Giáo trình hướng dẫn phân tích tổ chức tế vi của mactenxit ram với tất cả các bon bão hòa p4

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Bề mặt chi tiết máy là bộ phận có yêu cầu cao nhất và quan trọng nhất vì chúng chịu tác dụng của ứng suất lớn nhất, chịu mài mòn khi tiếp xúc do ma sát, bị ăn mòn trong môi trường làm việc. Vì vậy việc hóa bền bề mặt chi tiết là yêu cầu không thể thiếu được đối với sản phẩm. Có nhiều phương pháp hóa bền bề mặt như : biến dạng dẻo bề mặt gây ra biến cứng, tôi bề mặt và hóa nhiệt luyện....

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Nội dung Text: Giáo trình hướng dẫn phân tích tổ chức tế vi của mactenxit ram với tất cả các bon bão hòa p4

CHÆÅNG 5 : CAÏC PHÆÅNG PHAÏP HOÏA BÃÖN BÃÖ MÀÛT Bãö màût chi tiãút maïy laì bäü pháûn coï yãu cáöu cao nháút vaì quan troüng nháút vç chuïng chëu taïc duûng cuía æïng suáút låïn nháút, chëu maìi moìn khi tiãúp xuïc do ma saït, bë àn moìn trong mäi træåìng laìm viãûc. Vç váûy viãûc hoïa bãön bãö màût chi tiãút laì yãu cáöu khäng thãø thiãúu âæåüc âäúi våïi saín pháøm. Coï nhiãöu phæång phaïp hoïa bãön bãö màût nhæ : biãún daûng deío bãö màût gáy ra biãún cæïng, täi bãö màût vaì hoïa nhiãût luyãûn. 5.1.TÄI BÃÖ MÀÛT : 5.1.1.Nguyãn lyï chung : Bàòng caïch naìo âoï nung noïng tháût nhanh låïp bãö màût våïi chiãöu daìy xaïc âënh lãn nhiãût âäü täi, trong khi pháön låïn tiãút diãûn saín pháøm khäng âæåüc nung, nãn khi täi chè coï låïp bãö màût naìy âæåüc täi cæïng. Caïc phæång phaïp nung noïng bãö màût gäöm coï : nung noïng bàòng doìng âiãûn caím æïng coï táön säú cao, nung noïng bàòng ngoün læía ä xy - axãtylen, nung noïng trong cháút âiãûn phán, nung noïng bàòng tiãúp xuïc ...Trong âoï thæåìng duìng nháút laì hai phæång phaïp âáöu. 0 C I: Täi hoaìn toaìn. AC3 II: Täi khäng hoaìn toaìn. III: Khäng âæåüc täi. AC1 I II III Khoaíng caïch tæì bãö màût Hçnh 5.1- Sæû phán bäú nhiãût âäü tæì bãö màût vaìo loîi 5.1.2.Täi bãö màût bàòng doìng âiãûn caím æïng coï táön säú cao (täi cao táön, täi caím æïng) : 1-Nguyãn lyï : Nguyãn lyï cuía nung noïng laì dæûa vaìo hiãûn tæåüng caím æïng âiãûn tæì : cho doìng âiãûn xoay chiãöu coï táön säú f chaûy trong dáy dáùn (goüi laì voìng caím æïng) seî sinh ra trong khäng gian xung quanh mäüt tæì træåìng biãún thiãn coï cuìng táön säú. Âàût chi tiãút theïp trong tæì træåìng naìy seî sinh ra trãn bãö màût (våïi chiãöu sáu xaïc âënh) mäüt doìng âiãûn caím æïng (doìng fucä) nhanh choïng nung noïng bãö màût lãn nhiãût âäü täi theo hiãûu æïng Jun - Lenxå. Máût âäü doìng âiãûn cuía doìng xoay chiãöu chuí yãúu phán bäú trãn bãö màût våïi chiãöu sáu tyí lãû nghëch våïi táön säú cuía noï. Chiãöu sáu phán bäú doìng âiãûn (chiãöu daìy låïp nung noïng) âæåüc tênh theo cäng thæïc : = 5030 cm f laì âiãûn tråí suáút ( .cm ) Trong âoï : - 116
