cong nghe xua li vat lieu

+ Điều kiện làm việc của chi tiết máy, dụng cụ - Bulong được dung để ghép các chi tiết máy, chiều dày không lớn lắm, làm bang vật liệu có độ bền thấp.. 2, Chọn vật liệu gia công a, Yêu c

I, Đặc điểm và điều kiện làm việc của chi tiết máy, dụng cụ.

1, Đặc điểm và điều kiện làm việc của chi tiết máy, dụng cụ.

- Có thể cố định chi tiết máy ở bất kỳ vị trí nào nhờ khả năng tự hãm của ren.

- Dễ tháo lắp, giá thành hạ (vì ren được tiêu chuẩn hoá và chế tạo bằng các phương pháp đạt năng suất cao)

- Nhược điểm: Có sự tập trung ứng suất ở chân ren do dó làm giảm sức bền mỏi

của mối ghép

+ Điều kiện làm việc của chi tiết máy, dụng cụ

- Bulong được dung để ghép các chi tiết máy, chiều dày không lớn lắm, làm bang vật liệu có độ bền thấp

- Chịu ứng suất kéo ngang

- Xảy ra hiện tượng mòn và Oxy hóa chân răng

- Hiện tượng cong vênh khi rung động

 Biện pháp: chọn vật liệu, chọn điều kiện nhiệt luyện thích hợp

2, Chọn vật liệu gia công

a, Yêu cầu chung đối với thép chế tạo máy :

+ Về cơ tính:

- Tính chất cơ bản là khả năng chịu tải trọng tĩnh và tải trọng va đập do vậy yêu cầu cơ bản là độ bền cao và độ dẻo dai tốt phù hợp với điều kiện của tải trọng , độ bền cao sẽ giúp tạo ra các máy khỏe (có công suất cao) hơn , nhẹ

và nhỏ gọn hơn, giá thành hạ hơn.Do đó phải dùng thép phù hợp và nhiệt luyện đảm bảo.Trong chế tạo máy về độ bền càng coi trọng gới hạn chảy hơn vì các chi tiết khi lắp ghép không cho phép biến dạng dẻo khi làm việc

- Độ dai va đập rất quan trọng đối với chi tiết chịu tải trọng va đập vì phải tăng tải một cách đột ngột nó đảm bảo khỏi phá hủy giòn

- Ngoài hai chỉ tiêu cơ bản trên nhiều chi tiêt máy đòi hỏi độ cứng bề mặt cao

để đảm bảo tính chống mòn khi làm việc bị ma sát và cọ sát nên đòi hỏi giới hạn mỏi cao

+ Tính công nghệ : đảm bảo khả năng tạo hình tốt khi gia công tính chảy loãng , khả năng gia công nguội, gia công cắt gọt

+ Tính kinh tế: hợp lý với từng loại sản phẩm và khả năng làm việc

+Thành phần hóa học : phải phù hợp

Đặc điểm của thép cacbon kết cấu : hàm lượng cacbon quyết định cơ tính và tính công nghệ của thép Do vậy thép kết cấu được chia ra khá chặt chẽ từ 0,1-0,6% và tùy theo các yêu cầu khác nhau chia ra làm ba loại :

+ Nhóm yêu cầu nặng về độ dẻo dai thành phần cacbon thấp 0,1-0.25% muốn có

độ bền tốt phải tôi + ram thấp muốn có độ cứng bề mặt cao cần phải thấm cacbon + Nhóm yêu cầu nặng về giới hạn chảy có độ dai: thành phần cacbon từ 0,3-0,5%

và tôi + ram cao

b, Yêu cầu đặt ra với vật liệu trục

• Đảm bảo tính chịu nhiệt tốt

• Đảm bảo độ cứng để chống mài mònNói chung là cơ tính tổng hợp phải tốt

II, Đặc điểm và tính chất vật liệu chọn

• Tính hàn tốt: yếu tố hang đầu

• Tính chốn monftrong khí quyển: thép C bị ăn mòn va gỉ trong khí quyển và trong không khí ẩm=> thường thêm một thành phần nhỏ Cu, Cr, Ni

b, Thép Cacbon.

