Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi certains engrenages échouent malgré un meulage méticuleux ? Cet article se penche sur les risques cachés de brûlures de meulage sur les dents des engrenages de transmission. Il explique comment les températures élevées lors du meulage peuvent altérer la structure du métal, entraînant des fissures et une réduction des performances. Vous découvrirez des méthodes de détection pratiques, y compris une analyse comparative des techniques d'attaque à l'acide, afin de garantir la fiabilité et la longévité des engrenages. Lisez la suite pour savoir comment protéger vos systèmes d'engrenages de ces menaces invisibles et améliorer vos processus de fabrication.
La brûlure de rectification est le plus grand danger de la rectification des engrenages après un traitement thermique.
Sur la base de la pratique, cet article propose une méthode de gravure à l'acide pour détecter les brûlures de meulage, et fait une démonstration comparative.
L'objectif de la rectification des engrenages après le traitement thermique est de corriger la déformation pendant le traitement thermique, d'améliorer la précision de l'engrenage et de réduire le bruit.
La performance en fatigue des engrenages est liée à la dureté de la surface, à la distribution des contraintes de surface et à la microstructure de la surface de la dent.
La contrainte de contact pendant le fonctionnement de l'engrenage et l'amélioration de la précision du contact entre les dents engrenées après le meulage réduisent la possibilité de concentration de la contrainte de fatigue de contact, ce qui favorise l'amélioration de la durée de vie de la fatigue de contact.
La couche superficielle des pièces d'engrenage brûlera au cours du processus de rectification, ce qui réduira considérablement les performances et la durée de vie du produit, voire l'empêchera d'être utilisé, causant ainsi de graves problèmes de qualité.
Par conséquent, d'une part, les entreprises de production devraient réduire et éviter les brûlures de meulage en mettant en œuvre des spécifications de processus correctes et scientifiques ;
D'autre part, il est nécessaire de renforcer l'inspection du processus des pièces et des composants, de repérer à temps les pièces non qualifiées et de surveiller les conditions du processus de rectification en temps réel.
Pendant le meulage avec une meule, lorsque la température instantanée élevée (généralement 900~1500 ℃) dans la zone de meulage dépasse la température de changement de phase, la structure métallographique de la surface de la pièce change et certaines parties de la plupart des surfaces sont oxydées et décolorées.
Cela permet de réduire la la résistance et la dureté de la surface du métal, accompagnée de contraintes résiduelles, voire de microfissures.
Ce phénomène est appelé "grinding burn", et le processus est illustré à la figure 1.
Lorsque la surface de meulage produit une température élevée, si les mesures de dissipation de la chaleur ne sont pas bonnes, il est facile d'obtenir une trempe secondaire et un revenu à haute température sur la surface de la pièce.
Fig. 1 Brûlure de meulage
Après le meulage, la structure métallographique de la surface de l'engrenage se modifie et entraîne des conséquences néfastes.
Fissures de trempe :
La température instantanée de la couche superficielle de la pièce à rectifier dépasse AC1 727+(30~50) ℃ de la nuance d'acier, et une trempe secondaire est nécessaire. martensite se forme sous l'action du liquide de refroidissement.
Sous la couche de surface, en raison de l'important gradient de température et de la courte durée, seule une structure de trempe à haute température peut être formée, ce qui génère une contrainte de traction entre la couche de surface et la couche de subsurface, tandis que la couche de surface est une trempe secondaire mince et fragile. martensite.
Lorsque la couche superficielle ne peut pas supporter la contrainte de traction, des fissures apparaissent.
Brûlure d'étouffement :
Lorsque la température dans la zone de meulage dépasse la température de transformation de phase AC1 727+(30~50) ℃, des zones locales de la surface de la pièce à usiner deviendront austéniteLe refroidissement rapide du liquide de refroidissement et la conduction thermique propre à la pièce font apparaître une couche extrêmement fine de martensite secondaire à la surface.
La couche superficielle secondaire est une sorbite trempée dont la dureté est fortement réduite, appelée brûlure de trempe secondaire.
Brûlure de recuit :
Si la température dans la zone de meulage dépasse la température de changement de phase et qu'aucun liquide de refroidissement ne pénètre dans la zone de meulage, le métal de surface aura une structure recuite et la dureté de la surface diminuera fortement.
Ce type de brûlure est appelé recuit brûler.
Les brûlures d'estomac :
Lorsque la température dans la zone de meulage est significativement plus élevée que la température de revenu de l'acier mais toujours inférieure à la température de transformation de phase, la surface de la pièce apparaît comme une structure adoucie de troostite ou de sorbite trempée.
À l'heure actuelle, les méthodes de détection des brûlures de meulage sont les suivantes : méthode d'observation des couleurs, méthode de gravure à l'acide, méthode de microdureté, méthode de détection métallographique et méthode magnétoélastique (méthode du bruit de Barkhausen).
En fonction de la demande réelle et du processus de traitement, notre société choisit la méthode de gravure à l'acide pour détecter les brûlures de meulage.
La méthode de gravure acide 1 (méthode de gravure acide par solution d'acide nitrique) comprend 11 étapes : pré-nettoyage → pré-chauffage → corrosion par lixiviation acide (solution acide nitrique+méthanol) → rinçage → déshydratation → blanchiment (solution acide chlorhydrique+méthanol) → rinçage → neutralisation → rinçage → déshydratation → prévention de la rouille.
