Vật liệu học

LỜI NGỎ Học phần Vật Liệu học mơn Kỹ thuật sở ngành khí nhằm giúp cho học sinh, sinh viên : - Nghiên cứu đuợc cấu tạo tính chất số vật liệu sử dụng phổ biến ngành khí - Bổ sung đuợc kiến thức công nghệ chế tạo phôi kim loại nhu: đúc gia công áp lục cơng nghệ nhiệt luyện ngồi chun ngành gia cơng cắt gọt học - Tính tốn, chọn lụa đuợc vật liệu đạt tính họp lý, kinh tế thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật sản phẩm Sách tham khảo môn Vật Liệu học dành cho bậc đại học đuợc biên soạn nhiều tác giả theo huớng mở Tuy nhiên tài liệu giảng dạy học phần Vật liệu học cho học sinh bậc Cao đẳng Từ thục tế trên, vấn đề nhà truờng đặt cho môn, giảng viên cần tập trung chuẩn hóa mục tiêu, chuơng trình, nội dung chi tiết; nghiên cứu, biên soạn tài liệu giảng dạy cho học phần, lấy làm tài liệu thống cho việc dạy học nhu kiểm tra, đánh giá kết học tập sinh viên Đuợc sụ đồng ý nhà truờng nhu phân cơng khoa Cơ khí, tơi tiến hành biên soạn tài liệu giảng dạy học phần Vật Liệu học dành cho học sinh bậc Cao đẳng chuyên ngành Cơ khí truờng theo mục tiêu đề với thời luợng giảng dạy 45 tiết Trong q trình biên soạn khó tránh khỏi sơ sót Rất mong sụ góp ý chân tình bạn đồng nghiệp Tp Hồ Chỉ Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2013 Tác giả Trang i Trang ii MỤC LỤC LỜI NGỎ i Chương CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM 1.1 CẤU TẠO MẠNG TINH THỂ CỦA KIM LOẠI NGUYÊN CHẤT 1.1.1 Các đặc tính kim loại 1.1.1.1 Đặc điểm chung 1.1.1.2 Liên kết kim loại 1.1.2 Các kiểu mạng tinh thể kim loại thuờng gặp 1.1.2.1 Khái niệm vật tinh thể, vật vơ định hình 1.1.2.2 Khái niệm mạng tinh thể 1.1.2.3 Một số kiểu mạng tinh thể thuờng gặp 1.1.3 Tính đa hình (thù hình) 1.1.4 Đon tinh thể đa tinh thể - Hạt 1.1.4.1 Đon tinh thể 1.1.4.2 Đa tinh thể - Hạt 1.1.5 Các sai lệch mạng tinh thể 1.1.5.1 Sai lệch điểm 1.1.5.2 Sai lệch đuờng 1.1.5.3 Sai lệch mặt 1.1.6 Sự kết tinh kim loại nguyên chất 1.1.6.1 Tạo mầm 1.1.6.2 Sự phát triển mầm 1.2 CẤU TẠO MẠNG TINH THỂ CỦA HỢP KIM 10 1.2.1 Khái niệm hợp kim 10 1.2.1.1 Định nghĩa .10 1.2.1.2 Uu việt hợp kim 10 1.2.1.3 Một số khái niệm 10 1.2.2 Cấu trúc mạng tinh thể hợp kim 10 1.2.2.1 Dung dịch rắn 10 1.2.2.2 Hợp chất hóa học 12 1.2.2.3 Pha trung gian .12 CÂU HỎI ÔN TẬP 13 Chương BIẾN DẠNG DẺO VÀ co TÍNH 14 2.1 BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI, BIẾN DẠNG DẺO VÀ PHÁ HỦY 14 2.1.1 Biểu đồ kéo 14 2.1.2 Biến dạng đàn hồi 14 2.1.3 Biến dạng dẻo 14 2.1.3.1 Định nghĩa biến dạng dẻo 14 Trang Ui 