Công nghệ nhiệt luyện và thấm nitơ thể khí sử dụng khí NH3 cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội

Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Chương 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ KHN DẬP NGUỘI 1.1 Giới thiệu chung khn dập nguội Khn dập nguội dụng cụ để tạo hình sản phẩm phương pháp biến dạng vật liệu trạng thái nguội Có nhiều loại khn dập nguội: đột dập, dập vuốt, dập sâu, khuôn kéo, chuốt sợi Sản phẩm khuôn dập nguội đa dạng phong phú bao gồm vật dụng sống chậu rửa mặt, nồi, chảo, đồ dùng y tế, sản phẩm công nghiệp chi tiết xe máy bình xăng, ống bơ xe máy… Khn dập nguội cấu tạo từ hai phần: phần khuôn (hay cịn gọi chày) phần khn (hay cịn gọi cối) Khn gắn với búa, chuyển động nhờ áp lực búa, khuôn cố định Khuôn dập sử dụng đa dạng với nhiều chủng loại khác Tuy nhiên dựa vào tính làm việc chia làm hai loại khn khn dập vuốt (dập tạo hình), dập sâu khn đột dập (hình 1.1 a b) a b Hình 1.1 Khn đột dập (a) khuôn dập vuốt (b) Đối với khuôn dập vuốt, dập sâu làm việc điều kiện chịu ma sát cao, mài mịn cao nên loại khn u cầu độ cứng bề mặt cao (58-60HRC), độ dai va đập vừa phải dùng để dập sâu xoong, nồi làm nhôm inox, dụng cụ y tế từ thép không gỉ Để dập chi tiết có độ sâu mong muốn, tùy theo độ sâu sản phẩm, dập bước, hai hay ba bước Khn đột dập có độ cứng cao khn dập vuốt dập sâu Đối với khuôn đột dập phải cắt phôi cứng nên yêu cầu độ cứng cao (đến 60 HRC) Tuy nhiên, độ cứng cao dễ dẫn đến sứt khuôn, mép cắt Vật liệu dập dày, điều kiện làm việc khuôn khắc nghiệt, tuổi thọ thấp Khuôn đột dập sử dụng nhiều để chế tạo hình bao sản phẩm trước Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng tiến hành bước dập tiếp theo, ví dụ hình bao ống bơ xe máy ( sau dập vuốt tạo hình ống bơ), hình bao nồi (trước dập sâu nồi)… Hình 1.2 a b hình ảnh số sản phẩm từ khn dập nguội a b Hình 1.2: Sản phẩm từ khuôn đột dập (a) khuôn dập vuốt (b) 1.2 Điều kiện làm việc yêu cầu tính khn dập nguội 1.2.1 Điều kiện làm việc khn dập nguội Trong q trình làm việc khn dập nguội bị mài mịn phải chịu ma sát lớn dập, ép…nên để tránh cho khuôn bị mài mòn phụ thuộc lớn vào độ cứng bề mặt tổ chức tế vi vật liệu Khi độ cứng dụng cụ 60 HRC tăng thêm HRC tuổi thọ khn tăng thêm 30% Nhưng độ cứng cao hay thấp phụ thuộc vào chức loại khuôn khuôn đột dập độ cứng nên cao khuôn dập vuốt, cao dễ dẫn tới tượng nứt, vỡ khuôn Để thỏa mãn điều kiện cho khuôn không bị biến dạng dẻo làm việc chịu tải trọng va đập dập, khn cần có độ dai va đập a k đảm bảo Chẳng hạn, khuôn dập sâu cần độ dai va đập cao Ngồi khn cịn làm việc mơi trường hóa chất, khơng khí ẩm… làm cho khn bị ăn mịn hóa học ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tuổi thọ khn Nhìn chung, làm việc khn dập nguội ngồi chịu áp lực lớn chịu ứng suất uốn, lực ma sát lực va đập Để đảm bảo điều kiện làm việc vật liệu làm khuôn dập nguội phải đạt u cầu tính cao, đảm bảo khn làm việc lâu dài, sản phẩm có độ xác cao, giá thành hạ Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng 1.2.2 Yêu cầu tính khn dập nguội Để đáp ứng u cầu làm việc khuôn dập nguội để nâng cao tuổi thọ khuôn, khuôn dập nguội cần phải có tính sau: Độ cứng cao: Khn dập nguội yêu cầu độ cứng tương đối cao vào khoảng 58-62 HRC, phụ thuộc vào loại khuôn, chiều dày độ cứng phôi dập (thép, nhôm, đồng ) Khi dập cắt thép cứng thép kĩ thuật điện (tôn Silic) hay chiều dày lớn cần độ cứng đến 60HRC, đến 62HRC Khi dập uốn thép mỏng có độ cứng cần 56HRC Khi độ cứng lớn 62HRC khuôn dễ bị sứt mẻ làm việc Độ bền độ dai đảm bảo: Để chịu tải trọng đặt vào lớn chịu va đập Đối với khn dập lớn cần có thêm u cầu độ thấm tơi thay đổi thể tích Tính chống mài mịn cao: Là u cầu quan trọng để khn khơng bị mịn, làm việc làm việc lâu dài Tính chống mài mịn làm cho khuôn dễ bị hỏng ma sát tiếp xúc trình làm việc, tạo khe hở chày cối, sản phẩm tạo có kích thước vượt q dung sai cho phép dễ trở thành phế phẩm Trong trình làm việc khn chu trình dập chi tiết kéo dài bề mặt chi tiết bị nung nóng đến nhiệt độ khoảng 3000C – 3500C nên khuôn phải đảm bảo tính cứng nóng nhiệt độ Tính chống mài mòn cao yếu tố đảm bảo độ bóng bề mặt khn lâu dài, tránh hiên tượng xước, làm giảm độ bóng bề mặt sản phẩm 1.3 Các dạng sai hỏng khuôn cách