Tiga Skala Kekerasan dan Kapan Masing-masing Digunakan untuk Roda Gigi Heliks
Tiga skala kekerasan digunakan dalam roda gigi heliks inspeksi, masing-masing sesuai dengan rentang kekerasan dan konteks pengukuran yang berbeda. Menggunakan skala yang salah — misalnya, mencoba mengukur permukaan HRC 60 yang dikarburisasi dengan penguji Brinell — menghasilkan hasil yang tidak dapat diandalkan dan dapat merusak peralatan uji:
Rentang: HB 80–650 (andal hingga HB 450 untuk roda gigi). Diuji dengan bola karbida tungsten 10 mm pada beban 3000 kg. Indentor besar (jejak berdiameter 2–6 mm) merata di area yang luas, sehingga HB cocok untuk sisi lunak QT. roda gigi heliks (HB 220–350). HB tidak dapat digunakan pada permukaan yang dikarburisasi — indentornya terlalu besar dan menembus lapisan tipis ke inti yang lebih lunak, memberikan pembacaan campuran yang meremehkan kekerasan permukaan sebenarnya.
Rentang: HRC 20–70 (andal untuk permukaan roda gigi HRC 30–65). Diuji dengan kerucut Brale berlian pada beban 150 kg. Indentor yang lebih kecil (diameter kesan sekitar 0,2 mm) mengukur kekerasan permukaan secara andal pada permukaan yang dikarburisasi (HRC 58–62) dan dikeraskan dengan induksi (HRC 50–55). roda gigi heliksKedalaman lapisan minimum untuk pembacaan HRC yang valid adalah sekitar 0,5 mm — di bawah ini, pengujian akan melebih-lebihkan kekerasan lapisan karena indentor mendeteksi inti yang lebih lunak di bawah lapisan tipis tersebut.
Rentang: apa saja — 50–3000 HV. Diuji dengan intan piramida di bawah beban dari 0,01 hingga 30 kg. Indentor kekerasan mikro (jejak 0,01–0,1 mm) memungkinkan pengukuran pada kedalaman yang berdekatan dari permukaan — setiap 0,1 mm melalui lapisan — memberikan profil kekerasan-kedalaman lengkap yang dibutuhkan untuk menentukan kedalaman lapisan efektif. Ini adalah satu-satunya skala yang dapat mengukur kedalaman lapisan dalam roda gigi heliks.
Di mana menguji kekerasan pada gigi roda gigi heliks?
Detail gigi roda gigi heliks — tiga lokasi pengujian kekerasan yang benar: (1) sisi gigi pada lingkaran pitch untuk kekerasan permukaan HRC; (2) permukaan ujung gigi untuk verifikasi Brinell (sisi lunak); (3) penampang metalografi pada permukaan tengah gigi untuk penelusuran kedalaman lapisan kekerasan mikro Vickers. Setiap lokasi memiliki tujuan inspeksi yang berbeda
Lokasi Pengujian Kekerasan Permukaan — Pada Sisi Gigi di Lingkaran Pitch
Lokasi yang tepat untuk pengujian kekerasan permukaan HRC pada permukaan yang dikarburisasi atau dikeraskan dengan induksi. roda gigi heliks Terletak pada permukaan sisi gigi, di lingkaran pitch (bagian tengah profil gigi aktif). Jangan menguji pada ujung gigi (diameter luar roda gigi) atau akar gigi — area ini memiliki profil karbon yang berbeda dari sisi aktif dan dapat memberikan hasil pengukuran kekerasan yang menyesatkan. Untuk sisi gigi yang keras roda gigi heliks Dengan M5, lingkaran pitch berada sekitar 3,5 mm di atas lingkaran akar, mudah diakses oleh penguji HRC portabel.
Korea Ever-Power menguji kekerasan HRC pada setidaknya 3 gigi per roda gigi, pada lingkaran pitch di permukaan sisi gigi, dan melaporkan nilai minimum dan maksimum beserta nilai rata-ratanya. Rentang yang ditentukan (misalnya HRC 58–62) harus dipenuhi oleh semua pengukuran individual, bukan hanya nilai rata-ratanya.
