Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
c. Trình tự công nghệ sản suất:

c. Trình tự công nghệ sản suất:

Tải bản đầy đủ - 0trang

- Kiểm tra kết quả nhiệt luyện, độ cứng bề mặt ≥ 56HRC, lõi 29-42HRC, σ b =

130 kg/mm2

- Gia cơng tinh

2.2.2. Nhóm bánh răng

a. Điều kiện làm việc.

Truyền động bánh răng dùng để truyền động giữa các trục, thông thường có kèm

theo sự thay đổi về trị số và chiều của vận tốc hoặc momen.

Tùy thèo vị trí tương đối giữa các trục, phân ra: truyền động bánh răng trụ ( răng

thẳng, răng nghiêng, răng chữ v ) để truyện động giữa các trục song song; truyền động

bánh răng cơn ( răng thẳng, răng nghiêng , răng cung tròn) để truyền chuyển động

giữa các trục giao nhau; truyền động bánh răng trụ chéo hoặc bánh răng côn chéo để

truyền chuyển động giữa các trục chéo nhau.

Trong quá trình làm việc, răng của bánh răng có thể bị hỏng ở mặt răng như tróc

rỗ,mòn ,dính hoặc hỏng ở chân trăng như gãy,trong đó nguy hiểm nhất là tróc rỗ mặt

răng và gãy răng. Đó là các phá hủy mỏi do tác dụng lâu dài của ứng xuất tiếp xucsvaf

ứng suất uốn thay đổi chu kì gây nên. Ngồi ra răng còn có thể biến dạng dư, gãy mòn

bề mặt, hoặc phá hỏng tĩnh ở chân răng do quá tải vì vậy khi thiết kế cần tiến hành

tính truyền động bánh răng bề độ bền tiếp xúc mặt răng làm việc và độ bền uốn của

chân răng, sau đó kiểm nghiệm răng về quá tải

b. chọn vật liệu

 Để đạt được các yêu cầu trên người ta dùng thép có hàm lượng các bon

thấp rồi đem hóa bề mặt. Có thể dùng các mác thép sau:





Thép crom: 15X, 20X, 15XΦ







Thép crom-niken-titan và



crom-niken-molipđen:



20XH,



12XH3A,



20X2H4A, 20XH2M, 18X2H4MA…





Thép



crom-mangan-titan







crom-mangan-molipđen:



18CrMnTi,



25CrMnMo

 Ảnh hưởng của các nguyên tố:



Trang 15







Cr : có cấu tạo dạng cacbit. Nâng cao tính năng tơi ( độ thấm tơi) có khả

năng tạo bề mặt cơng tác có độ cứng và độ chống mài mòn cao. Khi hàm

lượng hơn 12%, tạo thành thép hợp kim có tính chịu ăn mòn và bền nhiệt

cao. Nhược điểm : nâng cao thiên hướng làm thép có tính giòn. Đặc biệt

thường dung phối hợp với Mn, Ni, Ti, Mo, Si







Mn : nâng cao tính năng tơi và cơ tính . Khi hàm lượng khoảng > 13% sẽ

làm thép có cấu tạo kim tương dạng ostenit, độ dai va đập cao và độ chịu

mài mòn ở trạng thái ma sát khơ tốt. Khi đốt nóng dễ tạo tinh thể dạng hạt.







Tạo tinh thể cacbit. Nâng cao khả năng cấu trúc kim tương dạng hạt nhỏ,

đặc biệt khi phối hợp với Cr và Mn. Sau khi tôi, sẽ đảm bảo nâng cao độ

cứng bề mặt công tác của chi tiết. Nâng cao tính chống ăn mòn.



 Nhận xét:

Các mác thép crom, crom-mangan thì cơ tính sau khi hóa nhiệt luyện khơng cao.

Thép crom-niken là loại thép lý tưởng vì có độ bền cao, độ dai va đập lại rất thích

hợp làm bánh răng nhưng chúng có nhược điểm sau:





Thường tạo lưới xementit tương đối vững vàng, khó khử bằng phương

pháp nhiệt luyện thông thường, để đảm bảo chất lượng nhiệt luyện cao quy

trình nhiệt luyện sau khi hóa nhiệt luyện rất phức tạp, qua nhiều khâu nhiệt

luyện.