• Có hàm lượng Các bon thấp và trung bình (C =< 0,65%)

• Nguyên tố hợp kim được dùng với lượng ít (1-3%)

• Nhiệt độ bắt đầu cán (1170- 12200C) kết thúc (900-9500C)

• Giới hạn đàn hồi và giới hạn chảy thấp(<300MPa) độ dẻo cao(15-30%)

• Kết thúc cán ở nhiệt độ càng thấp => hạt nhỏ, cơ tính tốt, tính năng kỹ thuật cao.

c,Thép Dụng Cụ

• Chế tạo: Dụng cụ cắt, thép làm khuôn dập nguội, làm khuôn dập nóng, thép làm dụng cụ đo

• Hàm lượng Các bon cao( C>0,7%)

• Có hàm lượng nguyên tố hợp kim cao

• Độ cung cao(>60HRC) , tính chống mài mòn cao, tinh cứng nóng(600- 6500C)

• Thời gian nung phôi dài, nhiệt độ nung cao lượng Các bon thoát ra nhiều

• Hàm lượng Các bon Thấp và trung bình

• Nguyên tố hợp kim cao Bảng: Quy định thành phần thép hợp kim

• Nhiệt độ bắt đầu cán (1100- 11600C) kết thúc ( 870 –

9500C)

• Chưa Tôi – Ram cơ tính không cao hơn thép Các bon

• Sau khi Tôi – Ram độ bền rất cao, sự tăng bền, độ dẻo- độ dai lại giảm đi

• Khi làm việc ở nhiệt độ cao hơn 2000C, nguyên tố hợp kim

sẽ cản trở khả năng khuếch tán của C, làm mactenxit phân hóa và cacbit kết tụ,

• Tính chống dão 6000C

• Tính chống Oxy hóa tới 800 – 10000C

• Tính chất vật lý: tạo thép không gỉ, tính giãn nở và đàn hồi,thép có từ tính hoặc không có từ tính

3.Vật liệu chọn gia công

• Để gia công Bulong Biên

• Tôi cải thiện đạt 24 – 33 HRC

• Chọn vật liệu chế tạo: Thép cán hợp kim

• Là nguyên tố phổ biến trong tất cả các loại thép

• Làm tăng độ cứng, chống ăn mòn, tôi thấm chi tiết

• Có cơ tinh tổng hợp , phù hợp với nhu câu sử dụng

• Nguyên tố cacbit mạnh, hòa tan vào Austenit(9000C)

• Nâng cao nhiệt độ tới hạn Ac1 và hạ thấp Ac3 ngăn cản sự lớn lên của Tinh thể

• Cải thiện tính chống ram, độ bền ở nhiệt độ cao, do đó tạo

ra cacbit nhỏ mịn khi ram, hóa bền tiết pha, mềm của mactenxit ở nhiệt độ này

• Tăng độ chống mài mòn và Oxy hóa của chi tiết

• Cải thiện khả năng chống mòn cho thép trong khí quyển( độ bền chống ăn mòn tăng 4 lần)

• Nó tạo ra lớp oxyt bảo vệ( oxyt sắt và oxyt đồng

60080010001200oC

• Làm nguội trong Dầu sau đó Ram Thấp

III, Sơ Đồ Quá Trình Sản Xuất và Chế Độ Công Nghệ.

3.1 Sơ Đồ Quy Trình Công Nghệ

3.2 Tính Toán Chế Độ ( Thông Số Công Nghệ)

3.2.1 Dập đầu Bulong

-Khái niệm: công nghệ tạo hình khố là một phần của công nghệ gia công kim

loại bằng áp lực, nhờ tính dẻo của kim loại lam biến dạng phôi hoặc điền đầy kim loại vào lòng khuôn hoặc làm kim loại chảy qua lỗ thoát của cối hoặc của chày để tạo ra chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu

a ưu điểm

- quá trình biến dạng dẻo kim loại trong quá trình tạo hình khối có cấu trúc tinh thểkim loai bị thay đổi( giảm độ hạt) tạo ra các thớ kim loại phù hợp, làm cho độ bền

và độ cứng của chi thiết tăng lên

- quá trình dập tạo hình khối sẽ tiết kiệm nhiều kim loại nhất là sản xuất hang khối

và hang loạt lớn=> giam giá thành

- độ bền và độ cúng tăng nên kích thước chi tiết giảm, chi tiết gọn nhẹ

- thao tác đơn giản không cần thợ bậc cao

- chế tạo được các chi tiết nhỏ và cả các chi tiết rất lớn

b nhược điểm:

- gia công ở trạng thái nóng: chất lượng bề mặt chi tiết giảm, độ chính xác không cao

- môi trường làm việc gây hại sức khỏe: nóng, khí độc, bụi

Quá trình Dập Đầu Bulong Bien

Dập chi tiết dạng nguội hoặc Dập bán nóng với nhiệt độ

• Cắt ren bằng dao tiện ren

 Chọn gia công ren: cán ren.

• Đặc điểm gia công cắt ren

• Phoi cắt rất mỏng, kích thước lớp cắt luôn thay đổi trongquá trình cắt

• Khi tiện ren bằng dao hai lưỡi( ren tam giác) dao 3 lưỡi( ren vuông, ren hình thang) cùng tham gia qua trinh cắtren thì việc thoát phoi trở lên khó khăn, lực cắt lớn

• Khi cắt ren bằng taro, bàn ren, điều kiện tản nhiệt kém,khó thoát phoi, dễ kẹt phoi dẽ gãy taro và chi tiết gia công

• Độ chính xác cao hơn cán ren.

• Dễ gia công phương pháp mài ren

 Sản xuát hàng khối yêu cầu độ chính xác không cao: phương pháp Cán ren

 Sản xuất dơn lẻ, độ chính xác cao: phương pháp mài răng

 Sản xuát hàng loạt dung phương pháp cắt ren

3.2.3 Tôi ( Tôi thể tích)

- Là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng chi tiết đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn Ac1 hoặc Ac3 ,làm xuất hiện tổ chức austenit sau khi giữ nhiệt chochi tiết trong khoảng một thời gian nhất định rồi được làm nguội nhanh thích hợp

để austenit chuyển hoá thành Mactexit hay các tổ chức không ổn định khác có độ cứng và độ bền cao

3.2.1 Chọn nhiệt độ tôi cho thép.

a Đối với thép Cacbon

- nhiệt độ tôi của thép được xác định the giản đồ Fe-C nhờ điểm tới hạn Ac1 và Ac3

- Đối với thép trước cùng tích và cùng tích (=< 0,8%)

+ Tot = AC3 + (30 - 50) 0C tạo ra trạng thái hoàn toàn la Au

+ tổ chức đạt được sau tôi là M + Au dư

+ tôi hoàn toàn

-Đối với thép sau cùng tích (>0,8%C)

+ Tot = AC1 + (30 - 50) 0C tạo ra trạng thái hoàn toàn(Au + XeII)

+ tổ chức sau khi tôi là M+ XeII + Au dư

+ tôi không hoàn toàn

b Đối với thép hợp kim.

- Đối với thép hợp kim thấp ( tổng HK =< 2,5%)

Tot = Tot của thép các bon + (10 -20) 0C

-Đối với thép HK trung bình và Cao ( tông HK > 2,5%)

Tra theo sổ tay nhiệt luyện với từng mác thép

3.2.2 Chọn môi trương tôi.

+ tổ chức đạt được sau khi tôi Mactexit

+ là môi trường tôi cho thép cabon, không thích hợp cho các chi tiết phức tạp

b Dung Dịch xút và dung dịch muối.

- các dung dich muối NaCl, Na2CO3(10%) và dung dich xút (NaOH,KOH) với nồn

độ thích hợp là các môi trường tôi mạnh nhất

- Đặc điểm

+ tốc độ nguội dạt (1100-12000C/s)

+ tăng khả năng tôi cứng của thép do tốc độ nguội ở nhiệt độ cao tăng

+ tổ chức dạt được sau tôi Mactenxit

+ ít gây cong vênh nứt vì không tăng tốc độ nguội ở nhiệt độ thấp

+ tốc độ nguội ở 200 – 300 0C khoảng (20-250C/s) nên tránh được cong vênh, nứt.+ là môi trương tôi gây hại sức khỏe và môi trường.