2.1.3.2 Biến dạng dẻo đơn tinh thể 14 2.1.3.3 Biến dạng dẻo đa tinh thể 18 2.1.3.4 Ảnh hưởng biến dạng dẻo đến tính chất kim loại 18 2.1.4 Phá hủy 18 2.1.4.1 Khái niệm phá hủy 18 2.1.4.2 Phá hủy tải trọng tĩnh 18 2.1.4.3 Phá hủy điều kiện tải trọng thay đổi theo chu kỳ (phá hủy mỏi) 20 2.2 CÁC CHỈ TIÊU Cơ TÍNH 21 2.2.1 Độ bền tải trọng tĩnh 21 2.2.2 Độ dẻo 21 2.2.3 Độ dai va đập 22 2.2.3.1 Xác định độ dai va đập ak 22 2.2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dai va đập ak 22 2.2.4 Độ bền mỏi 22 2.2.4.1 Xác định ơ'1 22 2.2.4.2 Các biện pháp để nâng cao giới hạn mỏi 23 2.2.5 Độ cứng 23 2.2.5.1 Khái niệm độ cứng 23 2.2.5.2 Các phương pháp đo độ cứng 23 2.2.5.3 Công dụng độ cứng 24 2.2.6 Nung kim loại qua biến dạng dẻo 24 2.2.6.1 Trạng thái kim loại qua biến dạng dẻo 24 2.2.6.2 Các giai đoạn chuyển biến nung 24 2.2.7 Biến dạng nóng 26 2.2.7.1 Định nghĩa 26 2.2.7.2 Cơ chế biến dạng nóng 26 2.2.7.3 Ưu khuyết biến dạng nóng 26 CÂU HỎI ÔN TẬP 26 Chương GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI SẮT - CACBON 28 3.1 ĐẶC ĐIỂM CÁC NGUYÊN TỐ 28 3.1.1 sắt (Fe) 28 3.1.2 Cacbon 28 3.1.3 Tương tác Fe-C 29 3.2 GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe-C 29 3.2.1 Khái niệm giản đồ trạng thái 29 3.2.1.1 Khái niệm 29 3.2.1.2 Một số giản đồ trạng thái hợp kim hai nguyên điển hình 30 3.2.2 Giản đồ trạng thái Fe-C 32 3.2.2.1 Tọa độ điểm giản đồ 32 3.2.2.2 Các đường giản đồ 33 Trang iv 3.2.2.3 Các tổ chức 33 3.3 VÀI TÍNH CHẤT CHUNG CỦA THÉP VÀ GANG 35 3.3.1 Thép 35 3.3.1.1 Định nghĩa 35 3.3.1.2 Các loại thép 35 3.3.2 Gang 35 3.3.2.1 Định nghĩa 35 3.3.2.2 Các loại gang 35 3.4 CÁC ĐIỂM (NHIỆT ĐỘ) TỚI HẠN TRÊN GIẢN ĐỒ TRẠNG THÁI Fe-C 3.4.1 Khi nung nóng làm nguội chậm 36 3.4.2 Khi nung nóng thực tế 36 3.4.3 Khi làm nguội thực tế 36 3.4.4 Một số điểm tới hạn thép 36 CÂU HỎI ÔN TẬP 37 Chương TĨLÉV 38 4.1 PHÂN LOẠI THÉP 38 4.1.1 Phân loại theo tính sử dụng 38 4.1.1.1 Nhóm thépcacbon 38 4.1.1.2 Nhóm thép hợp kim 38 4.1.2 Phân loại theo thành phần tạp chất có hại 39 4.1.3 Theo phuơng pháp khử oxy 39 4.2 THÉP CACBON 39 4.2.1 Thép cacbon kết cấu 39 4.2.1.1 Thép cacbon kết cấu chất luợng thuờng (thép xây dựng) 39 4.2.1.2 Thép cacbon kết cấu chất luợng tốt 39 4.2.2 Thép cacbon dụng cụ 40 4.2.3 ưu điểm khuyết điểm thép cacbon 41 4.3 THÉP HỢP KIM 41 4.3.1 Ảnh huởng số nguyên tố hợp kim đến tính chất thép 41 4.3.2 Ký hiệu 41 4.3.3 Tính chất cơng dụng 41 4.3.3.1 Thép hợp kim kết cấu 41 4.3.3.2 Thép hợp kim dụng cụ 44 4.3.3.3 Thép hợp kim đặc biệt 47 