Trois échelles de dureté et leurs applications respectives aux engrenages hélicoïdaux
Trois échelles de dureté sont utilisées dans engrenage hélicoïdal Chaque méthode d'inspection est adaptée à une plage de dureté et à un contexte de mesure différents. Utiliser une échelle inappropriée — par exemple, tenter de mesurer une surface cémentée HRC 60 avec un duromètre Brinell — produit des résultats peu fiables et peut endommager l'équipement de test.
Gamme : HB 80–650 (fiable jusqu’à HB 450 pour les engrenages). Testé avec une bille en carbure de tungstène de 10 mm sous une charge de 3 000 kg. Le grand pénétrateur (empreinte de 2 à 6 mm de diamètre) répartit l’épaisseur sur une large surface, ce qui rend le HB adapté aux engrenages QT à flancs tendres. engrenages hélicoïdaux (HB 220–350). L'appareil HB ne peut pas être utilisé sur les surfaces cémentées : l'indenteur est trop gros et pénètre à travers la fine couche superficielle jusqu'au cœur plus tendre, ce qui donne une mesure inégale sous-estimant la dureté réelle de la surface.
Plage de dureté : HRC 20–70 (fiable pour les surfaces d’engrenages HRC 30–65). Testé avec un cône Brale en diamant sous une charge de 150 kg. Le pénétrateur de plus petit diamètre (environ 0,2 mm) mesure avec précision la dureté superficielle sur les surfaces cémentées (HRC 58–62) et trempées par induction (HRC 50–55). engrenages hélicoïdauxLa profondeur minimale de la couche superficielle pour une mesure HRC valide est d'environ 0,5 mm — en dessous de cette valeur, le test surestime la dureté de la couche superficielle car le pénétrateur détecte le noyau plus tendre sous la fine couche superficielle.
Plage de dureté : illimitée (50 à 3 000 HV). Testée avec un pénétrateur diamant pyramidal sous des charges de 0,01 à 30 kg. Le pénétrateur de microdureté (empreinte de 0,01 à 0,1 mm) permet des mesures à des profondeurs très rapprochées de la surface (tous les 0,1 mm à travers la couche superficielle), fournissant ainsi le profil de dureté en fonction de la profondeur nécessaire à la détermination de la profondeur de cémentation effective. Il s’agit de la seule échelle permettant de mesurer la profondeur de cémentation avec une précision de 0,01 à 0,1 mm. engrenage hélicoïdal.
Où tester la dureté d'une dent d'engrenage hélicoïdal
Détail de la dent d'engrenage hélicoïdal — les trois emplacements corrects pour les essais de dureté : (1) flanc de la dent au niveau du cercle primitif pour la dureté superficielle HRC ; (2) face d'extrémité de la dent pour la vérification de la dureté Brinell (flanc tendre) ; (3) section métallographique au milieu de la face de la dent pour la détermination de la profondeur de la couche superficielle Vickers. Chaque emplacement correspond à un objectif d'inspection différent.
Emplacement du test de dureté superficielle — Sur le flanc de la dent, au niveau du cercle primitif
L'emplacement correct pour l'essai de dureté superficielle HRC sur une surface cémentée ou trempée par induction engrenage hélicoïdal La mesure s'effectue sur la surface du flanc de la dent, au niveau du cercle primitif (à mi-hauteur du profil actif de la dent). Ne pas effectuer le test sur la pointe de la dent (diamètre extérieur de la roue dentée) ni sur le pied de la dent : ces zones présentent des profils de carbone différents de ceux du flanc actif et pourraient fausser les mesures de dureté. Pour un flanc de dent dur… engrenage hélicoïdal Avec M5, le cercle primitif est à environ 3,5 mm au-dessus du cercle de base, facilement accessible pour un testeur HRC portable.
Korea Ever-Power teste la dureté HRC sur au moins 3 dents par engrenage, au niveau du cercle primitif sur la face de flanc de la dent, et indique les valeurs minimales et maximales ainsi que la moyenne. La plage spécifiée (par exemple HRC 58–62) doit être respectée par toutes les mesures individuelles, et non par la seule moyenne.