Méthode 1 La solution d'attaque acide doit être préparée avant chaque essai d'attaque acide pour le meulage.
Une fois la solution préparée, la concentration en pourcentage de volume d'acide dans la solution de gravure acide est mesurée par titrage de neutralisation acide-base.
La couleur de la zone de trempe secondaire va du brun clair au noir, c'est-à-dire qu'elle est plus foncée que le gris uniforme de la surface normale de la gravure à l'acide ;
La zone de réenchantement est gris clair à blanc avec des limites brun clair à noires autour ;
Enfin, le degré de brûlure a été évalué.
L'évaluation des brûlures est basée sur la surface et le degré de brûlure de meulage.
Il est divisé en 4 grades, à savoir A, B, D et E, comme le montre la figure 2-5.
Récemment, le client a recommandé l'utilisation de la méthode 2 de la technologie des inhibiteurs de scories pour la corrosion acide.
La méthode de corrosion acide par solution d'inhibiteur de scories comprend six étapes : pré-nettoyage → pré-chauffage → solution d'acide nitrique corrosion (solution d'acide nitrique+eau+inhibiteur de scories) → séchage → lavage → prévention de la rouille.
Procédé de gravure à l'acide :
Placer les pièces nettoyées dans une solution d'acide nitrique pour la corrosion (solution d'acide nitrique+eau+inhibiteur de scories), agiter les pièces en continu pendant un certain temps, la surface doit former un film d'oxyde noir uniforme, retirer les pièces et les laver, les déshydrater, placer les pièces dans une solution de blanchiment (solution d'acide chlorhydrique+méthanol) pour le blanchiment après la déshydratation, les agiter en continu pendant plusieurs secondes, la surface doit prendre une couleur grise uniforme, les laver après les avoir retirées.
Après neutralisation, rinçage, déshydratation et séchage, la surface des pièces doit faire l'objet d'une inspection visuelle afin de déterminer s'il y a des brûlures de meulage.
La méthode d'évaluation est la même que la méthode 1.
Les deux méthodes d'inspection susmentionnées sont comparées de manière exhaustive.
Comparaison des étapes : la méthode 2 comporte moins d'étapes, elle est simple et rapide, et la méthode 1 comporte plus d'étapes.
Lorsque la même pièce est trempée dans l'acide pour détecter les brûlures, la méthode 2 est nettement plus pratique que la méthode 1.
Comparaison économique : les réactifs chimiques acide nitrique, acide chlorhydrique et méthanol utilisés dans la méthode 1 sont bon marché.
L'additif anti-Smut 100 utilisé dans la méthode 2 est de 25 kg par baril, avec un coût d'environ 30000 yuans.
Voir le tableau pour ses caractéristiques.
Tableau Anti Smut100 Caractéristiques
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Anti Smut100 est un additif anti-scories pour les solutions de décapage à l'acide nitrique. |
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Caractéristiques du produit |
Empêche l'adhérence des résidus sur la surface de la pièce pendant le décapage à l'acide nitrique ; Très stable dans l'acide nitrique ; Facilement soluble dans la solution ; Très bonne mouillabilité. |
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Application |
Anti Smut100 est recommandé pour diverses solutions de décapage à l'acide nitrique (telles que l'inspection du décapage des matériaux à haute résistance). acier allié ) ; L'inhibiteur de scories Anti Smut100 doit être dissous dans la solution de gravure à température ambiante et légèrement remué manuellement pour obtenir un mélange homogène ; Les compositions typiques de la solution de trempe et de décapage sont les suivantes : 03%~5% V/V acide nitrique ; 3%~5% inhibiteur de scories ; Le reste est de l'eau. |
En fonction de l'utilisation annuelle, le coût de la méthode 2 est encore beaucoup plus élevé.
En résumé, on peut conclure que la méthode comporte moins d'étapes, raccourcit le processus de détection, économise le temps de détection, améliore l'efficacité de la détection, présente une plus grande sensibilité à la gravure acide et utilise moins de produits chimiques.
Comme la solution aqueuse d'acide nitrique est utilisée, la solution est utilisée pendant une longue période, et la solution peut être utilisée pendant 4 à 6 mois une fois qu'elle est préparée.
Il est recommandé d'utiliser cette méthode pour les produits soumis à des exigences d'inspection strictes dans l'industrie aérospatiale.
La méthode 1 comporte un peu plus de processus, un temps de détection un peu plus long et une courte durée de service de la solution.
Au bout d'un certain temps, la solution devient trouble et doit être remplacée fréquemment.
En outre, le pourcentage de volume de la solution doit être détecté à chaque fois, et la sensibilité n'est pas aussi élevée que celle de la méthode 2.
Il convient généralement à l'inspection de routine des entreprises de pièces d'engrenage automobile.
La brûlure de rectification est le plus grand danger de la rectification des engrenages après le traitement thermique, qui doit être surmonté pour éviter les problèmes de qualité après-vente.
La méthode d'attaque à l'acide est une méthode relativement simple, scientifique et standardisée pour détecter les brûlures de meulage.
Par rapport aux étapes de détection, la méthode est peu coûteuse en main-d'œuvre, rapide et plus sensible ;
Du point de vue économique, la méthode 1 est économique et pratique.
Chaque entreprise peut choisir en fonction de ses besoins réels.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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