培训-齿轮检验

热处理齿轮零件成品检验

编制审核2013.05

1培训目的：掌握热处理成品齿轮金相试样制备方法。掌握热处理成品齿轮金相试样检测方法。2热处理零件理化检测1.炉前金相检验操作流程2.制样阶段：零件切割试样镶嵌

试样预磨

试样抛光3.检测阶段：表面硬度检测心部硬度检测有效硬化层深度检测

金相（显微组织）评定4.报告格式5.附页产品清单技术要求汇总金相（显微组织）图谱3炉前金相检验操作流程接车间送检齿块及确认标签（注明产品图号，热处理炉号，材料炉号和批号及送样日期等）。制样：安全使用切割机正确制备检测所需的样品。检测：熟练使用维氏硬度计和显维硬度计等测试设备，按照技术要求正确测试各项考核内容。报告：及时出具检测报告，将热处理零件质量信息返回给热处理车间。其他：翻班检验做好交接班台账。4

制样阶段：零件切割

切割步骤（以档位齿为例)未经切割的齿轮切割1-试片切割2-试片切割3-表面及心部试片切割方向：切割试样时，齿顶向上，沿垂直齿面方向缓慢切割。将试块切割成两块试样，分别用于表面硬度，心部硬度和有效硬化层检测。使用设备：ATMBRILLANT250切割机5制样阶段：试样切割细分解6主动齿轮，从动齿轮，轴类切割实物附图7

制样阶段：试样镶嵌

操作方法：将切割面朝下，取适量镶嵌粉(1量匙)倒入镶嵌机，拧紧加压后加热镶嵌。镶嵌表面试片用于表面硬度测试。镶嵌切割面试片，用于心部硬度，硬化层深度，金相组织检测。注意事项：镶嵌的试样必须干净、干燥、无油脂。试样边缘与圆筒壁之间的距离必须3mm，否则有可能在镶嵌体中产生裂纹。试样待检测面向下。使用设备：ATMOpal460镶嵌机

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制样阶段：试样预磨

操作方法：1．先将镶嵌试样两个平面用磨光机稍微倒角，以免尖角划伤手指及抛光布。2．心部硬度及有效硬化层检测的试样需分别采用320#，600#，800#水砂纸依次进行预磨。确保每一道砂纸磨去前一道划痕，最后后进入下一道磨光。3.表面硬度检测用试样预磨时要掌握好力量，不能过分打磨，否则可能导致表面硬度降低。使用设备：ATMSaphir320平磨抛机9

制样阶段：试样抛光

操作方法：1.将打磨好的试样用清水冲洗干净，然后选择合适的抛光转速，抛光剂选择粒度为2.5-3um的金刚石喷雾抛光剂。2.试样由转盘中心轻轻放下，由里及外移动，适量滴加清水，保持抛光布的湿润，抛去试样划痕直至呈现镜面为止。3.清洗抛光好的试样，用电吹风快速吹干。使用设备：ATMSaphir520Topas130抛光机10检测阶段：热处理检验项目及实验设备表面硬度检测表面硬度检测维氏硬度计(HV30)。洛氏硬度计(HRA,HRC)。

使用设备：

HRSS-150

洛氏硬度计。心部硬度检测在齿根心部位置检测心部硬度。维氏硬度计(HV30)。洛氏硬度计(HRA,HRC)。

使用设备：

VH-50AC维氏硬度计。11检测阶段：有效硬化层深度检测有效硬化层深度检测在标准试样中选取任一齿牙，分别沿垂直于齿面和齿根方向，检测有效硬化层深度。

使用设备：ZWICKZHμ显微硬度计12检测阶段：金相组织评级1.观察边缘氧化使用2%硝酸酒精溶液浅腐蚀，观察齿面与齿根的边缘氧化，用附带刻度尺的显微镜内测量边缘氧化。2.观察金相组织使用4%硝酸酒精溶液深腐蚀，观测齿面，齿根及心部显微组织（碳化物，残余奥氏体，针状马氏体，低碳马氏体等）使用设备：ZeissA1m显微镜13检测报告14附页:零件清单零件名称零件图号从动轴一档齿02T31125102T311251B02T311251H02T311251M从动轴二档齿02T311261A02T311261H02T311261J02T311261R从动轴三档齿02T311285Q02T311285AA02T311285N从动轴四档齿02T311351N02T311351R02T311351E02T311351F从动轴五档齿02T311361A02T311351R02T311361M02T311361R主动轴三档总成02T311129H02T311129AJ02T311129AK主动轴四档总成02T311145S02T311145AF02T311145P02T311145AK主动轴五档总成02T311158N02T311158AE02T311158AK02T311158P主减速齿轮02T409155D02T409156C02T409155主动轴02T311103AC02T311103AD02T311103AF02T311103JAM从动轴02T311205M02T311205E02T311205B02T311205F倒档齿轮02T311531B02T311531B02T311531B02T311531B1/2档同步器齿套02T311255C3/4/+5/6档同步器齿套02T311315C行星齿轮012409169半轴齿轮02A40915915附页:检测技术要求汇总材料

