_edited.jpg)
CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA DẤU HIỆU GÂY NỨT GÃY TRÊN BÁNH RĂNG
- Admin
- 2 thg 11
- 5 phút đọc
Các phương pháp kiểm tra không phá hủy (NDT) phổ biến và hiệu quả nhất để phát hiện các vết nứt siêu nhỏ trên bánh răng tiền sử dụng:
🔬 Các phương pháp phát hiện Vết nứt siêu nhỏ (Micro-cracks)
Các vết nứt, đặc biệt là nứt mỏi hoặc nứt do tôi (quench cracks), thường bắt đầu ở bề mặt hoặc ngay dưới bề mặt, nhất là ở chân răng.
1. Kiểm tra Từ tính (Magnetic Particle Testing - MT)
Đây là phương pháp hiệu quả và phổ biến nhất cho bánh răng (vì chúng thường làm bằng vật liệu sắt từ).
Cách hoạt động: Bánh răng được từ hóa (cho dòng điện chạy qua hoặc đặt trong từ trường). Bột sắt mịn (khô hoặc lơ lửng trong dung dịch) được phun lên bề mặt. Nếu có vết nứt (kể cả nứt rất nhỏ ngay dưới bề mặt), từ trường sẽ bị "rò rỉ" tại vị trí đó, tạo thành hai cực từ. Bột sắt sẽ bị hút và tập trung lại, làm "hiện hình" vết nứt rất rõ ràng.
Ưu điểm: Rất nhạy với các vết nứt bề mặt và gần bề mặt. Nhanh, tương đối rẻ.
Hạn chế: Chỉ áp dụng cho vật liệu sắt từ (thép, gang...).
2. Kiểm tra Thẩm thấu lỏng (Liquid Penetrant Testing - PT)
Phương pháp này dùng cho các vật liệu không nhiễm từ, hoặc khi không thể dùng MT.
Cách hoạt động:
Làm sạch: Bề mặt bánh răng được làm sạch tuyệt đối.
Phun chất thẩm thấu: Một chất lỏng có màu sáng hoặc phát quang (dưới đèn UV) được phun lên bề mặt. Chất lỏng này có sức căng bề mặt rất thấp, cho phép nó "len lỏi" vào các vết nứt siêu nhỏ nhờ hiện tượng mao dẫn.
Làm sạch bề mặt: Sau một thời gian, chất lỏng thừa trên bề mặt được lau sạch.
Phun chất hiện hình: Phun một lớp bột trắng mịn (developer). Chất này sẽ "hút" thuốc nhuộm từ bên trong vết nứt trào ngược ra bề mặt, tạo thành một vệt màu (đỏ hoặc huỳnh quang) rõ nét tại vị trí nứt.
Ưu điểm: Dùng được cho mọi vật liệu (kim loại, gốm...). Dễ thực hiện.
Hạn chế: Chỉ phát hiện được các vết nứt hở ra bề mặt.
3. Kiểm tra Siêu âm (Ultrasonic Testing - UT)
Phương pháp này dùng để phát hiện các khuyết tật bên trong vật liệu mà MT và PT không thấy được.
Cách hoạt động: Một đầu dò phát chùm sóng siêu âm (tần số cao) vào bánh răng. Sóng âm truyền trong vật liệu và bị phản xạ lại khi gặp "mặt phân cách" – ví dụ như mặt đáy của chi tiết, hoặc một khuyết tật (vết nứt, rỗ khí, tạp chất).
Phát hiện vết nứt: Máy sẽ hiển thị tín hiệu phản hồi (echo). Kỹ thuật viên có thể phân tích vị trí và biên độ của tín hiệu dội về để xác định vị trí, kích thước và hình dạng của vết nứt bên trong, đặc biệt là các vết nứt mỏi nguy hiểm bắt đầu từ chân răng.
Ưu điểm: Độ nhạy cao với các khuyết tật bên trong. Có thể "nhìn" xuyên qua các chi tiết dày.
Hạn chế: Đòi hỏi kỹ thuật viên có tay nghề cao. Bề mặt tiếp xúc đầu dò phải tốt.
