Três escalas de dureza e quando cada uma é usada para engrenagens helicoidais.
São utilizadas três escalas de dureza em engrenagem helicoidal Inspeção, cada uma adequada a uma faixa de dureza e contexto de medição diferentes. Usar a escala errada — tentar medir uma superfície cementada com dureza HRC 60 usando um testador Brinell, por exemplo — produz resultados não confiáveis e pode danificar o equipamento de teste.
Faixa: HB 80–650 (confiável até HB 450 para engrenagens). Testado com uma esfera de carboneto de tungstênio de 10 mm sob carga de 3000 kg. O indentador grande (impressão de 2–6 mm de diâmetro) proporciona uma média em uma ampla área, tornando o HB apropriado para flancos macios QT. engrenagens helicoidais (HB 220–350). O HB não pode ser usado em superfícies cementadas — o penetrador é muito grande e penetra na fina camada até o núcleo mais macio, fornecendo uma leitura mista que subestima a dureza real da superfície.
Faixa de dureza: HRC 20–70 (confiável para superfícies de engrenagens HRC 30–65). Testado com um cone de diamante Brale sob carga de 150 kg. O indentador menor (diâmetro de impressão de aproximadamente 0,2 mm) mede a dureza superficial de forma confiável em aços cementados (HRC 58–62) e temperados por indução (HRC 50–55). engrenagens helicoidaisA profundidade mínima da camada endurecida para uma leitura HRC válida é de aproximadamente 0,5 mm — abaixo disso, o teste superestima a dureza da camada, pois o penetrador detecta o núcleo mais macio sob a fina camada.
Faixa: qualquer — 50–3000 HV. Testado com diamante piramidal sob cargas de 0,01 a 30 kg. O indentador de microdureza (impressão de 0,01–0,1 mm) permite medições em profundidades muito próximas da superfície — a cada 0,1 mm através da camada endurecida — fornecendo o perfil completo de dureza-profundidade necessário para determinar a profundidade efetiva da camada endurecida. Esta é a única escala que pode medir a profundidade da camada endurecida em um engrenagem helicoidal.
Onde testar a dureza de um dente de engrenagem helicoidal
Detalhe do dente da engrenagem helicoidal — os três locais corretos para o teste de dureza: (1) flanco do dente no círculo primitivo para dureza superficial HRC; (2) face da extremidade do dente para verificação Brinell (flanco macio); (3) seção transversal metalográfica na face média do dente para medição da profundidade da camada endurecida por microdureza Vickers. Cada local serve a um propósito de inspeção diferente.
Local de teste de dureza superficial — Na lateral do dente, no círculo primitivo.
Local correto para teste de dureza superficial HRC em material cementado ou temperado por indução engrenagem helicoidal A dureza deve ser medida na superfície do flanco do dente, no círculo primitivo (o ponto médio da altura do perfil ativo do dente). Não teste na ponta do dente (diâmetro externo da engrenagem) ou na raiz do dente — essas áreas têm perfis de carbono diferentes do flanco ativo e podem fornecer leituras de dureza enganosas. Para um flanco de dente duro engrenagem helicoidal Com M5, o círculo primitivo fica aproximadamente 3,5 mm acima do círculo da raiz, sendo facilmente acessível para um testador HRC portátil.
A Korea Ever-Power testa a dureza HRC em pelo menos 3 dentes por engrenagem, na região primitiva da superfície lateral do dente, e reporta os valores mínimo e máximo, juntamente com a média. A faixa especificada (ex.: HRC 58–62) deve ser atendida por todas as medições individuais, e não apenas pela média.