- laì âäü tæì tháøm (gaus/åcstec) -f laì táön säú doìng âiãûn, Hz Hçnh 5.2-Nung noïng vaì täi bãö màût bàòng doìng âiãûn táön säú cao a)Så âäö nung noïng caím æïng; b)Täi khi nung noïng toaìn bäü bãö màût täi c)Täi khi nung noïng liãn tuûc - liãn tiãúp; 1)Chi tiãút täi; 2)Voìng caím æïng 3)Voìng laìm nguäüi; 4)Âæåìng sæïc tæì. 2-Choün táön säú vaì thiãút bë : Táön säú quyãút âënh chiãöu daìy låïp nung noïng do váûy quyãút âënh chiãöu sáu låïp täi cæïng. Thäng thæåìng ngæåìi ta thæåìng choün diãûn têch låïp täi cæïng bàòng khoaíng 20% tiãút diãûn. Caïc chi låïn cáön låïp täi daìy (4 5mm) ta duìng maïy phaït âiãûn táön säú cao våïi táön säú tæì 2500 âãún 8000 Hz, coï cäng suáút låïn, thæåìng laì tæì 100 kW tråí lãn. Våïi caïc chi tiãút nhoí cáön låïp täi moíng (1 2mm) ta duìng caïc thiãút bë phaït doìng âiãûn coï táön säú ráút cao tæì 66000 âãún 250000 Hz, coï cäng suáút dæåïi 100kW, thæåìng tæì 50 60kW. Tuy nhiãn thæûc tãú åí Viãût Nam thæåìng duìng thiãút bë phaït doìng cao táön, våïi caïc chi tiãút låïn cáön chiãöu sáu täi daìy ta tàng thåìi gian giæî nhiãût lãn tæång æïng. 3-Cáúu taûo voìng caím æïng vaì caïc phæång phaïp täi : a-Cáúu taûo voìng caím æïng : Voìng caím æïng laìm bàòng äúng âäöng coï cáúu taûo phuì håüp våïi bãö màût chi tiãút cáön täi, bãn trong coï næåïc laìm nguäüi. Khoaíng caïc giæîa voìng caím æïng våïi bãö màût chi tiãút tæì 1,5 5 mm, khe håí naìy caìng nhoí caìng âåî täøn hao cäng suáút nung noïng. b-Caïc phæång phaïp täi caím æïng : -Täi bãö màût ngoaìi : Voìng caím æïng bao quanh bãö màût chi tiãút, sau khi nung noïng xong ta chuyãøn sang bäü pháûn laìm nguäüi hay nhuïng noï vaìo mäi træåìng täi. -Täi bãö màût trong : Voìng caím æïng coï daûng tæång æïng våïi bãö màût bãn trong (så mi xy lanh...). Âi kãö âoï laì bäü pháûn phun næåïc laìm nguäüi. -Täi màût phàóng : Voìng caím æïng coï daûng taûo ra mäüt màût phàóng song song våïi bãö màût cáön täi vaì chuyãøn âäüng song phàõng våïi bãö màût âoï. Âi sau voìng caím æïng laì thiãút bë laìm nguäüi. Duìng täi bãö màût âáöu thanh ray, bàng maïy nhoí... 117
-Täi tuáön tæû tæìng pháön riãn biãût : Duìng cho caïc baïnh ràng låïn (m > 6) hay cäø truûc khuyíu. Sau khi nung noïng tæìng pháön (tæìng ràng hay tæìng cäø khuyíu) tiãún haình laìm nguäüi chuïng vaì phaíi thiãút kãú riãng thiãút bë laìm viãûc theo chæång trçnh. -Täi truûc : Våïi caïc truûc daìi coï bãö màût täi låïn ta duìng phæång phaïp täi liãn tuûc liãn tiãúp. Voìng caím æïng coï cáúu taûo