Zone d'essai Brinell — Face d'extrémité de la roue dentée ou face du moyeu alésé
Pour QT à flancs souples engrenages hélicoïdaux (HB 220–320), la dureté Brinell est testée sur la face d'extrémité de la dent ou sur la face alésée du moyeu, et non sur le flanc de la dent (la dent étant trop étroite pour obtenir une empreinte fiable d'une bille de 10 mm sur la surface incurvée du flanc). La face d'extrémité est usinée à une rugosité Ra ≤ 1,6 µm avant le test afin de garantir une surface plane représentative pour le pénétrateur. La dureté Brinell de la face d'extrémité est considérée comme représentative de la dureté de la section transversale du flanc tendre. engrenage hélicoïdal corps.
Mesure de la profondeur de trempe par microdureté Vickers
La vérification de la profondeur de cémentation est l'élément le plus important et le plus fréquemment remis en question dans le cadre d'une carburation. engrenage hélicoïdal Certificat d'inspection. Deux mesures de profondeur de trempe sont définies dans les normes ISO 6336-5 et DIN 50190 :
| Terme | Définition | Méthode d'essai | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|---|
| Profondeur de traitement effective (ECD, CHD) | Profondeur depuis la surface jusqu'au point où la dureté chute à HV 550 (≈ HRC 52) | Mesure de microdureté Vickers par intervalles de 0,1 mm à partir de la surface ; interpolation de la profondeur au point d’intersection HV 550 | Directement liée à la résistance à la corrosion par piqûres, la profondeur de la couche résistante à la fatigue doit être égale ou supérieure à la valeur minimale spécifiée sur le dessin. |
| Profondeur totale du boîtier (TCD, CD) | Profondeur entre la surface et le point où la dureté est égale à la dureté à cœur + 50 HV | Le même levé Vickers a été poursuivi jusqu'à stabilisation de la dureté au niveau du noyau ; la profondeur à (noyau + 50 HV) est indiquée. | Indique la profondeur totale de la zone enrichie en carbone. La profondeur totale de la zone enrichie en carbone (TCD) est toujours supérieure à la profondeur de la zone enrichie en carbone (ECD) — de 25 à 60 µT, selon l’alliage et la trempe. Le dessin doit préciser la mesure requise. |
Comment lire un parcours de profondeur de cas
Mesure de microdureté Vickers pour une surface cémentée engrenage hélicoïdal L'axe des ordonnées indique la dureté et l'axe des abscisses la profondeur à partir de la surface. La courbe présente les caractéristiques suivantes : dureté superficielle élevée (HV 700–850, correspondant à HRC 60–65) ; diminution progressive de la dureté à travers la couche superficielle ; zone de transition où la dureté chute de HV 550 à la dureté à cœur sur une profondeur de 0,2 à 0,5 mm ; dureté à cœur uniforme (HV 350–450, HRC 35–45). La profondeur de couche superficielle effective (ECD) est mesurée au point d'intersection de l'axe des duretés avec HV 550. Pour une spécification « ECD min. 0,8 mm », la courbe doit croiser HV 550 à une profondeur d'au moins 0,8 mm à partir de la surface.
