نحوه اندازه گیری سختی لایه های نازک نیترید: چرا سختی سنج های اولتراسونیک UCI استاندارد صنعت هستند

نیتریدینگ یک فرآیند اصلی تقویت سطح در ماشین‌آلات، قالب‌های دقیق و ماشین‌کاری قطعات است. همچنین به طور گسترده در قطعات انتقال قدرت مانند چرخ دنده ها، شفت ها و کوپلینگ های شافت انعطاف پذیر . این فرآیند یک لایه نازک، متراکم و فوق سخت نیترید شده روی سطح قطعه کار تشکیل می دهد که مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد.

لایه نیترید شده نازک و سخت است. ضخامت معمولی فقط 0.1-0.5 میلی متر است و سختی سطح می تواند از 1000 HV تجاوز کند. اندازه گیری سختی چنین لایه نازکی و کنترل دقیق کیفیت نیتریدینگ، از دیرباز یک چالش اصلی در صنعت عملیات حرارتی بوده است. تجهیزات تست سنتی مستعد تحریف داده ها هستند و می توانند به قطعه کار آسیب برسانند. تست قطعات نیترید شده با a سختی سنج اولتراسونیک UCI بنابراین به راه حل استاندارد تبدیل شده است. این به طور گسترده ای برای تست سختی غیر مخرب محصولات نیترید نهایی و برای تست سختی در محل در کنترل کیفیت استفاده می شود.

I. نقاط درد اصلی تست سختی سنتی برای قطعات نیترید شده

1. فرورفتگی بیش از حد عمیق، نفوذ به لایه نیترید و تحریف داده ها

تسترهای معمولی راکول و رومیزی ویکرز بارهای زیادی را اعمال می کنند و فرورفتگی های عمیقی بر جای می گذارند. آنها به راحتی از طریق لایه نازک سخت شده به مواد پایه ضربه می زنند. سپس خوانش سختی مخلوط لایه نیترید شده و زیرلایه است که منعکس کننده سختی واقعی سطح نیترید شده نیست. این منجر به قضاوت نادرست فرآیند و نتایج نادرست بازرسی می شود و استانداردهای بازرسی قطعات نیترید شده دقیق را برآورده نمی کند.

2. آزمایش مخرب که نمی تواند از قطعات کار تمام شده محافظت کند

قطعات نیترید شده عمدتاً محصولاتی هستند که ماشینکاری شده اند و الزامات سختگیرانه ای برای پرداخت سطح و یکپارچگی دارند. تست سختی سنتی نیمه مخرب یا مخرب است و فرورفتگی های قابل مشاهده ای بر جای می گذارد. این می تواند به ظاهر و عملکرد قطعه آسیب برساند و به اجزای دقیقی مانند کوپلینگ دنده پهلوهای دندان، پین ها و ژورنال های شفت حتی ممکن است از بین بروند. در نتیجه فقط بازرسی نمونه امکان پذیر است. 100٪ بازرسی دسته ای محصولات نهایی را نمی توان به دست آورد، که یک شکاف بزرگ در کنترل کیفیت ایجاد می کند.

3. کاربرد محدود: قطعات کار پیچیده و نامنظم را نمی توان در محل آزمایش کرد

سختی سنج های رومیزی حجیم هستند و نیاز به انتقال نمونه به آزمایشگاه دارند. قالب های بزرگ، شفت های بلند و سنگین کوپلینگ انعطاف پذیر فلزی اجزا را نمی توان به طور کلی آزمایش کرد. تسترهای Leeb به شدت تحت تأثیر ضخامت قطعه کار، انحنای سطح و زبری سطح قرار می گیرند، بنابراین داده های آنها نوسان می کند و تکرارپذیری ضعیف است. لبه‌ها و گوشه‌ها، ریشه‌های دندان، سوراخ‌های داخلی و سطوح منحنی به سختی قابل آزمایش هستند، بنابراین این روش‌ها نمی‌توانند نیازهای مختلف تولید را برآورده کنند.

II. مزایای اصلی سختی سنج التراسونیک برای قطعات نیترید شده

1. دقت میکرو تورفتگی، به طور خاص برای لایه های نازک نیترید مناسب است

سختی سنج های اولتراسونیک بر اساس اصل UCI (امپدانس تماس اولتراسونیک) کار می کنند. فرورفتگی بسیار کوچک و کم عمق است، بنابراین به لایه سخت شده نفوذ نمی کند. تستر سختی واقعی سطح نیترید شده را می گیرد و مشکل طولانی مدت آزمایش لایه های نازک نیترید شده را با دقت حل می کند.

این ابزار بین مقیاس های سختی مانند HV و HRC تبدیل می شود. آزمایش لایه به لایه نقطه ثابت همچنین یک گرادیان سختی از سطح به زیرلایه ایجاد می کند. این عمق مورد نیترید شده و یکنواختی نیترید کردن را نشان می دهد و داده های دقیقی را برای بهینه سازی عملیات حرارتی نیتریدینگ و تنظیم فرآیندهای تولید به شرکت ها می دهد.

