PH N VII NG D NG THÉP VÀ H P KIM THÉPẦ Ứ Ụ Ơ
7.1 yêu c u c a v t li u làm d ng c c t g tầ ủ ậ ệ ụ ụ ắ ọ
đ u tiên smz nói đ n lý thuy t c t.bài mình post sau đây là bài c a giám đ c đi u hànhầ ế ế ắ ủ ố ề
4 rum vinamech d ch t 1 sách c u 1 giáo s ng oi nga.tuy nhiên đang trong quá trìnhị ừ ả ư ừ
d ch nên ch a d ch h t khi nào có smz ti p t c b sung.đây là b n d ch c a ị ư ị ế ế ụ ổ ả ị ủ Tìm hi uể
các thông s hình h c c a mũi dao c t ti nố ọ ủ ắ ệ
Đ tìm hi u các thông s hình h c c a mũi dao c t ti n, tr c h t chúng ta hãy xácể ể ố ọ ủ ắ ệ ướ ế
đ nh các b m t gia công.ị ề ặ
Trong quá trình gia công trên phôi có th chia ra làm các b m t sau :ể ề ặ
còn d i đây là tính ch tứơ ấ
c b n c a v t li u làm dao c t c a thành viên đ n t meslab vi tơ ả ủ ậ ệ ắ ủ ế ừ ế
7.1.1 Tính ch t c b n đòi h i đ i v i v t li u làm d ng c c t:ấ ơ ả ỏ ố ớ ậ ệ ụ ụ ắ
1.Tính ch ng mài mòn.ố
2.Tính ch u nóng.ị
7.1.2 Phân lo i v t li u làm d ng c c t theo tính ch u nóng:ạ ậ ệ ụ ụ ắ ị
1.Thép cacbon và thép h p kim th p ( ch u đu c nhi t đ đ n 200 đ C ).ợ ấ ị ợ ệ ộ ế ộ
2.Thép c t nhanh đ c h p kim hóa cao ( hay còn g i là thép gió ) ( ch u đ c nhi t đắ ượ ợ ọ ị ượ ệ ộ
đ n 600-640 đ C ).ế ộ
3.H p kim c ng ( ch u đ c nhi t đ đ n 800-1000 đ C ).ợ ứ ị ượ ệ ộ ế ộ
4.V t li u siêu c ng ( ch u đ c nhi t đ đ n 1200 đ C ).ậ ệ ứ ị ượ ệ ộ ế ộ
C th t ng lo i v t li u:ụ ể ừ ạ ậ ệ
1.Thép cacbon.
Mác thép : Y10, Y11, Y12, Y13; Y10A, Y11A, Y12A, Y13A.
Gi i thích ký hi u: Ch cái Y đúng tr c ký hi u – thép cacbon. Ch s 10-13 hàmả ệ ữ ướ ệ ữ ố
l ng cacbon trung bình tính ra ph n ngàn ( ví d 11 – 1,1% ). Ch cái A đ ng sau kýượ ầ ụ ữ ứ
hi u – thép ch t l ng cao.ệ ấ ượ
Ph ng pháp nhi t luy n: tôi không hoàn toàn và ram th p nhi t đ 150-180 đ Cươ ệ ệ ấ ở ệ ộ ộ
đ c t ch c mactenxit có l n xementit.ượ ổ ứ ẫ
Tính ch t sau nhi t luy n: tính ch ng mài mòn cao và đ c ng cao (HRC 62-64) trênấ ệ ệ ố ộ ứ
b m t làm vi c.ề ặ ệ
ng d ng: ch t o các d ng c kích th c nh ho c các d ng c v i ti t di n ngangỨ ụ ế ạ ụ ụ ướ ỏ ặ ụ ụ ớ ế ệ
đ n 25 mm. Do đ th m tôi th p (10-12mm) nên d ng c có tính ch t : tính ch ng màiế ộ ấ ấ ụ ụ ấ ố
mòn và đ c ng cao b m t, đ dai va đ p cao lõi d ng c .ộ ứ ở ề ặ ộ ậ ở ụ ụ
2.Thép đ c h p kim hóa th p.ượ ợ ấ
Thành ph nầ
: ch a đ n 5% các nguyên t h p kim (Cr, Mn, Si, W). H p kim đ c đ a vào thépứ ế ố ợ ợ ượ ư
nh m m c đích tăng đ th m tôi, gi m bi n d ng và nguy hi m n t d ng c .ằ ụ ộ ấ ả ế ạ ể ứ ụ ụ
Ph ng pháp nhi t luy n: tôi không hoàn toàn và ram th p thu đ c t ch c mactenxitươ ệ ệ ấ ượ ổ ứ
và cacbit d .ư
Tính ch t sau nhi t luy n: đ m b o thép có đ c ng (HRC 62-69) và tính ch ng màiấ ệ ệ ả ả ộ ứ ố
mòn cao.
