변속기 기어 톱니의 연삭 화상: 감지 방법의 비교 분석

연삭 화상은 열처리 후 기어 연삭에서 가장 큰 위험 요소입니다.

이 논문에서는 실제 사례를 바탕으로 연마 화상을 감지하는 산성 에칭 방법을 제시하고 비교 시연을 합니다.

열처리 후 기어 연삭의 목적은 열처리 중 변형을 보정하고 기어 정확도를 개선하며 소음을 줄이는 것입니다.

기어의 피로 성능은 표면 경도, 표면 응력 분포 및 치아 표면의 표면 미세 구조와 관련이 있습니다.

기어 작동 중 접촉 응력 및 연삭 후 맞물림 톱니 간 접촉 정확도 향상으로 접촉 피로 응력 집중 가능성이 감소하여 접촉 피로 수명 향상에 도움이 됩니다.

연삭 과정에서 기어 부품의 표면층이 연소되어 제품 성능과 수명이 크게 저하되거나 심지어 사용할 수 없어 심각한 품질 문제를 일으킬 수 있습니다.

따라서 생산 기업은 한편으로는 정확하고 과학적인 공정 사양을 구현하여 연삭 화상을 줄이고 방지해야 합니다;

한편, 부품 및 구성품의 공정 검사를 강화하고 부적합한 공작물을 적시에 발견하며 연삭 공정의 공정 상태를 실시간으로 모니터링해야 합니다.

1. 연삭 화상 메커니즘

연삭 휠로 연삭하는 동안 연삭 영역의 순간 고온(일반적으로 900~1500℃)이 상변화 온도 이상에 도달하면 부품 표면의 금속 조직 구조가 변경되고 대부분의 표면의 일부가 산화 및 변색됩니다.

이렇게 하면 강도 및 경도 표면 금속의 잔류 응력 및 미세 균열까지 동반합니다.

이 현상을 "연삭 화상"이라고 하며, 그 과정은 그림 1에 나와 있습니다.

연삭 표면에서 고온이 발생하면 방열 조치가 좋지 않으면 공작물 표면에 이차 담금질 및 고온 템퍼링이 발생하기 쉽습니다.

그림 1 연삭 화상

2. 기어 표면의 금속학적 구조의 변화 및 유해성

연마 연소 후에는 기어 표면의 금속학적 구조가 변경되어 몇 가지 부작용이 발생합니다.

균열을 담금질합니다:

연삭 공작물의 표면층의 순간 온도가 강종의 AC1 727+(30~50) ℃를 초과하고 2차 담금질 마텐사이트 는 냉각수의 작용으로 형성됩니다.

표면층 아래에서는 온도 구배가 크고 시간이 짧기 때문에 고온 템퍼링 구조 만 형성 될 수 있으며, 이는 표면층과 표면층 사이에 인장 응력을 생성하는 반면 표면층은 얇고 취성 2 차 담금질입니다. 마텐사이트.

표면층이 인장 응력을 견디지 못하면 균열이 발생합니다.

화상 진정:

연삭 영역의 온도가 상변환 온도 AC1 727+(30~50) ℃를 초과하면 공작물 표면의 국부 영역이 다음과 같이 됩니다. 오스테나이트이차 담금질된 마르텐사이트는 냉각수의 빠른 냉각 효과와 공작물 자체의 열전도로 인해 표면에 매우 얇은 층으로 나타납니다.

2차 표면층은 경도가 크게 감소된 강화 소르바이트이며, 이를 2차 담금질 화상이라고 합니다.

어닐링 화상:

연삭 영역의 온도가 상 변화 온도를 초과하고 연삭 영역에 냉각수가 유입되지 않으면 표면 금속이 어닐링 구조를 가지게 되고 표면 경도가 급격히 떨어집니다.

이러한 종류의 화상을 어닐링 burn.

템퍼 화상:

연삭 영역의 온도가 강철의 템퍼링 온도보다 상당히 높지만 상변태 온도보다 여전히 낮은 경우, 공작물 표면은 템퍼링된 트루스타이트 또는 템퍼링된 소르바이트 연화 구조로 나타납니다.

3. 연마 화상 감지 방법

현재 연삭 화상의 감지 방법은 다음과 같습니다: 색상 관찰법, 산 에칭법, 미세 경도법, 금속학적 검출법, 자기 탄성법(바크하우젠 노이즈법) 등이 있습니다.

실제 수요와 가공 공정에 따라 당사는 연마 화상을 감지하기 위해 산성 에칭 방법을 선택합니다.