Local de teste Brinell — Face da extremidade da engrenagem ou face do cubo perfurado
Para QT flanco mole engrenagens helicoidais (HB 220–320), a dureza Brinell é testada na face da extremidade da engrenagem ou na face do cubo perfurado — não no flanco do dente (o dente é muito estreito para uma impressão confiável de uma esfera de 10 mm na superfície curva do flanco). A face da extremidade é usinada até ficar plana com Ra ≤ 1,6 µm antes do teste para garantir uma área plana representativa para o indentador. A dureza Brinell da face da extremidade é considerada representativa da dureza da seção transversal do flanco macio. engrenagem helicoidal corpo.
Medição da profundidade da camada por meio de perfil de microdureza Vickers
A verificação da profundidade da camada cementada é o item mais importante e mais frequentemente questionado em um processo de cementação. engrenagem helicoidal Certificado de inspeção. Duas medidas de profundidade da carcaça são definidas nas normas ISO 6336-5 e DIN 50190:
| Prazo | Definição | Método de teste | Por que isso importa |
|---|---|---|---|
| Profundidade efetiva do caso (ECD, CHD) | Profundidade da superfície até o ponto em que a dureza cai para HV 550 (≈ HRC 52) | Medição de microdureza Vickers em intervalos de 0,1 mm da superfície para o interior; interpolar a profundidade no cruzamento HV 550. | Diretamente relacionada à resistência à corrosão por pite — a profundidade da camada resistente à fadiga. Deve ser igual ou superior ao mínimo especificado no desenho. |
| Profundidade Total do Caso (TCD, CD) | Profundidade da superfície até o ponto em que a dureza é igual à dureza do núcleo + 50 HV. | A mesma medição com o micrômetro Vickers foi continuada até que a dureza se estabilizasse no nível do testemunho; a profundidade foi medida em (núcleo + 50 HV). | Indica a profundidade total da zona enriquecida em carbono. O TCD é sempre maior que o ECD — em 25–60%, dependendo da liga e do processo de têmpera. O desenho deve especificar qual medição é necessária. |
Como ler um levantamento de profundidade de caso
Medição de microdureza Vickers em um material cementado. engrenagem helicoidal O gráfico mostra a dureza no eixo Y e a profundidade a partir da superfície no eixo X. O formato característico apresenta: alta dureza superficial (HV 700–850, correspondente a HRC 60–65); diminuição gradual ao longo da camada endurecida; zona de transição onde a dureza cai de HV 550 para a dureza do núcleo em 0,2–0,5 mm; dureza do núcleo estável (HV 350–450, HRC 35–45). A profundidade efetiva da camada endurecida (ECD) é lida no cruzamento com HV 550 no eixo da dureza. Para uma especificação de “ECD mín. 0,8 mm”, a curva transversal deve cruzar HV 550 a uma profundidade de 0,8 mm ou mais a partir da superfície.
Testes portáteis de dureza em campo — Métodos Leeb e UCI
Os equipamentos para testes HRC e Brinell em oficinas exigem que o equipamento seja levado até o instrumento. Para grandes dimensões, engrenagens helicoidais (Diâmetro externo > 400 mm, massa > 500 kg) que não podem ser transportados para um laboratório, os durômetros portáteis permitem a verificação in situ no local de instalação ou na oficina mecânica:
| Método | Princípio de funcionamento | Precisão vs. Laboratório | Ideal para |
|---|---|---|---|
| Rebote de Leeb (HL) | Uma esfera de carboneto de tungstênio é lançada por mola contra a superfície; a relação entre a velocidade de ricochete e a velocidade de impacto é medida eletronicamente e convertida em HRC ou HB por meio de uma tabela empírica. | ±3–5 HRC em comparação com o laboratório; confiável para engrenagens QT; menos confiável em carcaças cementadas finas (<1 mm) | Flanco mole grande engrenagens helicoidais em campo; verificação em massa de que o tratamento térmico foi aplicado em todas as áreas. |
| UCI (Impedância de Contato Ultrassônico) | Uma haste Vickers com ponta de diamante vibra ultrassonicamente; o contato com a superfície de teste altera a frequência de ressonância proporcionalmente à dureza da superfície. | ±2–3 HRC; mais preciso que o Leeb para superfícies cementadas com profundidade superior a 0,3 mm. | flanco de dente duro engrenagens helicoidais Na instalação; superfícies curvas onde os testadores Brinell ou Rockwell não podem ser posicionados. |
Os durômetros portáteis devem sempre ser calibrados com um bloco de teste de referência certificado (braquetes HRC 60 ± 0,5 e HRC 40 ± 0,5) antes de cada sessão de medição. engrenagem helicoidal Nas superfícies laterais dos dentes, o testador deve estar orientado perpendicularmente à superfície curva do flanco — recomenda-se o uso de um dispositivo de fixação para a sonda, a fim de garantir um ângulo de sonda consistente.
