Tre scale di durezza e quando ciascuna viene utilizzata per gli ingranaggi elicoidali
Vengono utilizzate tre scale di durezza ingranaggio elicoidale Ispezione, ciascuna adatta a un diverso intervallo di durezza e contesto di misurazione. Utilizzare la scala sbagliata, ad esempio tentando di misurare una superficie cementata con durezza HRC 60 con un tester Brinell, produce risultati inaffidabili e può danneggiare l'apparecchiatura di prova:
Gamma: HB 80–650 (affidabile fino a HB 450 per ingranaggi). Testato con una sfera in carburo di tungsteno da 10 mm a un carico di 3000 kg. L'ampio penetratore (impronta di diametro 2–6 mm) distribuisce uniformemente su un'ampia area, rendendo HB adatto per fianchi morbidi QT. ingranaggi elicoidali (HB 220–350). La durezza HB non può essere utilizzata su superfici cementate: il penetratore è troppo grande e penetra attraverso il sottile strato superficiale fino al nucleo più morbido, fornendo una lettura mista che sottostima la vera durezza superficiale.
Gamma: HRC 20–70 (affidabile per superfici di ingranaggi HRC 30–65). Testato con un cono di Brale in diamante con un carico di 150 kg. Il penetratore più piccolo (diametro dell'impronta di circa 0,2 mm) misura in modo affidabile la durezza superficiale su superfici cementate (HRC 58–62) e temprate a induzione (HRC 50–55). ingranaggi elicoidaliLa profondità minima di tempra per una lettura HRC valida è di circa 0,5 mm; al di sotto di questa profondità, il test sovrastima la durezza della tempra perché il penetratore rileva il nucleo più morbido al di sotto del sottile strato di tempra.
Gamma: qualsiasi — 50–3000 HV. Testato con diamante piramidale sotto carichi da 0,01 a 30 kg. Il penetratore di microdurezza (impronta 0,01–0,1 mm) consente la misurazione a profondità ravvicinate dalla superficie — ogni 0,1 mm attraverso la cassa — fornendo il profilo completo di durezza-profondità necessario per determinare la profondità effettiva della cassa. Questa è l'unica scala in grado di misurare la profondità della cassa in un ingranaggio elicoidale.
Dove testare la durezza su un dente di ingranaggio elicoidale
Dettaglio del dente dell'ingranaggio elicoidale: le tre posizioni corrette per la prova di durezza: (1) fianco del dente sul cerchio primitivo per la durezza superficiale HRC; (2) faccia terminale del dente per la verifica Brinell (fianco morbido); (3) sezione metallografica sulla faccia media del dente per la scansione della profondità di tempra della microdurezza Vickers. Ogni posizione serve a uno scopo di ispezione diverso.
Posizione del test di durezza superficiale: sul fianco del dente in corrispondenza del cerchio di passo.
La posizione corretta per il test di durezza superficiale HRC su un materiale cementato o temprato a induzione ingranaggio elicoidale si trova sulla superficie del fianco del dente, al cerchio primitivo (l'altezza media del profilo attivo del dente). Non eseguire il test sulla punta del dente (il diametro esterno dell'ingranaggio) o sulla radice del dente: queste aree hanno profili di carbonio diversi dal fianco attivo e possono fornire letture di durezza fuorvianti. Per un fianco del dente duro ingranaggio elicoidale Con M5, il cerchio primitivo si trova a circa 3,5 mm sopra il cerchio di base, facilmente accessibile per un tester HRC portatile.
La società coreana Ever-Power esegue test di durezza HRC su almeno 3 denti per ingranaggio, sulla circonferenza primitiva della superficie del fianco del dente, e riporta i valori minimi e massimi insieme alla media. L'intervallo specificato (ad esempio HRC 58–62) deve essere rispettato da tutte le singole misurazioni, non solo dalla media.