Stahl表面硬度Oberflaechehaerte芯部硬度

Kernhaerte极限硬度Grenzhaerte硬化层深度

550CHD

(mm)碳氮

化合物

Carbonitriert残余

奥氏体

restlichAustenit针状

马氏体

Nicht-martensit边界氧化

Rand-oxidation

(µm)TL4227680HV30(340+140)HV300.3+0.2Kst4216

≤C3Kst4216

≤A2(30%)P-VW1053

≥MK515TL4227680HV30(340+140)HV300.5+0.3Kst4216

≤C3Kst4216

≤A2(30%)P-VW1053

≥MK515TL4227680HV30(340+140)HV300.6+0.3Kst4216

≤C3Kst4216

≤A2(30%)P-VW1053

≥MK515TL4521680HV30(340+140)HV300.3+0.2Kst4216

≤C3Kst4216

≤A2(30%)P-VW1053

≥MK57TL4521680HV30(350+130)HV300.5+0.3Kst4216

≤C3Kst4216

≤A2(30%)P-VW1053

≥MK57TL4521680HV30(350+130)HV300.6+0.3Kst4216

≤C3Kst4216

≤A2(30%)P-VW1053

≥MK57TL4521680HV30(400+100)HV300.3+0.2Kst4216

≤C3Kst4216

≤A2(30%)P-VW1053

≥MK5716KonzernnormVW50019Ausgabe2011-05Klass.-Nr.:50337Schlagwörter:einsatzgehärtet,Getriebebauteil,Getriebe,Eigenspannung,CHD,Einsatzhärten,Oberflächenhärte,Zahnfußkernhärte,ZeichnungseintragungEinsatzgehärteteGetriebebauteileZeichnungseintragungenvonWerkstoff-undBauteileigenschaftenFrühereAusgabenVW50019:1999-06,2003-02,2003-10,2004-11ÄnderungenGegenüberderVW50019:2004-11wurdenfolgendeÄnderungenvorgenommen:–Normüberarbeitetundneugegliedert–ObergrenzederOberflächenhärtehinzugefügt–CHDanhartbearbeitetenZahnflankenmitModulmn<2hinzugefügt–Abschnitt3.8„BestimmungderRandoxidationstiefe“hinzugefügt1.AnwendungsbereichDieseNormgiltfüreinsatzgehärteteBauteile,dieinGetriebeneingesetztwerden.Sielegtfest,wieAnforderungenanWerkstoff-undBauteileigenschaftenintechnischenZeichnungenformuliertwerdenunddefiniertdieMessortefürEigenspannungen,CHD,OberflächenhärteundZahnfußkernhärte.2.BezeichnungBezeichnungsbeispielfüreinSchaltradausdemWerkstoffnachTL4521:Carbonitriertundangelassenauf(680+120)HV30;CHDnachVW50019-Klasse0,5;VerzahnungfestigkeitsgestrahltnachVW50019-Klasse3;Zahnfußkernhärte:(400+100)HV3017Seite2VW50019:2011-053.AnforderungenAbweichungenvondennachstehendenFestlegungenmüsseninderZeichnungdokumentiertwerden.3.1Werkstoffqualität,WärmebehandlungundFestigkeitsstrahlungEsgeltendieAnforderungennachDIN3990-5,QualitätMQ-Einsatzstahl.AbweichungendavonwerdendurchdieseNormund/oderZeichnungseintragfestgelegt.DasFestigkeitsstrahlenanTeilenohneHartbearbeitungistdirektnachdemEinsatzhärtenundAnlassendurchzuführen.BeihartbearbeitetenTeilenerfolgtdasFestigkeitsstrahlennachderHartbearbeitung.Funktionsflächen,dienichtmitgestrahltwerdensollen,sindinderZeichnunggekennzeichnet.3.2Getriebestähle3.2.1NormalbeanspruchungNachTL4227(nachHärtbarkeitdifferenziert).BeieinerimVakuumofendurchgeführtenWärmebehandlungdarfnachvorherigerAbstimmungzwischenderzuständigenEntwicklung,derQualitätssicherungdesWerkesunddemWerkstofflabordavonabweichendeinhöhererSiliziumgehaltzugelassenwerdenundaufderZeichnungvermerktwerden;derNachweisderzulässigenRandoxidationhatdabeizuerfolgen.ErsatzfürTL4123,TL4124,TL4125,TL4128,TL4129,TL4130,TL4131,TL4221undTL4220.DieseTLsdürfennichtmehrfürNeukonstruktionenverwendetwerden.3.2.2HöchstbeanspruchungNachTL4521(nachHärtbarkeitdifferenziert).ANMERKUNG1FürNormal-undfürHöchstbeanspruchungistdieVerwendungweitererWerkstoffenichtausgeschlossenundfallweisemitdemjeweilszuständigenWerkstofflaborabzustimmen.3.3MessorteMesspunktefürmechanisch-technologischeKennwerte18Seite3VW50019:2011-05Bild1–SchliffNormalschnitt(90°zurOberfläche)beib/2LegendeMP1ZahnflankeMitte(½Zahnflankenhöhe)MP230°-TangenteMP3ZahnfußkernhärteAlsAbnahmekriteriumsind,soweitnichtandersinderZeichnungdefiniert,dieMesspunktenachTabelle1zuprüfen:3.4ZahnfußkernhärteMessortsieheAbschnitt3.3.19Seite4VW50019:2011-05–fürStahlnachTL4227(340+140)HV30–fürStahlnachTL4521(400+100)HV30–fürBauteileausStahlnachTL4521,dienachderWärmebehandlungeinerRichtoperationunterzogenwerdenodersehrvoluminössind(z.B.Tellerräder)(350+130)HV303.5EinsatzhärtungstiefeundOberflächenhärteDieEinsatzhärtetiefeCHDistnachDINENISO2639definiert,dieKennwertefürdieverzahntenGetriebebauteilewerdeninTabelle2zusammengefasst.DiezuwählendenMessortesindgemäßBild1definiert.DieFestlegungderBelastungbeimHärteprüfverfahrenerfolgtnachDINISO15787.DerGrundgedankederinTabelle2definiertenKennwerteistdieEinführungvonmodulabhängigenKennwertklassen;eswirdnureineGrenzhärte550HVdefiniert.ReichtausBelastbarkeitsgründendiegewählteKlassenichtaus,soistdienächsthöhereKlassezuwählen.DurchhärtendeVerzahnungensindnichtzulässig.DieKlasse0,6istnurfürzurichtendeBauteile(z.B.Wellen)einzusetzen.3.6BestimmungdesEigenspannungstiefenprofilsDieKlassenderEigenspannungstiefenprofile(sieheTabelle3)geltenwerkstoffunabhängigundsindinderWerkstoffansprachederZeichnungzudefinieren.MessungenderDruckeigenspannungennachPV1005.20Seite5VW50019:2011-05

