CHỌN THÉP VÀ XÁC ĐỊNH QUÁ TRÌNH NHIỆT LUYỆN ĐỂ ĐIỀU CHẾ PISTON Bài Tập 04 môn Vật Liệu Học. Đây là bài tập 04 môn Vật Liệu Học, bài làm có các hình ảnh và các tài liệu tham khảo cụ thể. Đảm bào là tài liệu tốt nhất, trình bày đẹp nhất mà các bạn đã tìm được
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA : ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
**o0o**
BÀI TẬP MÔN HỌC VẬT LIỆU HỌC
BÀI TẬP IV
CHỌN THÉP VÀ XÁC ĐỊNH QUÁ TRÌNH NHIỆT LUYỆN ĐỂ ĐIỀU CHẾ PISTON
( NHÓM 11- Thứ 4 :Tiết 11 12, E1.406 )
GV: Cô PHẠM THỊ HỒNG NGA NHÓM 11:
1 PHAN THẾ QUANG MSSV:15146090 (TN)
2 NGUYỄN VĂN SƠN MSSV:15146092
3 PHẠM BÁ ĐỨC MSSV:15146029
4 TRẦN ĐĂNG THỤC MSSV: 15146103
TP HỒ CHÍ MINH 05/2017
Trang 2BÀI TẬP VẬT LIỆU – BÀI TẬP 04
2
NHÓM 11
BÀI LÀM:
suất và hiệu suất của động Vì phải làm việc trong những điều kiện khó khăn: áp suất lớn, nhiệt độ cao, tốc độ dịch chuyển cao nên piston phải có hình dạng, kích thước chính xác, kết cấu gọn, nhẹ, cân bằng Piston thường được làm theo dạng hình trụ tròn xoay hoặc hơi côn
II- Vật liệu chế tạo và phôi Piston
1 Vật liệu chế tạo
Do phải làm việc dưới áp suất và nhiệt độ cao, chịu ma sát lớn do
đó vật liệu chế tạo piston phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Trọng lượng riêng nhỏ
- Độ bền cao
- Hệ số ma sát nhỏ
- Truyền nhiệt và chịu nhiệt tốt
- Chịu mài mòn và chịu ăn mòn cao
- Hệ số dãn nở nhiệt thấp
- Dễ gia công (đúc, cắt gọt)
- Dễ tìm
Các vật liệu phù hợp với yêu cầu trên là gang, thép, hợp kim nhôm Để chống giãn nở nhiệt, người ta chế tạo loại piston có lót một vành đai làm bằng hợp kim Inva (là hợp kim của sắt và niken) ở phần có rãnh xécmăng trên cùng hoặc phần lỗ chốt
a Gang
Thường dùng gang xám, gang dẻo, gang cầu để chế tạo piston
- Gang xám có độ bền cơ học cao, độ bền nhiệt cao, hệ số giãn nở nhiệt thấp, tính công nghệ đúc và cắt gọt tương đối tốt, rẻ tiền
- Tuy nhiên gang xám có một số nhược điểm: Trọng lượng riêng lớn, ở nhiệt độ
tạo piston của các động cơ cao tốc và tải trọng lớn
- Gang dẻo Peclit có tổ chức Peclit như gang xám nhưng có độ bền cao hơn vì grafit ở dạng tập trung Gang dẻo được dùng trong các động cơ 2 kỳ có tải trọng lớn
- Gang cầu có độ bền cao, chịu nhiệt cao, chịu mài mòn cao
Trang 3BÀI TẬP VẬT LIỆU – BÀI TẬP 04
3
NHÓM 11
b Thép
Thép có tỷ trọng lớn nhưng có độ bền cao nên có thể chế tạo các piston thành mỏng Tuy nhiên vật liệu thép ít dùng vì giá thành cao
Chúng ta sẽ chọn loại thép hợp kim được chọn thuộc họ thép hợp kim bền nóng, thành phần thường có V, Ti, W, Mo ( nhóm các nguyên tố hợp kim giúp cho thép có hạt nhỏ, duy trì được độ cứng và độ bền ở nhiệt độ cao)
c Hợp Kim Nhôm
Hợp kim nhôm đúc được sử dụng nhiều trong chế tạo piston Piston nhôm có các ưu điểm:
Tuy vậy piston nhôm có nhược điểm: hệ số giãn nở nhiệt lớn, khả năng chịu mài mòn kém hơn gang
Hợp kim nhôm thường dùng là Al-Cu và Al-Si Vật liệu được dùng phổ biến là loại