ng d ng: có ng d ng g n gi ng v i thép cacbon (các d ng c v i t c đ c t khôngỨ ụ ứ ụ ầ ố ớ ụ ụ ớ ố ộ ắ
l n, nhi t đ không đ c v t quá 200-260 đ C). Tuy nhiên t thép h p kim hóa th pớ ệ ộ ượ ượ ộ ừ ợ ấ
có th ch t o đ c các d ng c v i kích th c l n và hình dáng ph c t p h n.ể ế ạ ượ ụ ụ ớ ướ ớ ứ ạ ơ
M t s mác thép tiêu bi u:ộ ố ể
ХВ4 (CrW4) v i thành ớ
ph nầ
1.35%C, 0.55%Cr, 4%W, 0.2%V. Sau khi tôi nhi t đ 830-850 đ C, ram nhi t đở ệ ộ ộ ở ệ ộ
140-170 đ C, làm ngu i ộ ộ
trong
không khí, thu đ c đ c ng cao HRC 63-68. Vì đ c ng cao nên ượ ộ ứ ộ ứ
lo iạ
thép này còn đ c g i là thép kim c ng, dùng đ gia công các v t li u c ng v i đượ ọ ươ ể ậ ệ ứ ớ ộ
chính xác cao.
9ХС (9CrSi) v i thành ớ
ph nầ
0.9%C, 1.4%Si, 1.1%Cr. Sau khi tôi nhi t đ 840-860 đ C, ram nhi t đ 140-180ở ệ ộ ộ ở ệ ộ
đ C, thu đ c đ c ng kho ng 64 HRC, đ c dùng đ ch t o l i phay, mũi khoan,ộ ượ ộ ứ ả ượ ể ế ạ ưỡ
các d ng c c t ren và các d ng c khác có ti t di n ngang đ n 35mm.ụ ụ ắ ụ ụ ế ệ ế
ХВГ (CrWMn) v i thành ớ
ph nầ
1%C, 1.4%W, 0.95%Mn. Sau khi tôi nhi t đ 830-850 đ C, ram nhi t đ 140-170ở ệ ộ ộ ở ệ ộ
đ C, thu đ c đ c ng kho ng 64 HRC, đ c dùng đ ch t o mũi khoan, mũi doa,ộ ượ ộ ứ ả ượ ể ế ạ
dao chu t...(các d ng c d ng thanh dài) có ti t di n ngang đ n 45mm.ố ụ ụ ạ ế ệ ế
ХВСГ (CrWSiMn) v i thành ớ
ph nầ
1%C, 0.65%W, 0.75%Mn, 0.85%Si. Đ c tôi nhi t đ 840-860 đ C, ram nhi t đượ ở ệ ộ ộ ở ệ ộ
140-160 đ C, nó có t t c các tính ch t t t c a thép 9XC và ХВГ, đ c dùng ch t oộ ấ ả ấ ố ủ ượ ế ạ
các d ng c có ti t di n ngang l n đ n 100mm.ụ ụ ế ệ ớ ế
3.Thép c t nhanh.ắ
Đây là các lo i thép đ c h p kim hóa cao, có kh năng ch u nóng cao do đó đ cạ ượ ợ ả ị ượ
dùng đ ch t o các d ng c c t có năng su t cao.ể ế ạ ụ ụ ắ ấ
Thành ph nầ
: ch a m t hàm l ng l n W, Mo, Cr, V (đây là các nguyên t t o cacbit).ứ ộ ượ ớ ố ạ
Ký hi u mác thép: Thép c t nhanh đ c ký hi u b ng ch P, ch s đ ng sau cho bi tệ ắ ượ ệ ằ ữ ữ ố ứ ế
n ng đ trung bình c a W trong thép. Căn c theo tính năng s d ng c a lo i thép này,ồ ộ ủ ứ ử ụ ủ ạ
ng i ta chia chúng thành 2 nhóm chính: nhóm năng su t th ng và nhóm năng su tườ ấ ườ ấ
cao.
