Tre hårdhetsskalor och när varje används för spiralformade kugghjul
Tre hårdhetsskalor används i spiralväxel inspektion, var och en anpassad till ett annat hårdhetsområde och mätkontext. Att använda fel skala – till exempel att försöka mäta en karburiserad HRC 60-yta med en Brinell-testare – ger otillförlitliga resultat och kan skada testutrustningen:
Område: HB 80–650 (tillförlitligt upp till HB 450 för kugghjul). Testad med en 10 mm volframkarbidkula vid 3000 kg belastning. Den stora intryckaren (2–6 mm diameter) snittar över ett brett område, vilket gör HB lämpligt för QT mjukflankbearbetning spiralformade kugghjul (HB 220–350). HB kan inte användas på karburerade ytor — intryckaren är för stor och penetrerar genom det tunna höljet in i den mjukare kärnan, vilket ger en blandad avläsning som underskattar den verkliga ythårdheten.
Område: HRC 20–70 (tillförlitligt för kugghjulsytor HRC 30–65). Testad med en diamantformad Brale-kona vid 150 kg belastning. Den mindre intryckaren (ungefär 0,2 mm avtrycksdiameter) mäter ytbeläggningens hårdhet tillförlitligt på karburerad (HRC 58–62) och induktionshärdad (HRC 50–55) stål. spiralformade kugghjulDet minsta höljedjupet för en giltig HRC-avläsning är cirka 0,5 mm – under detta överskattar testet höljets hårdhet eftersom indenteraren känner av den mjukare kärnan under det tunna höljet.
Område: valfritt — 50–3000 HV. Testad med en pyramiddiamant under belastningar från 0,01 till 30 kg. Mikrohårdhetsindentern (0,01–0,1 mm avtryck) möjliggör mätning på tätt avstånd från ytan — var 0,1 mm genom höljet — vilket ger den fullständiga hårdhetsdjupprofil som behövs för att bestämma effektivt höljesdjup. Detta är den enda skalan som kan mäta höljesdjup i en spiralväxel.
Var man ska testa hårdheten på en spiralformad kugghjulstand
Detalj av spiralkugghjulets kuggar — de tre korrekta hårdhetstestplatserna: (1) kuggflanken vid stigningscirkeln för HRC-ythårdhet; (2) kuggändyta för Brinell-verifiering (mjukflank); (3) metallografiskt tvärsnitt vid kuggens mittyta för Vickers mikrohårdhetsdjup. Varje plats har ett annat inspektionssyfte.
Plats för ythårdhetstest — På tandflanken vid stigningscirkeln
Rätt plats för HRC-ythårdhetsprovning på en karburerad eller induktionshärdad spiralväxel är på tandflankytan, vid stigningscirkeln (mitthöjden på den aktiva tandprofilen). Testa inte på tandspetsen (kugghjulets ytterdiameter) eller tandroten — dessa områden har andra kolprofiler än den aktiva flanken och kan ge missvisande hårdhetsavläsningar. För en flank med hårda tandar spiralväxel Med M5 är stigningscirkeln ungefär 3,5 mm ovanför rotcirkeln, lättåtkomlig för en bärbar HRC-testare.
Korea Ever-Power testar HRC-hårdhet på minst 3 tänder per kugghjul, vid stigningscirkeln på kuggflankytan, och rapporterar minimi- och maximivärdena bredvid medelvärdet. Det angivna intervallet (t.ex. HRC 58–62) måste uppfyllas av alla individuella mätningar, inte bara medelvärdet.
Brinell-testplats — Kugghjulets ändyta eller borrade navyta
För QT mjukflank spiralformade kugghjul (HB 220–320), Brinell-hårdheten testas på kugghjulets ändyta eller den borrade navytan – inte på kuggflanken (kuggen är för smal för ett tillförlitligt 10 mm kulavtryck på den krökta flanytan). Ändytan bearbetas plan till Ra ≤ 1,6 µm före provning för att säkerställa en representativ plan yta för indenteraren. Brinell-hårdheten på ändytan tas som representativ för den mjuka flankens genomgående hårdhet. spiralväxel kropp.
