Tiểu luận môn học vật liệu kỹ thuật: Nhíp ô tô - thép đàn hồi

Chia sẻ: Phung Minh Toan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:31

Thêm vào BST

Báo xấu

736
lượt xem 117
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trước nay công nghiệp hiện đại luôn là điểm tựa để thúc đẩy nền kinh tế của đất nước phát triển, nói cách khác một nước phát triển là nước có nền công nghiệp hiện đại. Trong đó phương tiện giao thông là một ngành góp công rất lớn cho nền kinh tế của đất nước và nhu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa và dịch vụ của nhân dân. Nhưng bên cạnh đó vẫn còn để lại những vấn đề bức xúc về môi trường và cảnh quan… mà nhu cầu tiện lợi hóa các phương tiện giao thông là một trong những...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận môn học vật liệu kỹ thuật: Nhíp ô tô - thép đàn hồi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY TIỂU LUẬN MÔN HỌC VẬT LIỆU KỸ THUẬT TÊN SẢN PHẨM: NHÍP Ô TÔ THÉP ĐÀN HỒI GVHD: Th.S Lê Văn Bình SVTH:Trương Việt Tuấn MSSV:51132181 Lớp: 51ckot Nha Trang, tháng 1năm 2011 1
LỜI NÓI ĐẦU Trước nay công nghiệp hiện đại luôn là điểm tựa để thúc đẩy nền kinh tế của đất nước phát triển, nói cách khác một nước phát triển là nước có nền công nghiệp hiện đại. Trong đó phương tiện giao thông là một ngành góp công rất lớn cho nền kinh tế của đất nước và nhu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa và dịch vụ của nhân dân. Nhưng bên cạnh đó vẫn còn để lại những vấn đề bức xúc về môi trường và cảnh quan… mà nhu cầu tiện lợi hóa các phương tiện giao thông là một trong những vấn đ ề ưu tiên hàng đầu của bất kỳ một quốc gia nào trên thế giới. Vì vậy, với hoàn cảnh nước ta hiện nay thì việc đẩy mạnh công nghiệp chế tạo ô tô là một trong những giải pháp hiệu quả được chính phủ lựa chọn. Với các tiến bộ vượt bậc của nền khoa học kỹ thuật, ô tô ra đời ngày càng hiện đại, kết cấu gọn nhẹ và đặc biệt có tính năng ưu việt hơn so với trước kia. Để đạt được những yêu cầu kỹ thuật cao trong quá trình chế tạo nhằm tạo được độ bền và khả năng lưu thông tốt thì những nhà chế tạo cũng đã phải tính đ ến vận tốc và tải trọng có thể đạt đươc của ô tô vi vậy ta phải tính đ ến kh ả năng ch ịu đựng của hệ thống treo ô tô.Và một trong những bộ phận đóng vai trò quan trọng trong hệ thống treo tô đố là nhíp. Từ đó cho thấy được vai trò quan trọng của nhíp trong ô tô. Do kiến thưc về vật liệu kĩ thuật còn hạn hẹp nên bài tiểu luận không tránh khỏi sai sót kính mong thầy cho ý kiến để những bài tiểu luận sau được hoàn thiện. Xin chân thành cảm ơn thầy LÊ VĂN BÌNH bộ môn kỹ thuật tàu thủy và tập thể 51 ôt đã giúp đỡ tôi hoàn thành bài tiểu luận này. Xin chân thành cảm ơn 2