khắc phục Trong làm việc, việc phải chịu áp lực lớn khn cịn chịu ứng suất uốn, lực ma sát lực va đập Khuôn dập nguội thường gặp dạng sai hỏng sau (hình 1.3) Hình 1.3 Các dạng sai hỏng thường gặp khn dập nguội Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Nứt, vỡ khuôn: Hiện tượng gặp phải q trình làm việc Nhất với khuôn làm việc cường độ cao có hình dạng phức tạp, nhiều góc cạnh Ngun nhân chọn vật liệu làm khn khơng thích hợp, nhiệt luyện có độ cứng q cao Chẳng hạn khuôn dập vuốt làm từ thép SKD11 trước đem chế tạo mà có tổ chức lêđêbuarit dạng xương cá thơ, giịn, khơng mà khơng tiến hành rèn làm cho cacbit nhỏ mịn, phân bố dễ dẫn đến nứt, vỡ Nứt vỡ cịn sinh ứng suất nhiệt Chi tiết khơng đồng tiết diện, có phần dày, phần mỏng Phần mỏng nung đạt nhiệt độ trước phần dày Do để tránh nứt cong vênh, cần nung chậm nung phân cấp, tạo cân nhiệt phần dày phần mỏng, bề mặt lõi Làm nguội đột ngột gây ứng suất nhiệt, SKD11 thép hợp kim cao, có tốc độ nguội tới hạn nhỏ, làm nguội chậm nhận máctenxit nên không cần làm nguội với tốc độ lớn, thường sử dụng dầu nóng 60800C để hạn chế ứng suất Khi nhiệt luyện cịn có ứng suất tổ chức trình chuyển biến austenit thành mactenxit với thể tích tăng lên Sự tăng thể tích phần không nguyên nhân gây nứt Độ cứng không đạt: Môi trường tôi, nhiệt độ không đúng, thời gian giữ nhiệt không đủ, chọn không mác thép, mác thép thành phần không ổn định nguyên nhân gây độ cứng khơng đạt Hoặc ram cịn nhiều austenit dư nguyên nhân gây giảm độ cứng, cần điều chỉnh lượng austenit dư phù hợp với độ cứng yêu cầu Thoát cacbon nguyên nhân gây giảm độ cứng bề mặt nung cần có biện pháp bảo vệ để tránh tượng cacbon Mài mịn khơng đều: Là dạng sai hỏng hay gặp Sự mài mịn khn mịn phần khơng bị ảnh hưởng nhiều nguyên nhân chế độ nhiệt luyện không khơng ổn định, hình dạng khn phức tạp, chỗ dày, chỗ mỏng Mài mòn nhiều mức độ sản xuất, cường độ làm việc cao, lắp đặt khuôn khơng đúng, khơng tương thích vật liệu sản phẩm vật liệu khn Khả mài mịn khn thay đổi đáng kể phụ thuộc vào yếu tố trên, với đặc điểm bề mặt khuôn, bôi trơn khn Hiện tượng bong tróc, bám dính phơi: hay cịn gọi hàn lạnh vật liệu kim loại cấu tạo từ khuôn Làm giảm mạnh phần làm việc xác khn, độ bóng bề mặt khn làm bề mặt sản phẩm có độ bóng khơng đạt u cầu (xước bề mặt) Hiện tượng xảy căng vượt giới hạn phần kim loại làm việc không bôi trơn đầy đủ Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Ngồi cịn có tượng nứt chân chim Trong mơi trường nung, khơng bảo vệ dễ gây ơxy hố thoát cacbon Hiện tượng thoát cacbon bề mặt gây chuyển biến tổ chức không đồng bề mặt bị thoát cacbon phần liền kề bề mặt khơng bị cacbon tạo lớp ứng suất kéo, gia cơng ứng suất tăng lên lớn giới hạn bền, nguy hiểm khó nhận 1.4 Vật liệu làm khuôn dập nguội 1.4.1 Các mác thép dùng làm khuôn dập nguội Để đạt yêu cầu tính đề cập loại thép làm khn dập nguội nói chung phải có thành phần cacbon cao, thường mức 1%, trường hợp chịu va đập cao hàm lượng cacbon khoảng 0,4 - 0,6% Các nguyên tố hợp kim thường dùng để hợp kim hóa nguyên tố làm tăng độ thấm tôi, tạo cacbit tăng tính chống mài mịn Cr, Mn, Mo… Vật liệu làm khn đa dạng, ngồi việc đáp ứng u cầu tính, vật liệu làm khn cịn lựa chọn sở sản lượng sản phẩm yêu cầu, đáp ứng tuổi thọ khn Vì sử dụng vật liệu làm khuôn sau: - Thép dụng cụ Cacbon: CD100, CD120 dùng làm khuôn nhỏ (chiều dày thành khuôn nhỏ 75mm), tải trọng không lớn, hình dạng đơn giản, độ cứng cao chống mài mòn thấp - Thép dụng cụ hợp kim thấp: 100Cr, 100CrWMn, 100CrWSiMn dùng làm khn có kích thước trung bình (bề dày thành khn 70-100mm) hay khn nhỏ có hình dạng phức tạp, chịu tải trọng lớn, có độ thấm tơi cao thép cacbon Các mác có Mn sau tơi kích thước thay đổi (do có lượng nhỏ austenit dư) - Thép dụng cụ hợp kim cao: 210Cr12, 160Cr12Mo, 130Cr12V…có đặc điểm: + Có thành phần cacbon cao (1.3-2.1%) nên lượng dư cacbit nhiều chúng có tính chống mài mịn cao + Có độ thấm tơi lớn (100-200mm dầu) nên dùng làm khn có kích thước lớn + Có thể dùng nhiều chế độ nhiệt luyện khác để đạt tiêu tính ổn định kích thước khn theo u cầu sử dụng - Thép dụng cụ hợp kim thấp có hàm lượng cacbon trung bình: 40CrSi, 60CrSi, 40CrW2Si Sau tơi ram thích hợp đạt độ cứng 45-55HRC dùng để chế tạo khuôn dập chịu