O que verificar em um certificado de dureza de engrenagem helicoidal
flanco de dente duro engrenagem helicoidal — O certificado de dureza que acompanha esta engrenagem registra HRC em 3+ dentes (valores mínimo e máximo, além da média), curva de dureza Vickers e ECD claramente indicado para HV 550 com profundidade em mm. Qualquer certificado que não apresente medições individuais dos dentes ou definição da profundidade da camada endurecida deve ser questionado antes do recebimento da remessa.
Certificado de dureza completo para uma peça cementada e retificada. engrenagem helicoidal deve conter:
- Dureza superficial: Os valores de HRC para pelo menos 3 dentes individuais (não apenas a média), com o número de série da engrenagem e o local do teste claramente indicados. A faixa de especificação (por exemplo, HRC 58–62) deve ser atendida por cada leitura individual.
- Dureza do núcleo: Valor HRC no centro da seção transversal do dente (tipicamente HRC 30–40 para aços cementados). Confirmado por meio de teste em um cupom de teste do mesmo lote processado no mesmo ciclo de forno.
- Profundidade do caso: Valor ECD em mm para HV 550, com a tabela ou gráfico de dureza em anexo. A definição “ECD para HV 550 conforme DIN 50190 Parte 1” deve ser explicitamente declarada.
- Identificação do lote do forno: Número de carga do forno, referência do gráfico de temperatura e data — permitindo rastrear as condições específicas do tratamento térmico caso surja alguma questão de qualidade após a instalação.
Korea Ever-Power — Documentação de dureza para cada pedido de engrenagem cementada
A Korea Ever-Power fornece documentação de levantamento de dureza como componente padrão do pacote de inspeção para cada equipamento cementado ou temperado por indução. engrenagem helicoidal O pedido. A documentação padrão inclui: leituras de HRC em no mínimo 3 dentes (valores individuais, não médios); dureza do núcleo de um cupom de teste do mesmo lote; tabela de dureza Vickers com intervalos de 0,1 mm de profundidade; profundidade efetiva da camada endurecida (ECD) explicitamente declarada em HV 550 conforme DIN 50190; e referência do gráfico do forno para rastreabilidade completa. Como um direto fabricante de engrenagens helicoidais Com tratamento térmico interno, a documentação de dureza da Korea Ever-Power abrange todo o processo, da peça bruta à engrenagem acabada, sem falhas. Consulte o catálogo. gama de produtos de engrenagens helicoidais para todas as opções de materiais e tratamentos térmicos.
Perguntas frequentes
Sim — com um testador portátil UCI ou Leeb, a dureza pode ser medida na face lateral do dente de uma coroa instalada. engrenagem helicoidal sem remoção, desde que a engrenagem esteja acessível e parada. A superfície do flanco do dente deve estar limpa (óleo removido com solvente) e a sonda orientada perpendicularmente ao flanco. Para engrenagens em caixas de engrenagens fechadas, uma tampa de inspeção deve ser aberta. O teste de dureza portátil no local de instalação é particularmente valioso para verificar se uma peça de reposição instalada está dentro das especificações. engrenagem helicoidal A máquina atinge a dureza correta antes de voltar a funcionar, sem precisar esperar pelos resultados dos testes de laboratório.
