intTypePromotion=3
Array
(
    [0] => Array
        (
            [banner_id] => 140
            [banner_name] => KM1 - nhân đôi thời gian
            [banner_picture] => 964_1568020473.jpg
            [banner_picture2] => 839_1568020473.jpg
            [banner_picture3] => 620_1568020473.jpg
            [banner_picture4] => 994_1568779877.jpg
            [banner_picture5] => 
            [banner_type] => 8
            [banner_link] => https://tailieu.vn/nang-cap-tai-khoan-vip.html
            [banner_status] => 1
            [banner_priority] => 0
            [banner_lastmodify] => 2019-09-18 11:11:47
            [banner_startdate] => 2019-09-11 00:00:00
            [banner_enddate] => 2019-09-11 23:59:59
            [banner_isauto_active] => 0
            [banner_timeautoactive] => 
            [user_username] => sonpham
        )

)

Ứng dụng kỹ thuật nguội cưỡng bức nâng cao chất lượng nhiệt luyện chi tiết lớn

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
15
lượt xem
2
download

Ứng dụng kỹ thuật nguội cưỡng bức nâng cao chất lượng nhiệt luyện chi tiết lớn

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong điều kiện Việt Nam, hệ thống làm nguội thường chỉ là những bể dầu nguội tự nhiên, chỉ được thiết kế để tôi các chi tiết nhỏ hoặc lô sản xuất nhỏ. Thực tế, sản xuất cần nhiệt luyện các chi tiết lớn với lô hàng cỡ vừa, những bể tôi như vậy không đáp ứng yêu cầu. Các chi tiết như bánh răng lớn dùng trong thiết bị mỏ, sau khi tôi, độ cứng không đều trên bề mặt răng, nhất là phần chân răng, tạo nên nguyên nhân gây hỏng răng, không đáp ứng yêu cầu khách hàng. Vấn đề cơ bản là phải bảo đảm tốc độ nguội tại các bề mặt của chi tiết phải như nhau và giữa các chi tiết trong lô cũng như nhau.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng kỹ thuật nguội cưỡng bức nâng cao chất lượng nhiệt luyện chi tiết lớn