Mục lục trang 1:Tên sản phẩm ……………….................................................................................. 5 -Ứng dụng trong thực tế ……………………………………………………………. 5 - Khả năng thích nghi, khả năng thay thế……………….……... ………………….. 8 -Ký hiệu của vât liệu theo TCVN hoặc tiêu chuẩn khác…………………………. 9 2. Cấu trúc, tổ chức của vật liệu dùng để chế tạo sản phẩm…. …………………. 10 3.Cấu tạo sản phẩm………………………………………………………………….. 13 4.Các phương pháp tạo ra sản phẩm (hoặc vật liệu) này trong thực tế………………………………………………….. …………………. 15 5.Hóa bền và nhiệt luyện:……………………………………………………………. 17 -Cho vật liệu chính………………………………………………... ………………… 17 -Cho dụng cụ gia công, chế biến vật liệu chính trên………………………………. 6.Các phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm (vật liệu)……. ……………...... 22 7.Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu; bảo hành sản phẩm……………………….... 24 3
8.Giải quyết rác thải sau sử dụng………………………………............................... 26 9.Đề xuất…………………………………………………………………………… 28 MÔN HỌC :VẬT LIỆU KĨ THUẬT MỤC TIÊU:Trong thời đại kinh tế thị trường hiện nay nhu cầu đi lại của con người ngày càng tăng lên Đó là thuận lợi và cũng là thách thức đối với nghành công ngiệp là một sinh viên nghành kỹ thuật ô tô,nhưng hiểu biết về kết cấu ô tô là điều vô cùng cần thiết . 4
NỘI DUNG THỰC HIỆN: 1:Tên sản phẩm :nhíp ô tô -Ứng dụng trong thực tế. -, Nhíp ôtô là bộ phận giảm xóc cho ôtô gồm các tấm thép được ghép lại. Toàn bộ tải trọng phần trên của xe được đặt lên khung nhờ các nhíp này. Bộ phận nhíp ,nhờ có tính đàn hồi tốt nên giảm được chấn động lên phần trên của xe (nhất là khi đi trên đoạn đường gồ ghề). Đồng thời, nhíp cũng phải chịu ứng 5
suất chu kì (ứng suất nén và kéo thay đổi theo chu kì c). Chốt nhíp có tác dụng trượt qua lại. Hai đầu chốt được gắn trên giá và xoay được. Nhíp được làm bằng một số băng thép lò xo uốn cong, được gọi là “lá nhíp”, các xếp chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn nhất đến dài nhất. Tập lá nhíp này được ép với nhau bằng một bulông hoặc tán đinh ở giữa, và để Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm. Số lá nhíp càng nhiều thì nhíp càng cứng, chịu được tải trọng lớn hơn. Tuy nhiên, nhíp cứng sẽ ảnh hưởng đến độ êm,để cho các lá không bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một số vị trí. Hai đầu lá dài nhất (lá nhíp chính) được uốn cong vòng để lắp ghép với khung xe Điều kiện làm việc và yêu cầu cơ tính : Nhíp ô tô làm việc trong điều kiện: chịu tải trọng tĩnh của xe và chịu va đập mạnh nhưng không cho phép biến dạng dẻo.Khi xe chuyển động còn xuất hiện lực đổi dấu.Vi vậy thép cần phải đạt được các yêu cầu như sau: - Giới hạn đàn hồi cao,tức khả năng chống biến dạng dẻo cao(ở đây giới hạn bền là không có ý nghĩa vì không cho phép biến dạng dẻo),do vậy ta cần quan tâm chủ yếu tới tỉ lệ dh/ b càng gần tới 1 càng tốt , thường đạt trong giới hạn 0,85 0,95. - Độ cứng khá cao trong khoảng HRC:35 45 là thích hợp ; độ dẻo , độ dai thấp dể không xảy ra biến dạng dư trong quá trình làm việc,nhưng nếu quá thấp thì chi tiết dễ bị phá hỏng do quá giòn. 6