Tính gia cơng cắt gọt kém







Có tính dòn ram cao







Giá thành đắt vì niken là một nguyên tố quý hiếm



Thép crom-mangan-tintan: nguyên tố mangan có thể thay thế nguyên tố ni-ken

trong nhiều chỉ tiêu: độ bền, độ thấm tơi, độ dai va đập có kém hơn một chút nhưng

tính gia cơng cắt gọt lại tốt hơn. Để khắc khuynh hướng làm lớn hạt của mangan,

người ta cho titan vào với hàm lượng nhỏ (0.05-0.15%), hoặc Mo không quá 0.7%.

Đây là thép chủ yếu để thấm các bon sau đó tơi trực tiếp vì vậy q trình nhiệt luyện

đơn giản.



Trang 16



 Trên cơ sở đó chọn mác thép 18CrMnTi cho các bánh răng chịu moment

thấp và 30CrMnTi cho các bánh răng chịu moment cao:

Bảng 2.3: Thông số của thép 18CrMnTi và 30CrMnTi

Mác thép



Thành phần hóa học (%)

C



Mn



Cr



Ti



S



P



18CrMnTi 0.17-0.23



0.8-1.1



1-1.3



0.06-0.12



≤ 0.35



30CrMnTi 0.24-0.32



0.8-1.1



1-1.3



0.06-0.12



≤ 0.35



Điểm tới hạn (oC)

18CrMnTi



AC1



AC3







740



825



340



820



340



30CrMnTi

765

c Trình tự công nghệ sản suất

- Chọn phôi

- Kiểm tra vật liệu

- Rèn phơi

- Thường hóa

- Gia cơng bán tinh

- Thấm carbon, tôi trực tiếp

- Ram thấp



- Kiểm tra kết quả thấm, độ cứng bề mặt đạt 59-63HRC, lõi đạt 35-40HRC, σ b =

120 kg/mm2 (18CrMnTi), σb = 150 kg/mm2 (30CrMnTi)

- Gia công tinh



Trang 17



CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NHIỆT LUYỆN

3.1. Mục đích của nhiệt luyện.

3.1.1. Định nghĩa.

Nhiệt luyện là cơng nghệ nung nóng kim loại, hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ

nhiệt tại đó một thời gian thích hợp rồi làm nguội với tốc độ nhất định để làm thay đổi

tổ chức, do đó biến đổi cơ tính và các tính chất theo phương hướng đã chọn trước.

Nhiệt luyện chỉ làm thay đổi tính chất của vật liệu (chủ yếu là vật liệu kim loại)

bằng cách thay đổi cấu trúc bên trong mà khơng làm thay đổi hình dáng và kích thước

của chi tiết

3.1.2. Mục đích.

- Tăng độ cứng, tính chịu mài mòn, độ dẻo dai và độ bền của vật liệu.

- Cải thiện tính cơng nghệ : rèn dập, gia cơng cắt, tính chịu mài, tính hàn…

- Nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng tuổi thọ cho chi tiết, giảm giá thành ,cho

nên nâng cao hiệu quả kinh tế

3.2. Tôi.

3.2.1. Định nghĩa.

Tôi thép là công nghệ gồm nung nóng thép lên tới nhiệt độ tơi, giữ nhiệt một thời

gian sau đó làm nguội với vận tốc nguội lớn hơn vận tốc nguội tới hạn.

3.2.2. Mục đích.

Tơi nhằm các mục đích:





Làm tăng độ cứng, tính chống mài mòn.







Làm tăng độ bền do đó làm tăng tuổi thọ của chi tiết.



Tuy nhiên độ bền chi tiết chỉ tăng khi ram khử hết ứng suất dư trong thép đã tôi.

3.2.3. Chọn các thông số khi tôi.

 Chọn nhiệt độ tôi thép:



Trang 18



Nhiệt độ là một thông số quan trọng khi tôi thép. Chọn đúng nhiệt độ tôi là yêu cầu

đầu tiên đối với người làm công nghệ. Thông thường nhiệt độ tôi với các thép được

chọn như sau:

t0tôi = AC3 + (30 – 50 ) 0C



Thép trước cùng tích



Thép cùng tích và sau cùng tích



t0tơi = AC1 + ( 30 – 50 ) 0C .



