Ako merať tvrdosť tenkých nitridovaných vrstiev: Prečo sú ultrazvukové tvrdomery UCI priemyselným štandardom

Nitridácia je hlavný proces povrchového spevňovania pri výrobe strojov, presných foriem a obrábaní komponentov. Je tiež široko používaný na časti prenosu energie, ako sú ozubené kolesá, hriadele a ohybné hriadeľové spojky . Proces vytvára tenkú, hustú, ultra tvrdú nitridovanú vrstvu na povrchu obrobku, čím sa zlepšuje odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti únave a odolnosť proti korózii.

Nitridovaná vrstva je tenká a tvrdá. Typická hrúbka je len 0,1-0,5 mm a tvrdosť povrchu môže presiahnuť 1000 HV. Meranie tvrdosti takejto tenkej vrstvy a presné riadenie kvality nitridácie bolo dlho hlavnou výzvou v priemysle tepelného spracovania. Tradičné testovacie zariadenia sú náchylné na skreslené údaje a môžu poškodiť obrobky. Skúšanie nitridovaných dielov a UCI ultrazvukový tvrdomer sa preto stalo štandardným riešením. Je široko používaný na nedeštruktívne testovanie tvrdosti hotových nitridovaných výrobkov a na testovanie tvrdosti na mieste pri kontrole kvality.

I. Body bolesti jadra tradičného testovania tvrdosti pre nitridované diely

1. Príliš hlboké zárezy, prenikajúce do nitridovanej vrstvy a skresľujúce údaje

Bežné testery Rockwell a stolné testery Vickers používajú vysoké zaťaženie a zanechávajú hlboké priehlbiny. Ľahko prerazia tenkú vytvrdenú vrstvu do základného materiálu. Odčítaná hodnota je potom zmiešaná tvrdosť nitridovanej vrstvy a substrátu, ktorá neodráža skutočnú tvrdosť nitridovaného povrchu. To vedie k nesprávnemu úsudku procesu a nesprávnym výsledkom kontroly a nespĺňa normy kontroly pre presné nitridované diely.

2. Deštruktívne testovanie, ktoré nemôže ochrániť hotové obrobky

Nitridované diely sú väčšinou povrchovo opracované výrobky s prísnymi požiadavkami na povrchovú úpravu a celistvosť. Tradičné testovanie tvrdosti je polodeštruktívne alebo deštruktívne a zanecháva viditeľné vrúbky. To môže poškodiť vzhľad a výkon dielu a presných komponentov ako napr ozubená spojka boky zubov, čapy a čapy hriadeľa môžu byť dokonca zošrotované. V dôsledku toho je možná len kontrola vzoriek. Nie je možné dosiahnuť 100% kontrolu šarží hotových výrobkov, čo zanecháva veľkú medzeru v kontrole kvality.

3. Obmedzená použiteľnosť: zložité a nepravidelné obrobky nemožno testovať na mieste

Stolné tvrdomery sú objemné a vyžadujú odber vzoriek do laboratória. Veľké formy, dlhé hriadele a ťažké kovová pružná spojka komponenty nemožno testovať ako celok. Testery Leeb sú silne ovplyvnené hrúbkou obrobku, zakrivením povrchu a drsnosťou povrchu, takže ich údaje kolíšu a opakovateľnosť je slabá. Hrany a rohy, korene zubov, vnútorné otvory a zakrivené povrchy sa ťažko spoľahlivo testujú, takže tieto metódy nemôžu spĺňať rôzne výrobné potreby.

II. Hlavné výhody ultrazvukových tvrdomerov pre nitridované diely

1. Presnosť mikrovtláčania, špeciálne vhodná pre tenké nitridované vrstvy

Ultrazvukové tvrdomery pracujú na princípe UCI (Ultrasonic Contact Impedance). Prehĺbenie je extrémne malé a plytké, takže neprenikne do vytvrdenej vrstvy. Tester zachytáva skutočnú tvrdosť nitridovaného povrchu a rieši dlhodobý problém presného testovania tenkých nitridovaných vrstiev.

Prístroj konvertuje medzi stupnicami tvrdosti, ako sú HV a HRC. Testovanie v pevnom bode, vrstva po vrstve tiež poskytuje gradient tvrdosti od povrchu k substrátu. To ukazuje hĺbku nitridovaného puzdra a rovnomernosť nitridácie a poskytuje podnikom presné údaje na optimalizáciu nitridačného tepelného spracovania a úpravu výrobných procesov.