+ Đặc điểm của nhíp: - Bản thân nhíp đã có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên không cần sử dụng các liên kết khác. - Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát giữa các lá nhíp. - Nhíp có đủ sức bền để chịu tải trọng nặng. - Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường. Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần chú trọng đến độ bền hơn. + Độ võng của nhíp: - Tác dụng của độ võng: Khi nhíp bị uốn, độ võng làm cho các lá nhíp cọ vào nhau, và ma sát xuất hiện giữa các lá nhíp sẽ nhanh chóng làm tắt dao động của nhíp. Ma sát này được gọi là ma sát giữa các lá nhíp. Đó là một trong những đặc tính quan trọng nhất của nhíp. Tuy nhiên, ma sát này cũng làm giảm độ chạy êm của xe, vì nó làm cho nhíp bị giảm tính chịu uốn. Vì vậy, nhíp thường được sử dụng cho các xe tải. Khi nhíp nẩy lên, độ võng giữ cho các lá nhíp khít với nhau, ngăn không cho đất, cát... lọt vào giữa các lá nhíp và gây mài mòn. - Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp Đặt các miếng đệm chống ồn vào giữa các lá nhíp, ở phần đầu lá, để chúng dễ trượt lên nhau. Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra một áp suất thích hợp khi tiếp xúc với nhau 7
-Khả năng thích nghi, khả năng thay thế Mác thép cacbon lò xo, nhíp thường được gọi là thép lò xo thông dụng có môđun đàn hồi cao để hạn chế biến dạng đàn hồi. Nên chúng được sử dụng để chế tao các chi tiết đàn hồi, chịu lực cao. Đây là các vật liệu có giá thành không cao nên được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo ô tô, máy kéo, trong vận tải đường sẳt và chế tạo máy công cụ. Để đảm bảo khả năng làm việc của các phân tử đàn hồi chịu lực các thép lò xo cần phải có giới hạn đàn hồi, giới hạn mỏi và độ bền tích thoát cao. Các thép lò xo thường có hàm lượng cacbon cao ( 0,5-0,7% ) được tôi và ram ở nhiệt độ 420-4500C thỏa mãn các yêu cầu đó. Thép được tôi ra tổ chức mactenxit có giới hạn đàn hồi không cao. Giới hạn đàn hồi được nâng cao rõ rệt khi hình thành tổ chức trootxtit. Trong tổ chức này Ferit có mật độ cao các lệch kém chuyển động do bị biến cứng pha mạnh. Ngoài ra chúng còn bị phong 8
tỏa có hiệu quả bởi các hạt cacbít phân tán. Ngoài các tính chất đàn hồi cao, ram ra tổ chức trootxtit bảo đảm nâng cao một chừng mực nào đó độ dẻo và độ dai (đặc biệt trong các thép không có xu hướng ròn ram), nó quan trọng để giảm độ nhạy cảm với sự tập trung ứng suất và tăng giới hạn mỏi. Tôi đẳng nhiệt ra tổ chức bainit dưới cũng cho kết quả tốt. Nó cho phép có được cơ tính cao khi chi tiết ít bị biến dạng. Các lò xo không lớn và hình dạng ít phức tạp được chế tạo từ thép đã qua nhiệt luyện. Đối với lò xo to đòi hỏi lực quấn lớn thì dùng thép ở trạng thái ủ. Các chi tiết sau khi được chế tạo bằng cách quấn nóng hay rập nóng sẽ được nhiệt luyện. Thép để làm nhíp được cung cấp ở dạng băng, sau đó rập tạo hình và