Nhóm thép năng su t th ng g m thép vonfram (P18, P12, P9, P9Ф5) và thép ấ ườ ồ vonfram-
molipden (P6M3, P6M5).
Nhóm thép năng su t cao là các thép có ch a l ng coban và vanadi khá cao: Р6М5К5,ấ ứ ượ
Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф5.
P18 v i thành ph n 0.75%C, 4.1%Cr, 17.8%W, 1.2%V. Sau khi tôi nhi t đ 1270-ớ ầ ở ệ ộ
1290 đ C và ram 3 l n nhi t đ 550-570 đ C đ c đ c ng 66 HRC. Khi làm vi cộ ầ ở ệ ộ ộ ượ ộ ứ ệ
đ c ng không th p h n 58HRC đ n nhi t đ 620 đ C.ộ ứ ấ ơ ế ệ ộ ộ
P6M5 v i thành ph nớ ầ
0.85%C, 4.1%Cr, 6%W, 5%Mo. Sau khi tôi nhi t đ 1210-1230 đ C và ram 3 l n ở ệ ộ ộ ầ ở
nhi t đ 540-560 đ C đ c đ c ng 63-65 HRC.ệ ộ ộ ượ ộ ứ
4.Các h p kim c ng thêu k t (s n ph m luy n kim b t).ợ ứ ế ả ẩ ệ ộ
Thành ph nầ
: g m các cacbit c a nh ng kim lo iồ ủ ữ ạ
khó nóng ch y (W, Ti, Ta) đ c k t dính v i nhau băng kim lo i. Kim lo i k t dínhả ượ ế ớ ạ ạ ế
đ c s d ng là Coban.ượ ử ụ
Tính ch t:ấ đ c ng cao (HRC 74-76), tính ch ng mài mòn và tính ch u nóng cao (nhi tộ ứ ố ị ệ
đ làm vi c có th lên đ n 800-1000 đ C).ộ ệ ể ế ộ
D a vào thành ph nự ầ
c a h p kim, ng i ta chia các h p kim thêu k t thành 3 nhóm:ủ ợ ườ ợ ế
Nhóm vonfram – n n h p kim là cacbit vonfram. Ký hi u mác h p kim: BK (WCo) vàề ợ ệ ợ
ch s sau mác h p kim ch ph n trămữ ố ợ ỉ ầ
Co: BK3, BK4, BK6, BK8, BK10, BK15, BK20, BK25.
Nhóm Titan-vonfram – n n h p kim là h n h p cacbit c a Ti va W. Mác h p kim:ề ợ ỗ ợ ủ ợ
T30K4 (T30Co4), T15K6 (T15Co6), T5K10 (T5Co10).
Nhóm titan-tantal-vonfram – n n h p kim là các cacbit c a 3 kim lo i nói trên. Mác h pề ợ ủ ạ ợ
kim: TT7K12 (TiTa7Co12- 4%Ti, 3%Ta, 12%Co, 81%WC), TT8K6 (TiTa8Co6- 6%Ti,
2%Ta, 6%Co, 84%WC).