Essais de dureté portables sur le terrain — Méthodes Leeb et UCI
Les testeurs HRC et Brinell d'atelier exigent que le matériel soit apporté à l'instrument. Pour les grands engrenages hélicoïdaux (Diamètre extérieur > 400 mm, masse > 500 kg) qui ne peuvent pas être déplacés vers un laboratoire, les testeurs de dureté portables permettent une vérification in situ sur le site d'installation ou dans l'atelier d'usinage :
| Méthode | Principe de fonctionnement | Précision par rapport au laboratoire | Idéal pour |
|---|---|---|---|
| Rebond de Leeb (HL) | Une bille en carbure de tungstène est lancée par un ressort contre la surface ; le rapport entre la vitesse de rebond et la vitesse d'impact est mesuré électroniquement et converti en dureté HRC ou HB à l'aide d'une table empirique. | ±3–5 HRC par rapport au laboratoire ; fiable pour les engrenages QT ; moins fiable sur les boîtiers cémentés minces (<1 mm) | grand flanc souple engrenages hélicoïdaux sur le terrain ; vérification en masse que le traitement thermique a été appliqué dans son intégralité |
| UCI (Impédance de contact ultrasonique) | Une tige à pointe de diamant Vickers vibre par ultrasons ; le contact avec la surface testée modifie la fréquence de résonance proportionnellement à la dureté de la surface. | ±2–3 HRC ; plus précis que Leeb pour les surfaces cémentées de profondeur supérieure à 0,3 mm | flanc de dent dure engrenages hélicoïdaux Lors de l'installation ; surfaces courbes où les testeurs Brinell ou Rockwell ne peuvent pas être positionnés |
Les duromètres portables doivent toujours être étalonnés à l'aide d'un bloc de référence certifié (entretoises HRC 60 ± 0,5 et HRC 40 ± 0,5) avant chaque session de mesure. engrenage hélicoïdal Pour les surfaces des flancs des dents, le testeur doit être orienté perpendiculairement à la surface incurvée du flanc ; l’utilisation d’un dispositif de maintien pour la sonde est recommandée afin de garantir un angle de sonde constant.
Que vérifier sur un certificat de dureté d'engrenage hélicoïdal ?
flanc de dent dure engrenage hélicoïdal Le certificat d'étude de dureté accompagnant cet engrenage indique la dureté HRC sur au moins 3 dents (valeurs minimale et maximale ainsi que la moyenne), la courbe de dureté Vickers et la profondeur de trempe (ECD) jusqu'à HV 550, clairement indiquée en mm. Tout certificat ne comportant pas de mesures individuelles des dents ou de définition de la profondeur de trempe doit être vérifié avant d'accepter la livraison.
Certificat de dureté complet pour une pièce cémentée et rectifiée engrenage hélicoïdal doit contenir :
- Dureté de surface : Les valeurs HRC d'au moins 3 dents individuelles (et non la moyenne seule), avec le numéro de série de la dent et le lieu du test clairement indiqués, doivent être fournies. Chaque mesure individuelle doit respecter la plage de spécifications (par exemple, HRC 58–62).
- Dureté du noyau : Valeur HRC au centre de la section transversale de la dent (généralement HRC 30–40 pour les nuances cémentées). Confirmée par l'essai d'une éprouvette provenant du même lot et traitée selon le même cycle de four.
- Profondeur du cas : Valeur ECD en mm à HV 550, avec le tableau ou le graphique de dureté correspondant. La définition « ECD à HV 550 selon DIN 50190 partie 1 » doit être explicitement mentionnée.
- Identification du lot de four : Numéro de charge du four, référence du graphique de température et date — permettant de retracer les conditions spécifiques du traitement thermique en cas de problème de qualité après l'installation.
Korea Ever-Power — Documentation sur la dureté pour chaque commande d'engrenages cémentés
Korea Ever-Power fournit la documentation relative aux relevés de dureté comme élément standard du dossier d'inspection pour chaque pièce cémentée ou trempée par induction. engrenage à denture hélicoïdale La documentation standard comprend : les mesures de dureté HRC sur au moins 3 dents (valeurs individuelles, non moyennées) ; la dureté à cœur d’un échantillon du même lot ; un tableau de dureté Vickers avec indication de la dureté par intervalle de 0,1 mm ; la profondeur de cémentation effective (ECD) explicitement indiquée à HV 550 selon la norme DIN 50190 ; et la référence du diagramme du four pour une traçabilité complète. fabricant d'engrenages hélicoïdaux Grâce à son traitement thermique interne, la documentation de dureté de Korea Ever-Power couvre l'intégralité du processus, de l'ébauche à la pièce finie, sans aucune lacune. Consultez la documentation. gamme de produits à engrenages hélicoïdaux pour toutes les options de matériaux et de traitements thermiques.