tôi, ram ( hiện nay thường dùng lò chương trình tôi ram liên tục) sau đó bó. Các mác thép cacbon bao gồm : C65, 70, 75, 80, 85, 65Mn, 70Mn (TCVN) được đặc trưng bởi độ bền tích thoát không cao, đặc biệt khi nung nóng. Chúng không có lợi để làm việc ở nhiệt độ trên 1000C. Do độ thấm tôi thấp nên các thép này được dùng các lò xo tiết diện không lớn lắm. Các thép lò xo, nhíp hợp kim thuộc về lớp peclít. Các nguyên tố hợp kim cơ bản trong chúng là Si ( 1-3%), Mn (~1%). Trong các chi tiết có công dụng quan trong hơn thì thép được hợp kim hóa them Cr (~1%) và Ni (
ψ σb σs τb δs Tiêu chuẩn Độ Mác thép ak cứng (%) (%) Mpa Mpa /Mpa 42 ÷ ≥ ≥ Việt Nam 60Si2Ni2A 1660 1500 (TCVN) 48 HRC Nga 60C2H2A 1471 1324 8 30 24,5 1225 ( Γ OCT) 48 ÷ Mỹ A877 1620 ÷ (ASTM) 55 2070 HRC 363 ÷ Nhật SUP6 1230 1080 9 20 (JIS) 429 HB Trung Quốc 60Si2CrVA 1860 1665 6 20 (GB) Đức 60SiCr7 1320 1130 6 30 21 ÷ (DIN) 1570 [Bảng tham khảo một số loại vật liệu chế tạo nhíp] VẬT LIỆU CHẾ TẠO NHÍP TRUNG QUỐC Vật liệu b] (KG/cm2)σ[ %δ 85 8000 10 65Mn 8500 12 55Si2Mn 9500 12 60Si2Mn 9500 12 60Si2MnA 9500 13 60Si2CrA 11000 12 50CrVA 9500 12 (OCT 14959-69)ΓTHÉP NHÍP LÒ XO (THEO 10
Vật liệu b] (KG/cm2)σ[ %δ ] 50C2 1200 6 55C2 1300 6 55C2A 1300 6 60C2 1300 6 60C2A 1600 6 70C3A 1800 6 Γ50x 1300 7 AΓ50x 1300 7 PΓ55x 1400 5 AΦΓ50X 1300 6 AΦ50X 1300 8 50XCA 1350 6 60C2XA 1800 5 AΦ60C2X 1900 5, 60C2H2A 1750 6 65C2BA 1900 5, AΓ60C 1600 6 Sự khác nhau giữa thành phần của các mác thép là do nguyên tố hợp kim được sử dụng ở các nước là khác nhau . Như ở Mỹ thì không sử dụng nguyên tố hợp kim Ni mà sử dụng thay vào đó là nguyên tố Mo , ở một số nước cũng như vậy. 11
2.Cấu trúc, tổ chức của vật liệu dùng để chế tạo sản phẩm. Đây là loại thép có thành phần cácbon nằm trong khoảng 0,5 – 0,7%, sau tôi và ram trung bình có giới hạn đàn hồi cao. Thép này chuyên dùng để chế tạo các chi tiết đàn hồi: lò xo, nhíp,…nên được gọi là thép đàn hồi. Thành phần hoá học: - Cácbon: Các phần tử đàn hồi không cho phép có biến dạng dẻo cũng như bị phá huỷ giòn khi làm việc nên thành phần các bon của thép đàn hồi không được quá thấp cũng như không được quá cao. Khoảng thành phần cácbon hợp lý của loại thép này là 0,5 – 0,7%(thường gặp 0,55 – 0,65%). - Nguyên tố hợp kim: Các nguyên tố Mn, Si cho vào thép đàn hồi với mục đích nâng cao tính đàn hồi. Các nguyên tố khác như Cr, Ni, V được cho vào với mục đích ổn định tính đàn hồi của thép. Các mác thép-ứng dụng và nhiệt luyện thép đàn hồi: Bảng sau trình bày kí hiệu, thành phần, các ứng dụng và qui trình nhiệt luyện một số mác thép đàn hồi. 12