5.Các v t li u siêu c ng.ậ ệ ứ
Các v t li u này đ c dùng làm các d ng c đ gia công kích th c ậ ệ ượ ụ ụ ể ướ
tinh
khi c t v i t c đ cao. Các v t li u th ng đ c s d ng là kim c ng và bo nitrua.ắ ớ ố ộ ậ ệ ườ ượ ử ụ ươ
Tính ch t n i b t c a kim c ng la siêu c ng (HV 10000), có th ch u nóng đ n 800ấ ổ ậ ủ ươ ứ ể ị ế
đ C, đ d n nhi t cao.ộ ộ ẫ ệ
7.2 thép gió
Thép c t nhanh hay còn g i là thép gió bao g m các mác thép h p kim hóa cao, đ cắ ọ ồ ợ ượ
dùng đ làm các d ng c c t năng su t cao.ể ụ ụ ắ ấ
Tính ch t c b n c a h thép này là tính ch u nóng cao. Nó đ c đ m b o b ng vi cấ ơ ả ủ ọ ị ượ ả ả ằ ệ
đ a vào m t l ng l n vonfram (W) cùng các nguyên t t o cacbit khác nh Molipdenư ộ ượ ớ ố ạ ư
(Mo), crôm (Cr), vanadi (V).
Vanadi và Molipden (v i s có m t c a Crôm) liên k t v i cácbon r o thành cacbit đ cớ ự ặ ủ ế ớ ạ ặ
bi t khó k t t khi ram d ng Mệ ế ụ ạ 6C và ngăn c n s phân h y mactenxit. Vi c ti t ra cácả ự ủ ệ ế
cacbit
phân tán x y ra khi ram nhi t đ cao (500-600ả ở ệ ộ 0C) gây ra s hóa c ng phân tánự ứ
mactenxit –hi n t ng đ c ng th 2. Đ c ng th 2 và đ ch u nóng đ c nâng caoệ ượ ộ ứ ứ ộ ứ ứ ộ ị ượ
đ c bi t có hi u qu khi đ a vào m t s ch t t o cacbit m nh ch ng h n nh W, Moặ ệ ệ ả ư ộ ố ấ ạ ạ ằ ạ ư
và V. Khi ram vanadi tách ra d ng cacbit và tăng c ng hi u qu háo c ng phân tán,ở ạ ườ ệ ả ứ
còn W (Mo) n m trong mactenxit và ngăn c n s phân h y c a nó.ằ ả ự ủ ủ
Côban cũng t o kh năng tăng c ng nóng m c dù không t o cacbit nh ng nâng caoạ ả ứ ặ ạ ư
năng l ng c a l c li n k t gi a các nguyên t , ngăn c n s k t t cacbit và tăng đượ ủ ự ệ ế ữ ử ả ự ế ụ ộ
phân tán c a chúng.ủ
Đ c h p kim hóa ph c t p nh v y, các d ng c c t b ng thép gió duy trì đ c đượ ợ ứ ạ ư ậ ụ ụ ắ ằ ượ ộ
c ng nhi t đ cao đ n 550ứ ở ệ ộ ế 0C-6500C và cho phép c t v i năng su t cao h n các d ngắ ớ ấ ơ ụ
c b ng thép cacbon và thép h p kim t 2 đ n 4 l n.ụ ằ ợ ừ ế ầ
B ng sau gi i thi u m t s mác thép gió và thành ph n:ả ớ ệ ộ ố ầ
Mác thép
Mác C Cr Mo W V Co
P18(T-1) 0.75 - - 18.0 1.1 -
P6M5(M-2) 0.95 4.2 5.0 6.0 2.0 -
M-7 1.00 3.8 8.7 1.6 2.0 -
M-42 1.10 3.8 9.5 1.5 1.2 8.0
Thép gió đ c chia làm 2 nhómượ
- Nhóm thép có năng su t th ng g m các thép vonfram (P18,P12,P9,P9Co5) vàấ ườ ồ
thép Vonfram-môlipđen (P6M3,P6M5) có kh năng duy trì đ c ng không th pả ộ ứ ấ
