Cách đo độ cứng của các lớp thấm nitơ mỏng: Tại sao máy kiểm tra độ cứng siêu âm UCI là tiêu chuẩn ngành

Thấm nitơ là một quá trình tăng cường bề mặt chủ đạo trong sản xuất máy móc, khuôn mẫu chính xác và gia công linh kiện. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trên các bộ phận truyền tải điện như bánh răng, trục và khớp nối trục linh hoạt . Quá trình này tạo thành một lớp nitrided mỏng, dày đặc, siêu cứng trên bề mặt phôi, cải thiện khả năng chống mài mòn, chống mỏi và chống ăn mòn.

Lớp nitrided mỏng và cứng. Độ dày thông thường chỉ 0,1-0,5 mm và độ cứng bề mặt có thể vượt quá 1000 HV. Đo độ cứng của lớp mỏng như vậy và kiểm soát chất lượng thấm nitơ một cách chính xác từ lâu đã là một thách thức cốt lõi trong ngành xử lý nhiệt. Thiết bị kiểm tra truyền thống dễ làm dữ liệu bị sai lệch và có thể làm hỏng phôi. Kiểm tra các bộ phận được thấm nitơ bằng Máy đo độ cứng siêu âm UCI do đó đã trở thành giải pháp tiêu chuẩn. Nó được sử dụng rộng rãi để kiểm tra độ cứng không phá hủy của các sản phẩm nitrided thành phẩm và kiểm tra độ cứng tại chỗ trong kiểm soát chất lượng.

I. Điểm yếu cốt lõi của việc kiểm tra độ cứng truyền thống cho các bộ phận được thấm nitơ

1. Vết lõm quá sâu, xuyên qua lớp nitrided và làm sai lệch dữ liệu

Máy thử Vickers để bàn và Rockwell thông thường tác dụng tải trọng cao và để lại vết lõm sâu. Chúng dễ dàng xuyên qua lớp cứng mỏng vào vật liệu nền. Khi đó kết quả đo là độ cứng hỗn hợp của lớp thấm nitơ và chất nền, không phản ánh độ cứng thực sự của bề mặt thấm nitơ. Điều này dẫn đến đánh giá sai quy trình và kết quả kiểm tra không chính xác, đồng thời không đáp ứng các tiêu chuẩn kiểm tra đối với các bộ phận được thấm nitơ chính xác.

2. Thử nghiệm phá hủy không bảo vệ được phôi thành phẩm

Các bộ phận được thấm nitơ hầu hết là các sản phẩm được gia công hoàn thiện với các yêu cầu nghiêm ngặt về độ hoàn thiện và tính toàn vẹn bề mặt. Kiểm tra độ cứng truyền thống là bán phá hủy hoặc phá hủy và để lại những vết lõm có thể nhìn thấy được. Điều này có thể làm hỏng hình thức và hiệu suất của bộ phận cũng như các bộ phận chính xác như khớp nối bánh răng sườn răng, chốt và chốt trục thậm chí có thể bị loại bỏ. Kết quả là chỉ có thể kiểm tra lấy mẫu. Không thể đạt được việc kiểm tra lô thành phẩm 100%, điều này để lại lỗ hổng lớn trong việc kiểm soát chất lượng.

3. Khả năng ứng dụng hạn chế: không thể kiểm tra các phôi phức tạp và không đều tại chỗ

Máy đo độ cứng để bàn rất cồng kềnh và yêu cầu phải mang mẫu đến phòng thí nghiệm. Khuôn lớn, trục dài và nặng khớp nối mềm kim loại các thành phần không thể được kiểm tra một cách tổng thể. Máy kiểm tra Leeb bị ảnh hưởng mạnh bởi độ dày phôi, độ cong bề mặt và độ nhám bề mặt nên dữ liệu của họ dao động và độ lặp lại kém. Các cạnh và góc, chân răng, lỗ khoan bên trong và bề mặt cong khó kiểm tra một cách đáng tin cậy nên các phương pháp này không thể đáp ứng nhu cầu sản xuất đa dạng.

II. Ưu điểm cốt lõi của máy đo độ cứng siêu âm cho các bộ phận được thấm nitơ

1. Độ chính xác của vết lõm vi mô, đặc biệt phù hợp với các lớp thấm nitơ mỏng

Máy đo độ cứng siêu âm hoạt động dựa trên nguyên lý UCI (Trở kháng tiếp xúc siêu âm). Vết lõm cực nhỏ và nông nên không xuyên qua được lớp cứng. Máy kiểm tra nắm bắt được độ cứng thực sự của bề mặt thấm nitơ và giải quyết vấn đề tồn tại lâu dài trong việc kiểm tra các lớp thấm nitơ mỏng một cách chính xác.

Thiết bị chuyển đổi giữa các thang đo độ cứng như HV và HRC. Kiểm tra từng điểm, từng lớp cố định cũng mang lại độ cứng từ bề mặt đến nền. Điều này cho thấy độ sâu trường hợp thấm nitơ và tính đồng nhất của quá trình thấm nitơ, đồng thời cung cấp cho doanh nghiệp dữ liệu chính xác để tối ưu hóa quá trình xử lý nhiệt thấm nitơ và điều chỉnh quy trình sản xuất.

