC 50–55). engranajes helicoidalesLa profundidad mínima de la capa para obtener una lectura HRC válida es de aproximadamente 0,5 mm; por debajo de este valor, la prueba sobreestima la dureza de la capa porque el indentador detecta el núcleo más blando que se encuentra debajo de la capa delgada.
Rango: cualquiera — 50–3000 HV. Probado con un diamante piramidal bajo cargas de 0,01 a 30 kg. El indentador de microdureza (indentación de 0,01–0,1 mm) permite la medición a profundidades muy próximas entre sí desde la superficie — cada 0,1 mm a través de la capa— proporcionando el perfil completo de dureza-profundidad necesario para determinar la profundidad efectiva de la capa. Esta es la única escala que puede medir la profundidad de la capa en un engranaje helicoidal.
Dónde medir la dureza de un diente de engranaje helicoidal
Detalle del diente del engranaje helicoidal: las tres ubicaciones correctas para la prueba de dureza: (1) flanco del diente en el círculo primitivo para la dureza superficial HRC; (2) cara del extremo del diente para la verificación Brinell (flanco blando); (3) sección transversal metalográfica en la cara media del diente para el recorrido de profundidad de la capa de microdureza Vickers. Cada ubicación cumple una función de inspección diferente.
Ubicación de la prueba de dureza superficial: en el flanco del diente, en el círculo de paso.
La ubicación correcta para la prueba de dureza superficial HRC en una superficie carburizada o endurecida por inducción. engranaje helicoidal está en la superficie del flanco del diente, en el círculo primitivo (la mitad de la altura del perfil activo del diente). No realice la prueba en la punta del diente (el diámetro exterior del engranaje) ni en la raíz del diente; estas áreas tienen perfiles de carbono diferentes a los del flanco activo y pueden dar lecturas de dureza engañosas. Para un flanco de diente duro engranaje helicoidal Con M5, el círculo de paso está aproximadamente 3,5 mm por encima del círculo de raíz, lo que facilita el acceso con un medidor de HRC portátil.
La empresa coreana Ever-Power realiza pruebas de dureza HRC en al menos 3 dientes por engranaje, en el círculo primitivo de la superficie del flanco del diente, e informa los valores mínimo y máximo junto con el promedio. El rango especificado (por ejemplo, HRC 58–62) debe cumplirse en todas las mediciones individuales, no solo en el promedio.
Ubicación de la prueba Brinell: cara del extremo del engranaje o cara del cubo perforado
Para QT de flanco suave engranajes helicoidales (HB 220–320), la dureza Brinell se prueba en la cara del extremo del engranaje o en la cara del cubo perforado, no en el flanco del diente (el diente es demasiado estrecho para una impresión de bola confiable de 10 mm en la superficie curva del flanco). La cara del extremo se mecaniza plana a Ra ≤ 1,6 µm antes de la prueba para asegurar un área plana representativa para el indentador. La dureza Brinell de la cara del extremo se toma como representativa de la dureza de la sección transversal del flanco blando. engranaje helicoidal cuerpo.
Medición de la profundidad de la capa endurecida mediante el método de microdureza Vickers.
La verificación de la profundidad de la vaina es el elemento más importante y el que más se cuestiona en un proceso de carburización. engranaje helicoidal Certificado de inspección. En las normas ISO 6336-5 y DIN 50190 se definen dos medidas de profundidad de la carcasa:
| Término | Definición | Método de prueba | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Profundidad efectiva del caso (ECD, CHD) | Profundidad desde la superficie hasta el punto donde la dureza desciende a HV 550 (≈ HRC 52) | Recorrido de microdureza Vickers a intervalos de 0,1 mm desde la superficie hacia el interior; profundidad interpolada en el cruce de HV 550 | Directamente relacionada con la resistencia a la corrosión por picaduras: la profundidad de la capa resistente a la fatiga. Debe ser igual o superior al mínimo especificado en el plano. |
| Profundidad total del caso (TCD, CD) | Profundidad desde la superficie hasta el punto donde la dureza es igual a la dureza del núcleo + 50 HV. | Se continuó con el mismo recorrido Vickers hasta que la dureza se estabilizó a nivel del núcleo; profundidad en la lectura (núcleo + 50 HV) | Indica la profundidad total de la zona enriquecida con carbono. La profundidad total de la zona enriquecida con carbono (TCD) siempre es mayor que la profundidad de la zona enriquecida con carbono (ECD), entre 25 y 60 TP3T dependiendo de la aleación y el temple. El dibujo debe especificar qué medición se requiere. |
Cómo leer un recorrido de profundidad de caso
Un recorrido de microdureza Vickers para una superficie carburizada engranaje helicoidal Muestra la dureza en el eje Y y la profundidad desde la superficie en el eje X. La forma característica: alta dureza superficial (HV 700–850, correspondiente a HRC 60–65) en la superficie; disminución gradual a través de la capa; zona de transición donde la dureza cae de HV 550 a la dureza del núcleo en 0,2–0,5 mm; dureza del núcleo plana (HV 350–450, HRC 35–45). La profundidad efectiva de la capa (ECD) se lee en el cruce de HV 550 en el eje de dureza. Para una especificación de “ECD mín. 0,8 mm”, la curva transversal debe cruzar HV 550 a una profundidad de 0,8 mm o más desde la superficie.