ĐỐI VỚI THÉP ĐÃ CHỌN : 60Si2Ni2A Nhiệt độ chảy hoàn toàn và các nhiệt độ quan trọng như: nhiệt độ ủ,thường hoá và tôi. Nhiệt độ chảy hoàn toàn : Do khi mua về thép này chỉ cần phải tiến hành tôi và ram hoặc đã được tôi và ram ,nên ta quan tâm tới nhiệt độ tôi và ram. Nhiệt độ tôi :880 ° C Nhiệt độ ram:420 ° C Nhiệt luyện và cơ tính của các thép tương đương Tiêu chuẩn Nhiệt độ Môi trường Nhiệt độ Mác thép Tôi( ° C) Tôi( ° C) Ram( ° C) Việt Nam dầu 60Si2Ni2A 880 420 (TCVN) dầu Nga 60C2H2A 870 470 ( Γ OCT) Mỹ A877 (ASTM) 830 ÷ 860 480 ÷ 530 Nhật dầu SUP6 (JIS) Trung Quốc dầu 60Si2CrVA 850 410 (GB) 830 ÷ 860 350 ÷ 550 Đức(DIN) dầu 60SiCr7 13
3.Cấu tạo Nhíp thường có cấu tạo như hình vẽ Đầu nhíp:đầu dạng hình vuông ;đầu dạng hình thang ;đầu dạng trái xoan. Đầu lá nhíp thường được uốn cong để cố định băng chôt treo 14
Các lá nhíp được định vị với nhau bằng bu lông xuyên tâm 1 và hạn chế dịch chuyển ngang bằng các tấm ốp nhíp 3, và cả bộ nhíp được cố định lên xe nhờ quang treo 2. Đầu lá nhíp cái thường được uốn cong để cố định lá nhíp bằng chốt treo. Tuy nhiên, cũng có loại nhíp thay cho việc uốn các đầu nhíp, người ta dùng giá bắt nhíp và bu lông kéo. Bộ nhíp được ghép lại với nhau tư nhưng lá nhíp dài ngắn khác nhau: Nếu là nhíp chế tạo bởi một thanh đặc có chiều dày không đổi sẽ rất khỏe nhưng lại kém đàn hồi. Nếu nhíp có chiều dày bé thì có khả năng đàn hồi nhưng lại yếu. Do vậy cấu trúc nhíp nhiều lá và có tiết diện thay đổi là tối ưu hơn cả về hai phương diện kể trên. Để tạo cấu trúc như thế, nhà chế tạo phải làm nhiều lá nhíp ghép lại với nhau, độ cong và chiều dài các lá nhíp cũng khác nhau. 15
4.Các phương pháp tạo ra sản phẩm (hoặc vật liệu) này trong thực tế. Gồm ba bước chính: - Tạo Phôi: Có nhiệm vụ Tạo hình sản phẩm - gia công cơ khí: Có nhiệm vụ gia công bề mặt, tạo độ cong, uốn dập. - nhiệt luyện hoàn chỉnh: Có nhiệm vụ nhiệt luyện, sơn phủ, lắp sản phẩm và hoàn thiện (từ phân xưởng gia công cơ khí chuyển sang) Sau khi kết thúc quá trình sản xuất ở phân xưởng Nhiệt luyện hoàn chỉnh những sản phẩm hoàn thành được bộ phận KCS (bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm) Xác nhận phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật quy định và ghi rõ số lượng thực tế của từng loại sản phẩm, đồng thời ký vào biên bản kiểm tra chất lượng lúc đó mới tiến hành nh ập kho thành phẩm của công ty. Sản phẩm của công ty tuy sản xuất nhiều loại sản phẩm (nhíp ô tô, phụ kiện đường sắt và các sản phẩm cơ khí khác) các loại sản phẩm này kiểu dáng có khác nhau nhưng cùng gần như sản xuất trên một dây chuyền, sản phẩm đều đ ược sản xuất theo một quy trình khép kín từ đầu đến cuối phần lớn máy móc thiết bị đều được nhập ngoại chủ yếu là của: Liên Xô (cũ), Trung Quốc, Đức, các thiết bị chính gồm : + Băng chuyền + Máy cán, cắt ,uốn, tiện, phay, đột dập. . . + lò nhiệt luyện, máy thử độ cứng và các thiết bị máy móc khác. Quá trình sản xuất công ty cũng chỉ sử dụng ít chủng loại vật liệu. Vật liệu chính được nhập từ nước ngoài là chủ yếu . 16
Máy cán nhíp 17
