Thấm cacbon và phủ graphite phủ bằng hồ quang plasma

Nghiên cứu này trình bày phương pháp thấm cacbon bề mặt chi tiết từ thép cacbon thấp CT3 sử dụng hồ quang plasma và lớp phủ graphite. Lớp phủ graphite gồm thành phần chính là bột graphite và thủy tinh lỏng. Kết quả thí nghiệm cho thấy sự thay đổi cấu trúc tế vi và độ cứng theo chiều sâu lớp thấm cacbon.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thấm cacbon và phủ graphite phủ bằng hồ quang plasma LIÊN NGÀNH CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC Thấm cacbon và phủ graphite phủ bằng hồ quang plasma Carburizing and graphite coating by plasma spraying Vũ Văn Huy1, Trịnh Văn Cường2, Nguyễn Thị Liễu2, Mạc Thị Nguyên2, Mạc Văn Giang2 Email: huy241989@gmail.com 1 Trung tâm nhiệt đới Việt - Nga 2 Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 14/4/2020 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 25/6/2020 Ngày chấp nhận đăng: 30/6/2020Tóm tắtNghiên cứu này trình bày phương pháp thấm cacbon bề mặt chi tiết từ thép cacbon thấp CT3 sử dụng hồquang plasma và lớp phủ graphite. Lớp phủ graphite gồm thành phần chính là bột graphite và thủy tinhlỏng. Kết quả thí nghiệm cho thấy sự thay đổi cấu trúc tế vi và độ cứng theo chiều sâu lớp thấm cacbon.Độ cứng bề mặt chi tiết sau khi thấm cacbon đạt 810 HV0.2, chiều sâu lớp thấm đạt 200 μm (chế độmicro-melting), và có thể đạt tới 3 mm (macro-melting). Ưu điểm của phương pháp thấm cacbon này làbề mặt chi tiết không bị nóng chảy hoàn toàn, độ nhám bề mặt Ra = 2-5 μm ở chế độ micro-melting vàthời gian thấm cacbon chỉ diễn ra trong vài giây.Từ khóa: Thấm cacbon bằng plasma; thép cacbon thấp; vùng nóng; độ cứng tế vi; thủy tinh lỏng.AbstractThis paper is presented for carburizing the surface of CT3 low-cacbon steel using plasma arc andgraphite coating. Graphite coating consists mainly of graphite powder and water glass. Experimentalresults indicate the change in the microstructure and the microhardness in the carburizing layer after theplasma treatment. The surface microhardness increased up to 810 HV0.2. The cemented layer depth wasabout 200 μm (micro-melting mode) and 3 mm (macro-melting mode).There are some advantages of thiscarburizing method: there is not a full melting on the surface; low surface roughness Ra = 2-5 μm in micro-melting mode and a short carburizing duration of only about a few seconds.Keywords: Plasma carburizing; low cacbon steel; heat spot; microhardness; sodium silicate.1. ĐẶT VẤN ĐỀ austenite), 2 - trong trạng thái lỏng của vật liệu [7]. Hầu hết các quá trình thấm cacbon đến thời điểmTrong các phương pháp tăng độ cứng cho bề mặt hiện tại được thực hiện theo phương thức 1, tức làchi tiết, thấm cacbon là phương pháp được sử dụng trong trạng thái austenite của vật liệu. Nhưng quárộng rãi, hiệu quả và có tính ứng dụng cao [1-2]. trình khuếch tán cacbon theo phương pháp này bịThấm cacbon được biết đến và sử dụng từ thế kỉ giới hạn bởi hằng số khuếch tán của cacbon trongXVII, đến nay công nghệ thấm cacbon ngày càng mạng lưới tinh thể austenite (Kc = 1,10-6 cm2/s [2],hoàn thiện [2-3]. Trong các phương pháp thấm vì thế quá trình thấm cacbon diễn ra trong thời giancacbon thì phương pháp dùng các nguồn nhiệt dài, dẫn đến những hạn chế nhất định (hiệu suấtcó mật độ năng lượng cao (laser, plasma, chùm thấp, biến dạng chi tiết do nhiệt). Thấm cacbonelectron) và lớp phủ graphite là phương pháp đơn dùng nguồn nhiệt có mật độ năng lượng cao và lớpgiản và hiệu quả, cho phép rút ngắn thời gian thấm phủ graphite được thực hiện theo nguyên lý 2, tứccacbon đến vài giây [3-6]. là trong trạng thái lỏng của bề mặt vật liệu. Hằng sốQuá trình khuếch tán nguyên tử cacbon vào bề khuếch tán cacbon trong trạng thái lỏng lớn hơn rấtmặt chi tiết vật liệu thép xảy ra theo hai phương nhiều (Kc = 7,9.10-5 cm2/s [8]) so với trạng thái rắn,thức: 1 - trong trạng thái rắn của vật liệu (trạng thái điều đó cho phép rút ngắn thời gian quá trình thấm cacbon. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp này là bề mặt chi tiết sau khi thấm ...