va đập vừa phải Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng 1.4.2 Lựa chọn vật liệu làm khuôn dập nguội Tiêu chuẩn đánh giá đặc trưng vật liệu làm khuôn số lượng chất lượng chi tiết sản xuất tiêu chuẩn Khuôn không sử dụng bị nứt vỡ, bề mặt bị rạn nứt, tróc rỗ, kích thước chi tiết sản xuất khơng theo thiết kế, v bóng sản phẩm không đảm bảo yêu cầu, đặc biệt có bavia dọc theo đường biên mẫu Ban đầu dụng cụ mới, độ hở chày cối nhỏ, mép cắt nét Dưới điều kiện làm việc va đập mài mòn phần đế bắt đầu bị hỏng (phần không tiếp xúc với chày), phần đế bị ứng suất kéo lớn thớ bên bị giãn Khi nhiều chi tiết sản xuất, mép cắt chày xung quanh khn bị mịn ứng suất tác động tới đáy khn thay đổi Ứng suất phía giảm, hình thành làm nứt điểm trình làm việc nặng diễn Ngồi cịn phải ý tới tượng chi tiết bị rách, nứt sau dập, tượng khn q cứng, điều kiện bơi trơn khơng tốt, có vấn đề thiết kế khí Trong bảng 1.1 1.2 số liệu thống kê số vật liệu làm khuôn dập nguội thường dùng, vâ tvliê uv chọn dựa sở vật liệu làm chi tiết, số lượng chi tiết sản xuất chiều dày chi tiết Bảng 1.1 Vật liệu làm khn dập định hình áp lực Vật liệu phôi Vật liệu làm khuôn tương ứng với số lượng chi tiết 100 Thép Cácbon thấp Hợp kim kẽm Hợp Thép không gỉ loại kim 300 kẽm Hợp kim Đồng Hợp Nhơm có độ bền kim cao kẽm Hợp kim chịu nhiệt Hợp kim kẽm 000 10 000 100 000 Hợp kim Gang D2 kẽm Nitơ hợp kim 000 000 thấm D2 thấm Nitơ Hợp kim Gang kẽm hợp kim D2, A2 D2, D2 thấm Nitơ thấm Nitơ Polyeste- Gang thủy tinh hợp kim D2, A2 D2, D2 thấm Nitơ thấm Nitơ Hợp kim Gang D2 kẽm Nitơ Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu hợp kim thấm D2 thấm Nitơ Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 10 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Từ bảng thống kê trên, ta thấy vâtvliêuv làm khuôn dâpv phong phú Do mục tiêu nghiên cứu khn dâ pv sâu ép tạo hình, đề tài sâu vào vâ tvliêuv dùng để chế tạo loại khuôn dâ pv Bảng 1.2 loại vâtvliêuv làm khuôn dâpv sâu Bảng 1.2 Vật liệu làm khn dập sâu (xét cho dạng trịn - cốc, vuông – khay) Vật liệu phôi Vật liệu làm khuôn tương ứng với số lượng chi tiết 10 000 100 000 000 000 Chi tiết dạng cốc tròn đường kính 76mm, dày 1,6mm Chi tiết 1,2,3 hình 1.4 Hợp kim Nhôm W1, O1 Đồng chất lượng O1, A2 A2, D2 Thép dập chất lượng W1, O1 O1, A2 A2, D2 Thép không gỉ họ 300 W1 phủ Cr, A2 thấm Nitơ, Thấm Nitơ D2 hợp kim Hợp kim Nhôm D3 Nhôm Đồng Đồng Chi tiết dạng cốc có đường kính 305mm, dày 1,6mm Chi tiết hình1.4 Hợp kim Nhơm Đồng chất lượng Gang hợp kim Gang hợp kim, A2, D2 A2 Gang hợp kim, Thép dập chất lượng Gang hợp kim Thép không gỉ họ 300 Gang hợp kim, A2, Hợp kim Thấm Nitơ A2 Hợp kim Nhôm Nhôm Đồng D2 Đồng A2 A2, D2 Cốc vuông rộng 458mm, dày 1,6mm Chi tiết hình 1.4 Hợp kim Nhôm Đồng chất lượng W1 O1, A2 A2, D2 A2, D2, thấm Thép dập chất lượng W1 O1, A2 Nitơ cho A2 D2 Thép không gỉ họ 300 A2 thấm Nitơ, Thấm Nitơ cho W1, Hợp kim Hợp kim Nhôm Nhôm Đồng A2 D2 Đồng Chi tiết dạng khay vuông rộng 1373mm, dày 0,8mm Chi tiết hình 1.4 Hợp kim Nhơm Đồng chất lượng Gang hợp kim Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Gang hợp kim, Thấm Nitơ A2 A2 D2 Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 11 Đồ án tốt nghiệp Thép dập chất lượng SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Gang hợp kim Gang hợp kim, Thấm Nitơ A2 A2 D2 Gang hợp kim, A2 Thép không gỉ họ 300 thấm Nitơ Thấm Nitơ A2 Hợp kim Nhôm hợp kim D2 Đồng Nhơm Đồng Trong đó: + O1: Thép dụng cụ dầu + A2: Thép dụng cụ tơi khơng khí + D2: Thép dụng cụ loại Cr cao, Cacbon cao; + W1: Thép dụng cụ nước + CPM 10V: thép dụng cụ hợp kim cao, %V =10% Qua bảng thống kê ta nhận thấy, vật liệu làm khn dập định hình khn dâ pv sâu phong phú, phụ thuộc vào vật liệu phôi số lượng sản phẩm chi tiết yêu cầu sản xuất cho mô tvkhuôn Với số lượng chi tiết không lớn, khoảng 100.000 chi tiết ta thấy vật liệu thường sử dụng để chế tạo khuôn thép dụng cụ, làm nguội dầu khơng khí O1, A2, gang hợp kim,… Với chi tiết sản xuất hàng loạt, số lượng lớn ta thấy yêu cầu vật liệu làm khuôn yêu cầu cao nhiều để đảm bảo tính tính kinh tế sản xuất, vật liệu thường sử dụng D2, A2, hoă cv D2 A2 sau nhiệt luyênv có thấm nitơ Từ bảng 1.2 ta thấy với số lượng chi tiết sản xuất khoảng triệu sản