âuí nung noïng mäüt pháön nhoí diãûn têch täi, âi kãö voìng caím æïng laì voìng phun næåïc laìm nguäüi. Thiãút bë naìy chuyãøn âäüng trãn suäút chiãöu daìi cuía chi tiãút vaì täi toaìn bäü bãö màût cuía noï. 4-Täø chæïc vaì cå tênh cuía theïp khi täi caím æïng : a-Theïp âãø täi caím æïng : Âãø âaím baío yãu cáöu khi täi bãö màût coï âäü cæïng cao âuí chäúng maìi moìn, coìn trong loîi váùn âuí bãön, deío vaì dai cao âãø chëu va âáûp, theïp duìng täi caím æïng coï læåüng caïc bon trung bçnh tæì 0,35 0,55%C. Nãúu laì theïp håüp kim thç thuäüc loaûi håüp kim tháúp. b-Täø chæïc : Nung noïng caím æïng coï täúc âäü nung ráút nhanh tæì haìng chuûc âãún haìng tràm 0C/s (loì nhiãût luyãûn täúc âäü 1,5 30C/s), do váûy coï caïc âàûc âiãøm sau : -Nhiãût âäü chuyãøn biãún pha Ac1 vaì Ac3 âæåüc náng cao lãn, do váûy nhiãût âäü täi phaíi láúy cao hån täi thãø têch tæì 100 2000C. Ttäi caím æïng = T täi thãø têch + (100 2000C) -Do âäü quïa nung cao nãn täúc âäü chuyãøn biãún pha ráút nhanh, thåìi gian chuyãøn biãún ráút ngàõn (thæåìng cåî haìng chuûc giáy), haût austenit ráút nhoí mën nãn nháûn âæåüc mactenxit hçnh kim ráút nhoí mën (mactenxit áøn têch). Vç váûy âãø baío âaím haût nhoí mën khi täi caím æïng vaì âaím baío giåïi haûn chaíy, âäü dai cao phaíi nhiãût luyãûn hoïa täút træåïc coï täø chæïc xoocbit ram. Sau khi täi caím æïng bãö màût laì mactenxit hçnh kim nhoí mën, trong loîi laì xoocbit ram. c-Cå tênh : Sau khi täi caím æïng tiãún haình ram tháúp, bãö màût theïp coï âäü cæïng 50 58HRC chäúng maìi moìn khaï täút, trong loîi âäü cæïng 30 40HRC coï giåïi haûn chaíy vaì âäü dai cao. Âiãöu âàûc biãût laì sau khi täi caím æìng taûo cho bãö màût låïp æïng suáút neïn dæ âãún 800MPa náng cao maûnh giåïi haûn moíi. 5-Æu nhæåüc âiãøm : Täi caím æïng laì phæång phaïp täi bãö màût coï hiãûu quaí kinh tãú kyî thuáût cao nãn âæåüc sæí duûng ráút räüng raîi trong saín xuáút cå khê. a-Æu âiãøm : Täi caím æïng coï khaï nhiãöu æu âiãøm so våïi täi thãø têch. -Nàng suáút cao : do thåìi gian nung ngàõn vç chè nung mäüt låïp moíng trãn bãö màût vaì nhiãût læåüng âæåüc taûo ra ngay trong kim loaûi. -Cháút læåüng täút : do thåìi gian nung ngàõn nãn haûn chãú täúi âa ä xy hoïa vaì thoaït caïc bon. Bãn caûnh âoï coìn âiãöu chènh âæåüc chãú âäü âiãûn, nhiãût âäü nung, thåìi gian nung mäüt caïch chênh xaïc nãn âaím baío cháút læåüng âäöng âãöu. Âäü cæïng cao hån täi thæåìng khoaíng tæì 1 - 3HRC, âæåüc goüi laì siãu âäü cæïng. -Dãù tæû âäüng hoïa, cå khê hoïa, giaím nheû âiãöu kiãûn lao âäüng cho cäng nhán -Thêch håüp våïi saín xuáút haìng loaût låïn (trong caïc nhaì maïy chãú taûo âäüng cå, ä tä, maïy keïo ...coï quy mä låïn) 118