Posizione del test Brinell: faccia terminale dell'ingranaggio o faccia del mozzo forato
Per QT fianco morbido ingranaggi elicoidali (HB 220–320), la durezza Brinell viene testata sulla faccia terminale dell'ingranaggio o sulla faccia del mozzo forato, non sul fianco del dente (il dente è troppo stretto per un'impronta affidabile di una sfera da 10 mm sulla superficie curva del fianco). La faccia terminale viene lavorata in modo da ottenere una superficie piana con Ra ≤ 1,6 µm prima del test per garantire un'area piana rappresentativa per il penetratore. La durezza Brinell della faccia terminale è considerata rappresentativa della durezza della sezione trasversale del fianco morbido. ingranaggio elicoidale corpo.
Misurazione della profondità dello strato superficiale mediante test di microdurezza Vickers
La verifica della profondità dello strato è l'elemento più importante e più frequentemente messo in discussione in un processo di carburazione. ingranaggio elicoidale certificato di ispezione. Due misure di profondità della cassa sono definite nelle norme ISO 6336-5 e DIN 50190:
| Termine | Definizione | Metodo di prova | Perché è importante |
|---|---|---|---|
| Profondità effettiva del caso (ECD, CHD) | Profondità dalla superficie al punto in cui la durezza scende a HV 550 (≈ HRC 52) | Misurazione della microdurezza Vickers a intervalli di 0,1 mm dalla superficie verso l'interno; interpolazione della profondità in corrispondenza dell'incrocio HV 550. | Direttamente correlato alla resistenza alla corrosione per vaiolatura, lo spessore dello strato resistente alla fatica. Deve essere pari o superiore al minimo specificato nel disegno. |
| Profondità totale della cassa (TCD, CD) | Profondità dalla superficie al punto in cui la durezza è pari alla durezza del nucleo + 50 HV | La stessa misurazione Vickers è stata continuata fino a quando la durezza non si è stabilizzata al livello del nucleo; profondità alla lettura (nucleo + 50 HV). | Indica la profondità totale della zona arricchita di carbonio. La TCD è sempre maggiore della ECD, di 25–60% a seconda della lega e del trattamento termico. Il disegno deve specificare quale misura è richiesta. |
Come leggere un'analisi della profondità del caso
Una misurazione della microdurezza Vickers per un materiale cementato ingranaggio elicoidale Il grafico mostra la durezza sull'asse Y e la profondità dalla superficie sull'asse X. La forma caratteristica è la seguente: elevata durezza superficiale (HV 700–850, corrispondente a HRC 60–65) in superficie; graduale diminuzione attraverso lo spessore; zona di transizione in cui la durezza scende da HV 550 alla durezza del nucleo su 0,2–0,5 mm; durezza del nucleo piatta (HV 350–450, HRC 35–45). La profondità effettiva dello strato (ECD) viene letta in corrispondenza dell'intersezione con HV 550 sull'asse della durezza. Per una specifica di "ECD min. 0,8 mm", la curva trasversale deve intersecare HV 550 a una profondità di 0,8 mm o superiore dalla superficie.
Test di durezza sul campo con dispositivi portatili: metodi Leeb e UCI.