Lokasi Uji Brinell — Permukaan Ujung Gigi atau Permukaan Hub yang Dilubangi
Untuk QT soft-flank roda gigi heliks (HB 220–320), kekerasan Brinell diuji pada permukaan ujung roda gigi atau permukaan hub yang dibor — bukan pada sisi gigi (gigi terlalu sempit untuk mendapatkan kesan bola 10 mm yang andal pada permukaan sisi yang melengkung). Permukaan ujung diratakan hingga Ra ≤ 1,6 µm sebelum pengujian untuk memastikan area datar yang representatif untuk indentor. Kekerasan Brinell pada permukaan ujung dianggap mewakili kekerasan penampang sisi lunak. roda gigi heliks tubuh.
Pengukuran Kedalaman Lapisan dengan Alat Pengukur Kekerasan Mikro Vickers
Verifikasi kedalaman lapisan adalah hal terpenting dan paling sering dipertanyakan dalam proses karburisasi. roda gigi heliks Sertifikat inspeksi. Dua pengukuran kedalaman kotak didefinisikan dalam ISO 6336-5 dan DIN 50190:
| Ketentuan | Definisi | Metode Pengujian | Mengapa Ini Penting |
|---|---|---|---|
| Kedalaman Kasus Efektif (ECD, CHD) | Kedalaman dari permukaan hingga titik di mana kekerasan turun menjadi HV 550 (≈ HRC 52) | Pengukuran kekerasan mikro Vickers dilakukan dengan interval 0,1 mm dari permukaan ke arah dalam; interpolasi kedalaman pada titik persilangan HV 550. | Berkaitan langsung dengan ketahanan terhadap korosi pitting — kedalaman lapisan tahan lelah. Harus sama atau melebihi nilai minimum yang ditentukan dalam gambar. |
| Kedalaman Kasus Total (TCD, CD) | Kedalaman dari permukaan hingga titik di mana kekerasan sama dengan kekerasan inti + 50 HV | Pengukuran Vickers yang sama dilanjutkan hingga kekerasan stabil pada tingkat inti; kedalaman pada pembacaan (inti + 50 HV) | Menunjukkan kedalaman zona kaya karbon total. TCD selalu lebih besar dari ECD — sebesar 25–60% tergantung pada paduan dan pendinginan. Gambar harus menentukan pengukuran mana yang diperlukan. |
Cara Membaca Traverse Kedalaman Kasus
Pengukuran kekerasan mikro Vickers untuk material yang dikarburisasi roda gigi heliks Grafik menunjukkan kekerasan pada sumbu Y dan kedalaman dari permukaan pada sumbu X. Bentuk karakteristiknya: kekerasan permukaan tinggi (HV 700–850, sesuai dengan HRC 60–65) di permukaan; penurunan bertahap melalui lapisan; zona transisi di mana kekerasan turun dari HV 550 ke kekerasan inti pada kedalaman 0,2–0,5 mm; kekerasan inti datar (HV 350–450, HRC 35–45). Kedalaman lapisan efektif (ECD) dibaca pada titik perpotongan HV 550 pada sumbu kekerasan. Untuk spesifikasi “ECD min. 0,8 mm”, kurva lintasan harus melewati HV 550 pada kedalaman 0,8 mm atau lebih dari permukaan.
Pengujian Kekerasan Lapangan Portabel — Metode Leeb dan UCI
Bengkel penguji HRC dan Brinell memerlukan peralatan untuk dibawa ke instrumen. Untuk ukuran besar roda gigi heliks (OD > 400 mm, massa > 500 kg) yang tidak dapat dipindahkan ke laboratorium, alat uji kekerasan portabel memungkinkan verifikasi di tempat pemasangan atau di lantai bengkel mesin:
| Metode | Prinsip Kerja | Akurasi vs Laboratorium | Terbaik untuk |
|---|---|---|---|
| Leeb rebound (HL) | Sebuah bola karbida tungsten diluncurkan dengan pegas ke permukaan; rasio pantulan terhadap kecepatan tumbukan diukur secara elektronik dan dikonversi ke HRC atau HB melalui tabel empiris. | ±3–5 HRC vs lab; dapat diandalkan untuk roda gigi QT; kurang dapat diandalkan pada casing karburisasi tipis (<1 mm) | Sisi lunak besar roda gigi heliks di lapangan; verifikasi massal bahwa perlakuan panas telah diterapkan di semua tempat |
| UCI (Impedansi Kontak Ultrasonik) | Batang berujung berlian Vickers bergetar secara ultrasonik; kontak dengan permukaan uji mengubah frekuensi resonansi secara proporsional terhadap kekerasan permukaan. | ±2–3 HRC; lebih akurat daripada Leeb untuk permukaan yang dikarburisasi dengan kedalaman lapisan > 0,3 mm. | Sisi gigi yang keras roda gigi heliks pada instalasi; permukaan melengkung di mana alat uji Brinell atau Rockwell tidak dapat diposisikan |
Alat pengukur kekerasan portabel harus selalu dikalibrasi terhadap blok uji referensi bersertifikat (braket HRC 60 ± 0,5 dan HRC 40 ± 0,5) sebelum setiap sesi pengukuran. Untuk roda gigi heliks Pada permukaan sisi gigi, alat uji harus diorientasikan tegak lurus terhadap permukaan sisi yang melengkung — penggunaan alat penjepit untuk probe disarankan untuk memastikan sudut probe yang konsisten.