Uma variação de dureza Rockwell C (HRC) superior a ±2 HRC entre os dentes da mesma engrenagem indica têmpera inconsistente (alguns dentes resfriaram mais lentamente devido à sua posição na carga do forno) ou formação inconsistente de camada de carbono devido ao fluxo irregular de gás no forno. Uma variação superior a ±4 HRC em uma mesma engrenagem indica uma têmpera inconsistente (alguns dentes resfriaram mais lentamente devido à sua posição na carga do forno) ou uma camada de carbono inconsistente devido ao fluxo irregular de gás no forno. Uma variação superior a ±4 HRC em uma mesma engrenagem indica uma têmpera inconsistente (alguns dentes resfriaram mais lentamente devido à sua posição na carga do forno) ou uma formação inconsistente de camada de carbono devido ao fluxo irregular de gás no forno. engrenagem helicoidal Geralmente, isso é motivo de rejeição — os dentes com menor dureza atingirão seu limite de fadiga por contato (σ_H lim) antes dos dentes com maior dureza, criando uma dispersão no tempo de início da corrosão por pites que torna a vida útil imprevisível. A Korea Ever-Power informa os valores mínimo, máximo e médio de HRC por corpo de engrenagem para dar ao cliente total visibilidade da distribuição de dureza.
A norma ISO 6336-5 fornece diretrizes mínimas para a profundidade efetiva da camada cementada em função do módulo normal Mn e do nível de tensão de contato necessário. Uma regra simplificada: ECD_min ≈ 0,15 × Mn para engrenagens cementadas com qualidade de material MQ e tensão de contato moderada (σ_H ≤ 1200 MPa). Para tensões de contato mais elevadas (σ_H = 1300–1500 MPa), ECD_min ≈ 0,2 × Mn. Em M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm com nível de qualidade MQ. Uma profundidade de camada cementada insuficiente causa esmagamento da camada cementada — um modo de falha em que o pico de tensão de cisalhamento subsuperficial (devido ao contato hertziano) está localizado abaixo da interface entre a camada cementada e o núcleo, em vez de dentro da camada endurecida, iniciando uma fratura profunda por lascamento. O esmagamento da camada cementada oferece menos aviso prévio do que a corrosão por pite superficial e, portanto, é um modo de falha mais perigoso para... engrenagens helicoidais sob carga pesada.
A ponta do dente (círculo primitivo) apresenta um perfil de carbono diferente da superfície ativa do flanco do dente. Na cementação gasosa, a ponta do dente cementa mais rapidamente do que o flanco, pois possui três superfícies expostas (a ponta e ambos os flancos convergindo na ponta), enquanto o flanco possui apenas uma superfície exposta. Portanto, a ponta desenvolve um teor de carbono ligeiramente maior e, potencialmente, uma dureza superficial maior do que o flanco ativo — tornando as medições do diâmetro externo um pouco otimistas e não representativas da dureza do flanco, onde a fadiga por contato realmente se inicia. A Korea Ever-Power realiza testes no flanco do dente no círculo primitivo e relata esse valor como a dureza superficial representativa para engrenagem helicoidal Avaliação da resistência à corrosão por pite.
Análise de dureza e documentação da profundidade da camada endurecida incluídas em todos os pedidos.
A Korea Ever-Power fornece leituras de dureza Rockwell C (HRC) em 3+ dentes, dureza do núcleo, tabela de dureza Vickers e ECD explícito em HV 550 — como documentação padrão em todos os pedidos de engrenagens helicoidais cementadas ou temperadas por indução. Não fornecemos certificados sem medições individuais. Não há ambiguidade quanto à "profundidade total da camada cementada" quando o ECD é especificado.
HRC em 3+ dentes · Dureza do núcleo · Dureza Vickers transversal · ECD para HV 550 · DIN 50190 · Rastreabilidade do lote do forno
Editor: Cxm
