¿Alguna vez se ha preguntado por qué algunos engranajes fallan a pesar de un rectificado meticuloso? Este artículo se sumerge en el peligro oculto de la quemadura por rectificado en los dientes de los engranajes de transmisión. Explica cómo las altas temperaturas durante el rectificado pueden alterar la estructura del metal, provocando grietas y reduciendo el rendimiento. Descubrirá métodos prácticos de detección, incluido un análisis comparativo de las técnicas de grabado con ácido, para garantizar la fiabilidad y longevidad de los engranajes. Siga leyendo para saber cómo proteger sus sistemas de engranajes de estas amenazas invisibles y mejorar sus procesos de fabricación.
La quemadura por rectificado es el mayor peligro en el rectificado de engranajes después del tratamiento térmico.
Sobre la base de la práctica, este artículo propone un método de grabado al ácido para detectar quemaduras de rectificado, y hace una demostración comparativa.
El objetivo del rectificado de engranajes después del tratamiento térmico es corregir la deformación durante el tratamiento térmico, mejorar la precisión del engranaje y reducir el ruido.
El comportamiento a fatiga de los engranajes está relacionado con la dureza superficial, la distribución de tensiones superficiales y la microestructura superficial de la superficie del diente.
La tensión de contacto durante el funcionamiento del engranaje y la mejora de la precisión de contacto entre los dientes engranados después del rectificado reducen la posibilidad de concentración de tensión por fatiga de contacto, lo que favorece la mejora de la vida útil por fatiga de contacto.
La capa superficial de las piezas del engranaje se quemará en el proceso de rectificado, lo que reducirá en gran medida el rendimiento y la vida útil del producto, o incluso no podrá utilizarse, causando graves problemas de calidad.
Por lo tanto, por un lado, las empresas de producción deben reducir y evitar las quemaduras por molienda mediante la aplicación de especificaciones de proceso correctas y científicas;
Por otro lado, es necesario reforzar la inspección del proceso de piezas y componentes, encontrar a tiempo las piezas no cualificadas y supervisar las condiciones del proceso de rectificado en tiempo real.
Durante el rectificado con muela abrasiva, cuando la alta temperatura instantánea (generalmente 900~1500 ℃) en la zona de rectificado alcanza por encima de la temperatura de cambio de fase, la estructura metalográfica de la superficie de la pieza cambiará, y algunas partes de la mayoría de las superficies se oxidarán y decolorarán.
Esto reduce la resistencia y dureza de la superficie metálica, acompañada de tensiones residuales, e incluso microfisuras.
Este fenómeno se denomina "quemadura por esmerilado", y el proceso se muestra en la Fig. 1.
Cuando la superficie de rectificado produce altas temperaturas, si las medidas de disipación del calor no son buenas, es fácil que se produzca un enfriamiento secundario y un revenido a alta temperatura en la superficie de la pieza.
Fig. 1 Quemadura de esmerilado
Después de la quema por rectificado, la estructura metalográfica de la superficie del engranaje cambiará y producirá algunas consecuencias adversas.
Grietas de enfriamiento:
La temperatura instantánea de la capa superficial de la pieza rectificada supera AC1 727+(30~50) ℃ del grado de acero, y el temple secundario martensita se forma bajo la acción del refrigerante.
Bajo la capa superficial, debido al gran gradiente de temperatura y al corto tiempo, sólo se puede formar una estructura de temple a alta temperatura, que generará tensión de tracción entre la capa superficial y la capa subsuperficial, mientras que la capa superficial es un temple secundario fino y quebradizo. martensita.
Cuando la capa superficial no puede soportar la tensión de tracción, se generan grietas.
Quemadura de extinción:
Cuando la temperatura en la zona de rectificado supere la temperatura de transformación de fase AC1 727+(30~50) ℃, las zonas locales de la superficie de la pieza se volverán austenitaA continuación, aparecerá martensita secundaria templada en la capa superficial extremadamente fina debido al efecto de enfriamiento rápido del refrigerante y a la propia conducción del calor de la pieza.
La capa superficial secundaria es sorbita templada con dureza muy reducida, lo que se denomina quemadura de temple secundaria.
Quemadura de recocido:
Si la temperatura en la zona de rectificado supera la temperatura de cambio de fase y no entra refrigerante en la zona de rectificado, el metal de la superficie tendrá una estructura recocida y la dureza de la superficie descenderá bruscamente.
Este tipo de quemadura se denomina recocido quemarse.
El temperamento quema:
Cuando la temperatura en la zona de rectificado es significativamente superior a la temperatura de revenido del acero, pero aún inferior a la temperatura de transformación de fase, la superficie de la pieza presenta una estructura de reblandecimiento de troostita revenida o sorbita revenida.
En la actualidad, los métodos de detección de quemaduras por molienda incluyen: método de observación del color, método de grabado ácido, método de microdureza, método de detección metalográfica y método magnetoelástico (método del ruido de Barkhausen).
De acuerdo con la demanda real y el proceso de elaboración, nuestra empresa selecciona el método de grabado ácido para detectar las quemaduras de la molienda.
