Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại... Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại• Vật liệu cốt: • Wolfram: có tính cứng, giòn, có màu trắn
Trang 1TIỂU LUẬN MÔN COMPOSITE
ĐỀ TÀI: SẢN XUẤT LƯỠI CẮT TRONG DỤNG CỤ CẮT KIM LOẠI
Trang 2LỜI MỞ ĐẦU
• Trong cuộc sống ngày nay composite đã được ứng dụng rộng rãi trong đời sống như: các thiết bị trong công ngành công nghiệp, y tế, thiết bị dân dụng, gia dụng,…
• Trong lĩnh vực cơ khí ngày càng đòi hỏi những loại hợp kim cứng dùng làm dụng cụ cắt gọt.
• Trong bài tiểu luận này tôi xin được giới thiệu với các bạn phương pháp chế tạo lưỡi cắt hợp
kim dựa trên nền coban cốt W,Ti, Ta, …
Trang 3NỘI DUNG
• Khái niệm
• Composite cốt hạt là loại vật liệu gián đoạn,
khác sợi là không có kích thước ưu tiên Loại vật liệu composite cốt hạt phổ biến nhất chính
là bê tông, thường lại được gọi ngắn gọn chỉ là
bê tông
Trang 4Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại
Trang 5Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại
• Vật liệu cốt:
• Wolfram: có tính cứng, giòn, có màu trắng xám ánh kim trong điều kiện thường, đặc biệt nóng
chảy ở 3.422 O C, cao nhất trong số tất cả các kim
loại và cao thứ hai trong tất cả các nguyên tố chỉ
sau carbon (C) Wolfram có tỷ trọng 19,25 g/cm 3
(gần tương đương với vàng tinh chất 19,3 g/cm 3 ).Ở nhiệt độ 400 O C, wolfram kết hợp với oxy tạo thành oxit wolfram (WO3) có màu vàng nhạt.
Trang 6Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại
• Vật liệu cốt:
• Tantan: là một kim loại nặng, màu xám nhạt, hơi phơn phớt xanh lam lóng lánh Về tính khó chảy (nhiệt độ nóng chảy của nó là gần 3000 độ C) thì
nó chỉ thua vonfram và reni mà thôi Ngoài độ
bền và độ cứng cao, nó còn có tính dẻo tuyệt với Tantan nguyên chất dễ gia công cơ học, dễ dập,
dễ cán thành lá mỏng (có chiều dày vào khoảng vài phần trăm milimet) và dễ kéo thành sợi
Trang 7Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại
• Vật liệu cốt:
• Titan thuộc nhóm kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao, độ bền riêng cao hơn thép, nhẹ hơn thép và có tính chống ăn mòn cao Sử dụng titan làm nền cho các composite cốt sợi khác nhau như sợi Mo, B, SiC, Be nhằm mở rộng nhiệt độ làm việc lên đến 700 – 800 0 C.
• Titan có tính khả thi công nghệ tốt khi biến dạng nóng,
hàn được, có khả năng giữ được độ bền lâu ( 360 – 1050 Mpa ) ở nhiệt độ cao ( 300 – 450 0 C ) Tuy nhiên, những vật liệu này có biến dạng rất bé ( thậm chí ở nhiệt độ cao ),
vì thế khi chế tạo composite với các sợi giòn, nhất thiết
phải sử dụng cơ chế biến dạng dẻo ( ở nhiệt độ rất cao ).
Trang 8Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại
• Hợp kim cứng (HKC)
• Vật liệu trên cơ sở hỗn hợp những cacbua có
nhiệt độ nóng chảy và độ cứng rất cao (WC,
TiC, vv,) với chất kết dính coban, sắt, niken
(Co, Fe, Ni) có khả năng chống mài mòn cao, chịu được môi trường ăn mòn và nhiệt độ cao HKC được sử dụng rộng rãi để chế tạo các
dụng cụ cắt, khuôn cối, khoan địa chất và nhiều lĩnh vực đặc biệt khác
Trang 9Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế
tạo lưỡi cắt kim loại
• Thành phần chủ yếu của mọi loại hợp kim
cứng là cacbit: WC (chiếm tỷ lệ cao nhất),
TiC, TaC rất cứng và nhiệt độ chảy rất cao,
ngoài ra còn có lượng nhỏ côban làm chất dính kết, nhờ vậy bảo đảm độ cứng, tính chống mài mòn và cứng nóng rất cao, hơn nữa đây là bản chất tự nhiên không phải qua nhiệt luyện
Trang 10Ứng dụng của composite cốt hạt trong chế tạo lưỡi cắt kim loại
• Hợp kim cứng được chế tạo qua các bước sau:
- Tạo bột cacbit bằng cách hoàn nguyên WO3 bằng hyđrô ở 700 - 9000C được bột W rồi đem nghiền, sàng lấy cỡ hạt nhỏ 0,10 - 0,15 đến 3 - 5μm, m, sau đó trộn bột W với bồ hóng và nung lên 14000C trong 1h để được bột WC.
- Trộn bột cacbit với bột Co ,TaC, TiC, WC….trong nhiều giờ cho thật đều rồi đem ép thành lưỡi cắt nhỏ, hình dạng đơn giản.
- Thiêu kết: Chi tiết sau khi được ép tạo hình được đưa vào thiêu kết T 0
thiêu kết = (0,7 - 0,9) T 0 chảy của kim loại chủ yếu ,ta nung ở nhiệt độ
cao (14500C) để Co biến mềm, bắt đầu chảy, dính chặt các hạt cacbit với nhau thành khối chắc
-Gia công lần cuối: hóa nhiệt, nhiệt luyện
Trang 11Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
Trang 12Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Các loại bột được trộn đều, ép thành miếng theo dạng tiêu chuẩn, kiểm tra lại hình dạng
Trang 13Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert)
của dụng cụ cắt kim koại
Các loại bột được trộn đều, ép thành miếng
theo dạng tiêu chuẩn, kiểm tra lại hình dạng .
Trang 14Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Thiêu kết insert, sau thiêu kết, thể tích insert chỉ còn 50% so với trước thiêu kết
Trang 15Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Mài lại insert, đạt kích thước theo tiêu chuẩn
Trang 16Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Với insert gốm hay CBN, phải mài sửa lưỡi để tăng cứng
Trang 17Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Với 1 số kiểu insert, phải vê tròn phần lưỡi cắt
để tăng cứng
Trang 18Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Phủ insert, với nhiều lớp phủ khác nhau
Trang 19Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Phủ insert, với nhiều lớp phủ khác nhau
Trang 20Quy trình chế tạo lưỡi cắt (insert) của
dụng cụ cắt kim koại
• Kiểm tra lần cuối, in ký hiệu, đóng hộp và lưu kho
Trang 21Một số sản phẩm:
Trang 23Kết luận
• Các composite cùng tinh có nền coban hoặc hợp kim Co-W… có cơ tính và độ bền nóng rất cao nhưng nó bị hạn chế sử dụng do chính bởi sự hạn chế sử dụng của coban.
• Composite cốt hạt nền hạt mịn ( Co, Wc,Ti, Ta ) được ứng dụng làm lưỡi cắt của dụng cụ cắt kim loại , chống mài mòn rất cao, cứng nóng rất cao, cắt được với tốc độ rất cao (hàng trăm
m/min), nhưng có nhược điểm là giòn.