b-Nhæåüc âiãøm : Tuy nhiãn täi caím æïng cuîng coï nhæåüc âiãøm nháút âënh. -Khoï aïp duûng cho caïc chi tiãút coï hçnh daïng bãö màût phæïc taûp hay sæû thay âäøi âäüt ngäüt vãö tiãút diãûn do khoï chãú taûo voìng caím æïng phuì håüp. -Hiãûu quaí kinh tãú tháúp khi saín xuáút âån chiãúc vaì haìng loaût nhoí. Nung noïng caím æïng coìn âæåüc sæí duûng khaï räüng raîi trong kyî thuáût nhæ : +Náúu chaíy váût liãûu kim loaûi trong âuïc vaì luyãûn kim. +Luyãûn vuìng âãø taûo taûo ra caïc nguyãn täú siãu saûch. +Nung noïng âãø gia cäng aïp læûc : caïn, eïp... +Haìn caïc äúng, daïn nylon, cháút deío... 5.1.3.Täi ngoün læía : Phæång phaïp naìy sæí duûng ngoün læía cuía häùn håüp ä xy - axãtylen trong thiãút bë haìn khê. Ngoün læía naìy coï nhiãût âäü ráút cao, âãún 30000C nãn nhanh choïng nung noïng bãö màût theïp lãn nhiãût âäü täi. Phæång phaïp naìy duìng âãø täi caïc chi tiãút låïn, yãu cáöu låïp täi bãö màût daìy (âãún 10mm vaì låïn hån ) maì khäng täi caím æïng âæåüc nhæ : caïc baïnh ràng låïn, mäüt säú loaûi truûc... Täi ngoün læía ráút âån giaín, báút cæï xæåíng cå khê naìo cuîng thæûc hiãûn âæåüc. Tuy nhiãn cháút læåüng khoï âaím baío : thiãúu nhiãût, quaï nhiãût, dãù taûo ra daíi ram phuû cå tênh khäng âaím baío. 5.2.HOÏA NHIÃÛT LUYÃÛN : 5.2.1.Âënh nghéa vaì muûc âêch : 1-Âënh nghéa : Hoïa nhiãût luyãûn laì phæång phaïp laìm baîo hoìa caïc nguyãn täú âaî cho (C,N, B, Cr, Al...) vaìo bãö màût theïp âãø laìm thay âäøi thaình pháön hoïa hoüc, do âoï laìm thay âäøi täø chæïc vaì âaût âæåüc tênh cháút theo quy âënh. 2-Muûc âêch : Hoïa nhiãût luyãûn nhàòm âaût âæåüc caïc muûc âêch sau âáy -Náng cao âäü cæïng, tênh chäúng maìi moìn vaì âäü bãön moíi cho theïp. Våïi muûc âêch naìy âaût âæåüc cao hån so våïi täi bãö màût. -Náng cao tênh chäúng àn moìn âiãûn hoïa, hoïa hoüc (chäúng ä xy hoïa åí nhiãût âäü cao). Tuy nhiãn muûc âêch naìy êt thæûc hiãûn do nhiãût âäü quaï cao, thåìi gian quaï daìi, chi phê låïn nãn giaï thaình cao. 2-Caïc quaï trçnh xaíy ra : Âãø tiãún haình hoïa nhiãût luyãûn ngæåìi ta cho chi tiãút theïp vaìo mäi træåìng giaìu caïc nguyãn täú cáön khuãúch taïn vaì nung noïng âãún nhiãût âäü cáön thiãút. Khi giæî taûi nhiãût âäü naìy seî xaíy ra caïc quaï trçnh sau âáy : a-Phán hoïa : laì quaï trçnh phán têch caïc phán tæí cuía cháút khuãúch taïn taûo nãn caïc nguyãn tæí coï tênh hoaût âäüng maûnh (goüi laì nguyãn tæí hoaût). b-Háúp thuû : sau âoï caïc nguyãn tæí hoaût âæåüc háúp thuû vaìo bãö màût theïp coï näöng âäü cao taûo ra sæû chãnh lãûch vãö näöng âäü giæîa bãö màût vaì loîi (gradien näöng âäü hæåïng vaìo loîi) c-Khuãúch taïn : nguyãn tæí hoaût åí låïp háúp thuû seî âi sáu vaìo bãn trong theo cå chãú khuãúch taïn vaì taûo ra låïp tháúm coï chiãöu sáu nháút âënh. Trong ba quaï trçnh trãn thç quaï trçnh khuãúch taïn laì quan troüng nháút vç noï quyãút âënh kãút quaí cuía hoïa nhiãût luyãûn. 119