1300

1200



E



1147



1100

γ



Nhiệt độ,

o

C



1000

Khoảng nhiệt

độ tôi



900

α+γ



800

700

600



γ+XeII



S



727

F+P



0,4



P



0,8



P+XeII



1,2



1,6



2,0



%C



Hình 3.1 Khoảng nhiệt độ tơi cho thép cacbon

 Tính tốn thời gian nung nóng và giữ nhiệt khi tơi.

Thời gian nung nóng và giữ nhiệt rất quan trọng đối với chất lượng xử lý nhiệt vì

nó ảnh hưởng đến kích thước hạt thực tế của tổ chức auxtenit và do đó đến kích thước

hạt các tổ chức phân hoá sau khi làm nguội.

Trước tiên xác định vật dày hay vật mỏng. xử dụng cơng thức Bio:

- Kiểm tra Bio: Bi =

Trong đó:

X: kích thước tiết diện nung thấu lớn nhất của chi tiết, m.

�: hệ số dẫn nhiệt của kim loại, kcal/m.h.oC

 hệ số truyền nhiệt tổng hợp

Trang 19



 = 0.03.Cth(



Với: Cth =



)3 + 10 kcal/ m.h.độ



= 2.04 kcal/m2.h.k4



�1 độ đen của kim loại

�2 độ đen của tường lò

F1 diện tích hấp thụ nhiệt của mẻ nung m2

F2 diện tích bề mặt trong lò m2

Bi ≤0,25 chi tiết được coi là vật mỏng

Bi > 0,5 chi tiết được coi là vật dày

0,25 < Bi ≤ 0,5 chi tiết được coi là nhóm chuyển tiếp

Thời gian giữ nhiệt đảm bảo sao cho chuyển biến P   hoàn thành, đảm bảo hoà

tan cacbit và đồng đều hoá ostenit cũng như làm đồng đều nhiệt độ giữa bề mặt và tâm

dư tiết.





=(



giữ



1

1

 )

2

4



n



Nếu nung bằng lò buồng ( mơi trường nung là khơng khí ) thì





giữ



=



1



4



n



Nếu nung bằng lò muối ( mơi trường nóng chảy ) thì:





giữ



=



1



2



n



 Chọn mơi trường làm nguội.

Khi tơi thép phải bảo đảm tốc độ làm nguội ở trạng thái đã ostenit hoá lớn hơn

hoặc bằng vận tốc nguội tới hạn. Mặt khác, để bảo đảm thép được tôi cứng và hạn chế

được các khuyết tật như nứt và công vênh, môi trường làm nguội cần đáp ứng các yêu

cầu sau:





Trong khoảng nhiệt độ ostenit hoá đến gần mũi đường cong chữ “ C “ tốc

độ làm nguội phải chậm.

Trang 20







Khoảng nhiệt độ gần mũi đường conh chữ “ C “ cần phải làm nguội nhanh

để tránh chuyển biến   P.







Tới gần nhiệt độ chuyển biến mactenxit Md tốc độ làm nguội cần phải

chậm.



Một trong các môi trường đáp ứng được ba yêu cầu trên gọi là môi trường tôi lý



nhiệtđộ



tưởng.



A3

A1







thờigian



Hình 3.3 Đường cong làm nguội lý tưởng

Trong thực tế khó có mơi trường tơi nào đáp ứng được cả ba yêu cầu trên, tuy

nhiên người ta lấy đó làm mục tiêu tìm kiếm , nghiên cứu các mơi trường tơi mới có

các đặc tính gần giống mơi trường tơi lý tưởng.

Có một số mơi trường tơi như sau:





Nước : là mơi trường tơi có vận tốc nguội cao từ 400  1200 0C\s thường

sử dụng cho thép cacbon. Nhược điểm của môi trường tôi nước là dễ gây

nứt và cong vênh do tốc độ nguội lớn hơn trong khoảng chuyển biến

mactenxit. Một nhược điểm nữa của nước là khi bị nóng lên ( do chi tiết toả

nhiệt ) thì tốc độ nguội lại giãm mạnh, cho nên khi tôi phải giữ nhiệt độ của

bể nước luôn  400C







Nước + 10% NaCl( NaOH; Na2CO3): đây là môi trường tôi mạnh hơn

nước trong khoảng nhiệt độ gần mũi đường cong chữ “C” , nhưng trong

khoảng chuyển biến mactenxit lại không tăng là bao. Vì thế loại mơi trường

này được sử dụng cho thép cacbon có tiết diện lớn. Sau khi tơi trong môi

trường này, bề mặt thép sáng nhưng nếu không rửa kỹ bề mặt thép rất dễ gỉ

Trang 21







Dầu là mơi trường có vận tốc làm nguội chậm, thường dùng cho thép hợp

kim. Ưu điểm của dầu là không gây nứt , và tốc độ làm nguội ít thay đổi

theo khoảng nhiệt độ làm nguội. Dầu nóng khoảng 60 0C hay được sử dụng

do có tính linh động cao, bề mặt thép sáng nhưng nếu không rửa kỹ bề mặt

thép rất dễ bị gỉ.