phẩm vật liệu thường sử dụng thép dụng cụ D2 loại có crơm cao, cacbon cao (theo tiêu chuẩn AISI Mỹ) tương đương với mác thép SKD11 theo tiêu chuẩn JIS Nhật Hiện nay, Việt Nam sử dụng rộng rãi mác thép để làm khuôn dập nguội Để nâng cao tuổi thọ khuôn yêu cầu chọn chế độ nhiệt luyện quan trọng Bằng biện pháp xử lý bề mặt như: thấm nitơ, phun phủ cácbít, mạ crơm cứng nhằm tăng khả chống mài mòn bề mặt khuôn Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 12 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Hình 1.4 Mơ tả số chi tiết dập sâu với chiều dày kích thước khác 1.4.3 Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim Với tổng hàm lượng nguyên tố hợp kim 14,35-17,25 % thép hợp kim cao, với nguyên tố hợp kim crơm cịn có ngun tố vanađi, mơlípđen Các ngun tố hợp kim có tác dụng tạo cácbit hợp kim giúp cho thép nâng cao khả chống mài mịn Ngồi ra, ngun tố hợp kim cho vào thép làm austenit ổn định làm cho đường cong chữ C dịch chuyển sang phải làm giảm tốc độ nguội tới hạn đồng thời làm tăng độ thấm cho thép Với hàm lượng nguyên tố hợp kim cao thép SKD11 làm nguội chậm nhận tổ chức mactenxit Nhìn chung, hàm lượng nguyên tố hợp kim tăng độ bền, độ cứng thép tăng cịn độ dẻo, độ dai va dập giảm Đặc biệt với hàm lượng khoảng 1%crơm 3÷4% niken làm tăng mạnh độ dai va đập thép, hàm lượng crơm niken vượt q khoảng độ dai va đập lại bắt đầu giảm Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 13 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng  Ảnh hưởng Cacbon: Cacbon nguyên tố quan trọng định chủ yếu đến tổ chức tính chất thép Khi lượng chứa cacbon thép tăng lên lượng cacbít tăng lên tương ứng làm thay đổi tổ chức tế vi thép Ở trạng thái ủ thành phần cacbon tăng lên độ bền, độ cứng tăng độ dẻo độ dai giảm Với hàm lượng cacbon 1,4÷1,6 % thép có tác dụng đảm bảo độ cứng tính chống mài mịn cho khuôn  Ảnh hưởng Crôm : Crôm ngun tố hợp kim thơng dụng để hợp kim hố, ngun tố tạo cacbit trung bình Crơm hòa tan ferit, mở rộng α, hàm lượng crơm cao kết hợp với cacbon để tạo cementit hợp kim (Fe, Cr)3C loại cácbit Cr7C3 Cr23C6, cacbit làm nâng cao nhiệt độ tới hạn A c1 hạ thấp điểm Ac3 ngăn cản lớn lên tinh thể, tăng độ thấm tơi cho thép Crơm làm tăng tính tổng hợp, cịn có tác dụng cải thiện tính chống ram độ bền nhiệt độ cao tạo cacbit nhỏ mịn ram tiết nhiệt độ 250 0C, có tính chống ram đến nhiệt độ 250 ÷ 3000C, có tính cứng nóng đến 3000C Ngồi ra, Crơm cịn tăng mạnh tính chống oxy hóa tạo thành Cr2O3 bền Hình 1.5 Sự phân bố giới hạn tồn loại cácbit hợp kim Fe-C-Cr  Ảnh hưởng Mơlípđen : Mơlipđen tăng mạnh độ thấm tơi, cải thiện tính chống ram tạo cacbit nhỏ mịn phân tán ram nhiệt độ cao, làm giảm nhạy cảm giịn ram Mơlipđen với crơm có lực hố học mạnh với cacbon tạo cacbit dạng Me 6C giữ Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 14 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng 3.3.3 Ảnh hưởng lớp trung gian phốt phát hóa lên lớp thấm nitơ a Khi thấm nitơ giai đoạn (8h) Thí nghiệm tiến hành mẫu sau nhiệt luyện tơi ram Trước phốt phát hóa, mẫu mài bóng đến giấy ráp 1000, ngâm dung dịch cồn 900C tránh mẫu bị oxy hóa trước đưa vào dung dịch phốt phát hóa Dung dịch phốt phát hóa nóng 96-980C - Mẫu PPH1: khơng phốt phát hóa + thấm nitơ giai đoạn 5300C với độ phân hủy 40-45%-8h - Mẫu PPH2: Phốt phát hóa 30 phút + thấm nitơ giai đoạn 5300C với độ phân hủy 40-45%-8h - Mẫu PPH3: Phốt phát hóa 60 phút + thấm nitơ giai đoạn 5300C với độ phân hủy 40-45%-8h Bảng 3.7 Thông số thấm với T0,  độ phân hủy  không đổi Mẫu thấm Thời gian Lưu lượng khí Hệ số phân hủy (%) thấm (h) thấm(l/p) PPH1 0,5-0,6 40 – 45 PPH2 0,5-0,6 40 – 45 PPH3 0,5-0,6 40 – 45 Sau thấm, mẫu mài cắt ngang bề mặt thấm quan sát lớp thấm kính hiển vi quang học Asiovert25A Hình 3.7 ảnh tổ chức tế vi mẫu theo chế độ đưa bảng 3.7 K a b c Hình 3.7 Tổ chức tế vi lớp thấm mẫu thấm giờ, độ phân hủy 40-45 % X500 a khơng phốt phát hố b phốt phát hóa 30 phút c Phốt phát hóa 1h Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Nhận xét: Ảnh tổ chức tế vi cho thấy mẫu tồn lớp trắng mỏng ’(chủ yếu nitrit sắt crôm khoảng (7 - 10 μm) bên lớp hỗn hợp pha ’ +  với lưới trắng (’) sẫm dung dịch rắn  (50 – 60 μm) Một cách trực quan, từ thước chuẩn Nhận thấy, với chế