Hiện nay nhiều nơi sử dụng hợp kim nhôm đúc có hệ số giãn nở nhiệt thấp, trọng
Thành phần hợp kim này như sau:
Si: 11 13% ; Ni: 0,8 1,3%;
Fe: 0,8% ; Sn: 0,02%;
Pb: 0,7% ; Al : % còn lại;
2 Phương pháp chế tạo phôi piston
Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều phương pháp chế tạo phôi piston: đúc trong khuôn kim loại, đúc trong khuôn cát, đúc áp lực, đúc chân không, dập Tuỳ thuộc vào vật liệu chế tạo và dạng sản xuất mà người ta chọn phương pháp chế tạo phôi hợp lý Phổ biến nhất là đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại
Các phương pháp khác ít sử dụng tuy nó có một số ưu điểm: năng suất cao, chất lượng tốt nhưng trang thiết bị phức tạp, khuôn đúc phức tạp nên giá thành cao, không kinh tế
Trang 4BÀI TẬP VẬT LIỆU – BÀI TẬP 04
4
NHÓM 11
Một số piston nhôm có hình dạng bên trong đơn giản, trong sản xuất hàng loạt người ta còn áp dụng phương pháp dập Đó là hình thức ép kim loại lỏng vào khuôn kim loại ở nhiệt độ 400 800 o C
Piston sau khi đúc xong trước khi gia công cơ khí phải nhiệt luyện để khử ứng suất bên trong và giảm độ cứng của lớp kim loại bề mặt nhằm mục đích tăng khả năng dễ
PISTON thép
III- Quy trình cộng nghệ chế tạo piston
1 Khái niệm thép hợp kim
Thép hợp kim là loại thép trong đó chứa thành phần các nguyên tố hợp kim thích hợp Người ta cố ý đưa vào các nguyên tố đặc biệt với 1 lượng nhất định để làm thay đổi tổ chức và tính chất của thép Các nguyên tố đặc biệt gọi là nguyên tố hợp kim: Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Co, Mo, Ti, Cu Chính nhờ các nguyên tố hợp kim anh đó làm cho thép hợp kim có những yêu điểm vượt trội
2 Phân loại thép hợp kim
Phân loại theo nồng độ hợp kim trong thép:
+ Thép hợp kim thấp + Thép hợp kim trung bình + Thép hợp kim cao
Trang 5BÀI TẬP VẬT LIỆU – BÀI TẬP 04
5
NHÓM 11
Phân loại theo nguyên tố hợp kim: Phân loại dựa trên tên của các nguyên tố hợp kim chính của thép
Phân loại theo công dụng:
+ Thép hợp kim kết cấu + Thép hợp kim dụng cụ + Thép hợp kim gió + Thép hợp kim không gỉ
3 Quy trình công nghệ chế tạo piston
Phụ thuộc vào sản lượng, kết cấu của piston và điều kiện sản xuất cụ thể của
xí nghiệp mà khi chế tạo có các quy trình cộng nghệ khác nhau
Quy trình gia công được thực hiện thứ tự theo các công việc cơ bản sau đây :
+ Cắt bỏ đậu của phôi đúc
+ Nhiệt luyện: đun dầu sôi với nhiệt độ 200 – 250 ºC trong 5 giờ
+ Gia công chuẩn phụ
+ Gia công thô lỗ chốt piston
+ Tiện thô mặt ngoài và các rãnh
+ Tiện đứng chiều dài và các rãnh
+ Gia công bán tinh lỗ chốt ( khoét )
+ Khoan các lỗ thoát dao trên thân
+ Khoan các lỗ thoát dầu trên rãnh sec măng dầu
+ Phay rãnh phòng nở
+ Doa đúng lỗ chốt, vát mép lỗ
+ Mài đúng thân piston ( gia công ovan và côn thân piston nếu có ) + Tiện các rãnh hãm chốt
+ Sửa nguội các rãnh sắc
+ Tổng kiểm tra, phân loại kích thước và trọng lượng
+ Bao gói bảo quản