3.7MessortefürEigenspannungsmessungSieheBild2undBild3.InderZeichnungsinddieZug-undSchubflankeneindeutigzudefinieren.DieEigenspannungstiefenprofilesindaufbeidenZahnflankenzugewährleisten.EinreduzierterPrüfaufwandaufderSchubflankemussinderZeichnunggeregeltwerden.KanndieEigenspannungsmessungindeninBild2undBild3angegebenenMessortennichtdurchgeführtwerden,z.B.imFallvonnachdemFestigkeitsstrahlengeschliffenenZahnflanken,istalsMessortderZahngrundzuwählen.3.8BestimmungderRandoxidationstiefeSieheTabelle4.DieVorgabenfürdieRandoxidationstiefegeltenfürdasFertigteil.21Seite6VW50019:2011-05

ZurErmittlungderRandoxidationstiefeerfolgtdiePräparationdesmetallographischenSchliffesgemäßDINENISO1463.EswirddabeieinrandscharfermetallographischerSchliffsenkrechtzurZahnoberflächemiteinerSchlifflageinderMittederZahnbreiteangefertigt.DieRandoxidationstiefewirdamschwachgeätztenSchliff[(1bis3)%Nital,(2bis5)s]imLichtmikroskopbeimindestens500facher,bevorzugt1000facherVergrößerungbestimmt.DasschwacheÄtzendesSchliffeserleichtertdurchdieEinfärbungdesimallgemeinentroostitischenGefügesinderUmgebungderOxidedieAuswertung.DabeiistinderZahnfußrundung(Messpunkt2inBild1)anmindestensfünfStellenderAbstandvonderOberflächebiszudemPunktzubestimmen,andemnochdiegrauschwarzenOxidezuerkennensind,sieheBild4.DieRandoxidationstiefe(ROT)ergibtsichausdemarithmetischenMittelderEinzelmessungen.

Bild4–BeispielfürdasMessenderRandoxidationstiefemittelsLichtmikroskop4.MitgeltendeUnterlagenDiefolgendeninderNormzitiertenDokumentesindzurAnwendungdieserNormerforderlich:PV1005FerritischeEisen