3.2.4. Các phương pháp tơi.



Hình 3.4 Các phương pháp tôi

a. tôi một môi trường



b. tôi hai môi trường



c. tôi phân cấp



d. tôi đẳng nhiệt



 Tôi một môi trường.

Thép sau khi ostenit hố được đem tơi trong một mơi trường . Nếu là thép cacbon

thì tơi trong nước , nếu là thép hợp kim tôi trong dầu. Phương pháp này đơn giản, dể

thực hiện nhưng rất dể nứt và cong vênh

 Tôi trong hai môi trường.

Môi trường đầu tiên có vận tốc nhanh hơn V th, khi làm nguội tới gần Mđ thì chuyển

sang mơi trường thứ hai có vận tốc nguội chậm.

Mơi trường thứ nhất là nước, môi trường thứ hai là dầu. Tôi hai môi trường ít bị

nứt và cong vênh. Phương pháp này phức tạp, khó thực hiện do việc xác định nhiệt độ

gần Mđ chỉ bằng kinh nghiệm. Do đó chất lượng sản phẩm khó ổn định và đòi hỏi

cơng nhân có trình độ tay nghề cao.

 Tôi phân cấp.

Trang 22



Thép sau khi ostenit hoá được nhúng vào làm nguội trong một bể muối nóng chảy

với vận tốc nguội Vng > Vth ở nhiệt độ t0 = Mđ + 500, giữ nhiệt một thời gian sao cho

đường đẳng nhiệt chưa chạm vào đường bắt đầu chuyển biến, sau đó lấy ra làm nguội

trong dầu. Lưu ý, thời gian giử nhiệt được xác định nhờ đường cong chữ “C” của thép

tương ứng. Nhiệt độ của bể muối luôn giữ nhiệt ổn định t0 = Mđ + 500C.

Phương pháp này dễ thực hiện và có tính khoa học cao, tuy nhiên đòi hỏi nhiều

thiết bị và chỉ áp dụng cho các chi tiết nhỏ chế tạo từ thép hợp kim dụng cụ có tính ổn

định ostenit quá nguội lớn

Bảng 3.2 Các loại hỗn hợp muối dùng để tôi phân cấp và đẳng nhiệt

Thành phần hỗn hợp muối

NaNO2

50% NaNO2 + 50% KNO3

NaNO3

KNO2

KNO3

50% NaNO3 + 50% KNO2

50%NaNO3 + 50% KNO2

50%NaNO2 + 50%KNO3



Nhiệt độ chảy

hoàn toàn 0C

371



Nhiệt độ sử

dụng, 0C

325 – 550



205



260 – 600



271



300 – 550



297



350 – 550



337



350 – 550



143



160 – 550



220



280 – 550



225



280 - 550



 Tôi đẳng nhiệt.

Tôi đẳng nhiệt cũng giống như tôi phân cấp, chỉ khác thời gian giữ đẳng nhiệt kéo

dài cho tới khi cắt đường kết thúc chuyển biến. Tổ chức sau khi nhận được là bainit

hoặc trustit. Sau khi tôi đẳng nhiệt không cần ram lại. Tôi đẳng nhiệt thường áp dụng

cho các chi tiết nhỏ yêu cầu độ cứng khoảng 58 – 59 HRC chế tạo từ thép gió như các

loại mũi khoan, taro, bàn ren…

 Tơi bộ phận.



Trang 23



Có nhiều trường hợp chi tiết chỉ cần độ cứng cao ở những phần nào đó. Trong

trường hợp này người ta áp dụng phương pháp tơi bộ phận. Có hai cách tơi bộ phận:





Nung nóng phần cần tơi đến nhiệt độ tơi, sau đó làm nguội( phun nhúng)

nhanh trong mơi trường tơi. Đây là trường hợp tơi bề mặt bằng dòng điện

cảm ứng có tần số cao và tơi đầu mút xu páp.