h n 58HRC nhi t đ làm vi c đ n 620ơ ệ ộ ệ ế 0C. Cùng v i đ ch u nóng nh nhau cácớ ộ ị ư
mác thép này khác nhau ch y u c tính và tính công ngh .ủ ế ở ơ ệ
- Nhóm thép có năng su t cao là các thép ch a côban và m t l ng vanadi kháấ ứ ộ ượ
cao: P6M5K5, P9M4K8, P9K5, P9K10, P10K5 5, P18K5 2. Chúng h n h nՓ Փ ơ ẳ
các nhóm thép tr c v đ c ng nóng ( kho ng 64-65HRC, nhi t đ 640-ướ ề ộ ứ ả ệ ộ
6500C) và d ch ng mài mòn, nh ng l i thua v d b n và đ d o. Các thép cóộ ố ư ạ ề ộ ề ộ ẻ
năng su t cao đ c dung đ gia công các thép có đ b n cao, thép ch ng ănấ ượ ể ộ ề ố
mòn và thép b n nóng có t ch c austenite và các v t li u khó gia công khác.ề ổ ứ ậ ệ
Thép gió đ c bi t là các mác thép thu c nhóm th 2 có giá thành cao. Đ gi m giáặ ệ ộ ứ ể ả
thành ng i ta tìm cách h n ch kim lo i quý nh W, mác thép P6M5 đang đ cườ ạ ề ạ ư ượ
s d ng r ng rãi nh t. Hiên nay đang có r t nhi u các công trình nghiên c u thépử ụ ộ ấ ấ ề ứ
gió không s d ng W.ử ụ
Nhi t luy n ệ ệ thép gió:
Thông th ng sau khi n u luy n thép gió đ c đ ng đ u (t ch c lêđêburit). Sau đóườ ấ ệ ượ ủ ồ ề ổ ứ
đ c rèn (đây là nguyên công r t quan tr ng). Khi rèn không đ s xu t hi n thiên tíchượ ấ ọ ủ ẽ ấ ệ
cacbit làm gi m đ b n, tăng tính giòn c a d ng c .ả ộ ề ủ ụ ụ
Sau khi rèn thép đ c đ ng nhi t đ gi m đ c ng, tăng tính gia công.ượ ử ẳ ệ ể ả ộ ứ
Thép gió ch có tính năng s d ng cao sau khi nhi t luy n theo quy trình nh sau:ỉ ử ụ ệ ệ ư
1. Nung phân c p l n l t 450ấ ầ ượ ở 0C và 8500C ( th i gian gi nhi t ph thu c vàoờ ử ệ ụ ộ
chi tiêt, thong th ng khoang 1,5 phút/mm chi u d y). Chú ý môi tr ng ch ngườ ề ầ ườ ố
ôxi hóa và thoát cacbon( có th dung b mu i, khí bào v hay chân không). ể ể ố ệ
2. Nung tôi nhi t đ 1260-1280ở ệ ộ 0C th i gian gi nhi t kho ng 1 phút /mm chi uờ ữ ệ ả ề
d y. nhi t đ này austenite đã bão hòa v i Crôm hòa tan toàn b , 8%W,ầ Ở ệ ộ ớ ộ
1%V, 0,4-0,5%C.
3. Sau đó các d ng c đ c làm ngu i trong không khí, các d ng c l n đ c làmụ ụ ượ ộ ụ ụ ớ ượ
ngu i trong d u. Các d ng c có hình d ng ph c t p đ c tôi phân c p 500-ộ ầ ụ ụ ạ ứ ạ ượ ấ ở
5500C đ gi m bi n d ng. ể ả ế ạ
4. Sau khi tôi thép ch a đ t đ c ng c c đ i vì trong t ch c ngoài mactenxit vàư ạ ộ ứ ự ạ ổ ứ
cacbit s c p , còn ch a 30-40% austenite d mà s có m t c a nó làm gi mơ ấ ư ư ự ặ ủ ả
nhi t đ chuy n bi n k t thúc Mk th p h n 0ệ ộ ể ế ế ấ ơ 0C. Austenite d ch chuy n thànhư ỉ ể