độ thấm nitơ, mẫu phốt phát hóa 60 phút có chiều dày lớn Điều rõ thiết lập quan hệ phân bố độ cứng tính từ bề mặt mẫu thấm vào Giá trị độ cứng phân bố theo chiều sâu lớp thấm thể bảng 3.8 Bảng 3.8 Giá trị độ cứng tế vi (HV) phân bố theo chiều sâu lớp thấm K.cách từ bề mặt 20 (μm) HV PPH1 HV PPH2 HV PPH3 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Nền 1147 1195 1154 1045 1066 1024 1080 1049 938 940 766 658 637 538 1078 1188 1190 1176 1164 1095 1056 967 872 738 638 587 558 909 1122 1118 1205 1168 1195 1128 1089 1065 1047 1015 836 630 582 544 Hình 3.8 Sự phân bố độ cứng theo chiều sâu lớp thấm tính từ bề mặt thấm với thời gian phốt phát hóa khác Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 51 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Nhận xét: Có thể nhận xét rằng, đồ thị hình 3.8, lớp thấm có khác mẫu đem phốt phát hóa trước thấm nitơ với mẫu khơng phốt phát hóa trước thấm nitơ: - Mẫu khơng phốt phát hóa đem thấm nitơ có độ cứng bề mặt cao, bề dày lớp có độ cứng 1000 HV mỏng (chỉ khoảng 60 μm), sau độ cứng giảm nhanh - Trong mẫu qua phốt phát hóa thấm nitơ độ cứng bề mặt cao, đồng thời lớp có độ cứng 1000 HV dày (đến 120μm) giảm dần đến nền, chiều dày lớp thấm đến 170 μm b Khi thấm nitơ hai giai đoạn (5h bão hịa– 3h khuếch tán) Thí nghiệm tiến hành với mẫu sau nhiệt luyện, phốt phát hóa nóng nhiệt độ 96-980C, thời gian 30 phút 60 phút Mẫu đối chứng không phốt phát hóa Các mẫu ký hiệu sau: - Mẫu PPH4: khơng phốt phát hóa + thấm nitơ hai giai đoạn 5300C với độ phân hủy 40-45% 5h- khuếch tán với độ phân hủy 70-80%, 3h - Mẫu PPH5: Phốt phát hóa 60 phút + thấm nitơ hai giai đoạn 5300C với độ phân hủy 40-45% 5h- khuếch tán với độ phân hủy 70-80%, 3h - Mẫu PPH6: Phốt phát hóa 60 phút + khơng thấm nitơ Thơng số thí nghiệm thấm khảo sát phần đưa bảng 3.8 Hình 3.9 ảnh tổ chức hiển vi quang học mẫu PPH4 PPH5 Độ cứng tế vi từ bề mặt lớp thấm vào đưa bảng 3.9 Bảng 3.9 Thông số thấm hai giai đoạn với T0,  độ phân hủy  Mẫu Thời gian thấm (h) Lưu lượng khí thấm (l/phút) Hệ số phân hủy PPH4 5-3 0,5 – 0,25 (40-45) – (70-80) PPH5 5-3 0,5 – 0,25 (40-45) – (70-80) PPH6 - - - Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu % Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 52 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng a b Hình 3.9 Lớp thấm nitơ giai đoạn(5-3), X500 a Khơng phốt phát hóa trước thấm b Phốt phát hóa trước thấm nito Bảng 3.10 Độ cứng tế vi (HV) mẫu thí nghiệm phốt phát thấm nitơ hai giai đoạn Khoảng cách từ bề mặt (μm) HV PPH4 HV PPH5 HV PPH6 20 30 40 1201 1109 868 50 60 70 80 90 100 110 120 755 654 601 532 541 516 160 (Nền) 593 1200 1179 1149 1175 1127 946 773 674 696 585 555 572 504 530 494 527 572 554 645 549 560 548 635 615 Hình 3.10 đồ thị phân bố độ cứng theo chiều sâu bề mặt lớp thấm Nhận xét: - Cũng tương tự thấm giai đoạn Mẫu không qua phốt phát hố có chiều sâu lớp thấm nhỏ Vùng có độ cứng cao giảm nhanh 40 μm từ bề mặt Trong mẫu qua phốt phát hóa lớp có độ cứng cao dày (đến 70 μm) Như khẳng định vai trị lớp phốt phát hóa việc tăng tốc q trình thấm, đồng thời không làm giảm độ cứng - Trên kính hiển vi quang học, với độ phóng đại 500 lần khơng quan sát thấy có mặt lớp phốt phát hóa (ở mẫu phốt phát hóa khơng thấm nitơ tiếp theo), khơng có thay đổi độ cứng từ bề mặt mẫu vào bên (đồ thị 3.10) Do kết luận lớp phốt phát hóa độc lập khơng có vai trị việc tăng độ cứng Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 53 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng lớp bề mặt cho thép SKD11 sau tơi ram Chỉ có trường hợp thấm nitơ tiếp theo, lớp có vai trị hoạt hóa q trình thấm Hình 3.10 Sự phân bố độ cứng theo chiều sâu lớp thấm lớp phốt phát hố tính từ bề mặt thấm giai đoạn (5h-3h) c Khi thấm nitơ hai giai đoạn (6h bão hịa – 2h khuếch tán) Nhóm tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng lớp trung gian phốt phát hóa dựa chế độ thấm giai đoạn (6h bão hịa, 2h khuếch tán) để từ so sánh với hai trường hợp thấm Thí nghiệm tiến hành với mẫu sau nhiệt luyện, phốt phát hóa nóng nhiệt độ 96-980C, thời gian 30 phút 60 phút Mẫu đối chứng không phốt phát hóa Các mẫu ký hiệu sau: - Mẫu PPH7: Thấm nitơ hai giai đoạn 530 0C với độ phân hủy 40-45% 6hkhuếch tán với độ phân hủy 