I tester HRC e Brinell da officina richiedono che l'attrezzatura venga portata allo strumento. Per grandi ingranaggi elicoidali (diametro esterno > 400 mm, massa > 500 kg) che non possono essere spostati in laboratorio, i durometri portatili consentono la verifica in situ nel luogo di installazione o nell'officina meccanica:
| Metodo | Principio di funzionamento | Precisione vs. laboratorio | Ideale per |
|---|---|---|---|
| Rimbalzo di Leeb (HL) | Una sfera di carburo di tungsteno viene lanciata da una molla contro la superficie; il rapporto tra la velocità di rimbalzo e la velocità di impatto viene misurato elettronicamente e convertito in HRC o HB tramite una tabella empirica. | ±3–5 HRC rispetto al laboratorio; affidabile per ingranaggi QT; meno affidabile su casse sottili cementate (<1 mm) | fianchi morbidi di grandi dimensioni ingranaggi elicoidali sul campo; verifica di massa che il trattamento termico sia stato applicato in ogni caso |
| UCI (Impedenza di contatto ultrasonica) | Una bacchetta Vickers con punta di diamante vibra ad ultrasuoni; il contatto con la superficie di prova modifica la frequenza di risonanza in modo proporzionale alla durezza della superficie. | ±2–3 HRC; più preciso di Leeb per superfici cementate con profondità di tempra > 0,3 mm | fianco del dente duro ingranaggi elicoidali durante l'installazione; superfici curve dove non è possibile posizionare i tester Brinell o Rockwell |
I durometri portatili devono essere sempre calibrati rispetto a un blocco di prova di riferimento certificato (supporti HRC 60 ± 0,5 e HRC 40 ± 0,5) prima di ogni sessione di misurazione. Per ingranaggio elicoidale Sulle superfici laterali del dente, il tester deve essere orientato perpendicolarmente alla superficie laterale curva; si raccomanda l'utilizzo di un dispositivo di fissaggio per la sonda al fine di garantire un angolo costante della sonda.
Cosa verificare su un certificato di durezza per ingranaggi elicoidali
fianco del dente duro ingranaggio elicoidale — Il certificato di durezza che accompagna questo ingranaggio riporta l'HRC su 3 o più denti (valori minimi e massimi insieme alla media), la curva Vickers e la profondità di tempra (ECD) fino a HV 550 chiaramente indicata con la profondità in mm. Qualsiasi certificato privo di misurazioni individuali dei denti o di definizione della profondità di tempra deve essere contestato prima di accettare la spedizione.
Un certificato di durezza completo per un materiale cementato e rettificato ingranaggio elicoidale deve contenere:
- Durezza superficiale: Valori HRC per almeno 3 denti singoli (non solo la media), con numero di serie dell'ingranaggio e posizione del test chiaramente indicati. Ogni singola misurazione deve rientrare nell'intervallo di specifica (ad esempio HRC 58–62).
- Durezza del nucleo: Valore HRC al centro della sezione trasversale del dente (tipicamente HRC 30-40 per i gradi cementati). Confermato mediante la prova di un campione prelevato dallo stesso lotto e lavorato nello stesso ciclo del forno.
- Approfondimento del caso: Valore ECD in mm a HV 550, con allegata tabella o grafico della curva di durezza. La definizione "ECD a HV 550 secondo DIN 50190 Parte 1" deve essere esplicitamente indicata.
- Identificazione del lotto del forno: Numero di carico del forno, riferimento al grafico delle temperature e data: ciò consente di risalire alle specifiche condizioni del trattamento termico qualora sorgessero dubbi sulla qualità dopo l'installazione.
Korea Ever-Power — Documentazione sulla durezza per ogni ordine di ingranaggi cementati
Korea Ever-Power fornisce la documentazione del rilevamento della durezza come componente standard del pacchetto di ispezione per ogni cementato o temprato a induzione ingranaggio a taglio elicoidale ordine. La documentazione standard include: letture HRC su almeno 3 denti (valori individuali, non mediati); durezza del nucleo da un campione di prova nello stesso lotto; tabella di attraversamento Vickers con durezza ad ogni intervallo di profondità di 0,1 mm; profondità di tempra effettiva (ECD) dichiarata esplicitamente a HV 550 secondo DIN 50190; e riferimento al diagramma del forno per la completa tracciabilità. Come diretto produttore di ingranaggi elicoidali Grazie al trattamento termico interno, la documentazione sulla durezza di Korea Ever-Power copre l'intero processo, dal grezzo all'ingranaggio finito, senza lacune. Sfoglia il gamma di prodotti per ingranaggi elicoidali per tutte le opzioni di materiali e trattamenti termici.