Nung nóng tồn bộ chi tiết đến nhiệt độ sơi, sau đó làm nguội phần cần tơi

trong mơi trường tơi thích hợp. Thông thường cách này kết hợp với tự ram

tiếp theo nên gọi là tôi tự ram. Thực chất của tôi tự ram là sử dụng phần

nhiệt dư trong các phần không bị tôi để ram lại phần đã được tôi.



3.3. Ram

3.3.1. Định nghĩa

Ram là nguyên công bắt buộc sau khi tơi thép bao gồm việc nung nóng thép đã tôi

lên đến nhiệt độ thấp hơn AC 1, giữ nhiệt một thời gian sau đó mang ra để nguội ngồi

khơng khí tĩnh.

3.3.2. Mục đích

- Khử ứng suất dư sau khi tôi. Đây là điều khiến ram trở nên bắt buộc sau khi tôi

thép. Nếu thép sau khi tôi không ram, ứng suất dư kết hợp với ứng suất cơ học

của tải trọng khi làm việc có thể dẫn tới chi tiết bị cong vênh hoặc nứt.

- Chuyển biến mactenxit tôi thành các tổ chức khác tương ứng với các khoảng

nhiệt độ ram nhằm đạt được cơ tính phù hợp theo yêu cầu

3.3.3. Tính chất của thép sau khi ram

Các loại thép cacbon, thép hợp kim thấp và trung bình sau khi ram nói chung độ

bền, độ cứng giảm, độ dẻo, độ co thắt tăng lên.

Thép hợp kim cao không tạo cacbit đặc biệt ram tới 400 – 500 0C độ cứng giãm đơi

chút.

Thép hợp kim cao có chứa W, Mo, V…tạo cacbit đặc biệt khi ram 500 – 560 0C độ

cứng lại tăng lên.



Trang 24



Độ dai va đập của thép cacbon sau khi tôi và ram tăng theo nhiệt độ ram. Đối với

thép hợp kim kết cấu crom, mangan, crom-niken, crom-mangan, sự thay đổi độ dai va

đập như hình:



KCU

nguộ

i nhanh



nguộ

i chậ

m



200



400



600



T,oC



Hình 3.5 Quan hệ giữa độ dai va đập và nhiệt độ ram

Sự giảm độ dai va đập trong khoảng nhiệt độ ram 250 – 350 0C gọi là giòn ram loại

I. Bản chất của hiện tượng giòn ram loại I chưa được làm sáng tỏ và khi ram thép hợp

kim kết cấu nên tránh khoảng nhiệt độ này.

Khi ram ở khoảng nhiệt độ 500 – 600 0C, nếu làm nguội chậm sau khi ram, độ dai

va đập của thép sẽ bị giảm đáng kể. Hiện tượng này gọi là giòn ram loại 2. giòn ram

loại 2 hồn tồn có thể khử được khi làm nguội nhanh từ nhiệt độ ram ( nước hoặc

dầu) hoặc hợp kim hoá thép thêm W và Mo với lượng tương ứng là 1% và 0,5%.

3.3.4. Các phương pháp ram.

- Ram thấp ( 150 – 200 0C) : tổ chức thép đã tôi sau khi ram thấp là mactenxit

ram và ostenit dư. Sau khi ram thấp, độ cứng có giảm chút ít từ 1 – 2 HRC.

Ram thấp áp dụng cho các dụng cụ yêu cầu độ cứng cao, các chi tiết sau khi

thấm cacbon cũng như các chi tiết cần độ cứng , tính chống mài mòn cao.

- Ram trung bình( 350 – 470 0C ): tổ chức thép đã tôi và ram trung bình là trustit

ram có độ cứng khoảng 40 – 45 HRC, có modun đàn hồi đạt giá trị cao nhất.

Ram trung bình áp dụng cho các chi tiết đàn hồi như lò xo, nhíp…..

- Ram cao( 500 – 560 0C ) : tổ chức thép đã tôi và ram cao là xoocbit ram có cơ

tính tổng hợp cao vì thế tơi và ram cao còn được gọi là nhiệt luyện hoá tốt.

Nhiệt luyện hoá tốt thường áp dụng cho các chi tiết chế tạo bằng thép kết cấu

Trang 25



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

c. Trình tự công nghệ sản suất:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×