CÂU HỎI ÔN TẬP 48 Chương GANG VÀ HỢP KIM MÀU 50 5.1 GANG 50 Trang V 5.1.1 Gang xám 5.1.1.1 Tính chất 5.1.1.2 Ký hiệu công dụng 5.1.2 Gang trắng 5.1.2.1 Tính chất 5.1.2.2 Ký hiệu công dụng 5.1.3 Gang dẻo 5.1.3.1 Tính chất 5.1.3.2 Ký hiệu công dụng 5.1.4 Gang cầu 5.1.4.1 Tính chất 5.1.4.2 Ký hiệu công dụng 5.2 HỢP KIM MÀU 5.2.1 Nhôm hợp kim nhôm 5.2.1.1 Nhôm nguyên chất 5.2.1.2 Hợp kim nhôm 5.2.1.3 Ký hiệu hợp kim nhôm 5.2.2 Đồng hợp kim đồng 5.2.2.1 Đồng nguyên chất 5.2.2.2 Hợp kim đồng 5.2.3 Hợp kim cứng 5.2.3.1 Tính chất 5.2.3.2 Ký hiệu công dụng CÂU HỎI ÔN TẬP ' Chương NHIỆT LUYỆN VÀ HÓA NHIỆT LUYỆN 6.1 NHIỆT LUYỆN 6.1.1 Khái niệm 6.1.2 Các phuơng pháp nhiệt luyện 6.1.2.1 ủ 6.1.2.2 Thuờng hóa 6.1.2.3 Tôi 6.1.2.4 Ram 6.1.2.5 Những thiếu sót q trình nhiệt luyện 6.2 HÓA NHIỆT LUYỆN 6.2.1 Khái niệm hóa nhiệt luyện 6.2.1.1 Khái niệm 6.2.1.2 Quá trình thấm 6.2.1.3 Các yếu tố ảnh huởng 6.2.2 Các phuong pháp hóa nhiệt luyện 6.2.2.1 Thấm cacbon 6.2.2.2 Thấm nito Trang vi 6.2.2.3 Thấm C-N (thấm xuanua) 73 6.2.2.4 Một số phương pháp hóa nhiệt luyện khác 74 CÂU HỎI ÔN TẬP 74 75 Chương ĐÚC KIM LOẠI 7.1 KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC 75 7.1.1 Khái niệm 75 7.1.2 Tóm tắt q trình sản xuất vật đúc 75 7.2 TÍNH TỐN BẢN VẼ VẬT ĐÚC 76 7.2.1 Phân tích kết cấu 76 7.2.2 Xác định mặt phân khuôn 77 7.2.3 Xác định đại lượng vẽ vật đúc 78 7.2.4 Xác định lõi gối lõi (ruột đầu gác) 79 7.3 HỎN HỢP LÀM KHUÔN, LÕI VÀ VẬT LIỆU CHẾ TẠO BỘ MẪU 80 7.3.1 Hỗn hợp làm khuôn 80 7.3.1.1 Yêu cầu 80 7.3.1.2 Vật liệu làm khuôn lõi 80 7.3.2 Vật liệu chế tạo mẫu 80 7.4 CÁC PHUONG PHÁP LÀM KHUÔN 81 7.4.1 Công nghệ làm khuôn lõi tay 81 7.4.2 Công nghệ làm khuôn, lõi máy 81 7.4.2.1 Làm khuôn máy ép 81 7.4.2.2 Làm khuôn máy dằn 82 7.5 TÍNH ĐÚC CỦA HỢP KIM, NHIỆT ĐỘ RÓT VÀ THIẾT BỊ NẤU CHẢY 7.5.1 Tính đúc hợp kim 82 7.5.2 Nhiệt độ rót 82 7.5.3 Thiết bị nấu chảy 82 7.6 CÁC PHUONG PHÁP ĐÚC ĐẶC BIỆT 83 7.6.1 Đúc khuôn kim loại 83 7.6.2 Đúc áp lực 84 7.6.3 Đúc ly tâm 85 7.6.4 Đúc khuôn mẫu chảy) 85 7.6.5 Đúc liên tục 86 7.6.6 Đúc khuôn vỏ mỏng 86 CÂU HỎI ÔN TẬP 86 Trang vii 87 Chương GIA CÔNG ÁP Lực 8.1 KHÁI NIỆM CHUNG 87 8.1.1 Khái niệm 87 8.1.2 Sự biến dạng kim loại .87 8.1.3 Gia cơng nóng gia cơng nguội 87 8.1.3.1 Gia công nguội 87 8.1.3.2 Gia cơng nóng 88 8.