Apa yang Harus Diperiksa pada Sertifikat Kekerasan Gigi Heliks
Sisi gigi yang keras roda gigi heliks — Sertifikat survei kekerasan yang menyertai roda gigi ini mencatat HRC pada 3+ gigi (nilai minimum dan maksimum beserta nilai rata-rata), kurva lintasan Vickers, dan ECD yang dinyatakan dengan jelas hingga HV 550 dengan kedalaman dalam mm. Sertifikat apa pun yang tidak mencantumkan pengukuran gigi individual atau definisi kedalaman casing harus dipertanyakan sebelum menerima pengiriman.
Sertifikat kekerasan lengkap untuk permukaan yang dikarburisasi dan digiling. roda gigi heliks harus memuat:
- Kekerasan permukaan: Nilai HRC untuk setidaknya 3 gigi individual (bukan hanya rata-rata), dengan nomor seri roda gigi dan lokasi pengujian dinyatakan dengan jelas. Rentang spesifikasi (misalnya HRC 58–62) harus dipenuhi oleh setiap pembacaan individual.
- Kekerasan inti: Nilai HRC di pusat penampang gigi (biasanya HRC 30–40 untuk jenis yang dikarburisasi). Dikonfirmasi dengan menguji sampel uji dari batch yang sama yang diproses melalui siklus tungku yang sama.
- Kedalaman kasus: Nilai ECD dalam mm pada HV 550, dengan tabel atau grafik pengukuran kekerasan terlampir. Definisi “ECD hingga HV 550 per DIN 50190 Bagian 1” harus dinyatakan secara eksplisit.
- Identifikasi kelompok tungku: Nomor beban tungku, referensi grafik suhu, dan tanggal — memungkinkan kondisi perlakuan panas spesifik untuk dilacak jika muncul pertanyaan tentang kualitas setelah pemasangan.
Korea Ever-Power — Dokumentasi Kekerasan pada Setiap Pesanan Gigi yang Dikarburisasi
Korea Ever-Power menyediakan dokumentasi survei kekerasan sebagai komponen standar dari paket inspeksi untuk setiap produk yang dikarburisasi atau dikeraskan dengan induksi. roda gigi potong heliks pesanan. Dokumentasi standar mencakup: pembacaan HRC pada minimal 3 gigi (nilai individual, bukan rata-rata); kekerasan inti dari kupon uji dalam batch yang sama; tabel lintasan Vickers dengan kekerasan pada setiap interval kedalaman 0,1 mm; kedalaman lapisan efektif (ECD) yang dinyatakan secara eksplisit pada HV 550 per DIN 50190; dan referensi bagan tungku untuk ketertelusuran penuh. Sebagai langsung produsen roda gigi heliks Dengan perlakuan panas internal, dokumentasi kekerasan Korea Ever-Power mencakup seluruh proses dari bahan mentah hingga roda gigi jadi tanpa celah. Jelajahi rangkaian produk roda gigi heliks untuk semua pilihan material dan perlakuan panas.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Ya — dengan alat uji UCI atau Leeb portabel, kekerasan dapat diukur pada sisi gigi yang terpasang. roda gigi heliks Tanpa perlu dilepas, asalkan roda gigi mudah diakses dan dalam keadaan diam. Permukaan sisi gigi harus bersih (minyak dihilangkan dengan pelarut) dan probe diarahkan tegak lurus terhadap sisi gigi. Untuk roda gigi di dalam kotak roda gigi tertutup, penutup inspeksi harus dibuka. Pengujian kekerasan portabel di lokasi pemasangan sangat berharga untuk memverifikasi bahwa penggantian yang terpasang roda gigi heliks memiliki kekerasan yang tepat sebelum mesin dikembalikan ke layanan, tanpa menunggu hasil uji laboratorium.