Ensayos portátiles de dureza en campo: métodos de Leeb y UCI
Los probadores HRC y Brinell del taller requieren que el equipo se lleve al instrumento. Para grandes engranajes helicoidales (OD > 400 mm, masa > 500 kg) que no se pueden trasladar a un laboratorio, los durómetros portátiles permiten la verificación in situ en el lugar de instalación o en el taller mecánico:
| Método | Principio de funcionamiento | Precisión frente a laboratorio | Lo mejor para |
|---|---|---|---|
| Rebote de Leeb (HL) | Una bola de carburo de tungsteno se lanza contra la superficie mediante un resorte; la relación entre la velocidad de rebote y la velocidad de impacto se mide electrónicamente y se convierte a HRC o HB mediante una tabla empírica. | ±3–5 HRC frente al valor de laboratorio; fiable para engranajes QT; menos fiable en carcasas carburizadas delgadas (<1 mm). | Flancos blandos grandes engranajes helicoidales en el campo; verificación masiva de que se aplicó el tratamiento térmico en todos los casos. |
| UCI (Impedancia de Contacto Ultrasónico) | Una varilla Vickers con punta de diamante vibra ultrasónicamente; el contacto con la superficie de prueba cambia la frecuencia de resonancia proporcionalmente a la dureza de la superficie. | ±2–3 HRC; más preciso que Leeb para superficies carburizadas > 0,3 mm de profundidad de la capa | Flanco de diente duro engranajes helicoidales en la instalación; superficies curvas donde no se pueden colocar los medidores Brinell o Rockwell |
Los durómetros portátiles siempre deben calibrarse con un bloque de prueba de referencia certificado (soportes HRC 60 ± 0,5 y HRC 40 ± 0,5) antes de cada sesión de medición. engranaje helicoidal En las superficies laterales de los dientes, el probador debe orientarse perpendicularmente a la superficie lateral curva; se recomienda utilizar un soporte para la sonda para garantizar un ángulo de sonda constante.
Qué comprobar en un certificado de dureza de engranajes helicoidales
Flanco de diente duro engranaje helicoidal — El certificado de dureza que acompaña a este engranaje registra el HRC en 3+ dientes (valores mínimo y máximo junto con la media), la curva de resistencia Vickers y el ECD claramente indicado hasta HV 550 con profundidad en mm. Cualquier certificado que carezca de mediciones individuales de los dientes o de la definición de la profundidad de la carcasa debe ser revisado antes de aceptar el envío.
Un certificado de dureza completo para una superficie carburizada y rectificada. engranaje helicoidal debe contener:
- Dureza superficial: Valores HRC para al menos 3 dientes individuales (no solo el promedio), indicando claramente el número de serie del engranaje y la ubicación de la prueba. Cada lectura individual debe cumplir con el rango de especificación (por ejemplo, HRC 58–62).
- Dureza del núcleo: Valor HRC en el centro de la sección transversal del diente (normalmente HRC 30-40 para grados carburizados). Confirmado mediante el ensayo de una muestra del mismo lote procesada en el mismo ciclo de horno.
- Profundidad del caso: Valor ECD en mm a HV 550, con la tabla o gráfica de dureza adjunta. Debe indicarse explícitamente la definición «ECD a HV 550 según DIN 50190 Parte 1».
- Identificación del lote del horno: Número de carga del horno, referencia a la tabla de temperaturas y fecha, lo que permite rastrear las condiciones específicas del tratamiento térmico si surge algún problema de calidad después de la instalación.
Korea Ever-Power: documentación sobre la dureza en cada pedido de engranajes carburizados.