70-80% 2h, không tiền xử lý phốt phát hóa - Mẫu PPH8: Phốt phát hóa 30 phút + thấm nitơ hai giai đoạn 5300C với độ phân hủy 40-45% 6h- khuếch tán với độ phân hủy 70-80% 2h - Mẫu PPH9: Phốt phát hóa 60 phút+ thấm nitơ hai giai đoạn 5300C với độ phân hủy 40-45% 6h- khuếch tán với độ phân hủy 70-80% 2h Hình 3.11 ảnh tổ chức hiển vi quang học mẫu PPH7, PPH8 PPH9 Độ cứng tế vi từ bề mặt lớp thấm vào đưa bảng 3.11 Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 54 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng a b c Hình 3.11 Tổ chức tế vi lớp thấm nitơ giai đoạn (6h-2h), X500 a Thấm nitơ không phốt phát b Phôtphát 30phút+thấm nitơ c.Phốtphát 60 phút+thấm nitơ Bảng 3.11 Độ cứng tế vi (HV) mẫu thí nghiệm phốt phát hố thấm nitơ hai giai đoạn (6h-2h) K.cách từ bề mặt 20 (μm) HV PPH7 HV PPH8 HV PPH9 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Nền 1075 1073 1034 902 825 791 773 721 689 640 642 628 630 546 1062 1148 1072 942 858 772 707 735 731 702 664 649 636 549 1112 1226 1251 1101 908 825 786 769 739 719 680 651 632 574 Từ bảng giá trị độ cứng ta có đồ thị thể phân bố độ cứng theo chiều sâu lớp thấm tính từ bề mặt thấm với thời gian phốt phát hóa khác hình 3.12 Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 55 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Hình 3.12 Sự phân bố độ cứng theo chiều sâu lớp thấm lớp phốt phát hoá tính từ bề mặt thấm giai đoạn (6h-2h) Nhận xét: - Mẫu khơng qua phốt phát hố (PPH7) có chiều sâu lớp thấm nhỏ (110 μm) Vùng có độ cứng cao giảm nhanh 40 μm từ bề mặt Trong mẫu qua phốt phát hóa lớp thấm có chiều sâu dày (mẫu PPH8 có lớp thấm dày khoảng 130-140 μm, lớp thấm mẫu PPH9 dày khoảng 140 -150 μm) Như giống trường hợp thấm nitơ giai đoạn (5h-3h) nhận thấy vai trị lớp phốt phát hóa việc tăng tốc q trình thấm, đồng thời khơng làm giảm độ cứng - Quan sát hình ảnh tổ chức tế vi lớp thấm nhận mẫu PPH7, PPH8 PPH9 có xuất lớp trắng bề mặt Do khẳng định phương pháp thí nghiệm dựa chế độ thấm nitơ giai đoạn (5h-3h) tối ưu chế độ thấm nitơ giai đoạn (6h – 2h) Thời gian khuếch tán ngắn không tạo điều kiện cho việc khuếch tán nitơ từ bề mặt, nơi hàm lượng nitơ cao vào bên Do vậy, giảm thời gian bão hòa, tăng thời gian khuếch tán cần thiết 3.4 Dự đoán pha tổ chức lớp thấm phần mềm Thermocal Giản đồ pha (còn gọi giản đồ trạng thái hay cân bằng) hệ hợp kim nghiên cứu biểu thị mối quan hệ nhiệt độ, thành phần số lượng (tỷ lệ) pha tổ chức hệ trạng thái cân Từ giản đồ pha ta biết thông tin nhiệt độ kết tinh, chuyển pha, tổ chức có hợp kim nghiên cứu điều có quan hệ đến gia cơng chế tạo, quy trình nhiệt luyện hố nhiệt luyện Thermocal phần mềm dùng để xây dựng giản đồ pha với sở liệu định, cho phép xây dựng giản đồ pha với độ tin cậy cao, sở cho phép Khoa: Khoa học & cơng nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 56 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng người nghiên cứu dự báo sơ pha, chuyển pha xuất hợp kim nghiên cứu, dự báo tính chất có khả xuất hợp kim Dựa vào phần mềm themocal dự đoán pha tổ chức lớp thấm nitơ thép SKD11, với thông số đưa vào sau: + P = 100000 pa, W(C) = 1.77%, W(Cr) = 11,3%, W(Mo) = 0.74% - Với nhiệt độ thay đổi từ: 200-7000C - Hàm lượng N thay đổi: 0-10% - Tại khoảng nhiệt độ thấm từ 500-5300C tồn pha giản đồ : Kết xây dựng đạt giản đồ hình 3.13 Từ giản đồ xây dựng được, xác định pha tồn vùng nhiệt độ thấm nitơ 500 – 530 0C, tương ứng với thành phần nitơ trục X tăng dần từ đến 10% khối lượng Hình 3.13 Giản đồ giả hai nguyên Fe-N cho thép SKD11 - Vùng 1: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cr23C6; Cr7C3 ; - Vùng 2: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cementit; Cr23C6; Cr7C3 ; - Vùng 3: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cementit; Cr23C6 ; - Vùng 4: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cementit ; Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 57 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng - Vùng 5: + BCC – A2; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); Cementit; Fe4N ; - Vùng 6: + Cementit; FCC-A1#2 (pha nitrit CrN); HCP – A3 ( Cr2N); Fe4N Từ kết này, có nhận xét sau: Các nitrit xuất khoảng nhiệt độ chủ yếu Cr, hàm lượng N thấp, nitrit chủ yếu