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ÁP Lực 88 8.2.1 Cán kim loại 88 8.2.1.1 Thực chất, đặc điểm 88 8.2.1.2 Các đại luợng đặc trung 88 8.2.1.3 Sản phẩm cán 89 8.2.1.4 Thiết bị cán 90 8.2.2 Kéo kim loại 91 8.2.2.1 Đặc điểm 91 8.2.2.2 Sản phẩn kéo khuôn kéo 92 8.2.2.3 Máy kéo kim loại 93 8.2.3 Ép kim loại 93 8.2.3.1 Đặc điểm 93 8.2.3.2 Sản phẩm ép 93 8.2.3.3 Các phuong pháp ép 94 8.2.4 Rèn tự 94 8.2.4.1 Đặc điểm 94 8.2.4.2 Những nguyên công co rèn tự 95 8.2.4.3 Thiết bị rèn 98 8.2.5 Dập thể tích (rèn khn) 99 8.2.5.1 Đặc điểm 99 8.2.5.2 Các phuong pháp rèn khuôn 100 8.2.5.3 Thiết bị rèn khuôn 100 8.2.6 Dập (dập nguội) 101 8.2.6.1 Đặc điểm 101 8.2.6.2 Các nguyên công dập 101 CÂU HỎI ÔN TẬP 103 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang viii Làm Hồng Câm Vật Liệu Học Chương CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MỤC TIÊU Học xong chương 1, sinh viên có năng: - Mô tá can tạo mạng tinh thê kim loại nguyên chất - Trình bày hiên tượng giái thích nguyên nhân sai lệch mạng tinh thê kim loại nguyên chất - Mô tá can trúc mạng tinh thê hợp kim NỘI DUNG 1.1 CẤU TẠO MẠNG TINH THẺ CỦA KIM LOẠI NGUYÊN CHẤT 1.1.1 Các đặc tính kim loại 1.1.1.1 Đặc điểm chung - Kim loại có màu sắc đặc trưng - Dẻo, dể biến dạng: uốn, gập, dát mỏng - Dần điện nhiệt tốt - Có hệ số nhiệt điện trở dương: p t = p 0.(1 + at°) ; (a > ) Tức tăng nhiệt độ, điện trở tăng lên, kim hệ số âm Hình 1.1 1.1.1.2 Liên kết kim loại Trong thực tế khảo sát ta gặp nhiều loại liên kết như: liên kết ion, liên kết đồng hóa trị, liên kết kim loại, liên kết hỗn họp Đối với kim loại ion ràng buộc với liên kết kim loại mà chất lực hút tĩnh điện cân phía ion dương điện tử tự bao quanh (Hình 1.2) â0âđ âđ â âQâ â ââââ ââââ ââââ ââââ ©®0® liên kẻt kim ỈCI11 liỄn kít Jũii Hình 1.2 Trang Làm Hồng Câm Vật Liệu Học 1.1.2 Các kiểu mạng tinh thể kim loại thường gặp 1.1.2.1 Khái niệm vật tinh thế, vật vô định hình 1.1.2.1.1 Vật tinh thế: vật thể mà nguyên tử xếp có quy luật (có trật tự) - Đặc điểm: vật tinh thể có nhiệt độ nóng chảy xác định - Tất kim loại hợp kim vật tinh thể 1.1.2.1.2 Vật vơ định hình: vật thể mà ngun tử cấu tạo nên xếp khơng có trật tự - Đặc điểm: vật vơ định hình khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định - Các vật vơ định hình như: thủy tinh, chất dẻo, cao su 1.1.2.2 Khái niệm mạng tinh 1.1.2.2.1 Định nghĩa mạng tinh thế: mạng tinh thể là mơ hình khơng gian mơ tả xếp nguyên tử cấu tạo nên vật tinh thể Ví dụ: Các ion tinh thể muối ăn nằm đỉnh hình lập phương Hình 1.3 Mạng tinh thê nniổi ăn Trước sâu vào kiểu mạng tinh thể kim loại thường gặp, ta cần có khái niệm mạng tinh thể 1.1.2.2.2 Một số khái niệm Hình 1.4 Trang Lâm Hồng Cảm Vật Liệu Học Nguyên lý làm việc: Động (1) thông qua khớp nối(2) truyền chuyển động qua hộp giảm tốc (3), nhằm tăng mô men cán Hộp bánh chữ V(4) nhận truyền động từ giảm tốc phân phối chuyển động quay đồng tốc cho trục cán (6) thơng qua trục truyền khóp nối đăng (5) 8.2.1.4.2 Phân loại máy cán a Máy cán trục (hình a) - Gồm trục cán quay ngược chiều - Có thể đảo chiều để đưa phơi từ phía b Máy cán trục trục kép - Thực chất máy cán trục đặt cạnh - Có chiều quay ngược để đưa phơi từ phía c Máy cán trục (hình b) - Phôi cán lúc đầu vào trục trục (khe hở dưới) (1) Sau đưa phơi vào trục trục (khe hở trên) (2) - Rồi lại vào khe hở tiếp tục luân phiên vào lỗ hình nhỏ dần b) 8.2.2 Kéo kim loại 8.2.2.1 Đặc điểm 8.2.2.1.1 Đặc điểm Là phương pháp gia cơng kim loại kim loại biến dạng qua lỗ hình khn kéo - Hình dạng kích thước lỗ khn định hình dạng kích thước sản phẩm kéo Khi kéo tiết diện phơi giảm, chiều dài tăng Sản phẩm kéo có độ bóng bề mặt tính theo chiều dọc tăng 8.2.2.1.2 Các đại lượng đặc trưng a Lượng giảm tiết diện Được đặc trưng hệ số kéo k: Với: do, dl: đường kính phơi trước sau kéo Lượng giảm khoảng 154-30% tiết diện ngang Hình 8.9 Sơ đồ nguyên lý kéo dây b Số lần kéo Igó/o -IgóL Trang 91 Lâm Hồng Cảm Vật Liệu Học Với: - tiết diện ban đầu - dn tiết diện sau phải kéo qua khuôn kéo trung gian - K hệ số kéo 8.2.2.2 Sản phẩn kéo khuôn kéo 8.2.2.2.1 Sản phẩm kéo Sản phẩm kéo thuờng có dạng: - Dạng dây - Dạng - Dạng ống - Có tiết diện hình dạng Vật liệu dùng để kéo kim loại, họp kim màu thép Lưu ý: Khi kéo ống cần phân biệt trường họp: a Kéo ống khơng lõi: đường kính ngồi đường kính giảm, bề dày ống khơng đổi (hình lO.a) b Kéo ống có lõi: đường kính ngồi bề dày ống giảm, đường kính khơng đổi (hình lO.b) b) a) Hình 8.10 Sơ đồ nguyên lý kéo ống 8.2.2.2.2 Khn kéo (cịn gọi mà) Được chế tạo họp kim cứng kéo dây thép dụng cụ để kéo ống Khuôn kéo gồn phần (như hình 8.11) - Phần làm trơn I: để đưa kim loại vào chứa chất bôi trơn - Phần vuốt nhỏ II: để làm biến dạng phơi - Phần vuốt nhan III: để định hình tiết diện sản phẩm - Phần thoát IV: để thoát sản phẩm dể dàng, không bị xước, thường dùng dầu mở, bột xà phịng, graphit làm chất bơi trơn kéo Hình 8.11 Cấu tạo khn kéo Trang 92 Làm Hồng Câm Vật Liệu Học 8.2.2.3 Máy kéo kim loại Kéo kim loại thực máy kéo thẳng máy kéo có tang cuộn Máy kéo có tang cuộn dùng khn kéo nhiều khn kéo theo sơ đồ(hình 8.12) nhu sau: Hình 8.12 Sơ đồ nguyên lý máy kéo dày Tang dở dây; 2- Khuôn kéo; Tang kéo; Con lăn trượt 8.2.3 Ép kim loại 8.2.3.1 Đặc điểm Là phuơng pháp gia công áp lục