Korea Ever-Power suministra documentación de análisis de dureza como componente estándar del paquete de inspección para cada acero carburizado o endurecido por inducción. engranaje de corte helicoidal pedido. La documentación estándar incluye: lecturas HRC en un mínimo de 3 dientes (valores individuales, no promediados); dureza del núcleo de una probeta del mismo lote; tabla de distribución Vickers con dureza en cada intervalo de profundidad de 0,1 mm; profundidad efectiva de la capa (ECD) indicada explícitamente en HV 550 según DIN 50190; y referencia del diagrama del horno para una trazabilidad completa. Como un directo fabricante de engranajes helicoidales Con tratamiento térmico interno, la documentación de dureza de Korea Ever-Power cubre todo el proceso desde la pieza en bruto hasta el engranaje terminado sin lagunas. Explore la Gama de productos de engranajes helicoidales para todas las opciones de materiales y tratamientos térmicos.
Preguntas frecuentes
Sí, con un probador portátil UCI o Leeb, se puede medir la dureza en el flanco del diente de un diente instalado. engranaje helicoidal Sin necesidad de desmontar, siempre que el engranaje sea accesible y esté fijo. La superficie del flanco del diente debe estar limpia (se debe eliminar el aceite con disolvente) y la sonda debe estar orientada perpendicularmente al flanco. Para engranajes en cajas de engranajes cerradas, se debe abrir una tapa de inspección. Las pruebas de dureza portátiles en el lugar de instalación son particularmente valiosas para verificar que un reemplazo instalado engranaje helicoidal Tiene la dureza correcta antes de que la máquina vuelva a estar en servicio, sin necesidad de esperar los resultados de las pruebas de laboratorio.
Una variación de HRC de más de ±2 HRC entre dientes en el mismo engranaje indica un temple inconsistente (algunos dientes se enfriaron más lentamente debido a su posición en la carga del horno) o un carbono de capa inconsistente debido a un flujo de gas desigual en el horno. Una variación de más de ±4 HRC a través de un engranaje helicoidal Generalmente, esto es motivo de rechazo: los dientes con menor dureza alcanzarán su límite de fatiga por contacto (σ_H lim) antes que los dientes de mayor dureza, lo que genera una dispersión en el tiempo de inicio de la corrosión que hace que la vida útil sea impredecible. Korea Ever-Power informa el HRC mínimo, máximo y promedio por cuerpo de engranaje para brindar al cliente una visibilidad completa de la distribución de la dureza.
La norma ISO 6336-5 proporciona directrices sobre la profundidad mínima efectiva de la capa en función del módulo normal Mn y el nivel de tensión de contacto requerido. Una regla simplificada: ECD_min ≈ 0,15 × Mn para engranajes carburizados con calidad de material MQ y tensión de contacto moderada (σ_H ≤ 1200 MPa). Para una tensión de contacto mayor (σ_H = 1300–1500 MPa), ECD_min ≈ 0,2 × Mn. En M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm con nivel de calidad MQ. Una profundidad insuficiente de la capa provoca el aplastamiento de la capa, un modo de fallo en el que el pico de tensión de cizallamiento subsuperficial (debido al contacto de Hertz) se sitúa por debajo del límite capa-núcleo en lugar de dentro de la capa dura, lo que inicia una fractura por descamación profunda. El aplastamiento de la capa da menos aviso que el picado superficial y, por lo tanto, es un modo de fallo más peligroso. engranajes helicoidales bajo carga pesada.
La punta del diente (círculo del adendo) tiene un perfil de carbono de la carcasa diferente al de la superficie activa del flanco del diente. En la carburación gaseosa, la punta del diente se carburiza más rápido que el flanco porque tiene tres superficies expuestas (punta y ambos flancos que convergen en la punta), mientras que el flanco solo tiene una superficie expuesta. Por lo tanto, la punta desarrolla un contenido de carbono ligeramente mayor y una dureza superficial potencialmente mayor que el flanco activo, lo que hace que las mediciones de OD sean ligeramente optimistas y no representativas de la dureza del flanco donde realmente se inicia la fatiga de contacto. Korea Ever-Power realiza pruebas en el flanco del diente en el círculo de paso e informa que esta es la dureza superficial representativa para engranaje helicoidal evaluación de la resistencia a la corrosión por picaduras.
Encuesta de dureza y documentación de la profundidad de la carcasa con cada pedido.
Korea Ever-Power proporciona lecturas HRC en dientes de 3 o más dientes, dureza del núcleo, tabla de medición Vickers y ECD explícito a HV 550, como documentación estándar en cada pedido de engranajes helicoidales carburizados o endurecidos por inducción. No se emiten certificados sin mediciones individuales. No se especifica la "profundidad total de la capa" cuando se indica el ECD.
HRC en 3+ dientes · Dureza del núcleo · Vickers transversal · ECD a HV 550 · DIN 50190 · Trazabilidad del lote del horno
Editor: Cxm