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008<br /> <br /> ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NGUỘI CƯỠNG BỨC<br /> NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NHIỆT LUYỆN CHI TIẾT LỚN<br /> Đinh Bá Trụ (Học viện Kĩ thuật Quân sự) - Trần Đức Hưng ( Z179, Bộ Quốc phòng)<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Các chi tiết máy làm việc trong điều kiện tải trọng lớn như bánh răng, chi tiết vũ khí, các<br /> loại trục đều phải qua xử lí nhiệt tôi - ram. Yêu cầu cơ bản là bảo đảm tổ chức nhỏ mịn và tính<br /> năng đồng đều trên toàn tiết diện và trong lô sản xuất. Nhưng các chi tiết có hình dáng phức tạp<br /> xảy ra trường hợp chất lượng không tốt do điều kiện nung không đồng đều, điều kiện làm nguội<br /> với các tốc độ khác nhau tại các điểm và đối với các chi tiết trong lô. Một trong nguyên nhân<br /> gây khuyết tật là nhiệt độ môi trường tôi.<br /> Trong điều kiện Việt Nam, hệ thống làm nguội thường chỉ là những bể dầu nguội tự<br /> nhiên, chỉ được thiết kế để tôi các chi tiết nhỏ hoặc lô sản xuất nhỏ. Thực tế, sản xuất cần nhiệt<br /> luyện các chi tiết lớn với lô hàng cỡ vừa, những bể tôi như vậy không đáp ứng yêu cầu. Các chi<br /> tiết như bánh răng lớn dùng trong thiết bị mỏ, sau khi tôi, độ cứng không đều trên bề mặt răng,<br /> nhất là phần chân răng, tạo nên nguyên nhân gây hỏng răng, không đáp ứng yêu cầu khách hàng.<br /> Vấn đề cơ bản là phải bảo đảm tốc độ nguội tại các bề mặt của chi tiết phải như nhau và giữa<br /> các chi tiết trong lô cũng như nhau.<br /> Do yêu cầu sản xuất sản phNm có chất lượng, một thiết bị nguội cưỡng bức đã được thiết<br /> kế và chế tạo.<br /> 2. Cơ sở lí thuyết<br /> Môi trường tôi phải đáp ứng các yêu cầu:<br /> - Có thuộc tính làm nguội thích hợp, đối với thép cacbon và thép hợp kim thấp, khi<br /> nguội trên 6500C, ôstennit có tính ổn định cao có thể nguội chậm, nhưng khi nhiệt độ dưới<br /> 650~4000C cần có tốc độ nguội nhanh, sau đó dưới điểm Ms có tốc độ nguội chậm lại. Tuy<br /> nhiên, để tạo được môi trường tôi phù hợp với từng mác vật liệu và từng loại hình dáng kích<br /> thước là rất khó. Đối với thép hợp kim thường sử dụng dầu.<br /> - Môi trường tôi có tính ổn định tốt, không bị phân giải trong quá trình sử dụng, không<br /> biến chất. Dầu là một chất có độ phân hủy chậm.<br /> - Làm nguội đồng đều, đối với chi tiết phức tạp, tại các bề mặt khác nhau tốc độ làm<br /> nguội khác nhau. Sự đồng đều đó phụ thuộc loại dầu, chất lượng dầu, điều kiện khuấy đảo dầu.<br /> - Sau khi tôi không gây bNn trên bề mặt.<br /> Khi chi tiết nhúng trong dầu, xảy ra 3 giai đoạn: Lớp dầu bề mặt sôi, hình thành màng bọt<br /> trên bề mặt chi tiết và truyền nhiệt đối lưu kim loại – dầu, nên khi tôi cần sử dụng môi trường tôi<br /> và thao tác để khử tác động xấu của 2 giai đoạn đầu, nhanh chóng truyền nhiệt làm nguội.<br /> Thế giới đã xuất hiện rất nhiều loại môi trường tôi, nhưng tại Việt Nam, thông thường<br /> vẫn chọn dầu làm môi trường tôi. Tốc độ nguội (độ/s) của dầu trong khoảng nhiệt độ thép<br /> 600~500 là 100~150 0/s, ở nhiệt độ 30~2000C là 20~25 0/s. Nhưng khi nhiệt độ dầu tăng lên, tốc<br /> độ nguội giảm đi và giảm khả năng tôi của dầu, ngoài ra dầu dễ bốc cháy, bốc mùi.