kim loại đuợc nung nóng ép qua lỗ khn để có đuợc hình dạng kích thuớc theo u cầu Đặc điểm phuơng pháp là: - Độ xác sản phẩm cao - Năng suất cao - Khn chóng mịn - Hao phí kim loại du lại đầu thành phẩm sau ép lớn 184-20% 8.2.3.2 Sản phẩm ép Có thể ép sản phẩm có profin khác tuỳ hình dáng lỗ khn Ví dụ: Trang 93 Lâm Hồng Cảm Vật Liệu Học 8.2.3.3 Các phương pháp ép a Ép thuận: (hình 8.13a) Là phương pháp ép mà chày ép chuyển động chiều sản phẩm b Ép nghịch: (hình 8.13b) Là phương pháp ép mà hướng chuyển động chày sản phẩm ngược Phương pháp có ưu điểm - Giảm lượng hao phí kim loại xuống cịn 54-6% khối lượng phơi - Giảm lực ép xuống cịn 254-30% Tuy nhiên khơng dùng rộng rãi cấu trúc phức tạp b) Ép nghịch a) Ép thuận Hình 8.13 Các phương pháp ép Sản phẩm; Lô khuôn; Chày ép; Chày ép rơng Trường hợp để ép phơi có diện tích rỗng từ phơi đặc ta dùng phương pháp sau: Hình 8.14, chày nong tiến vào trước đến vượt qua lỗ khn dừng lại Sau chày ép rỗng tiếp tục tiến vào ép kim loại khỏi khuôn để tạo sản phẩm Hình 8.14 Phương pháp ép phơi có diện tích rỗng l:Sản phẩm, 2: Chày nong, 3: Khuôn ép 4: Chày ép rông 8.2.4 Rèn tự 8.2.4.1 Đặc điểm Là phương pháp gia công áp lực làm kim loại biến dạng tác dụng lực rèn (bằng búa tay hay búa máy) có đặc điểm sau: - Cho phép rèn chi tiết lớn Trang 94 Làm Hồng Câm Vật Liệu Học - Độ xác suất thấp - Chỉ gia công chi tiết đơn giản - Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề công nhân 8.2.4.2 Những nguyên công rèn tự a Chồn: (hình 8.15) Là ngun cơng làm giảm chiều cao, tăng tiết diện phơi Có kiểu chồn: chồn tồn phần, chồn đầu chồn Khi chồn đầu chồn cần nung nóng phần đầu p phần phơi Đe tiến trình chồn tốt không bị cong cần đảm bảo ho < 2do (ho, chiều cao đường kính phơi ban đầu) Lưu ý: Nếu = 2-2.5 thường xảy biến dạng sau - Neu lực đập đủ lớn, vật chồn có hình trống kép chồng lên (hình a) - Neu lực đập không đủ lớn, vật chồn có dạng hình trống kép khơng chồng lên (hình b) - Neu lực đập nhỏ nhanh, vật chồn loe đầu (hình c) Hình 8.15 Nguyên công chồn b Vuốt Là nguyên công làm giảm tiết diện ngang tăng chiêu dài phôi Thường dùng để rèn phôi dạng trục dạng ống với kiểu vuốt sau: Vuốt phẳng: (hình 8.16) Là đập dẹp phôi dụng cụ dát phang làm tăng chiều rộng giảm chiều cao phôi Thường dùng vuốt chi tiết dạng trục Khi vuốt cần tạo chuyển động phơi sau: - Lật phơi góc 90° hay 135 Hình 8.16 Ngun cơng vuốt phẳng 180° sau nhác đập - Đẩy phôi theo chiều trục theo mổi nhác đập Vuốt rộng lỗ: (hình 8.17) Là nguyên công dùng trục gá để giảm chiều