2. آزمایش غیر مخرب محصولات نیترید نهایی

این یک دستگاه تست میکرو آسیب و غیر مخرب است. پس از آزمایش، سطح تقریباً هیچ علامت قابل مشاهده ای را نشان نمی دهد و ساختار نیترید و دقت نهایی آسیبی نمی بیند. نیازی به برش یا آسیاب نمونه ها از قطعه کار نیست. قالب های تمام شده، چرخ دنده ها، قطعات هیدرولیک، قطعات شفت و جفت شدن قطعات می توانند پس از آزمایش مستقیماً وارد مونتاژ شوند. این روش هم برای نمونه برداری دسته ای و هم برای بازرسی 100٪ محصولات نهایی مناسب است و ضررهای تولید و هزینه های بازرسی را تا حد زیادی کاهش می دهد.

3. قابل حمل و کارآمد، پشتیبانی از تست در محل

این ابزار دارای بدنه ای سبک و یک پروب جمع و جور و انعطاف پذیر است، بنابراین با فضای مورد نیاز تجهیزات رومیزی محدود نمی شود. آزمایش را می توان مستقیماً در کارگاه عملیات حرارتی یا در ایستگاه تولید انجام داد.

به سطوح منحنی، سطوح مخروطی، سوراخ‌های داخلی، ریشه‌های دندان، لبه‌ها و گوشه‌ها و سایر مکان‌هایی که تجهیزات معمولی به آن دسترسی ندارند، می‌رسد. مثالها عبارتند از دندانه های داخلی و خارجی کوپلینگ های دنده، فلنج ها و هاب های نیمه کوپلینگ . قطعات کار بزرگ نیازی به جداسازی یا حمل و نقل ندارند و نیازی به ارسال قطعات به آزمایشگاه ندارند. این کارایی بازرسی را تا حد زیادی بهبود می بخشد و با سرعت تولید دسته ای صنعتی سازگار است.

4. داده های پایدار و قابل تکرار برای کنترل کیفیت عملیات حرارتی دسته ای

در مقایسه با تسترهای Leeb، سختی سنج های اولتراسونیک کمتر تحت تأثیر شکل قطعه کار، ضخامت، وضعیت سطح و تداخل محیطی قرار می گیرند، بنابراین داده های آنها پایدار و قابل تکرار است. آنها می توانند محصولات غیر منطبق را به دقت شناسایی کنند، مانند محصولاتی که دارای سختی نیترید ناکافی، نیتریدینگ ناهموار، یا لایه های سخت شده نامرغوب هستند. این به شرکت ها کمک می کند تا یک سیستم کنترل کیفیت استاندارد و تصفیه شده برای عملیات حرارتی نیتریدینگ و تثبیت کیفیت دسته ای بسازند.

III. سناریوهای قابل اجرا

تستر برای قطعات قالب نیترید شده، چرخ دنده های نیترید شده دقیق، شفت های فن، میله های پیستون، قطعات هیدرولیک دقیق و قطعات نیترید شده برای ماشین آلات ساختمانی مناسب است. همچنین مناسب قطعات کلیدی انتقال سنگین مانند سطوح دندان، پین‌ها، آستین‌ها و خارهای دندان است. کوپلینگ های دندانه دار، کوپلینگ های چرخ دنده درام، کوپلینگ های پین الاستیک، کوپلینگ های دیافراگمی و کوپلینگ های جهانی .

این قطعات در صنایع نیازمندی مانند تجهیزات متالورژی، ماشین آلات معدن، تجهیزات بالابر، تجهیزات بندری، ایستگاه های پمپ و تجهیزات انرژی جدید . تستر کل گردش کار نیتریدینگ را پوشش می دهد: بازرسی ورودی، تأیید فرآیند و بازرسی نهایی قبل از حمل و نقل.

IV. خلاصه

با توجه به ساختار لایه نازک و سختی بالا قطعات نیترید شده، تجهیزات تست سختی سنتی دارای کاستی های زیادی هستند: دقت ناکافی، آسیب به قطعه کار، سناریوهای استفاده محدود و راندمان پایین. سختی سنج اولتراسونیک UCI اساساً برای بازرسی قطعات نیترید شده با اصل عملکرد خود مناسب است. میکرو تورفتگی با دقت بالا، آزمایش غیر مخرب، قابلیت حمل و داده های پایدار آن را به تجهیزات اصلی بازرسی کیفیت در صنعت عملیات حرارتی نیترید تبدیل کرده است.

به عنوان یک تولید کننده حرفه ای از کوپلینگ های شافت انعطاف پذیر and metal elastic element flexible couplings , شرکت فناوری صنایع سنگین Zhongye (Zhenjiang) Ltd. این روش را برای اجزای کوپلینگ نیترید شده آن اعمال می کند. هر قطعه به طور حرفه ای با سختی سنج اولتراسونیک تست سختی می شود. این دقیقاً سختی سطح و پارامترهای لایه سخت شده را کنترل می کند، به طوری که عملکرد محصول و پارامترهای فرآیند به طور کامل الزامات فنی نقشه ها را برآورده می کند. در طول فرآیند ما از یکپارچگی سطح و نرخ عبور محصولات نهایی محافظت می کنیم. ما کوپلینگ‌هایی با کیفیت بالا و بدون آسیب، از جمله طرح‌های غیر استاندارد سفارشی، ارائه می‌کنیم که تحت بارهای سنگین در متالورژی، معدن، بلند کردن و کاربردهای بندری قابل اعتماد باقی می‌مانند.