2. Nedeštruktívne skúšanie hotových nitridovaných výrobkov

Ide o mikropoškodenie, nedeštruktívne testovacie zariadenie. Po testovaní povrch nevykazuje takmer žiadne viditeľné stopy a hotová nitridovaná štruktúra a presnosť sú bez poškodenia. Nie je potrebné rezať alebo brúsiť vzorky z obrobku. Hotové formy, ozubené kolesá, hydraulické diely, diely hriadeľov a spojka komponenty môžu ísť po testovaní priamo do montáže. Metóda vyhovuje odberu vzoriek šarží aj 100% kontrole hotových výrobkov a výrazne znižuje výrobné straty a náklady na kontrolu.

3. Prenosné a efektívne, podporujúce testovanie na mieste

Prístroj má ľahké telo a kompaktnú, flexibilnú sondu, takže nie je obmedzený priestorovými nárokmi stolného zariadenia. Testovanie je možné vykonať priamo v dielni tepelného spracovania alebo na výrobnej stanici.

Dosahuje zakrivené povrchy, kužeľové povrchy, vnútorné otvory, korene zubov, hrany a rohy a ďalšie miesta, kam sa konvenčné zariadenie nedostane. Príklady zahŕňajú vnútorné a vonkajšie zuby ozubených spojok, prírub a nábojov polospojok . Veľké obrobky nie je potrebné rozoberať ani prepravovať a diely sa nemusia posielať do laboratória. To výrazne zlepšuje efektivitu kontroly a vyhovuje tempu priemyselnej dávkovej výroby.

4. Stabilné, opakovateľné údaje pre kontrolu kvality vsádzkového tepelného spracovania

V porovnaní s Leeb testermi sú ultrazvukové tvrdomery minimálne ovplyvnené tvarom obrobku, hrúbkou, stavom povrchu a vplyvom prostredia, takže ich údaje sú stabilné a opakovateľné. Dokážu presne identifikovať nezhodné produkty, ako napríklad produkty s nedostatočnou nitridovanou tvrdosťou, nerovnomernou nitridáciou alebo neštandardne tvrdenými vrstvami. To pomáha podnikom vybudovať štandardizovaný, prepracovaný systém kontroly kvality pre nitridačné tepelné spracovanie a stabilizovať kvalitu šarže.

III. Použiteľné scenáre

Tester je vhodný pre nitridované diely foriem, presné nitridované prevody, hriadele ventilátorov, piestne tyče, presné hydraulické diely a nitridované komponenty pre stavebné stroje. Hodí sa aj na kľúčové časti prevodovky pre veľké zaťaženie, ako sú povrchy zubov, kolíky, objímky a drážky ozubené spojky, bubnové ozubené spojky, elastické čapové spojky, membránové spojky a univerzálne spojky .

Tieto diely slúžia v náročných odvetviach ako napr hutnícke zariadenia, banské stroje, zdvíhacie zariadenia, prístavné zariadenia, čerpacie stanice a nové energetické zariadenia . Tester pokrýva celý pracovný postup nitridácie: vstupnú kontrolu, overenie procesu a konečnú kontrolu pred odoslaním.

IV. Zhrnutie

Vzhľadom na tenkovrstvovú štruktúru nitridovaných dielov s vysokou tvrdosťou má tradičné zariadenie na testovanie tvrdosti mnoho nedostatkov: nedostatočnú presnosť, poškodenie obrobkov, obmedzené scenáre použitia a nízku účinnosť. Ultrazvukový tvrdomer UCI je svojím princípom činnosti zásadne vhodný na kontrolu nitridovaných dielov. Jeho vysoko presné mikrovtláčanie, nedeštruktívne testovanie, prenosnosť a stabilné údaje z neho urobili hlavné zariadenie na kontrolu kvality v priemysle nitridačného tepelného spracovania.

Ako profesionálny výrobca ohybné hriadeľové spojky and metal elastic element flexible couplings , Zhongye Heavy Industry Technology (Zhenjiang) Co., Ltd. aplikuje túto metódu na svoje nitridované spojovacie komponenty. Každá súčiastka je profesionálne testovaná na tvrdosť pomocou ultrazvukového tvrdomeru. Tým sa presne kontroluje tvrdosť povrchu a parametre vytvrdenej vrstvy, takže výkon produktu a parametre procesu plne zodpovedajú technickým požiadavkám na výkresoch. Počas celého procesu chránime integritu povrchu a rýchlosť prechodu hotových výrobkov. Dodávame vysokokvalitné spojky bez poškodenia, vrátane vlastných neštandardných dizajnov, ktoré zostávajú spoľahlivé pri veľkom zaťažení v metalurgii, baníctve, zdvíhaní a prístavných aplikáciách.