Comment vérifier la dureté superficielle et la profondeur de cémentation d'un vilebrequin nitruré ?

Comment vérifier la dureté superficielle et la profondeur de cémentation d'un vilebrequin nitruré ?

Un essai de dureté sur vilebrequin nitruré nécessite deux résultats distincts : la dureté superficielle à un emplacement défini, et la profondeur de nitruration déterminée à partir d'un profil de coupe transversale. Une lecture de dureté élevée en surface ne permet pas d'établir la profondeur de la zone durcie. Du point de vue de l'ingénierie Neway, le plan d'inspection doit régler ces deux exigences avant le traitement, y compris si l'acceptation s'applique à la surface telle que nitrurée ou au tourillon fini. Confirmez la norme applicable et sa révision sur le plan d'inspection ; ne choisissez pas une cible de dureté à partir d'un tableau générique de matériaux lorsque le dessin de la pièce exige une condition différente.

Définir la couche acceptée

Spécifiez la nuance d'acier, l'état de traitement thermique préalable, les emplacements d'essai, l'échelle de dureté ou la force appliquée, le critère de profondeur et les limites d'acceptation. Le dessin doit distinguer la profondeur de nitruration, ou NHD (Nitriding Hardness Depth), de l'épaisseur de la couche composée. Selon l'ISO 18203, le seuil habituel de NHD est la dureté du cœur plus 50 HV ; une spécification client peut prescrire une autre limite. Indiquez cette limite explicitement plutôt que d'écrire simplement « profondeur de cémentation ».

La couche composée, lorsqu'elle est présente, est un constituant superficiel situé au-dessus de la zone de diffusion. Son épaisseur est une mesure métallographique distincte si la spécification la contrôle. Ni un résultat de NHD ni une indentation superficielle ne donnent cette épaisseur. Pour le contexte du traitement, consultez l'explication de Neway sur la nitruration des composants usinés par CNC ; l'acceptation dépend toujours du dessin convenu et de la méthode d'essai.

Sélectionner un essai de surface adapté au tourillon

Choisissez la méthode spécifiée pour le matériau, l'épaisseur de couche et la géométrie du tourillon. Les méthodes Rockwell classique, Rockwell superficiel et Vickers ne sont pas interchangeables. Un essai pénétrant trop profondément peut être influencé par le substrat plus tendre. Le Rockwell superficiel utilise des forces plus faibles, mais cela ne prouve pas à lui seul son adéquation à une couche nitrurée particulière.

Vérifiez l'état de surface, le support stable, l'épaisseur de l'éprouvette, l'espacement et les exigences de la méthode pour les surfaces cylindriques. Enregistrez l'échelle Rockwell exacte ou la désignation Vickers, l'emplacement de l'essai et toute correction de courbure autorisée. Évitez une valeur de dureté convertie sans explication. L'indentation laisse une marque locale, donc convenez des positions d'essai acceptables ; ne décrivez pas l'essai de dureté direct comme totalement non destructif.

Mesurer la profondeur sur une coupe transversale préparée

La vérification de la NHD nécessite normalement le sectionnement d'une pièce sacrificielle ou d'un échantillon représentatif approuvé. Préparez la coupe sans arrondir le bord de surface ni introduire de dommages qui fausseraient les lectures de dureté. Un balayage Vickers place une série d'indentations à des distances perpendiculaires connues de la surface examinée, en continuant suffisamment loin pour établir la dureté du cœur.

Tracez la dureté en fonction de la profondeur, identifiez la dureté limite spécifiée et déterminez le croisement selon la méthode applicable. Conservez les lectures individuelles et les distances, pas seulement la profondeur rapportée. La force d'essai, l'espacement des indentations, la qualité de préparation et la mesure optique importent particulièrement près d'un gradient abrupt. Une microindentation isolée ne remplace pas ce profil. Des indentations très petites peuvent augmenter l'incertitude optique, tandis qu'une mauvaise préparation de coupe peut altérer la réponse apparente. Le laboratoire doit utiliser une force et une procédure de préparation adaptées au gradient, avec un espacement qui évite l'interaction entre indentations adjacentes.

Établir ce que l'échantillon représente

Un échantillon témoin ne soutient l'acceptation en production que dans le cadre d'un plan d'échantillonnage convenu. Son matériau, son traitement thermique préalable, ses dimensions, sa géométrie, son exposition au procédé et ses emplacements d'essai critiques doivent représenter les pièces conformément à la spécification applicable. Reliez-le au lot de traitement réel. Un échantillon plat pratique ne peut pas prouver automatiquement les conditions à chaque tourillon, congé de raccordement, zone masquée ou surface finie. Lorsqu'un échantillon ne peut pas représenter une caractéristique critique, résolvez la limitation d'échantillonnage avant le traitement. La décision peut nécessiter une éprouvette plus représentative ou un composant sacrificiel, sous réserve de l'approbation du client.

Maintenir la surface finale dans la chaîne de preuves

Si de la matière est enlevée après nitruration, identifiez quelle surface les dureté et profondeur rapportées décrivent. Le meulage ou le polissage peut enlever la couche composée et une partie du gradient de dureté. Un rapport avant enlèvement constitue une preuve de procédé, pas une acceptation automatique du tourillon fini ; utilisez une corrélation approuvée ou une vérification en condition finale. Ne soustrayez pas simplement l'enlèvement de matière de la NHD sans méthode autorisée. Cette distinction importe également lors de l'examen du traitement thermique des pièces usinées en acier au carbone.

Demander un rapport qui soutient la libération

Incluez l'identité de la pièce ou de l'échantillon, le lien de lot, la révision de la spécification, l'étape d'essai, les emplacements, la méthode de dureté, les lectures individuelles, les données de profil, la dureté du cœur, le seuil et la NHD rapportée. Ajoutez les résultats de la couche composée lorsque requis, la traçabilité des équipements, les écarts et la conclusion d'acceptation. Ces enregistrements font partie des preuves d'inspection pour la libération de pièces de précision. Envoyez à Neway les exigences de dureté et de profondeur de couche du dessin avec la séquence de finition prévue afin que les emplacements d'essai et la base d'échantillonnage puissent être convenus avant la fabrication.