💡 Các phương pháp kiểm tra Lỗi Nhiệt luyện
Kiểm tra lỗi nhiệt luyện không chỉ là tìm vết nứt, mà còn là xác nhận xem độ cứng, cấu trúc vật liệu, và chiều sâu lớp thấm (case depth) có đạt yêu cầu hay không.
1. Kiểm tra Độ cứng (Hardness Testing)
Đây là phương pháp trực tiếp và quan trọng nhất để xác nhận kết quả nhiệt luyện.
Cách hoạt động: Dùng máy đo độ cứng (Rockwell, Brinell, hoặc Vickers) ấn một mũi kim cương hoặc bi thép vào bề mặt bánh răng với một lực chuẩn. Máy sẽ đo kích thước hoặc độ sâu của vết lõm để suy ra độ cứng $HRC$ (Rockwell C) hoặc $HV$ (Vickers).
Ý nghĩa:
Độ cứng quá cao: Vật liệu quá giòn, dễ gãy. (Như bài trước chúng tôi đã nói)
Độ cứng quá thấp: Vật liệu quá mềm, sẽ bị mòn rất nhanh.
Lưu ý: Phương pháp này để lại một vết lõm rất nhỏ (Vickers) nên thường được xem là không phá hủy (hoặc phá hủy vi mô) vì không ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bánh răng.
2. Kiểm tra Dòng xoáy (Eddy Current Testing - ET)
Đây là một phương pháp điện từ rất mạnh mẽ để kiểm tra vật liệu sau khi nhiệt luyện.
Cách hoạt động: Một cuộn dây mang dòng điện xoay chiều được đặt gần bề mặt bánh răng. Dòng điện này tạo ra một từ trường biến thiên, cảm ứng ra một "dòng điện xoáy" (eddy current) trong vật liệu. Các đặc tính của vật liệu (độ cứng, cấu trúc vi mô, chiều sâu thấm...) sẽ ảnh hưởng đến trở kháng của cuộn dây.
Ý nghĩa:
Bằng cách so sánh tín hiệu với một "mẫu chuẩn" (bánh răng đã được nhiệt luyện đúng), máy có thể phát hiện ngay lập tức sự sai lệch.
Nó rất nhạy với sự thay đổi về độ cứng, chiều sâu lớp thấm (case depth), và cấu trúc vật liệu.
Nó cũng có thể phát hiện các vết nứt bề mặt rất nhỏ.
Ưu điểm: Rất nhanh, không cần tiếp xúc, dễ tự động hóa trên dây chuyền sản xuất để phân loại 100% sản phẩm.
3. Kiểm tra Siêu âm (UT) - Ứng dụng nâng cao
Ngoài việc tìm vết nứt, kỹ thuật siêu âm tiên tiến còn có thể được dùng để:
Đo chiều sâu lớp thấm: Bằng cách phân tích sự thay đổi của sóng âm khi nó đi từ lớp bề mặt đã được nhiệt luyện (cứng) vào lớp lõi (mềm hơn).
Đánh giá cấu trúc vi mô: Vận tốc truyền âm và độ suy giảm âm thanh có liên quan đến cấu trúc hạt và các pha vật liệu, qua đó gián tiếp đánh giá quá trình nhiệt luyện.
Tóm tắt
Phương pháp | Mục tiêu chính | Phát hiện lỗi |
Từ tính (MT) | Vết nứt bề mặt / gần bề mặt | Nứt mỏi, nứt tôi (quench crack) |
Thẩm thấu (PT) | Vết nứt hở trên bề mặt | Nứt mỏi (cho vật liệu không từ tính) |
Siêu âm (UT) | Khuyết tật bên trong | Nứt mỏi bên trong, nứt chân răng, rỗ khí |
Độ cứng | Xác nhận kết quả nhiệt luyện | Quá cứng (giòn), quá mềm (nhanh mòn) |
Dòng xoáy (ET) | Phân loại vật liệu, độ cứng | Sai độ cứng, sai chiều sâu thấm, nứt bề mặt |
Bình luận