Domande frequenti
Sì, con un tester UCI o Leeb portatile, la durezza può essere misurata sul fianco del dente di un installato ingranaggio elicoidale senza rimozione, purché l'ingranaggio sia accessibile e stazionario. La superficie del fianco del dente deve essere pulita (olio rimosso con solvente) e la sonda orientata perpendicolarmente al fianco. Per gli ingranaggi in riduttori chiusi, è necessario aprire un coperchio di ispezione. La prova di durezza portatile in loco è particolarmente utile per verificare che un ricambio installato ingranaggio elicoidale deve avere la durezza corretta prima che la macchina venga rimessa in servizio, senza attendere i risultati delle prove di laboratorio.
Una variazione di HRC superiore a ±2 HRC tra i denti dello stesso ingranaggio indica una tempra incoerente (alcuni denti si sono raffreddati più lentamente a causa della loro posizione nel carico del forno) o un carbonio superficiale incoerente dovuto a un flusso di gas irregolare nel forno. Una variazione superiore a ±4 HRC attraverso un ingranaggio elicoidale Generalmente, questo è motivo di rifiuto: i denti con minore durezza raggiungeranno il loro limite di fatica da contatto (σ_H lim) prima dei denti con maggiore durezza, creando una dispersione nel tempo di inizio del pitting che rende imprevedibile la durata di servizio. Korea Ever-Power riporta i valori minimi, massimi e medi di HRC per ogni corpo ingranaggio per fornire al cliente una visibilità completa della distribuzione della durezza.
La norma ISO 6336-5 fornisce linee guida sulla profondità minima effettiva dello strato superficiale in funzione del modulo normale Mn e del livello di sollecitazione di contatto richiesto. Una regola semplificata: ECD_min ≈ 0,15 × Mn per ingranaggi cementati con qualità del materiale MQ e sollecitazione di contatto moderata (σ_H ≤ 1200 MPa). Per sollecitazioni di contatto più elevate (σ_H = 1300–1500 MPa), ECD_min ≈ 0,2 × Mn. A M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm al livello di qualità MQ. Una profondità dello strato superficiale insufficiente causa lo schiacciamento dello strato superficiale, una modalità di rottura in cui il picco di sollecitazione di taglio sottosuperficiale (derivante dal contatto di Hertz) si trova al di sotto del confine tra lo strato superficiale e il nucleo piuttosto che all'interno dello strato duro, innescando una frattura per scheggiatura profonda. Lo schiacciamento dello strato superficiale dà meno preavviso rispetto alla vaiolatura superficiale ed è quindi una modalità di rottura più pericolosa per ingranaggi elicoidali sotto carico pesante.
La punta del dente (cerchio dell'addendum) ha un profilo di carbonio di rivestimento diverso rispetto alla superficie attiva del fianco del dente. Nella carburazione a gas, la punta del dente si carbura più velocemente del fianco perché ha tre superfici esposte (punta ed entrambi i fianchi convergenti sulla punta) mentre il fianco ha una sola superficie esposta. La punta sviluppa quindi un contenuto di carbonio leggermente superiore e potenzialmente una durezza superficiale maggiore rispetto al fianco attivo, rendendo le misurazioni OD leggermente ottimistiche e non rappresentative della durezza del fianco dove effettivamente inizia la fatica da contatto. Korea Ever-Power esegue test sul fianco del dente al cerchio primitivo e riporta questa come la durezza superficiale rappresentativa per ingranaggio elicoidale valutazione della resistenza alla vaiolatura.
Indagine sulla durezza e documentazione sulla profondità dello strato con ogni ordine
Korea Ever-Power fornisce letture HRC su 3 o più denti, durezza del nucleo, tabella di traslazione Vickers e ECD esplicito a HV 550 — come documentazione standard per ogni ordine di ingranaggi elicoidali cementati o temprati a induzione. Nessun certificato senza misurazioni individuali. Nessuna ambiguità sulla "profondità totale di tempra" quando viene specificato l'ECD.
HRC su 3+ denti · Durezza del nucleo · Misura Vickers · ECD fino a HV 550 · DIN 50190 · Tracciabilità del lotto del forno
Redattore: Cxm