Variasi HRC lebih dari ±2 HRC antar gigi pada roda gigi yang sama menunjukkan pendinginan yang tidak konsisten (beberapa gigi mendingin lebih lambat karena posisinya dalam muatan tungku) atau karbon lapisan permukaan yang tidak konsisten akibat aliran gas yang tidak merata di dalam tungku. Variasi lebih dari ±4 HRC di seluruh roda gigi heliks Hal ini umumnya menjadi alasan penolakan — gigi dengan kekerasan lebih rendah akan mencapai batas kelelahan kontak (σ_H lim) sebelum gigi dengan kekerasan lebih tinggi, sehingga menciptakan penyebaran waktu inisiasi pitting yang membuat masa pakai tidak dapat diprediksi. Korea Ever-Power melaporkan HRC minimum, maksimum, dan rata-rata per badan roda gigi untuk memberikan visibilitas penuh kepada pelanggan tentang distribusi kekerasan.
ISO 6336-5 memberikan pedoman kedalaman lapisan efektif minimum sebagai fungsi dari modulus normal Mn dan tingkat tegangan kontak yang dibutuhkan. Aturan yang disederhanakan: ECD_min ≈ 0,15 × Mn untuk roda gigi yang dikarburisasi pada kualitas material MQ dan tegangan kontak sedang (σ_H ≤ 1200 MPa). Untuk tegangan kontak yang lebih tinggi (σ_H = 1300–1500 MPa), ECD_min ≈ 0,2 × Mn. Pada M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm pada tingkat kualitas MQ. Kedalaman lapisan yang tidak mencukupi menyebabkan penghancuran lapisan — mode kegagalan di mana puncak tegangan geser bawah permukaan (dari kontak Hertzian) terletak di bawah batas lapisan-inti daripada di dalam lapisan keras, yang memulai retakan spalling yang dalam. Penghancuran lapisan memberikan peringatan yang lebih sedikit daripada pitting permukaan dan oleh karena itu merupakan mode kegagalan yang lebih berbahaya. roda gigi heliks di bawah beban berat.
Ujung gigi (lingkaran addendum) memiliki profil karbon yang berbeda dari permukaan aktif sisi gigi. Dalam karburisasi gas, ujung gigi mengalami karburisasi lebih cepat daripada sisi gigi karena memiliki tiga permukaan yang terpapar (ujung dan kedua sisi gigi yang bertemu di ujung) sedangkan sisi gigi hanya memiliki satu permukaan yang terpapar. Oleh karena itu, ujung gigi mengembangkan kandungan karbon yang sedikit lebih tinggi dan berpotensi kekerasan permukaan yang lebih tinggi daripada sisi aktif — sehingga pengukuran OD sedikit optimis dan tidak mewakili kekerasan sisi gigi tempat kelelahan kontak benar-benar dimulai. Korea Ever-Power menguji sisi gigi pada lingkaran pitch dan melaporkan ini sebagai kekerasan permukaan yang representatif untuk roda gigi heliks penilaian ketahanan terhadap korosi lubang.
Dokumentasi Survei Kekerasan dan Kedalaman Kasus disertakan dengan Setiap Pesanan.
Korea Ever-Power menyediakan pembacaan HRC pada 3+ gigi, kekerasan inti, tabel traverse Vickers, dan ECD eksplisit pada HV 550 — sebagai dokumentasi standar pada setiap pesanan roda gigi heliks yang dikarburisasi atau dikeraskan dengan induksi. Tidak ada sertifikat tanpa pengukuran individual. Tidak ada "kedalaman lapisan total" yang ambigu ketika ECD ditentukan.
HRC pada 3+ gigi · Kekerasan inti · Pengukuran Vickers · ECD hingga HV 550 · DIN 50190 · Ketertelusuran batch tungku
Editor: Cxm