산성 에칭 방법 1(질산 용액 산성 에칭 방법)은 11단계로 구성됩니다: 사전 세척 → 사전 가열 → 산 침출 부식(질산+메탄올 용액) → 플러싱 → 탈수 → 표백(염산+메탄올 용액) → 플러싱 → 중화 → 플러싱 → 탈수 → 녹 방지 순으로 진행됩니다.

방법 1 산성 에칭 용액은 연마 화상을 위한 각 산성 에칭 테스트 전에 준비해야 합니다.

용액이 준비된 후 산성 에칭 용액의 산 농도는 산-염기 중화 적정법으로 측정해야 합니다.

2차 템퍼링 영역의 색상은 밝은 갈색에서 검은색, 즉 일반 산성 에칭 표면의 균일한 회색보다 색상이 더 어둡습니다;

재담금질 영역은 밝은 회색에서 흰색이며 주변에 밝은 갈색에서 검은색 경계가 있습니다;

마지막으로 화상 등급을 평가했습니다.

화상 등급은 연마 화상의 면적과 정도를 기준으로 합니다.

그림 2-5와 같이 A, B, D, E의 4가지 등급으로 나뉩니다.

최근 고객은 산성 부식에 대해 방법 2 슬래그 억제제 기술을 사용할 것을 권장했습니다.

슬래그 억제제 용액 산 부식 방법은 6단계로 구성됩니다: 사전 세척 → 예열 → 질산 용액 부식(질산+물+슬래그 억제제 용액) → 건조 → 세척 → 녹 방지.

산성 에칭 프로세스:

세척 된 부품을 부식 용 질산 용액 (질산 + 물 + 슬래그 억제제 용액)에 넣고 일정 시간 동안 계속 흔들어 표면에 균일 한 흑색 산화막이 형성되도록하고 부품을 꺼내 세척하고 탈수하고 탈수 후 표백 용 표백제 용액 (염산 + 메탄올 용액)에 부품을 넣고 몇 초 동안 계속 흔들면 표면이 회색을 띠고 꺼내 세척 후 세척하십시오.

중화, 헹굼, 탈수 및 건조 후 부품 표면을 육안으로 검사하여 연마 화상이 있는지 판단해야 합니다.

평가 방법은 방법 1과 동일합니다.

위의 두 가지 검사 방법을 종합적으로 비교합니다.

단계 비교: 방법 2는 단계가 적고 간단하고 빠르며, 방법 1은 단계가 더 많습니다.

동일한 부위를 산에 담가 화상을 감지하는 경우, 방법 2가 방법 1보다 훨씬 편리합니다.

경제적 비교: 방법 1에 사용되는 화학 시약 질산, 염산 및 메탄올은 저렴합니다.

방법 2에 사용되는 안티 스머트 100 슬래그 방지 첨가제는 배럴당 25kg이며 비용은 약 30000위안입니다.

그 특징은 표를 참조하세요.

표 안티 스무트100 기능

연간 사용량에 따르면 방법 2의 비용이 여전히 훨씬 높습니다.

요약하면, 이 방법은 단계가 적고, 검출 프로세스가 단축되며, 검출 시간이 절약되고, 검출 효율이 향상되고, 산 에칭 감도가 높고, 화학 물질 사용량이 적다는 결론을 내릴 수 있습니다.

질산 수용액을 사용하기 때문에 용액을 장기간 사용할 수 있으며, 한 번 준비하면 4~6개월 동안 사용할 수 있습니다.

항공우주 산업에서 엄격한 검사 요구 사항이 있는 제품에 이 방법을 사용하는 것이 좋습니다.

방법 1은 프로세스가 조금 더 많고 탐지 시간이 조금 더 길며 솔루션의 서비스 시간이 짧습니다.

일정 시간이 지나면 용액이 혼탁해져 자주 교체해야 합니다.

또한 매번 용액의 부피 비율을 감지해야 하며 감도가 방법 2만큼 높지 않습니다.

일반적으로 자동차 기어 부품 기업의 일상적인 검사에 적합합니다.

4. 결론

연삭 화상은 열처리 후 기어 연삭에서 가장 큰 위험 요소로, 판매 후 품질 문제를 방지하기 위해 반드시 극복해야 합니다.

산성 에칭 방법은 연마 화상을 감지하는 비교적 간단하고 과학적이며 표준화된 방법입니다.

탐지 단계에 비해 이 방법은 노동력이 절약되고 빠르며 민감도가 높습니다;

경제성 측면에서 보면 방법 1이 경제적이고 실용적입니다.

각 기업은 실제 필요에 따라 선택할 수 있습니다.