Kỹ thuật vật liệu - CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ BỀN BỀ MẶT

Là phương pháp biến dạng lớp bề mặt của thép đến mộtchiều sâu nhất định làm cho mạng tinh thể của lớp này bị xô lệchÞ bị biến cứng, độ bền độ cứng tăng lên. Chi tiết có độ cứng bềmặt cao còn trong lõi vẫn giữ được độ dẻo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật vật liệu - CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ BỀN BỀ MẶT CHƯƠNG 7: CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ BỀN BỀ MẶT7.1. BIẾN CỨNG BỀ MẶT7.1.1. Nguyên lý a, Định nghĩa - Là phương pháp biến dạng lớp bề mặt của thép đến một chiều sâu nhất định làm cho mạng tinh thể của lớp này bị xô lệch ⇒ bị biến cứng, độ bền độ cứng tăng lên. Chi tiết có độ cứng bề mặt cao còn trong lõi vẫn giữ được độ dẻo. b, Đặc điểm - Dưới tác dụng của ứng suất khi biến dạng γ dư → M ⇒ làm tăng độ cứng và tính chống mài mòn cuả bề mặt; - Lớp bề mặt có ứng suất nén dư do vậy tăng giới gạn bền m ỏi; - Làm mất đi khá nhiều các tật hỏng ở bề mặt như vết khía, r ỗ làm giảm nguồn gốc sinh ra các vết nứt mỏi. 1 7.1. BIẾN CỨNG BỀ MẶT7.1.2. Các phương pháp biến cứng bề mặta, Phun bi - Phun những hạt làm bằng thép lò xo đã qua tôi hay gangtrắng với kích thước 0,5 ÷ 1,5mm lên bề mặt chi tiết với tốc độđạt đến 50 ÷ 100m/s, chiều sâu của lớp hoá bền đạt đến 0,7mm. - Áp dụng phun bi cho các chi tiết làm bằng thép cứng bằnghợp kim nhôm: lò xo treo, nhíp ô tô, bánh răng hộp tốc độ và cầusau của ô tô, các loại trục thanh truyền. .v.v.. 2 7.1.2. Các phương pháp biến cứng bề mặtb, Lăn ép - Lăn ép được thực hiện ở trên máy cán có gá lắp một hay nhiều bi hoặc con lăn ép lực lên chúng là nhờ lò xo hay hệ thống thuỷ lực. - Chiều sâu của lớp biến cứng bề mặt tới 15mm, thường áp dụng cho các chi tiết lớn.c, Dập - Là hình thức biến dạng bề mặt kim loại bằng va đập được gá lắp trên máy hoặc thực hiện bằng tay. - Lớp biến cứng có thể sâu tới 35mm, được áp dụng trong chế tạo máy để hoá bền các chi tiết lớn của thiết bị rèn ép, máy nén thuỷ lực. 3 CHƯƠNG 7: CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ BỀN BỀ MẶT7.2. TÔI BỀ MẶT THÉP7.2.1. 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. - Áp dụng đối với thép Cacbon trung bình 0,35 ÷ 0,55%CGồm 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. 4 7.2. TÔI BỀ MẶT THÉP7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số caoa, Nguyên lý nung nóng bề mặt - Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ - Chiều sâu của lớp bề mặt có dòngđiện chạy qua ∆ tỉ lệ nghịch với tần số f Hình 4.21 của nó theo công thức: ρ ∆ = 5030 µ. f ∆ : chiều sâu lớp bề mặt có mật độ dòng điện cảm ứng cao, cm; ρ: điện trở suất của kim loại nung, Ω .cm; µ: độ từ thẩm của kim loại nung m/A; f: tần số của dòng điện Hz. 5 7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số caob, 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 di ện; - Chiều dày lớp tôi tương ứng với thiết bị có tần số và công suất như sau: ∆ = 4 ÷ 5mm cần f = 2500 ÷ 8000Hz, P ≥ 100kW; ∆ = 1 ÷ 2mm cần f = 66000 ÷ 250000Hz, P = 50 ÷ 100kW. 6 7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số caoc, Các phương pháp tôi - Nung nóng rồi làm nguội toàn bề mặt, áp dụng cho cácbề mặt tôi nhỏ; - Nung nóng rồi làm nguội tuần tự từng phần riêng biệt, ápdụng khi tôi bánh răng, trục khửu; - Nung nóng rồi làm nguội liên tục liên tiếp, áp dụng đốivới các chi tiết dài. 7 7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số caod, Tổ chức và tính chất của thép sau khi tôi cảm ứng * Tổ chức - Nhiệt độ chuyển biến pha Ac1, Ac3 nâng cao lên do vậy độ tôi phải lấy cao hơn so với tôi thể tích thông thường là 100 ÷ 2000C; - Độ quá nhiệt cao nên tốc độ chuyển biến pha khi nung rất nhanh, thời gian chuyển ngắn hạt γ nhỏ mịn nên sau khi tôi được M rất nhỏ mịn; - 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. 8 7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao* Cơ tính - Sau khi tôi cảm ứng thép có cơ tính là: + Bề mặt độ cứng đạt 55 ÷ 62HRC; + Lõi dẻo dai khoảng 20 ÷ 30HRC; + Lớp bề mặt chịu ứng suất nén dư có thể tới 800N/mm 2.⇒ Do đó chi tiết sau tôi có những đặc điểm dau: + Vừa chịu được ma sát, mài mòn vừa c ...