3-Caïc yãúu täú aính hæåíng : Nhiãût âäü vaì thåìi gian aính hæåíng ráút låïn âãún khuãúch taïn vaì chiãöu daìy låïp tháúm. -Nhiãût âäü : Nhiãût âäü caìng cao chuyãøn âäüng nhiãût cuía nguyãn tæí caìng låïn, täúc âäü khuãúch taïn caìng maûnh nãn låïp tháúm caìng choïng âaût chiãöu sáu quy âënh. Mäúi quan hãû nhæ sau : D = A.e-(Q/KT) Tæì âoï ta tháúy ràòng nhiãût âäü laì yãúu täú quan troüng nháút laìm tàng chiãöu daìy låïp tháúm khi tiãún haình hoaï nhiãût luyãûn. -Thåìi gian : ÅÍ nhiãût âäü cäú âënh, keïo daìi thåìi gian seî náng cao chiãöu sáu låïp tháúm k . 1 / 2 (k laì hãû tuy nhiãn hiãûu quaí khäng maûnh bàòng nhiãût âäü. Quan hãû naìy nhæ sau : säú phuû thuäüc nhiãût âäü, laì thåìi gian) D t Hçnh5.3 - Aính hæåíng cuía nhiãût âäü vaì thåìi gian âãún chiãöu daìy låïp tháúm. 5.2.2.Tháúm caïc bon : 1-Âënh nghéa vaì muûc âêch : Tháúm caïc bon laì phæång phaïp laìm baîo hoìa caïc bon vaìo bãö màût theïp caïc bon tháúp (%C 0,25%) âãø sau khi nhiãût luyãûn bãö màût coï âäü cæïng cao, tênh chäúng maìi moìn låïn, coìn trong loîi váùn deío vaì dai. Muûc âêch cuía tháúm caïc bon laì laìm cho bãö màût theïp coï âäü cæïng âãún 60 64 HRC tênh chäúng maìi moìn cao, chëu moíi täút, coìn trong loîi bãön, deío dai våïi âäü cæïng 30 40 HRC chëu uäún, xoàõn vaì va âáûp täút. Sau khi tháúm caïc bon haìm læåüng caïc bon åí låï bãö màût khoaíng 0,80 1,00% laì phuì håüp nháút, coìn trong loîi coï haût nhoí mën, khäng coï phe rit tæû do. Tháúm caïc bon laì phæång phaïp hoïa nhiãût luyãûn âæåüc sæí duûng ráút láu âåìi vaì ráút phäø biãún åí Viãût Nam. Tuìy theo cháút tháúm ngæåìi ta chia ra tháúm caïc bon thãø ràõn, thãø khê vaì thãø loíng (hiãûn taûi khäng sæí duûng vç quaï âäüc haûi). 2-Tháúm caïc bon thãø ràõn : a-Cháút tháúm : Gäöm coï than gäù âæåüc xay nhoí âãún cåî 3 5mm chiãúm 85 90%, cháút xuïc taïc (BaCO3, Na2CO3, K2CO3...) våïi tyí lãû 10 15%. Âàût chi tiãút vaìo häüp kên coï chæïa âáöy cháút tháúm vaì cho vaìo loì náng lãn âãún nhiãût âäü cáön thiãút. b-Nhiãût âäü tháúm vaì thåìi gian tháúm : Nguyãn tàõc choün nhiãût âäü tháúm caïc bon laì âaût âãún täø chæïc hoaìn toaìn austenit âãø coï khaí nàng boîa hoìa læåüng caïc bon cao nháút coï thãø âæåüc.Våïi theïp baín cháút haût låïn nhiãût âäü tháúm tæì 900 9200C theïp baín cháút haût nhoí nhiãût âäü tháúm âãún 9500C. Nhiãût âäü tháúm caìng cao chiãöu sáu låïp tháúm caìng låïn. 120