loại CrN (vùng 1- 4), hàm lượng N tăng, xuất nitrit dạng Cr 2N (vùng 5), ngồi cịn có cacbit Cr Các nitrit sắt (Fe4N) thấy xuất vùng tương ứng với lượng nitơ cao (vùng 5) 3.5 Phân tích thành phần hóa học lớp thấm từ bề mặt vào phổ EDS Để dự báo pha có khả xuất lớp thấm vai trò lớp xử lý trước thấm nitơ, đề tài thực phân tích phổ EDS theo chế độ linescan cho mẫu ơxy hóa sau thấm nitơ 4800C mẫu phốt phát hóa 60 phút sau thấm nitơ hai giai đoạn Thước đo điểm liên tục từ bề mặt vào bên trong, điểm cho biết thành phần hóa học điểm Phổ đo máy EDS trung tâm đánh giá hư hỏng COMFA Viện Vật liệu – Viện Khoa học Công nghệ Việt nam 3.5.1 Mẫu ơxy hóa sau thấm nitơ : Mẫu đem quét phổ EDS mẫu ôxy hóa sau thấm nitơ 480 0C Kết nhận hình 3.14 Kết thành phần hóa học điểm quét (10 điểm) đưa bảng 3.12 Căn vào kết vi phân tích phổ EDS nhận thấy có lớp ơxyt xốp mỏng bề mặt (cỡ 4-5μm) với hàm lượng oxy cao (39,86 %) đến vị trí cách bề mặt cỡ 135μm cịn ơxy (đến 2,4%) Điều chứng tỏ khả khuếch tán ơxy vào thép cao, kết hợp với kết đo độ cứng tế vi từ bề mặt đến 70μm độ cứng có giá trị thấp (34-48HRC), đồng thời với hàm lượng Cr Fe cao vùng này, khẳng định lớp chủ yếu ôxyt Fe Cr Do kết luận rằng, phương pháp ơxy hóa trước thấm nitơ khơng thích hợp với khn dập nguội, với độ cứng thấp lớp bề mặt, không đáp ứng yêu cầu chống mài mịn tương đối khắc nghiệt khn dập vuốt hay dập sâu Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 58 SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng 32 Đồ án tốt nghiệp C N O V Cr Mass% Mo 100 µm 0.00 Dis tance 0.17 mm N LG1 V Mass% Mo 100 µm L G 0.00 Dis tance 0.17 mm Hình 3.14 Ảnh tổ chức tế vi vị trí điểm quét linescan từ bề mặt vào lõi %NT Khoảng C N O Na Al Si K Ca V Cr Fe Mo cách từ BM Total (mass%) LG10000;0.000mm 8.29 LG10001;0.019mm 0.36 LG10002;0.038mm 39.86 0.17 0.56 9.25 1.26 0.46 4.89 0.44 0.59 4.26 0.21 1.71 0.11 5.99 87.61 9,29 86.04 22.28 61.96 29.09 42.06 0.45 100.00 0.02 100.00 100.00 LG10003;0.058mm 0.24 15.24 LG10004;0.077mm 1.47 24.06 LG10005;0.096mm 2.48 14.00 0.31 18.84 64.34 0.02 100.00 1.01 2.82 0.47 11.06 83.95 0.70 100.00 0.91 2.4 0.55 12.46 82.06 1.13 100.00 19.70 73.54 1.31 100.00 9.78 86.46 0.61 100.00 LG10006;0.115mm LG10007;0.134mm 0.50 LG10008;0.153mm 4.80 LG10009;0.173mm 1.93 0.28 38.16 2.46 0.26 0.38 0.81 0.41 0.37 0.23 0.27 100.00 100.00 Bảng 3.12 Thành phần hóa học điểm quét theo khoảng cách tính từ bề mặt Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 59 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Hình 3.15 Thành phần nguyên tố điểm qt trí sát bề mặt 3.5.2 Mẫu phốt phát hóa sau thấm nitơ Mẫu phốt phát hóa 60phút sau thấm nitơ 530 0C, sau đem quét phổ EDS Kết nhận hình 3.16 Thành phần hóa học 15 điểm quét đưa bảng 3.13 Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 60 SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng N P V Đồ án tốt nghiệp Mass% Mo LG1 0.00 Dis tance 0.21 mm 90 0.1 mm C N O P V Cr Mass% Mn Fe Mo 0.1 mm LG1 0.00 Dis tance 0.21 mm Hình 3.16 Ảnh tổ chức tế vi vị trí điểm quét linescan từ bề mặt vào lõi Bảng 3.13 Thành phần hóa học điểm quét theo khoảng cách tính từ bề mặt pphát hố 60phút +thấm N C LG10000;0.000mm 3.98 N O Al Si P Ca V 29.63 0.88 1.05 18.04 0.31 0.08 0.22 Cr Mn Fe Mo Total 33.74 11.02 0.55 100 100 (mass%) LG10001;0.016mm 2.18 3.13 0.25 0.72 0.15 15.41 76.32 1.06 LG10002;0.032mm 1.24 4.71 0.26 0.77 0.14 15,97 0.27 74.54 0.97 100 LG10003;0.048mm 0.10 4.13 0.26 0.71 0.27 13,70 78,74 1,15 100.00 LG10004;0.064mm 1.85 3.59 0.38 0.58 0.20 LG10005;0.079mm 0.74 2.70 0.32 0.46 0.24 0.17 15,14 76,35 1,18 100.00 15,50 77,59 1,28 100.00 LG10006;0.095mm 1.21 2.28 0.31 0.57 0.15 13,84 77,75 0,95 100.00 LG10007;0.111mm 0.65 2.89 0.44 0.35 0.18 14,02 79,59 1,20 100.00 0.41 0.20 0.31 23.13 0.23 0.40 0.14 0.04 LG10008;0.127mm 0.06 LG10009;0.143mm 2.25 1.73 LG10010;0.159mm 0.78 0.36 0.32 LG10011;0.175mm 0.73 0.29 0.47 LG10012;0.191mm 4.42 0.29 0.18 LG10013;0.207mm 1.25 0.42 0.34 LG10014;0.223mm 0.61 0.74 0.42 0.33 Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu 0,14 0.02 0.14 11,45 84,25 0,92 100.00 6,97 66,09 0,80 100.00 100.00 9,86 87,60 1,04 0,21 11,75 85,59 0,97 100.00 1,37 48,81 41,68 1,79 100.00 9,49 88,03 0,47 100.00 85,75 0,82 