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

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008

31

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NGUỘI CƯỠNG BỨC

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NHIỆT LUYỆN CHI TIẾT LỚN

Đinh Bá Trụ (Học viện Kĩ thuật Quân sự) - Trần Đức Hưng ( Z179, Bộ Quốc phòng)

1. Đặt vấn đề

Các chi tiết máy làm việc trong điều kiện tải trọng lớn như bánh răng, chi tiết vũ khí, các

loại trục đều phải qua xử lí nhiệt tôi - ram. Yêu cầu cơ bản là bảo đảm tổ chức nhỏ mịn và tính

năng đồng đều trên toàn tiết diện và trong lô sản xuất. Nhưng các chi tiết có hình dáng phức tạp

xảy ra trường hợp chất lượng không tốt do điều kiện nung không đồng đều, điều kiện làm nguội

với các tốc độ khác nhau tại các điểm và đối với các chi tiết trong lô. Một trong nguyên nhân

gây khuyết tật là nhiệt độ môi trường tôi.

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.

Do yêu cầu sản xuất sản phNm có chất lượng, một thiết bị nguội cưỡng bức đã được thiết

kế và chế tạo.

2. Cơ sở lí thuyết

Môi trường tôi phải đáp ứng các yêu cầu:

- Có thuộc tính làm nguội thích hợp, đối với thép cacbon và thép hợp kim thấp, khi

nguội trên 6500C, ôstennit có tính ổn định cao có thể nguội chậm, nhưng khi nhiệt độ dưới

650~4000C cần có tốc độ nguội nhanh, sau đó dưới điểm Ms có tốc độ nguội chậm lại. Tuy

nhiên, để tạo được môi trường tôi phù hợp với từng mác vật liệu và từng loại hình dáng kích

thước là rất khó. Đối với thép hợp kim thường sử dụng dầu.

- Môi trường tôi có tính ổn định tốt, không bị phân giải trong quá trình sử dụng, không

biến chất. Dầu là một chất có độ phân hủy chậm.

- Làm nguội đồng đều, đối với chi tiết phức tạp, tại các bề mặt khác nhau tốc độ làm

nguội khác nhau. Sự đồng đều đó phụ thuộc loại dầu, chất lượng dầu, điều kiện khuấy đảo dầu.

- Sau khi tôi không gây bNn trên bề mặt.

Khi chi tiết nhúng trong dầu, xảy ra 3 giai đoạn: Lớp dầu bề mặt sôi, hình thành màng bọt

trên bề mặt chi tiết và truyền nhiệt đối lưu kim loại – dầu, nên khi tôi cần sử dụng môi trường tôi

và thao tác để khử tác động xấu của 2 giai đoạn đầu, nhanh chóng truyền nhiệt làm nguội.

Thế giới đã xuất hiện rất nhiều loại môi trường tôi, nhưng tại Việt Nam, thông thường

vẫn chọn dầu làm môi trường tôi. Tốc độ nguội (độ/s) của dầu trong khoảng nhiệt độ thép

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

độ nguội giảm đi và giảm khả năng tôi của dầu, ngoài ra dầu dễ bốc cháy, bốc mùi.