Ch¬ng I Nguyªn lý GCKL b»ng ¸p lùc 1 Ch¬ng3 ChÕ®énhiÖttrong giac«ng¸plùc 2 CH¦¥ng III ChÕ ®é nhiÖt trong gia c«ng ¸p lùc chänchÕ®énungnãng vµlµmnguéi 1 – môc ®Ých nung nãng ph«i ®Ó r[.]
Chương Chế độ nhiệt gia công áp lực CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực chọn chế độ nung nóng làm nguội mục đích nung nóng phôi để rèn tượng xẩy nung nóng phôi 1.1 mục ®Ých nung nãng Nung nãng kim lo¹i tríc gia công áp lực nhằm nâng cao tính dẻo, giảm khả chống biến dạng chúng, tạo điều kiện thuận lợi cho qúa trình biến dạng CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực 1.2 Các tượng xảy nung nóng 1.2.1 nứt nẻ Vết nứt nẻ bè mặt bên phôi nung, có ảnh hưởng đến chất lượng làm việc sản phẩm sau Nguyên nhân Nứt nẻ tác dụng ứng suất nhiệt nung nóng không đều, nung nóng với tốc độ không hợp lý Đối với thép tượng nứt nẻ thường xảy nhiệt độ nung 8000C kim loại có tính dẻo thấp, mức độ truyền nhiệt Vì không nên nung với tốc độ cao giai đoạn CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực 1.2.2 oxy hoá Kim loại tiếp xúc với không khí khí lò nung nên dễ bị oxy hoá tạo nên lớp vảy sắt bề mặt Lớp vảy sắt làm hao tổn kim loại tới 3,5%, có trường hợp đến 6%), gây khó khăn cho qúa trình gia công, giảm chất lượng chi tiết gây hao mòn dụng cụ thiết bị lớn Qúa trình oxy hoá xảy khuếch tán nguyên tử ôxy vào lớp kim loại khuếch tán nguyên tử kim loại qua lớp oxit mặt phôi nung CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực Với thép nung, qúa trình oxy hoá xảy nhưsau: Nguyên tử sắt có lực mạnh với oxy nên khuếch tán phía mặt để kết hợp với oxy tạo nên vảy sắt Fe2O3 Khi nồng độ đạt tới lượng xác định xảy chuyển biến oxy, Fe3O4 chuyển thành Fe2O3 , FeO tạo thành Fe3O4 ; lớp FeO nằm lớp vảy sắt tạo mặt thép nung gồm có hai phần, phần xốp hơn, làm cho vảy dễ tách khỏi thép nung để tạo nên lớp vảy nhiệt độ bình thường mặt thép kim loại thường có lớp oxit mỏng Đối với thép lớp mỏng Fe2O3 Khi nung nóng lớp chuyển dần thành màu nâu Nhiệt độ nung 5700C lớp oxit sắt tăng lên gồm ba phần: phần Fe2O3 , Fe3O4 FeO Nhiệt độ tiếp tục tăng lớp oxit bị cháy, đồng thời tạo nên lớp oxit (FeO cháy 13770C, Fe3O4 ch¸y ë 15270C, Fe2O3 ch¸y ë 15650C) CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực 1.2.3 Hiện tượng bon Hiện tượng bon, hay gọi tư ợng thoát than, tượng mát bon bề mặt vật nung, làm thay đổi tính chi tiết, gây cong, vênh, nứt nẻ Các khí làm bon lớp bề mặt phôi nung O2 , CO2 , H2O , H2 Chúng tác dụng với bít sắt Fe3C thép theo phản ứng sau: Fe3C +O2 = Fe + CO Fe3C + O2 = Fe + CO Fe3C + H2O = Fe + CO + H2 Fe3C + H2 = Fe + CH4 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực 1.2.4 Hiện tượng nhiệt Nếu nhiệt độ nung nóng cao hạt ôstenit lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm nhiều, tạo nên nứt nẻ gia công giảm tính chi tiết trình làm việc sau Đối với thép bon nhiệt độ nhiệt đường đặc khoảng 1500C trở lên (nhiệt độ nhiệt t0qn t0đặc 1500C) Nếu thời gian giữ nhiệt độ nhiệt lâu hạt ôstenit lớn, kim loại dẻo CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực 1.2.4 Hiện tượng cháy Khi kim loại nung nóng tới nhiệt độ cao nhiệt độ nhiệt (gần đường đặc) tinh giới hạt bị oxy hoá mÃnh liệt, không khả liên kết bền vững hạt kim loại với nhau, làm tính liên tục kim loại, độ bền độ dẻo kim loại giảm rõ rệt; kim loại đà bị cháy gia công nữa, có đưa vào lò nấu lại chặt vứt bỏ phần bị cháy Rất dễ phát hiện tượng cháy Khi thép bon bị cháy phát ánh sáng mạnh có nhiều tia lửa bắn CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực Chế độ nung nóng phôi rèn 2.1 Chọn khoảng nhiệt độ gia công áp lực Nhiệt độ nung lớn cho phép phải đảm bảo cho kim loại có độ dẻo cao Nhiệt độ nên chọn gần sát với nhiệt độ sinh tượng nhiệt, phải đảm bảo luôn nhỏ nhiệt độ nhiệt (t0qn) để kim loại không bị nhiệt hay cháy nung Nhiệt độ nung nóng lớn cho phép nhiệt độ bắt đầu gia công (t0bd) Nhiệt độ kết thúc gia công (t0kt) chọn thấp, kết thúc gia công nhiệt độ phôi cao 10 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực Cách xếp phôi Hệ số Cách xếp phôi Hệ số 14 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực Đối với thép hợp kim thời gian nung chia làm hai giai đoạn, giai đoạn dự nhiệt để nâng nhiệt độ phôi đến khoảng 8500C giai đoạn nung phôi tiếp tục để đạt tới nhiệt độ bắt đầu rèn Thời gian nung giai đoạn đầu Z1 , giai đoạn hai Z2 Thời gian chung để nung phôi từ lúc nguội đến lúc đạt nhiệt độ bắt đầu rèn Z: Z = Z1 + Z2 Z1 = 13,3..D Z2 = 6,7..D Khi nung phôi lò liên tục thời gian nung tính theo công thức sau đây: Z = k.D (h) Z – thêi gian nung (h) D – ®êng kÝnh hay cạnh nhỏ phôi (cm) k hệ số phụ thuộc loại vật liệu: thép bon k = 0,1 0,15; thÐp hỵp kim kÕt cÊu k = 0,15 0,20; thép hợp kim cao thép dụng cụ k = 0,3 15 0,4 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực Nếu kể đến ảnh hưởng tỷ lệ chiều dài L với đường kính phôi (hay cạnh nhỏ phôi) D, thể thông qua hệ số công thøc tÝnh thêi gian nung cã d¹ng sau: Z = .k..D Khi >L th× = =D = 0,98 L D = 1,5 = 0,92 L =1 = 0,71 D L Số lượng phôi cần nung lò để đảm bảo cho D máy làm việc liên tục xác định theo công thức: N = Z (c¸i) T Z – thêi gian nung, (phút) T thời gian rèn dập phôi thực tế, (phút) 16 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực Thiết bị nung Để nung nóng phôi trước rèn dập sử dụng số loại lò nung khác Dưới giới thiệu số loại lò thông dụng sản xuất 3.1 lò rèn thủ công 17 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực – Lß bng Víi lß bng hay cßn gọi lò phản xạ phân bố nhiệt độ tương đối đồng khoảng không gian công tác lò Buồng lò kín, khống chế nhiệt độ nung, cã thĨ xÕp nhiỊu ph«i, sù hao phÝ kim loại ít, phôi không trực tiếp tiếp xúc với nhiên liệu Lò buồng dùng nhiên liệu rắn 18 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực 3.2.2 lò buồng dùng nhiên liệu lỏng 19 CHƯƠng III Chế độ nhiệt gia công áp lực 3.2.3 lò buồng dùng nhiên liệu khí 20 ... Nguyên nhân Nứt nẻ t¸c dơng cđa øng st nhiƯt nung nãng không đều, nung nóng với tốc độ không hợp lý Đối với thép tượng nứt nẻ thường xảy nhiệt độ nung 8000C kim loại có tính dẻo thấp, mức độ truyền