5:Hóa bền và nhiệt luyện: -Cho vật liệu chính. TÔI BỀ MẶT THÉP Nguyên lý chung - Là phương pháp nung nóng thật nhanh bề mặt với chiều sâu nhất định lên nhiệt độ tôi, khi đó phần lớn tiết diện (lõi) không được nung nóng. Khi làm nguội nhanh chỉ có bề mặt được tôi cứng còn lõi vẫn mềm. 0,55%C÷ - Áp dụng đối với thép Cacbon trung bình 0,35 Gồm các phương pháp sau: - Nung nóng bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao; - Nung nóng bằng bằng ngọn lửa hỗn hợp khí Axetylen – Oxy; - Nung nóng trong chất điện phân; - Nung nóng trong muối hoặc kim loại nóng chảy. + TÔI BỀ MẶT THÉP . Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao - Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Nguyên lý nung nóng bề mặt tỉ lệ nghịch với tần số f của nó theo công thức:∆ - Chiều sâu của lớp bề mặt có dòng điện chạy qua : chiều sâu lớp bề mặt có mật độ dòng điện cảm ứng cao, cm;∆ .cm;Ω : điện trở suất của kim loại nung, ρ : độ từ thẩm của kim loại nung m/A;µ f: tần số của dòng điện Hz Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao Chọn tần số và thiết bị - Tần số dòng điện quyết định chiều dày lớp nung nóng do đó quyết định chiều sâu lớp tôi cứng; - Thường chọn diện tích lớp tôi cứng bằng 20% tiết diện; - Chiều dày lớp tôi tương ứng với thiết bị có tần số và công suất như sau: 100kW;≥ 8000Hz, P ÷ 5mm cần f = 2500 ÷ = 4 ∆ 100kW.÷ 250000Hz, P = 50 ÷ 2mm cần f = 66000 ÷ = 1 Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao Các phương pháp tôi - Nung nóng rồi làm nguội toàn bề mặt, áp dụng cho các bề mặt tôi nhỏ; - Nung nóng rồi làm nguội tuần tự từng phần riêng biệt, áp dụng khi tôi bánh răng, trục khửu; - Nung nóng rồi làm nguội liên tục liên tiếp, áp dụng đối với các chi tiết dài. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao Tổ chức và tính chất của thép sau khi tôi cảm ứng Nhiệt độ chuyển biến pha Ac1, Ac3 nâng cao lên do vậy độ tôi phải lấy cao hơn so với 18
tôi thể tích thông thường là 100 nhỏ mịn nên sau khi tôi được M rất nhỏ mịn;γ - Độ quá nhiệt cao nên tốc độ chuyển biến pha khi nung rất nhanh, thời gian chuyển ngắn hạt - Để đảm bảo hạt nhỏ sau khi tôi cảm ứng trước đó thép phải được nhiệt luyện tôi + ram cao thành X ram tổ chức sau khi tôi cảm ứng là bề mặt M hình kim nhỏ mịn lõi X ram. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao * Cơ tính - Sau khi tôi cảm ứng thép có cơ tính là: 62HRC;÷ + Bề mặt độ cứng đạt 55 30HRC;÷ + Lõi dẻo dai khoảng 20 + Lớp bề mặt chịu ứng suất nén dư có thể tới 800N/mm2. Do đó chi tiết sau tôi có những đặc điểm dau:⇒ + Vừa chịu được ma sát, mài mòn vừa chịu tải trọng tĩnh và va dập cao, rất thích hợp với bánh răng trục truyền, chốt trục khuỷu,… + Chịu mỏi cao; + Chịu uốn, xoắn tốt. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao Ưu, nhược điểm * Ưu điểm - Năng suất cao do thời gian nóng ngắn; - Chất lượng tốt: tránh được các khuyết tật như Ôxy hoá, thoát cacbon, độ biến dạng thấp; - Dễ cơ khí hoá, tự động hoá. Tôi cảm ứng được đáp ứng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt lớn cho các chi tiết mà bề mặt không quá phức tạp.