+ tổ chức đạt được sau khi tôi là Mactenxit

+ thường dung tôi thép hợp kim và thép cacbon có tiết diện phức tạp

 Do chi tiết là HK và khối lượng nhỏ yêu cầu độ chính xác cao nên ta chọn môi

trường tôi cho chi tiết là  DẦU

3.2.3.1 tính toán thông số công nghệ.

Nhiệt độ ban đầu của lò trước khi cho chi tiết nung vao là 250C

Nhiệt độ cần nung tới là 8800C

Thời gian nung

Công suất thiết kế lò

5 , 1 2 ,

tk

t t F

(2)Trong đó:

tk

N

: công suất thiết kế của lò

Fm =5,314.10-3 Sbề mặt hấp thụ nhiệt của chi tiết

125

; 20

, 0 10

60 20 880 002675 ,

0 125 3 ,

=> Điều kiện (2) không thỏa mãn => nhiệt độ lò thay đổi, dòng lò không đổi.Điều kiện xảy ra khi ta xếp các chi tiết vào thì nhiệt bị thoát ra qua cửa lò và cung cấp cho chi tiết

Sơ đồ biểu thị sự thay đổi nhiệt độ của lò và chi tiết khi nung

Xác đinh điều kiện Nung qua chỉ tiêu Bi-Ô

• Trường hợp 1: Nhiệt độ môi trường lò không đổi-Lượng nhiệt cung cấp trong cho vật nung trong khoảng thời gian nhất định tương đương với giá trị thay thay đổi hàm nhiệt qua công thức:

Q=αF2(t1 – t2)dt=cmdt2

Trong đó α: hệ số truyền nhiệt W/m2K  α=125

F2 diện tích bề mặt hấp thụ m2

F2=3,14Dl+2.3,14D2/4=2,657.10-3m2

m khối lượng của chi tiết m= 0.06kg

c nhiệt dung riêng của chi tiết J/kg.K  c=0,55kJ/kgK=550J/kg/K

t1 nhiệt độ môi trường lò oC

t1 nhiệt độ chi tiết oC

dt, dt2 vi phân của thời gian và nhiệt độ

t t

F

mc

2 1

2 1 2

550 06 , 0

3

=440s = 7.3 phút

• Trường hợp 2: Nhiệt Độ Lò Thay Đổi

Công suất hữu ích của lò kW

α F m.(t1 −t2)= N h

(4) Trong đó: t1 ; t2: là nhiệt độ của lò và chi tiết thay đổi khi nung

Fm: Sbề mặt hấp thụ nhiệt của chi tiết

Nh: công suất hữu ích

F

M c N

t t m c

.

.

m c

2 1 2

ln

.

−

=

α α

τ

(s)

- Tổng thời gian nung là :

τn = τ1+ τ2

Áp dụng vào bài toán ta có:

- Nhiệt dung riêng của thép 40Cr

7 , 0

Áp dụng CT:

( c)

h

t k t F

N n

Nhưng do kích thước của lò đã chọn thì buồng lò có diện tích là

Thời gian nung của giai đoạn I là:

4 , 1 125

44 , 31 550 17000

) 20 880 ( 44 , 31 550

.

. 1 2

m b

d

F

M c N

F

N F

m

c

c m

h m

7 , 3 225 )

870 880 (

, 1 125

17000 ln

4 , 1 125

44 , 31 550

ln

.

.

.

2 1

2

τ

-Thời gian giữ nhiệt

Để đảm bảo điều kiện giữ nhiệt sao cho P hòa tan cacbit và đông dều ostenit cũng như làm đồng đều nhiệt độ giữa các bề mặt và tâm dư chi tiết

Ta chọn Tôi trong LÒ BUỒNG ĐIỆN TRỞ.

+Đưa chi tiết dọc theo chiều dài của nó  tránh Vênh

τ

Tính toán quá trinh làm nguội.

