CHUONG 7-VL

5
7.2. TÔI BỀ MẶT THÉP
7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao
- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
a, Nguyên lý nung nóng bề mặt
Hình 4.21
- Chiều sâu của lớp bề mặt có dòng
điện chạy qua ∆ tỉ lệ nghịch với tần số f
của nó theo công thức:
∆: 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.
f.
5030
µ
ρ
=∆
6
7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao
b, 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 diện;
- 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.
7
7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao
c, Các phương pháp tôi
- Nung nóng rồi làm nguội toàn bề mặt, áp dụng cho các bề
mặt tôi nhỏ;
- Nung nóng rồi làm nguội tuần tự từng phần riêng biệt, áp
dụng khi tôi bánh răng, trục khửu;
- Nung nóng rồi làm nguội liên tục liên tiếp, áp dụng đối với
các chi tiết dài.
8
7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao
d, Tổ chức và tính chất của thép sau khi tôi cảm ứng
* Tổ chức
- Nhiệt độ chuyển biến pha Ac
1
, Ac
3
nâng cao lên do vậy độ
tôi phải lấy cao hơn so với tôi thể tích thông thường là 100 ÷
200
0
C;
- 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.
9
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 chịu tải trọng tĩnh và
va dập cao, rất thích hợp với bánh răng trục truyền, chốt trục
khuỷu,…
+ Chịu mỏi cao;
+ Chịu uốn, xoắn tốt.
10
7.2.2. Tôi bằng dòng điện cảm ứng có tần số cao
e, Ưu, nhược điểm
* Ưu điểm
- Năng suất cao do thời gian nóng ngắn;
- Chất lượng tốt: tránh được các khuyết tật như Ôxy hoá,
thoát cacbon, độ biến dạng thấp;
- Dễ cơ khí hoá, tự động hoá.
⇒ Tôi cảm ứng được đáp ứng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt
lớn cho các chi tiết mà bề mặt không quá phức tạp.
* Nhược điểm
- Khó áp dụng cho các chi tiết có hình dáng phức tạp, tiết
diện thay đổi đột ngột;
- Khi sản xuất đơn chiếc hàng loạt nhỏ, tính kinh tế thấp.
7.2.3. Tôi bằng ngọn lửa
- Tham khảo
11
CHƯƠNG 7: CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ BỀN BỀ MẶT
7.3. HOÁ NHIỆT LUỆN
7.3.1. Nguyên lý chung
- Hoá nhiệt luyện là phương pháp nhiệt luyện như thấm, bão
hoà nguyên tố hoá học vào bề mặt của thép bằng cách khuếch
tán ở trạng thái nguyên tử từ môi trường bên ngoài vào và ở nhiệt
độ cao, để làm thay đổi thành phần hoá học do đó làm biến đổi tổ
chức và tính chất của lớp bề mặt theo mục đích đã định.
a, Định nghĩa và mục đích
12
7.3.1. Nguyên lý chung
Mục đích:
+ Nâng cao độ cứng, tính trống mài mòn và độ bền mỏi của
chi tiết với hiệu quả cao so với tôi bề mặt như thấm Cacbon, Ni-
tơ, Cacbon – Nitơ;
+ Nâng cao tính chống ăn mòn điện hoá và hoá học như
thấm Crôm, Al, Si.
b, Các giai đoạn hoá nhiệt luyện
Khi tiến hành hoá nhiệt luyện người ta đặt chi tiết thép vào
môi trường (rắn, lỏng, hoặc khí) có khả năng phân hoá ra
nguyên tử hoặc nguyên tố cần thấm (khuyếch tán) rồi nung
nóng đến nhiệt độ thích hợp. Các giai đoạn nối tiếp nhau xảy ra
như sau:
13
7.3.1. Nguyên lý chung
+ Phân hoá:
- Là quá trình phân tích phân tử, tạo nên nguyên tử hoạt của
nguyên tố cần định thấm.
+ Hấp thụ:
- Là giai đoạn nguyên tử hoạt được hấp thụ vào bề mặt thép
với nồng độ cao, tạo ra độ chênh lệch nồng độ giữa bề mặt và
lõi.
+ Khuyếch tán:
- Là giai đoạn nguyên tử hoạt ở lớp hấp thụ sẽ đi sâu vào bên
trong theo cơ chế khuyếch tán, tạo nên lớp thấm với chiều sâu
nhất định.
14
7.3.1. Nguyên lý chung
c, Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian
+ Nhiệt độ
- Nhiệt độ càng cao, chuyển động nhiệt của nguyên tử càng
mạnh, tốc độ khuyếch tán càng lớn, lớp thấm càng chóng đạt
chiều sâu quy định.
+ Thời gian
- Ở nhiệt độ cố định, kéo dài thời gian cũng giúp nâng cao
chiều sâu lớp thấm;
- Chiều sâu lớp thấm phụ thuộc vào thời gian theo quan hệ:

Xem chi tiết: CHUONG 7-VL