Foire aux questions
Oui, avec un testeur portable UCI ou Leeb, la dureté peut être mesurée sur le flanc de la dent d'une dent installée. engrenage hélicoïdal sans démontage, à condition que l'engrenage soit accessible et immobile. La surface du flanc de la dent doit être propre (huile éliminée au solvant) et la sonde orientée perpendiculairement au flanc. Pour les engrenages de boîtes de vitesses fermées, un couvercle d'inspection doit être ouvert. Un test de dureté portable sur le site d'installation est particulièrement utile pour vérifier qu'un remplacement installé est conforme. engrenage hélicoïdal possède la dureté correcte avant la remise en service de la machine, sans attendre les résultats des tests en laboratoire.
Une variation de dureté Rockwell C (HRC) supérieure à ±2 entre les dents d'une même roue dentée indique soit une trempe irrégulière (certaines dents refroidissant plus lentement en raison de leur position dans le four), soit une teneur en carbone inégale due à un flux de gaz irrégulier dans le four. Une variation supérieure à ±4 HRC sur une dent… engrenage hélicoïdal La moindre dureté constitue généralement un motif de rejet : les dents les moins dures atteindront leur limite de fatigue de contact (σ_H lim) avant les dents les plus dures, ce qui engendrera une dispersion du temps d’amorçage de la corrosion par piqûres et rendra la durée de vie imprévisible. Korea Ever-Power indique les valeurs minimales, maximales et moyennes de dureté Rockwell C (HRC) par corps d’engrenage afin d’offrir au client une visibilité complète de la distribution de dureté.
La norme ISO 6336-5 fournit des recommandations sur la profondeur de cémentation minimale en fonction du module normal Mn et du niveau de contrainte de contact requis. Règle simplifiée : ECD_min ≈ 0,15 × Mn pour les engrenages cémentés de qualité MQ et sous contrainte de contact modérée (σ_H ≤ 1200 MPa). Pour une contrainte de contact plus élevée (σ_H = 1300–1500 MPa), ECD_min ≈ 0,2 × Mn. À M5 : ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm pour une qualité MQ. Une profondeur de cémentation insuffisante provoque l’écrasement de la cémentation, un mode de défaillance où le pic de contrainte de cisaillement sous-jacent (dû au contact hertzien) se situe sous l’interface cémentation-noyau plutôt qu’à l’intérieur de la cémentation, amorçant une fracture par écaillage profond. L’écrasement de la cémentation est moins précurseur que la piqûre de surface et constitue donc un mode de défaillance plus dangereux. engrenages hélicoïdaux sous forte charge.
La pointe de la dent (cercle primitif) présente un profil de carbone différent de celui de la surface active du flanc. Lors de la cémentation gazeuse, la pointe de la dent se cémente plus rapidement que le flanc car elle possède trois surfaces exposées (la pointe et les deux flancs convergeant vers la pointe), tandis que le flanc ne présente qu'une seule surface exposée. La pointe développe donc une teneur en carbone légèrement supérieure et une dureté superficielle potentiellement plus élevée que le flanc actif, ce qui rend les mesures de diamètre extérieur légèrement optimistes et non représentatives de la dureté du flanc, là où la fatigue de contact s'amorce réellement. Korea Ever-Power effectue des tests sur le flanc de la dent au niveau du cercle primitif et indique cette valeur comme étant la dureté superficielle représentative. engrenage hélicoïdal Évaluation de la résistance à la corrosion par piqûres.
Étude de dureté et documentation sur la profondeur du traitement avec chaque commande
Korea Ever-Power fournit systématiquement, pour chaque commande d'engrenages hélicoïdaux cémentés ou trempés par induction, les mesures de dureté Rockwell C (HRC) sur au moins trois dents, la dureté à cœur, le tableau de dureté Vickers et la profondeur de cémentation (ECD) à HV 550. Aucun certificat n'est délivré sans mesures individuelles. La notion de « profondeur de cémentation totale » est clairement définie lorsque l'ECD est spécifiée.
Dureté Rockwell C (HRC) sur 3 dents et plus · Dureté à cœur · Dureté Vickers · Dureté ECD à HV 550 · DIN 50190 · Traçabilité des lots de four
Éditeur : Cxm