Mätning av höljedjup med Vickers Micro-Hardness Traverse
Verifiering av höljesdjup är den viktigaste och mest ifrågasatta punkten i en karburiserad spiralväxel inspektionsintyg. Två mått för höljedjup definieras i ISO 6336-5 och DIN 50190:
| Kalla | Definition | Testmetod | Varför det spelar roll |
|---|---|---|---|
| Effektivt falldjup (ECD, CHD) | Djup från ytan till den punkt där hårdheten faller till HV 550 (≈ HRC 52) | Vickers mikrohårdhet korsar med 0,1 mm intervall från ytan och inåt; interpolera djupet vid HV 550-korsningen | Direkt relaterad till gropfrätningsmotståndet — djupet på det utmattningsbeständiga lagret. Måste vara lika med eller överstiga det minimum som anges i ritningen. |
| Totalt falldjup (TCD, CD) | Djup från ytan till den punkt där hårdheten är lika med kärnans hårdhet + 50 HV | Samma Vickers-rörelse fortsatte tills hårdheten stabiliseras vid kärnnivå; djupet vid (kärna + 50 HV) avläsning | Indikerar totalt djup för den kolberikade zonen. TCD är alltid större än ECD – med 25–60% beroende på legering och kylning. Ritningen måste specificera vilket mått som krävs. |
Hur man läser en djupgående travers av ett fall
En Vickers mikrohårdhetstravers för en karburiserad spiralväxel visar hårdhet på Y-axeln och djup från ytan på X-axeln. Den karakteristiska formen: hög ythårdhet (HV 700–850, motsvarande HRC 60–65) vid ytan; gradvis minskning genom höljet; övergångszon där hårdheten sjunker från HV 550 till kärnhårdhet över 0,2–0,5 mm; platt kärnhårdhet (HV 350–450, HRC 35–45). Det effektiva höljedjupet ECD avläses vid HV 550-korsningen på hårdhetsaxeln. För en specifikation av "ECD min. 0,8 mm" måste tvärkurvan korsa HV 550 på ett djup av 0,8 mm eller mer från ytan.
Bärbar fälthårdhetsmätning — Leeb- och UCI-metoder
Verkstads HRC- och Brinell-testare kräver att utrustningen tas med till instrumentet. För stora spiralformade kugghjul (YD > 400 mm, massa > 500 kg) som inte kan flyttas till ett laboratorium, möjliggör bärbara hårdhetsprovare verifiering på plats på installationsplatsen eller i verkstaden:
| Metod | Arbetsprincip | Noggrannhet kontra lab | Bäst för |
|---|---|---|---|
| Leebs retur (HL) | En volframkarbidkula fjäderdrivs mot ytan; förhållandet mellan returhastighet och slaghastighet mäts elektroniskt och omvandlas till HRC eller HB via en empirisk tabell. | ±3–5 HRC jämfört med lab; tillförlitlig för QT-kugghjul; mindre tillförlitlig på tunna karburerade höljen (<1 mm) | Stor mjuk flank spiralformade kugghjul i fält; bulkverifiering av att värmebehandling tillämpades överhuvudtaget |
| UCI (Ultraljudskontaktimpedans) | En Vickers-stav med diamantspets vibrerar ultraljudsmässigt; kontakt med testytan ändrar resonansfrekvensen proportionellt mot ytans hårdhet. | ±2–3 HRC; mer noggrann än Leeb för karburerade ytor > 0,3 mm höljesdjup | Hård tandflank spiralformade kugghjul vid installation; böjda ytor där Brinell- eller Rockwell-testare inte kan placeras |
Bärbara hårdhetsprovare bör alltid kalibreras mot ett certifierat referenstestblock (HRC 60 ± 0,5 och HRC 40 ± 0,5 i parentes) före varje mätning. spiralväxel På tandflankytor måste testaren vara orienterad vinkelrätt mot den krökta flankytan — det rekommenderas att använda en hållare för proben för att säkerställa en jämn probvinkel.
Vad man ska kontrollera på ett hårdhetscertifikat för spiraldrev
Hård tandflank spiralväxel — hårdhetsintyget som medföljer detta kugghjul anger HRC på 3+ tänder (minimi- och maximivärden tillsammans med medelvärdet), Vickers-traverskurva och tydligt angiven ECD enligt HV 550 med djup i mm. Alla intyg som saknar individuella tandmått eller definition av höljedjup bör kontrolleras innan leveransen accepteras.
Ett komplett hårdhetscertifikat för en karburerad och slipad spiralväxel måste innehålla:
- Ythårdhet: HRC-värden för minst 3 individuella tänder (inte enbart medelvärdet), med tydligt angivna kugghjulsserienummer och testplats. Specifikationsintervallet (t.ex. HRC 58–62) måste uppfyllas vid varje enskild avläsning.
- Kärnhårdhet: HRC-värde vid tandens tvärsnittscentrum (vanligtvis HRC 30–40 för karburerade kvaliteter). Bekräftat genom att testa en testbit från samma batch som bearbetats genom samma ugnscykel.
- Falldjup: ECD-värde i mm vid HV 550, med bifogad hårdhetsövergångstabell eller graf. Definitionen "ECD till HV 550 enligt DIN 50190 del 1" bör anges explicit.
- Identifiering av ugnsbatch: Ugnsbelastningsnummer, temperaturdiagramreferens och datum — möjliggör spårning av specifika värmebehandlingsförhållanden om en kvalitetsfråga uppstår efter installationen.
