Como medir a dureza de camadas nitretadas finas: por que os testadores de dureza ultrassônicos UCI são o padrão da indústria

A nitretação é um processo comum de fortalecimento de superfície na fabricação de máquinas, moldes de precisão e usinagem de componentes. Também é amplamente utilizado em peças de transmissão de energia, como engrenagens, eixos e acoplamentos de eixo flexíveis . O processo forma uma camada nitretada fina, densa e ultradura na superfície da peça, melhorando a resistência ao desgaste, à fadiga e à corrosão.

A camada nitretada é fina e dura. A espessura típica é de apenas 0,1-0,5 mm e a dureza da superfície pode exceder 1000 HV. Medir a dureza de uma camada tão fina e controlar com precisão a qualidade da nitretação tem sido um desafio central na indústria de tratamento térmico. Equipamentos de teste tradicionais estão sujeitos a distorções de dados e podem danificar peças de trabalho. Testando peças nitretadas com um Testador ultrassônico de dureza UCI tornou-se, portanto, a solução padrão. É amplamente utilizado para testes de dureza não destrutivos de produtos nitretados acabados e para testes de dureza no local no controle de qualidade.

I. Principais pontos problemáticos dos testes de dureza tradicionais para peças nitretadas

1. Recuos muito profundos, penetrando na camada nitretada e distorcendo os dados

Os testadores convencionais Rockwell e Vickers de bancada aplicam cargas elevadas e deixam marcas profundas. Eles perfuram facilmente a fina camada endurecida no material de base. A leitura é então uma dureza mista da camada nitretada e do substrato, que não reflete a verdadeira dureza da superfície nitretada. Isso leva a erros de avaliação do processo e resultados de inspeção incorretos, além de não atender aos padrões de inspeção para peças nitretadas de precisão.

2. Testes destrutivos que não podem proteger peças acabadas

As peças nitretadas são, em sua maioria, produtos usinados com requisitos rígidos de acabamento superficial e integridade. Os testes de dureza tradicionais são semidestrutivos ou destrutivos e deixam marcas visíveis. Isso pode danificar a aparência e o desempenho da peça e de componentes de precisão, como acoplamento de engrenagem flancos de dentes, pinos e munhões de eixo podem até ser descartados. Como resultado, apenas a inspeção por amostragem é possível. Não é possível realizar uma inspeção de lote de 100% dos produtos acabados, o que deixa uma grande lacuna no controle de qualidade.

3. Aplicabilidade limitada: peças complexas e irregulares não podem ser testadas no local

Os testadores de dureza de bancada são volumosos e exigem que as amostras sejam levadas a um laboratório. Moldes grandes, eixos longos e peças pesadas acoplamento flexível de metal os componentes não podem ser testados como um todo. Os testadores Leeb são fortemente afetados pela espessura da peça, curvatura da superfície e rugosidade da superfície, de modo que seus dados flutuam e a repetibilidade é baixa. Arestas e cantos, raízes de dentes, furos internos e superfícies curvas são difíceis de testar de forma confiável, portanto, esses métodos não podem atender às diversas necessidades de produção.

II. Principais vantagens dos testadores de dureza ultrassônicos para peças nitretadas

1. Precisão de micro-indentação, especificamente adequada para finas camadas nitretadas

Os testadores de dureza ultrassônicos funcionam com base no princípio UCI (Ultrasonic Contact Impedance). O recuo é extremamente pequeno e raso, por isso não penetra na camada endurecida. O testador captura a verdadeira dureza da superfície nitretada e resolve o antigo problema de testar com precisão camadas finas nitretadas.

O instrumento converte entre escalas de dureza como HV e HRC. O teste de ponto fixo, camada por camada, também produz um gradiente de dureza da superfície ao substrato. Isso mostra a profundidade da caixa nitretada e a uniformidade da nitretação, e fornece às empresas dados precisos para otimizar o tratamento térmico de nitretação e ajustar os processos de produção.