dày tăng đường kính ống Chiều dài thay đổi Hình 8.17 Nguyên công vuốt rộng lô 1: Búa, 2:Đe dưới, 3:Phôi Ống, 4:Đe Trang 95 Lâm Hồng Cảm Vật Liệu Học Vuốt dài ống: (hình 8.18) Là ngun cơng dùng trục tâm làm tăng chiều dài ống làm giảm đường kính ngồi chiều dày ống Hình 8.18 Nguyên công vuốt dài 1: Phôi vuốt, 2: Búa, 3: Trục tâm, 4: Đe c Đột lỗ: Là phưcmg pháp tạo lỗ vật rèn cách đột bỏ phần kim loại (tạo lỗ suốt) làm biến dạng kim loại (tạo lỗ không suốt) d , Hình 8.19 Ngun cơng đột lơ a) Đột lỗ suốt, b) Đột lỗ không suốt Uốn cong Là nguyên công đổi hướng trục thớ vật rèn Khi uốn cong tiết diện phôi chỗ uốn thay đổi hình dạng kích thước Các thớ kim loại chia làm lóp: - Lóp chịu kéo bề mặt dể nứt - Lóp bị nén làm bề mặt bị nhăn bì a ì Lớp chịu nén Hình 8.20 Nguyên công uổn cong a) uổn cong b) Biến dạng phơi trịn c) Biến dạng phơi vng Trang 96 Vật Liệu Học e Làm Hồng Câm Hàn rèn: (hình 8.21) Là nguyên công để nối phần tử kim loại lại với phuơng pháp gia công áp lục Thục cách - Nung nóng phần cần nối đến to gần nhiệt độ nóng chảy - Dùng ngoại lục tác dụng để kết dính chúng lại f Xoắn’ Hình 8.21 Hàn rèn Là ngun cơng làm cho tiết diện chỗ xoắn quay tuơng góc quanh trục Hình 8.22 Dụng cụ dùng rèn tay Đe cổ định; Đe nhơ; Đe định hình; Búa nhơ; Búa lớn; Kìm; Búa phang; Búa sẩn; Búa đột; 10 Búa tròn; 11 Búa chặt Trang 97 Làm Hồng Câm Vật Liệu Học 8.2.4.3 Thiết bị rèn Ngồi rèn thủ cơng người ta dùng loại máy búa để tăng suất rèn phổ biến máy buá máy búa lị xo a Máy búa hoi Có sơ đồ cấu tạo hình 8.23 với nguyên lý làm việc sau: Động qua truyền dây đai cặp puli 2,4 kéo trục khuỷu quay, thơng qua truyền động làm bít tơng chuyển động tịnh tiến tạo khí ép buồng buồng xylanh ép Tuỳ vị trí bàn đạp điều khiển 16 mà hệ thống van phân phối tạo đường dẩn khí khác làm bít tơng búa 11 mang búa 12 ( đe trên) chuyển động lên xuống đứng yên xylanh búa 10 Đe 13 gắn gối đỏ đe 14 giữ chặt đe 15 ngồi cịn van an tồn, van chiều, hệ thống điện, bôi trơn Trong máy búa hơi, khối lượng phần rơi gồm khối lượng bít tông búa đe thường từ 504-15 Okg 10 Hình 8.23 Sơ đồ nguyên ỉỷ máy búa Mô tơ; 2,4 Ptỉli; Dây đai; Trục khuỷu; Thanh truyền; Xy lanh ép; Bít tơng ép; Van phân phổi; 10 Xy lanh búa; 11 Bít tơng búa; 12 Búa; 13 Đe dưới; 14 Got dở đe; 15, Bệ đe; 16 Bàn đạp Trang 98 Làm Hồng Câm Vật Liệu Học b Máy búa lò xo (hĩnh 8.24) Hình 8.24 Sơ đồ nguyên ỉỷ máy búa ỉò xo Đe ; Búa ; Rãnh dẫn hướng ; 4.Nhìn ỉị xo ; Tav biên ; Bánh lêch tâm Nguyên lý hoạt động sau: Từ động thông qua cấu truyền dẫn