<br /> 31<br /> <br /> Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008<br /> <br /> Hình 1. Giản đồ CCT thép hợp kim kết cấu<br /> <br /> N−íc ra<br /> BÓ dÇu<br /> <br /> N−íc vµo<br /> <br /> Hình 2. Bể làm nguội<br /> <br /> Xét giản đồ CCT nguội liên tục của một mác thép hợp kim thấp độ bền cao. Các đường<br /> đậm là đường phân vùng tổ chức của thép tại các phạm vi nhiệt độ khác nhau khi nguội liên tục.<br /> Các đường cong là đường nguội tương ứng với một tốc độ nhất định. Chi tiết sau khi ôstennit<br /> hóa được làm nguội theo các tốc độ nguội khác nhau sẽ cho các tổ chức khác nhau và độ cứng<br /> khác nhau. Khi tôi, tốc độ nguội phải lớn hơn tốc độ nguội tới hạn, để thu được tổ chức của thép<br /> chỉ có mactenxit.<br /> Các yếu tố quyết định đến sự ổn định của tốc độ nguội là:<br /> - Hình dáng chi tiết;<br /> - Kích thước chi tiết;<br /> - Tốc độ làm nguội của môi trường tôi;<br /> - Nhiệt độ của môi trường tôi;<br /> - Tỉ lệ kích thước của chi tiết và bể tôi;<br /> 3. Thiết kế chế tạo thiết bị tôi<br /> 3.1. Thiết kế nguyên lý làm việc của hệ thống<br /> Sơ đồ nguyên lí làm việc của hệ thống làm nguội cưỡng bức dầu tôi sản phNm trong<br /> nhiệt luyện được chỉ ra theo hình 3.<br /> Nguyên lí làm việc của hệ thống như sau: Dầu nóng trong bể dầu tôi được hút ra nhờ<br /> bơm li tâm đNy đến giàn ống φ 26 bằng đồng, có dạng uốn cong xoắn, ngâm trong nước và được<br /> <br /> 32<br /> <br /> T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008<br /> <br /> vòi nước xả trực tiếp lên giàn ống, nước nóng qua miệng bể tràn ra ngoài. Dầu sau khi được làm<br /> nguội đi về bể dầu theo đường ống φ 60.<br /> Côm trao ®æi<br /> nhiÖt<br /> <br /> B¬m li t©m<br /> <br /> BÓ n−íc<br /> <br /> BÓ dÇu<br /> <br /> Máy bơm<br /> dầu<br /> <br /> Hình 3: Sơ đồ nguyên lí làm việc của hệ thống làm nguội cưỡng bức dầu<br /> <br /> Hệ thống làm nguội cưỡng bức được tính toán thiết kế trên cơ sở:<br /> - Nghiên cứu tính năng nguội của dầu, bảo đảm tốc độ dầu làm nguội khi tôi các chi tiết<br /> khác nhau phải như nhau;<br /> - Tính toán bài toán làm nguội, làm cơ sở tính toán lưu lượng và tốc độ dòng dầu bơn<br /> phun;<br /> - Tính toán quá trình trao đổi nhiệt để hệ thống làm việc ổn định;<br /> - Tính toán lại quy trình tôi, kĩ thuật nhúng và lắc, thời gian phun dầu, bảo đảm yêu cầu<br /> khi chi tiết nguội qua nhiệt độ 600-450 0C có tốc độ nhanh, sau đó có thể nguội chạm bằng cách<br /> lấy sớm sản phNm khỏi bể tôi.<br /> 3.2. Các thông số của hệ thống làm nguội cưỡng bức<br /> * Bể dầu tôi sản phJm<br /> + Dung tích bể:<br /> 1200 x 2100 x 1800<br /> + Lượng dầu tôi:<br /> 3,2 ÷ 4,0m3<br /> - Vật liệu chế tạo:<br /> + Khung bể + gầm dùng thép góc L 65 x 65 x 5<br /> + Thành bể làm bằng thép CT3 dày 5mm<br /> 33<br /> <br /> Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008<br /> <br /> * Giàn làm nguội- Dàn ống trao đổi nhiệt gồm 12 bộ được lắp theo hình sau<br /> <br /> èng dÉn<br /> dầu vào<br /> dÇu vµo<br /> <br /> èng dÉn<br /> dÇu ra<br /> <br /> Hình 4: Dàn ống trao đổi nhiệt<br /> <br /> Ống trao đổi nhiệt làm bằng ống đồng φ 26m uốn như hình 4 trong một mặt phẳng. Sau<br /> đó liên kết hàn các ống theo mặt vuông góc với 2 ống dẫn nước vào-ra φ 60.<br /> * Bể nước làm nguội giàn trao đổi nhiệt<br /> - Kích thước bể nước vừa đủ đặt giàn trao đổi nhiệt, hình 5.<br /> * Bơm dầu và hệ thống đường ống<br /> - Dùng bơm li tâm được chế tạo bằng đồng và Inox không rỉ có công suất 24m3/h.<br /> - Bơm dầu được lắp đặt ngay cạnh bể nước làm nguội giàn trao đổi nhiệt.