100.00 0,19 10,99 1,43 Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 61 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Hình 3.17 Thành phần nguyên tố điểm qt trí sát bề mặt Từ kết vi phân tích thành phần hóa học phổ EDS nhận thấy rằng, vị trí đầu tiên, với độ phóng đại 3000 lần máy quan sát thấy lớp mỏng vài μm (5-6μm) Có độ xốp cao, có hàm lượng cao phốt (18,04%) mangan (33,74%), chiều dày lớp phốt phát hóa (bao gồm nguyên tố có mặt dung dịch phốt phát hóa) Lớp phốt phát có độ cứng thấp, mỏng xốp nơi chứa nitơ nguyên tử, làm giảm bớt khả tái kết hợp chúng chúng bên ngồi bề mặt thép thơng thường Do vậy, lượng nitơ nguyên tử bề mặt thép tăng lên, thấm nitơ tăng làm tăng khả khuếch tán nitơ vào bề mặt thép Ngoài ta, có mặt nguyên tố khác lớp phốt phát tham gia vào lớp thấm không làm độ cứng lớp thấm cao (trên 1100HV), chứng tỏ pha tạo thành có độ cứng cao Các kết linescane cho thấy, hàm lượng phốt nitơ giảm dần từ bề mặt vào vào sâu đến 130-150 μm nitơ khơng cịn chiều dày lớp thấm đạt Như vậy, q trình phốt phát hố có tác dụng làm cho chiều dày lớp thấm nitơ cao rõ rệt, so với mẫu thấm chế độ không phốt phát hóa, chiều dày lớp thấm cao khoảng 20 μm Điều cho phép thí nghiêm tiếp theo, giảm bớt thời gian thấm mà chiều dày độ cứng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 62 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng CHƯƠNG 4: KẾT LUÂ…N Từ kết qủa thí nghiệm, đưa số kết luận công nghệ nhiệt luyện thấm nitơ thể khí sử dụng khí NH3 cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội sau :  Đã thực nghiệm xác định qui trình nhiệt luyện tơi ram đạt tính để đảm bảo sau thấm nitơ, độ cứng đáp ứng yêu cầu làm việc (56-58HRC)  Đã nghiên cứu hai quy trình thấm nitơ cho thép thấm nitơ chế độ giai đoạn thấm nitơ chế độ hai giai đoạn Từ kết luận chế độ thấm nitơ hai giai đoạn tối ưu lớp thấm nhận sau thấm có độ cứng cao hơn, không xuất lớp trắng (tương ứng với ’), tính đảm bảo yêu cầu làm việc tốt khuôn dập nguội - Chế độ thấm nitơ chọn: To thấm 5300C, thời gian thấm 8h (5h bào hòa-3h khuếch tán) với độ phân hủy 40-45% 70-80%, độ cứng sau thấm đảm bảo 56-58HRC - Thăm dò xử lý trước thấm nito phốt phát hóa oxy hóa Qua nhận thấy áp dụng phương pháp phốt phát hóa trước thấm nitơ nhận lớp thấm dày hơn, độ cứng cao, đảm bảo khả chống mài mịn cho khn dập nguội Trong phương pháp oxy hóa khơng phù hợp cho việc xử lý trước thấm nitơ cho thép SKD11 làm khn dập nguội lớp thấm có bề mặt mềm, dễ bị mài mịn Phương pháp thích hợp cho chi tiết khơng qua nhiệt luyện có u cầu chống mài mòn thấp - Độ cứng lớn đạt vùng sát lớp trắng 1201 HV, trung bình khoảng từ 900-1000 HV Kiến nghị: Do thời gian có hạn, đề tài chưa có điều kiện khảo sát kỹ pha tính chất pha xuất lớp thấm nitơ xử lý trước thấm phốt phát hóa Điều thực tiếp thời gian tới TÀI LIỆU THAM KHẢO Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 63 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng [1] Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất; Công nghệ nhiệt luyện; NXB Giáo dục; Hà Nội 2000 [2] Lê Công Dưỡng ( chủ biên ); Vật liệu học ; Nxb Khoa học Kỹ thuật ; Hà Nội 1997 [3] Nguyễn Văn Tư; Xử lý bề mặt ; Nxb Đại học Bách Khoa Hà Nội ; Hà Nội 1999 [4] ASM Metal handbooks; Volume Heat treating; [5] Phùng Tố Hằng, Nguyễn Văn Đức; Nhiệt luyện trước thấm N cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội; Tạp chí Khoa học cơng nghệ; Số 75/2010; tr 121-125 [6] Phùng Tố Hằng, Nguyễn Văn Đức; Thấm Nitơ thép SKD11 dùng làm khuôn dập vuốt dập sâu; Tạp chí Khoa học cơng nghệ kim lọai; Số 32/2010; tr 36-41 Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 64 ... phương pháp thấm nitơ Hiện có hai phương pháp thấm nitơ là: thấm nitơ thể lỏng thấm nitơ thể khí Tuy nhiên, phương pháp thấm nitơ thể khí hay dùng có ưu điểm như: Hiệu thấm nitơ cao, kết thấm ổn... lớp thấm ổn định, điều cho phép chi tiết thấm nitơ giữ độ cứng nóng nhiệt độ cao làm việc Tuy nhiên, nhiệt độ cao, khuếch tán nitơ vào phía làm nghèo nitơ giảm độ cứng lớp thấm Thấm nitơ làm. .. thuật cao Độ cứng lớp thấm nitơ thép SKD11 đạt đến 1000÷1100HV 1.6.2 Khái niệm thấm nitơ Thấm nitơ phương pháp hóa nhiệt luyện, mục đích để khuếch tán nitơ vào bề mặt thép giữ nhiệt độ thích hợp,