Korea Ever-Power — Hårdhetsdokumentation för varje beställning av karburerade växlar
Korea Ever-Power levererar dokumentation för hårdhetsundersökningar som en standardkomponent i inspektionspaketet för varje karburerad eller induktionshärdad motor. spiralskuret kugghjul beställning. Standarddokumentationen inkluderar: HRC-avläsningar på minst 3 tänder (individuella värden, inte medelvärden); kärnhårdhet från en testbit i samma sats; Vickers-traversbord med hårdhet vid varje 0,1 mm djupintervall; effektivt höljesdjup (ECD) uttryckligen angivet vid HV 550 enligt DIN 50190; och ugnsdiagramreferens för fullständig spårbarhet. Som en direkt tillverkare av spiralväxlar Med intern värmebehandling täcker Korea Ever-Powers hårdhetsdokumentation hela processen från råmaterial till färdigt kugghjul utan mellanrum. Bläddra bland produktsortiment för spiralväxlar för alla material- och värmebehandlingsalternativ.
Vanliga frågor
Ja — med en bärbar UCI- eller Leeb-testare kan hårdheten mätas på tandflanken på en installerad spiralväxel utan borttagning, förutsatt att kugghjulet är åtkomligt och stillastående. Kuggflankytan måste vara ren (olja avlägsnad med lösningsmedel) och sonden orienterad vinkelrätt mot flanken. För kugghjul i slutna växellådor måste ett inspektionslucka öppnas. Bärbar hårdhetstestning på installationsplatsen är särskilt värdefull för att verifiera att en installerad ersättningsenhet spiralväxel har rätt hårdhet innan maskinen tas i bruk igen, utan att vänta på laboratorietestresultat.
HRC-variation på mer än ±2 HRC mellan kuggar på samma kugghjul indikerar antingen inkonsekvent kylning (vissa kuggar kyls långsammare på grund av sin position i ugnsbelastningen) eller inkonsekvent kol i ytterhöljet på grund av ojämnt gasflöde i ugnen. Variation på mer än ±4 HRC över en spiralväxel är generellt skäl för kassering — tänder med lägre hårdhet kommer att nå sin kontaktutmattningsgräns (σ_H lim) före tänderna med högre hårdhet, vilket skapar en spridning i gropfrätningsinitieringstiden som gör livslängden oförutsägbar. Korea Ever-Power rapporterar minsta, högsta och genomsnittliga HRC per växelhus för att ge kunden fullständig överblick över hårdhetsfördelningen.
ISO 6336-5 ger riktlinjer för minsta effektiva höljedjup som en funktion av normal modul Mn och erforderlig kontaktspänningsnivå. En förenklad regel: ECD_min ≈ 0,15 × Mn för karburerade kugghjul med MQ-materialkvalitet och måttlig kontaktspänning (σ_H ≤ 1200 MPa). För högre kontaktspänning (σ_H = 1300–1500 MPa), ECD_min ≈ 0,2 × Mn. Vid M5: ECD_min ≈ 0,75–1,0 mm vid MQ-kvalitetsnivå. Otillräckligt höljedjup orsakar höljekrossning — ett brottläge där skjuvspänningstoppen under ytan (från Hertz-kontakt) är belägen under hölje-kärna-gränsen snarare än inom det hårda höljet, vilket initierar en djup splittringsspricka. Höljekrossning ger mindre varning än gropfrätning i ytan och är därför ett farligare brottläge för spiralformade kugghjul under tung belastning.
Tandspetsen (tilläggscirkeln) har en annan kolprofil än tandflankens aktiva yta. Vid gaskarburering karburerar tandspetsen snabbare än flanken eftersom den har tre exponerade ytor (spetsen och båda flankerna konvergerar vid spetsen) medan flanken bara har en exponerad yta. Spetsen utvecklar därför en något högre kolhalt och potentiellt högre ythårdhet än den aktiva flanken – vilket gör OD-mätningarna något optimistiska och icke-representativa för flankhårdheten där kontaktutmattning faktiskt initieras. Korea Ever-Power testar på tandflanken vid stigningscirkeln och rapporterar detta som den representativa ythårdheten för spiralväxel bedömning av gropfrätningsmotstånd.
Hårdhetsmätning och dokumentation av falldjup med varje beställning
Korea Ever-Power tillhandahåller HRC-avläsningar på 3+ tänder, kärnhårdhet, Vickers-traverseringstabell och explicit ECD vid HV 550 – som standarddokumentation på varje beställning av karburerade eller induktionshärdade spiralväxlar. Inga certifikat utan individuella mätningar. Inget tvetydigt "totalt höljesdjup" när ECD specificeras.
HRC på 3+ tänder · Kärnhårdhet · Vickers-travers · ECD enligt HV 550 · DIN 50190 · Spårbarhet av ugnsbatcher
Redaktör: Cxm