<br /> - Đường ống hút và đNy dầu đựợc chế tạo từ ống thép chọn áp lực φ 60 có hệ thống van<br /> đóng mở phục vụ công tác sửa chữa và đưa dầu trực tiếp vào gá ép tôi bánh răng côn xoắn.<br /> <br /> Hình 5. Bể nước làm nguội giàn trao đổi nhiệt<br /> <br /> 3.3. Kết quả khảo sát thử nghiệm<br /> - Khi nhiệt độ dầu trong bể đạt 80oC cho hệ thống làm nguội cưỡng bức hoạt động, độ chênh<br /> lệch nhiệt độ dầu tại đầu vào và đầu ra của đường ống từ 5 ÷ 8oC. Sau 15 phút hoạt động nhiệt độ dầu<br /> giảm xuống còn 40oC.<br /> <br /> 34<br /> <br /> T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008<br /> <br /> - Khi tôi liên tục từ 2 lò nung H45 và sản lượng sản phNm khoảng 700kg đồng thời với<br /> sự hoạt động của hệ thống thì dầu trong bể tôi không vượt quá 50oC, hiện tượng bay hơi rất ít<br /> không đáng kể.<br /> - Khi tôi liên tục chi tiết lớn như bánh răng Z14-m24 dầu không bị bốc cháy, nhiệt độ bể<br /> dầu khá ổn định.<br /> - Khảo sát độ cứng sau khi tôi rất đồng đều, độ chênh trong mặt sản phNm và các sản<br /> phNm khác nhau đạt yêu cầu.<br /> 3.4. Hiệu quả<br /> + Hiệu quả kinh tế<br /> - Tiết kiệm dầu tôi: Do được làm nguội cưỡng bức trong giàn ống trao đổi nhiệt, nên hạn<br /> chế được hiện tượng bay hơi và không có khả năng bốc cháy. Do vậy, chỉ tiêu hao lượng dầu/kg<br /> sản phNm tôi hạ thấp rất nhiều. Theo công nghệ cũ, lượng tiêu hao dầu sau một tháng hết 400 lít,<br /> một năm hết 4.800 lít dầu. Với hệ thống làm nguội mới, lượng dầu tiêu hao sau một tháng chỉ<br /> mất 45 lít, sau một năm hết 540 lít dầu (với cùng lượng sản phNm tôi như nhau), giảm 9 lần so<br /> với công nghệ cũ.<br /> - Tiết kiệm điện năng: Do khống chế được nhiệt độ môi trường tôi nên giải phóng lò<br /> nung nhanh không phải chờ dầu nguội như trước, số điện năng duy trì nhiệt sản phNm trong lò<br /> nung được triệt tiêu, năng suất lao động cao. Mặt khác 100% sản phNm đạt yêu cầu kĩ thuật<br /> không phải nhiệt luyện lại. Với công nghệ cũ hàng tháng đơn vị phải trả tiền điện 103 ÷ 107<br /> triệu đồng. Sau khi đưa hệ thống vào làm việc chỉ phải trả tiền điện từ 58 ÷ 62 triệu đồng/tháng.<br /> Như vậy mỗi tháng tiết kiệm được 45 triệu đồng, một năm làm lợi được 540 triệu đồng.<br /> Như vậy chỉ riêng tiết kiệm dầu và điện năng đề tài có giá trị làm lợi khoảng<br /> 600.000.000đ/năm.<br /> + Những hiệu quả khác<br /> - Chất lượng sản phNm tôi ổn định và nâng cao rõ rệt. Năng suất lao động tăng, giải<br /> phóng lò nung nhanh làm tăng tuổi thọ của thiết bị.<br /> - Cải thiện cơ bản điều kiện làm việc của người lao động do hạn chế dầu bay hơi, không<br /> cháy dầu, thao tác thuận tiện.<br /> - Thiết bị chế tạo đơn giản, gọn gàng góp phần thực hiện văn minh trong sản xuất.<br /> 4. Kết luận<br /> - Hệ thống làm nguội dầu cưỡng bức khi tôi sản phNm đã dựa trên cơ sở phân tích tình<br /> hình thực tế, tính toán quá trình nguội và tính toán thiết kế hệ thống bơm phun tuần hoàn dầu.<br /> Đề tài mang tính mới, tính khoa học cao, có khả năng áp dụng cho dây chuyền sản xuất loạt, có<br /> khối lượng sản phNm lớn chất lượng cao và ổn định.<br /> - Hệ thống trao đổi nhiệt làm nguội cưỡng bức dàn tôi sản phNm trong nhiệt luyện được<br /> áp dụng ở Xí nghiệp cơ khí 79 nhà máy Z111, Tổng Cục CNQP đã mang lại hiệu quả kinh tế kĩ<br /> thuật cao làm lợi 600 triệu đồng/ năm so với công nghệ cũ.<br /> <br /> 35<br /> <br />

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

YOMEDIA
Đồng bộ tài khoản