2. Ensaios não destrutivos de produtos nitretados acabados

Este é um dispositivo de teste não destrutivo e de microdanos. Após o teste, a superfície quase não apresenta marcas visíveis e a estrutura e a precisão nitretadas acabadas permanecem ilesas. Não há necessidade de cortar ou retificar amostras da peça de trabalho. Moldes acabados, engrenagens, peças hidráulicas, peças de eixo e acoplamento os componentes podem ir diretamente para a montagem após o teste. O método é adequado tanto para amostragem em lote quanto para inspeção de 100% dos produtos acabados, e reduz bastante as perdas de produção e os custos de inspeção.

3. Portátil e eficiente, com suporte para testes no local

O instrumento possui um corpo leve e uma sonda compacta e flexível, portanto não é limitado pelos requisitos de espaço dos equipamentos de bancada. Os testes podem ser feitos diretamente na oficina de tratamento térmico ou na estação de produção.

Atinge superfícies curvas, superfícies cônicas, furos internos, raízes de dentes, bordas e cantos e outros locais que equipamentos convencionais não conseguem acessar. Exemplos incluem o dentes internos e externos de acoplamentos de engrenagens, flanges e cubos de meio acoplamento . Peças grandes não precisam de desmontagem ou transporte, e as peças não precisam ser enviadas para um laboratório. Isso melhora muito a eficiência da inspeção e se adapta ao ritmo da produção industrial de lotes.

4. Dados estáveis e repetíveis para controle de qualidade do tratamento térmico em lote

Em comparação com os testadores Leeb, os testadores de dureza ultrassônicos são minimamente afetados pelo formato da peça, espessura, condição da superfície e interferência ambiental, portanto, seus dados são estáveis e repetíveis. Eles podem identificar com precisão produtos não conformes, como aqueles com dureza nitretada insuficiente, nitretação irregular ou camadas endurecidas abaixo do padrão. Isso ajuda as empresas a construir um sistema de controle de qualidade padronizado e refinado para o tratamento térmico de nitretação e estabilizar a qualidade do lote.

III. Cenários Aplicáveis

O testador é adequado para peças de moldes nitretadas, engrenagens nitretadas de precisão, eixos de ventiladores, hastes de pistão, peças hidráulicas de precisão e componentes nitretados para máquinas de construção. Ele também se adapta às principais peças de transmissão para serviços pesados, como superfícies de dentes, pinos, luvas e estrias de acoplamentos dentados, acoplamentos de engrenagem de tambor, acoplamentos de pino elástico, acoplamentos de diafragma e acoplamentos universais .

Essas peças atendem em indústrias exigentes, como equipamentos metalúrgicos, máquinas de mineração, equipamentos de elevação, equipamentos portuários, estações de bombeamento e novos equipamentos de energia . O testador cobre todo o fluxo de trabalho de nitretação: inspeção de entrada, verificação do processo e inspeção final antes do envio.

4. Resumo

Dada a estrutura de camada fina e alta dureza das peças nitretadas, o equipamento tradicional de teste de dureza tem muitas deficiências: precisão insuficiente, danos às peças de trabalho, cenários de uso limitado e baixa eficiência. O durômetro ultrassônico UCI é fundamentalmente adequado para inspeção de peças nitretadas por seu princípio de funcionamento. Sua micro-indentação de alta precisão, testes não destrutivos, portabilidade e dados estáveis ​​tornaram-no o principal equipamento de inspeção de qualidade na indústria de tratamento térmico de nitretação.

Como fabricante profissional de acoplamentos de eixo flexíveis and metal elastic element flexible couplings , Tecnologia da indústria pesada de Zhongye (Zhenjiang) Co., Ltd. aplica este método aos seus componentes de acoplamento nitretados. Cada peça é testada profissionalmente em termos de dureza com um testador de dureza ultrassônico. Isso controla com precisão a dureza superficial e os parâmetros da camada endurecida, de modo que o desempenho do produto e os parâmetros do processo atendam totalmente aos requisitos técnicos dos desenhos. Durante todo o processo protegemos a integridade da superfície e a taxa de aprovação dos produtos acabados. Fornecemos acoplamentos de alta qualidade e sem danos, incluindo projetos personalizados fora do padrão, que permanecem confiáveis ​​sob cargas pesadas em aplicações de metalurgia, mineração, elevação e portos.