làm quay bánh lệch tâm (hoặc trục khuỷu), tác động lên tay quay nhíp lị xo làm đầu búa chuyển động công tác rãnh dẫn hướng Bộ phận nhíp lị xo có tác dụng giảm chấn động tăng thêm lượng đập cho đầu búa Khối lượng phần rơi máy khoảng 254-500kg 8.2.5 Dập thể tích (rèn khn) 8.2.5.1 Đặc điểm Là phương pháp gia công áp lực kim loại biến dạng khơng gian hạn chế lồng khuôn Ket cấu khuôn dập (hình 8.25) - Nửa khn lắp chặt với đầu búa - Nửa khuôn lắp chặt với đe - Lịng khn khơng gian kim loại biến dạng để tạo hình dáng vật rèn - Rãnh bavia chứa kim loại thừa tạo thành ba via vật rèn a Ưu điếm: Đạt độ xác chất lượng rèn tự - Có khả chế tạo chi tiết phức tạp Dễ khí hố tự động hố b.Khuyết điểm: - Khn chóng mịn Giá thành khn cao Trang 99 Hình 8.25 cẩu tạo khn dập Búa ; Đe dưới; ĩ.Khuôn ; Khn dưới; Lịng khn; Rãnh ba via Làm Hồng Câm Vật Liệu Học - Chỉ thích hợp sản xuất hàng loạt khối 8.2.5.2 Các phương pháp rèn khn Căn vào lịng khn, có phương pháp rèn khn sau: a Lịng khn hở: (hình 8.26a) Là lịng khn mà q trình gia cơng có phần kim loại biến dạng tự do, có bavia sản phẩm b Lịng khn kín: (hình 8.26b) Là lịng khn khơng cho bavia sản phẩm Hình 8.26 Rèn lịng khn hở long khn kín Nửa khn trên; Vật rèn; Nửa khuôn 8.2.5.3 Thiêt bị rèn khuôn Thường dùng máy ép thủy lực máy ép khí kiểu trục khuỷu (cịn gọi máy dập thủy lực, máy dập trục khuỷu) Hình 8.27 trình bày sơ đồ nguyên lý máy dập trục khuỷu với nguyên lý làm việc sau: Mở động 1, lượng truyền qua day đai làm quay cặp bánh Bánh chạy lồng không trục (đồng thời bánh đà máy) Muốn đầu trượt chuyển động, ta ấn bàn đạp (hoặc ấn nút) điều khiển làm cho ly họp ma sát đóng lại, truyên động cho trục khuỷu 10 quay thông qua truyền làm đầu trượt chuyển động Muốn dừng đầu trượt 7, ta nhả Hình 8.27 Sơ đồ nguyên lý máy dập trục khuỷu bàn đạp, ly họp ma sát ngắt l.Động cơ; Dây đai; Bánh nhỏ; Bánh lớn lồng không; Li hợp; Tay truyền động má hãm hãm biên; Đầu trượt đầu ép; Bệ đỡ (bán trục khuỷu lại dừng đầu trượt máy): Má phanh; 10 Trục khuỷu vị trí yêu cầu Trang 100 Lâm Hồng Cảm Vật Liệu Học Bảng 8.1 Các thông số máy ép trục khuỷu để dập nóng Tên thơng số - Lực ép danh nghĩa(tấn) Hành trình đầu trượt(mm) - Số hành trình đầu truợt phút (khơng nhỏ hon) Kích thuớc bàn máy(mm) * Rộng * Dài Trọng luợng vật rèn(kg) Các trị số 630 1000 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 200 250 300 320 350 370 400 430 460 500 90 80 75 65 60 55 50 45 40 35 640 820 770 990 940 1200 1060 1300 1200 1400 1360 1500 1570 1620 1720 1780 1900 1950 2100 2150