⇒ * Nhược điểm - Khó áp dụng cho các chi tiết có hình dáng phức tạp, tiết diện thay đổi đột ngột; - Khi sản xuất đơn chiếc hàng loạt nhỏ, tính kinh tế thấp. CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ BỀN BỀ MẶT HOÁ NHIỆT LUỆN . Nguyên lý chung - Hoá nhiệt luyện là phương pháp nhiệt luyện như thấm, bão hoà nguyên tố hoá học vào bề mặt của thép bằng cách khuếch tán ở trạng thái nguyên tử từ môi trường bên ngoài vào và ở nhiệt độ cao, để làm thay đổi thành phần hoá học do đó làm biến đổi tổ chức và tính chất của lớp bề mặt theo mục đích đã định. Định nghĩa và mục đích Nguyên lý chung Mục đích: + Nâng cao độ cứng, tính trống mài mòn và độ bền mỏi của chi tiết với hiệu quả cao so với tôi bề mặt như thấm Cacbon, Ni-tơ, Cacbon – Nitơ; + Nâng cao tính chống ăn mòn điện hoá và hoá học như thấm Crôm, Al, Si. Các giai đoạn hoá nhiệt luyện 19
Khi tiến hành hoá nhiệt luyện người ta đặt chi tiết thép vào môi trường (rắn, lỏng, hoặc khí) có khả năng phân hoá ra nguyên tử hoặc nguyên tố cần thấm (khuyếch tán) rồi nung nóng đến nhiệt độ thích hợp. Các giai đoạn nối tiếp nhau xảy ra như sau: Nguyên lý chung + Phân hoá: - Là quá trình phân tích phân tử, tạo nên nguyên tử hoạt của nguyên tố cần định thấm. + Hấp thụ: - Là giai đoạn nguyên tử hoạt được hấp thụ vào bề mặt thép với nồng độ cao, tạo ra độ chênh lệch nồng độ giữa bề mặt và lõi. + Khuyếch tán: - Là giai đoạn nguyên tử hoạt ở lớp hấp thụ sẽ đi sâu vào bên trong theo cơ chế khuyếch tán, tạo nên lớp thấm với chiều sâu nhất định. Nguyên lý chung Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian + Nhiệt độ - Nhiệt độ càng cao, chuyển động nhiệt của nguyên tử càng mạnh, tốc độ khuyếch tán càng lớn, lớp thấm càng chóng đạt chiều sâu quy định. + Thời gian - Ở nhiệt độ cố định, kéo dài thời gian cũng giúp nâng cao chiều sâu lớp thấm; - Chiều sâu lớp thấm phụ thuộc vào thời gian theo quan hệ: HOÁ NHIỆT LUỆN Thấm Cacbon + Định nghĩa 0,25%C) làm bề mặt có thành phần Cacbon cao tới 1,2%C.÷ - Là phương pháp hoá nhiệt luyện làm bão hoà (thấm, khuyếch tán) Cacbon vào bề mặt của thép Cacbon thấp (0,1 a, Định nghĩa và mục đích – Yêu cầu đối với lớp thấm + Mục đích 40.÷ 64 với tính chống mài mòn cao, chịu mỏi tốt, còn lõi vẫn dẻo và dai với độ cứng HRC 30 ÷ - Làm cho bề mặt đạt độ cứng tới HRC 60 + Yêu cầu đối với lớp thấm 1,0%;÷ - Đối với bề mặt: Lượng Cacbon đạt được từ 0,8 40.÷ - Đối với lõi có tổ chức hạt nhỏ, không có F tự do, HRC 30 Thấm Cacbon Nhiệt độ và thời gian thấm Cacbon * Nhiệt độ thấm 9500C:÷ Thông thường lấy nhiệt độ thấm Cacbon là 900 9500C;÷ + Đối với thép bản chất hạt nhỏ T0t = 930 9200C.÷ + Đối với thép bản chất hạt to T0t = 900 * Thời gian thấm Thời gian thấm phụ thuộc vào hai yếu tố sau: + Chiều sâu thấm; 1,8;÷ 1,4; 1,5 ÷ 0,8; 0,9 ÷ - Các mức thấm: 0,5 - Đối với bánh răng chiều sâu lớp thấm được tính như sau: Thấm Cacbon 20