2. Kiểm tra không phá hủy thành phẩm thấm nitrid

Đây là một thiết bị kiểm tra vi mô, không phá hủy. Sau khi thử nghiệm, bề mặt hầu như không có dấu vết rõ ràng, cấu trúc và độ chính xác được thấm nitơ hoàn thiện không hề hấn gì. Không cần phải cắt hoặc mài mẫu từ phôi. Khuôn hoàn thiện, bánh răng, bộ phận thủy lực, bộ phận trục và khớp nối các thành phần có thể đi trực tiếp vào lắp ráp sau khi thử nghiệm. Phương pháp này phù hợp với cả lấy mẫu hàng loạt và kiểm tra 100% thành phẩm, đồng thời giúp giảm đáng kể tổn thất sản xuất và chi phí kiểm tra.

3. Di động và hiệu quả, hỗ trợ thử nghiệm tại chỗ

Thiết bị có thân máy nhẹ và đầu dò nhỏ gọn, linh hoạt nên không bị giới hạn bởi yêu cầu về không gian của thiết bị để bàn. Việc thử nghiệm có thể được thực hiện trực tiếp tại xưởng xử lý nhiệt hoặc tại trạm sản xuất.

Nó tiếp cận các bề mặt cong, bề mặt hình nón, lỗ khoan bên trong, chân răng, cạnh và góc và các vị trí khác mà thiết bị thông thường không thể tiếp cận. Các ví dụ bao gồm răng trong và ngoài của khớp nối bánh răng, mặt bích và trục nửa khớp nối . Các phôi lớn không cần phải tháo rời hoặc vận chuyển và các bộ phận không cần phải gửi đến phòng thí nghiệm. Điều này cải thiện đáng kể hiệu quả kiểm tra và phù hợp với tốc độ sản xuất hàng loạt công nghiệp.

4. Dữ liệu ổn định, có thể lặp lại để kiểm soát chất lượng xử lý nhiệt hàng loạt

So với máy kiểm tra Leeb, máy kiểm tra độ cứng siêu âm bị ảnh hưởng tối thiểu bởi hình dạng phôi, độ dày, tình trạng bề mặt và nhiễu của môi trường, do đó dữ liệu của chúng ổn định và có thể lặp lại. Họ có thể xác định chính xác các sản phẩm không phù hợp, chẳng hạn như những sản phẩm có độ cứng thấm nitơ không đủ, thấm nitơ không đồng đều hoặc các lớp cứng không đạt tiêu chuẩn. Điều này giúp doanh nghiệp xây dựng một hệ thống kiểm soát chất lượng chuẩn hóa, tinh tế để xử lý nhiệt thấm nitơ và ổn định chất lượng lô.

III. Kịch bản áp dụng

Máy thử nghiệm rất phù hợp với các bộ phận khuôn được thấm nitơ, bánh răng thấm nitơ chính xác, trục quạt, thanh piston, các bộ phận thủy lực chính xác và các bộ phận được thấm nitơ cho máy móc xây dựng. Nó cũng phù hợp với các bộ phận truyền động hạng nặng quan trọng như bề mặt răng, chốt, ống bọc ngoài và trục của khớp nối răng, khớp nối bánh răng trống, khớp nối chốt đàn hồi, khớp nối màng ngăn và khớp nối vạn năng .

Những bộ phận này phục vụ trong các ngành công nghiệp đòi hỏi khắt khe như thiết bị luyện kim, máy khai thác mỏ, thiết bị nâng hạ, thiết bị cảng, trạm bơm và thiết bị năng lượng mới . Người kiểm tra bao gồm toàn bộ quy trình thấm nitơ: kiểm tra đầu vào, xác minh quy trình và kiểm tra lần cuối trước khi giao hàng.

IV. Tóm tắt

Với cấu trúc lớp mỏng, độ cứng cao của các bộ phận được thấm nitơ, thiết bị kiểm tra độ cứng truyền thống có nhiều nhược điểm: không đủ độ chính xác, hư hỏng phôi, tình huống sử dụng hạn chế và hiệu quả thấp. Máy đo độ cứng siêu âm UCI về cơ bản phù hợp với việc kiểm tra các chi tiết thấm nitrid theo nguyên lý hoạt động của nó. Khả năng thụt vi mô có độ chính xác cao, thử nghiệm không phá hủy, tính di động và dữ liệu ổn định đã khiến nó trở thành thiết bị kiểm tra chất lượng chủ đạo trong ngành xử lý nhiệt thấm nitơ.

Là một nhà sản xuất chuyên nghiệp của khớp nối trục linh hoạt and metal elastic element flexible couplings , Công ty TNHH Công nghệ Công nghiệp nặng Zhongye (Trấn Giang) áp dụng phương pháp này cho các thành phần khớp nối thấm nitơ của nó. Mỗi bộ phận đều được kiểm tra độ cứng chuyên nghiệp bằng máy đo độ cứng siêu âm. Điều này kiểm soát chính xác độ cứng bề mặt và các thông số lớp cứng, để hiệu suất sản phẩm và các thông số quy trình đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ. Trong suốt quá trình, chúng tôi bảo vệ tính toàn vẹn bề mặt và tỷ lệ vượt qua của thành phẩm. Chúng tôi cung cấp các khớp nối chất lượng cao, không bị hư hỏng, bao gồm các thiết kế phi tiêu chuẩn tùy chỉnh, luôn đáng tin cậy dưới tải nặng trong các ứng dụng luyện kim, khai thác mỏ, nâng hạ và cảng.