Do chi tiết nhỏ và dễ bi cong vênh khi lam nguội trong các môi trương Nước,

Axut, môi trương Kiềm  môi trường làm nguội là Dầu

Thép HK 40Cr ta chọn môi trường tôi trong Dầu 100-1500C/s

thoi gian nung (t)

nhiet do nung oC 880

17phut 5phut

Dau (100-150)

20

3.2.4 Ram thép

- Ram là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã qua tôi đến nhiệt độ thấp hơn

Ac1 giữ nhiệt để Mactenxit va Austenit dư phân hóa thành các tổ chức cơ tính phù hợp rồi làm nguội

- Mục Đích

+ làm giảm ứng suất bên trong để không gây ra nứt , cong vênh, gãy hư hỏng chi tiết làm việc,

+ Biến tổ chức Mactenxit và Austenit dư thành các tổ chức khác có cơ tính thích hợp với điều kiện làm việc của chi tiết

3.2.4.1 Các phương pháp Ram

a Ram thấp

- Là phương pháp Ram ở nhiệt độ 150- 2500C tổ chúc nhận được Mactenxit Ram

- Đặc Điểm

+ Dùng cho chi tiết tôi > 59HRC

+ Ứng suất bên trong giảm

+ cải thiện độ dai cho chi tiết

+ Độ cứng sau khi Ram có thể giảm 1-3HRC

+áp dụng cho các loại dao cắt, , dập nguội, chi tiết sau khi thấm cacbon

b Ram trung bình

- là phương pháp Ram ở nhiệt độ 300-4500C tổ chức nhận được là Trustit Ram

- Đặc điểm

+ ứng suât bên trong được loại bỏ hoàn toàn

+ làm tăng tính dẻo, dai của chi tiết

+ độ cứng sau khi Ram 44- 45 HRC

+ áp dụng cho các chi tiết như lò xo, nhíp, khuôn rèn, khuôn dập nóng cần độ cứng cao và đàn hồi tốt

c Ram cao

- là phương pháp ram ở nhiệt độ 500- 6500C tổ chức nhận được là Xoobit ram

 Do đặc điểm của thép Tôi cải thiện đạt 24-33HRC

 Để đạt độ cứng cho Lõi ta dung  Ram Cao

 Để chống mòn, có độ cứng vững cao, sau tôi bề mặt chọn  Ram Thấp

3.2.4.2Tính toán thông số công nghệ

a Ram Cao

- nhiệt độ Ram 500 – 600 0C  chọn t= 5000C

- thời gian nung

• Công thức và phương pháp xếp chi tiết trong lò nung

Kinh nghiệm nung

tNung= a x k x D (s)

Trong đó: D - Đường kính chi tiết cần nung (mm)

a - Hệ số nung nóng (ph/mm) (Tra bảng)

k -Hệ số phụ thuộc cách xắp sếp chi tiết trong lò nung

Bảng2: Hệ số nung nóng cho các trường hợp khác nhau

600 0 C

lò buông điện trở

750-850 0 C

lò muối

800-900 0 C

Lò buông điện trở

1100-1300 0 C Muối điện cực Thép Cacbon

Φ < 50 mm

Φ<50mm

0.3-0.4 0.4-0.45

1-1.2 1.2-1.5 Thép hợp

kim

Φ<50mm

Φ>50mm

0.45-0.5 0.5-0.55

1.2-1.5 1.5-1.8

• Thời gian làm nguội

Làm nguội ngoài không khí

thoi gian nung (t)

nhiet do nung oC 500

18phut 9phut

khong khi tinh

IV Chọn thiết bị nhiệt luyện

4.1 Dập bulong

Thông số kỹ thuật của máy H300

Thông số kỹ thuật:

Tên máy: máy cán YC 20

Khả năng gia công: đường kính ngoài:5-22mm

Phác họa chi tiết Điều kiện kỹ thuật

Nhiệt

độ Nung(0C)

Thờigiantiếnhành(p’)

Môitrươngnung

bulong

Gia công

áp

nhiet do nung oC

25 880

18phut 5phut

Dau (100-150)

TK14-2-3chiếc/1loạt9

Ram

cao

khí tĩnh

thoi gian nung (t)

nhiet do nung oC 500

18phut 9phut

khong khi tinh

1

Giữnhiệt

1

2

Làmnguội

TK14-2-3chiếc/1loạt

-

•