El método de grabado ácido 1 (método de grabado ácido con solución de ácido nítrico) incluye 11 pasos: prelimpieza → precalentamiento → corrosión por lixiviación ácida (solución de ácido nítrico+metanol) → lavado → deshidratación → blanqueo (solución de ácido clorhídrico+metanol) → lavado → neutralización → lavado → deshidratación → prevención de la oxidación.
Método 1 La solución de grabado ácido se preparará antes de cada prueba de grabado ácido para la quemadura por esmerilado.
Una vez preparada la solución, se medirá la concentración porcentual en volumen de ácido en la solución de grabado ácido mediante una valoración de neutralización ácido-base.
El color de la zona de templado secundario es de marrón claro a negro, es decir, el color es más oscuro que el gris uniforme de la superficie normal de grabado al ácido;
La zona de reaparición es de color gris claro a blanco con límites de color marrón claro a negro alrededor;
Por último, se evaluó el grado de quemadura.
La calificación de la quemadura se basa en la superficie y el grado de la quemadura por trituración.
Se divide en 4 grados, a saber, A, B, D y E, como se muestra en la Fig. 2-5.
Recientemente, el cliente recomendó utilizar la tecnología de inhibidores de escoria del método 2 para la corrosión ácida.
El método de corrosión ácida con solución inhibidora de escorias incluye seis pasos: limpieza previa → precalentamiento → corrosión con solución de ácido nítrico (ácido nítrico+agua+solución inhibidora de la escoria) → secado → lavado → prevención de la oxidación.
Proceso de grabado ácido:
Poner las piezas limpias en solución de ácido nítrico para la corrosión (ácido nítrico+agua+solución inhibidora de escoria), agitar las piezas continuamente durante un cierto período de tiempo, requerir que la superficie forme una película uniforme de óxido negro, sacar las piezas y lavarlas, deshidratarlas, poner las piezas en solución de lejía (ácido clorhídrico+solución de metanol) para blanquearlas después de deshidratarlas, agitarlas continuamente durante varios segundos, y la superficie obtendrá un color gris uniforme, lavarlas después de sacarlas.
Tras la neutralización, el aclarado, la deshidratación y el secado, la superficie de las piezas se inspeccionará visualmente para juzgar si hay quemaduras por amolado.
El método de evaluación es el mismo que el método 1.
Se comparan exhaustivamente los dos métodos de inspección anteriores.
Comparación de pasos: el método 2 tiene menos pasos, es sencillo y rápido, y el método 1 tiene más pasos.
Cuando la misma pieza se empapa con ácido para detectar quemaduras, el método 2 es significativamente más conveniente que el método 1.
Comparación económica: los reactivos químicos ácido nítrico, ácido clorhídrico y metanol utilizados en el método 1 son baratos.
El aditivo anti escoria Smut 100 utilizado en el método 2 es de 25 kg por barril, con un coste de unos 30000 yuanes.
Consulte la tabla para conocer sus características.
Tabla Anti Smut100 Características
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Anti Smut100 es un aditivo antiescoria para soluciones de grabado con ácido nítrico. |
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Características del producto |
Impide la adherencia de residuos en la superficie de la pieza durante el grabado con ácido nítrico; Muy estable en ácido nítrico; Fácilmente soluble en solución; Muy buena humectabilidad. |
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Aplicación |
Anti Smut100 se recomienda para varias soluciones de grabado con ácido nítrico (como la inspección de grabado de alta resistencia acero aleado partes); El inhibidor de escoria Anti Smut100 debe disolverse en la solución de mordentado a temperatura ambiente y agitarse ligeramente a mano para que se mezcle de forma homogénea; Las composiciones típicas de la solución de temple son las siguientes: 03%~5% V/V ácido nítrico; Inhibidor de escoria 3%~5%; El resto es agua. |
Según el uso anual, el coste del método 2 sigue siendo mucho mayor.
En resumen, se concluye que el método tiene menos pasos, acorta el proceso de detección, ahorra tiempo de detección, mejora la eficacia de la detección, tiene mayor sensibilidad al grabado ácido y utiliza menos productos químicos.
Como se utiliza la solución acuosa de ácido nítrico, la solución se utiliza durante mucho tiempo, y la solución se puede utilizar durante 4 a 6 meses una vez preparada.
Se recomienda utilizar este método para productos con requisitos de inspección estrictos en la industria aeroespacial.
El método 1 tiene un poco más de procesos, un poco más de tiempo de detección y un corto tiempo de servicio de la solución.
Al cabo de un tiempo, la solución se enturbia y debe sustituirse con frecuencia.
Además, es necesario detectar cada vez el porcentaje de volumen de la solución, y la sensibilidad no es tan alta como en el método 2.
En general, es adecuado para la inspección rutinaria de las empresas de piezas de engranajes de automóviles.
La quemadura por rectificado es el mayor peligro en el rectificado de engranajes tras el tratamiento térmico, que debe superarse para evitar problemas de calidad posventa.
El método de grabado ácido es un método relativamente sencillo, científico y estandarizado para detectar quemaduras por esmerilado.
En comparación con los pasos de detección, el método ahorra trabajo, es rápido y más sensible;
Desde el punto de vista económico, el método 1 es económico y práctico.
Cada empresa puede elegir en función de sus necesidades reales.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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