Bài giảng Nguyên lý gia công vật liệu: Chương 1 - Vật liệu dụng cụ cắt được biên soạn bao gồm các nội dung chính sau: Yêu cầu của vật liệu phần cắt dụng cụ cắt; Các loại vật liệu dụng cụ cắt cơ bản; Biện pháp nâng cao khả năng cắt của vật liệu dụng cụ cắt. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây.
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Viện Cơ Khí Bộ môn: Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp NỘI DUNG CHƯƠNG BÀI GIẢNG NGUYÊN LÝ GIA CÔNG VẬT LIỆU (ME4212) Yêu cầu vật liệu phần cắt dụng cụ cắt (VLPCDCC) Các loại VLPCDCC Biện pháp nâng cao khả cắt VLPCDCC (Phiên 04, 01/2015) CHƯƠNG VẬT LIỆU PHẦN CẮT DỤNG CỤ CẮT TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu VLPCDC Vật liệu phần cắt dụng cụ cắt/Vật liệu dụng cụ cắt Từ kinh nghiệm thực tế cắt gọt vật liệu, theo bạn vật liệu dụng cụ cắt nói chung (dao, kéo, v.v) cần có đặc tính gì? TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu VLPCDCC Các yêu cầu vật liệu DCC Theo bạn có điểm khác biệt cắt gọt vật liệu thông Theo bạn cắt vật liệu kim loại, vật liệu dụng cụ cắt cần có đặc thường (tre, gỗ, hoa quả, v.v) cắt gọt vật liệu kim loại? tính gì? TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các tính kim loại Những đặc tính (cơ) vật liệu kim loại Độ bền (tĩnh) Trong thực tế kim loại có độ bền cao? Nếu dùng cảm tính để đánh giá độ bền nào? Thơng số kỹ thuật dùng để đánh giá độ bền? Độ dẻo Trong qúa trình cắt gọt kim loại, q trình biết dạng VLGC có tn theo biểu đồ này? TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Độ cứng Kim loại gọi cứng? Thông số kỹ thuật dùng để đánh giá độ cứng? Độ dai va đập Kim loại gọi dẻo? Độ dai va đập gì? Thế có độ dai va đập cao? TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu VLPCDCC Đặc tính VLPCDC ảnh hưởng đến yếu tố nào? Các yêu cầu VLPCDCC Năng suất gia công Chất lượng bề mặt gia cơng Chi phí sản xuất … Độ cứng Độ bền học Những yếu tố ảnh hưởng đến DCC? Yêu cầu vật liệu DCC Độ bền Độ dai va đập Tính chịu nhiệt Lực cắt Nhiệt độ vùng cắt (700 – 800oC) Sự mài mòn (do chà xát phoi với mặt trước bề mặt gia công với mặt sau) Rung động trình cắt … Tính chịu mài mịn Tính cơng nghệ Ngồi tính dẫn nhiệt quan trọng TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 10 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu VLPCDCC Các yêu cầu VLPCDCC – Độ cứng Đặc tính vật liệu DCC yếu tố trình cắt Độ cứng DCC nên nào? Độ cứng, đồ bền Cơ tính vật liệu gia cơng Để gia cơng chi tiết dụng cụ phải có độ cứng cao vật liệu gia công Độ cứng dụng cụ lựa chọn phụ thuộc vào độ cứng vật liệu gia Độ dai va đập Tính liên tục q trình cắt (phay), rung động máy, … Tính chịu nóng Nhiệt độ vùng cắt cơng Ví dụ: vật liệu cắt cần có độ cứng khoảng 59 ÷ 61 HRC (tương đương 650 HB) để cắt loại vật liệu thơng thường (200 ÷ 220 HB) Khi gia công Khả chống lại mỏi nhiệt sốc nhiệt, … Tính dẫn nhiệt giãn nở nhiệt loại thép cứng độ cứng dụng cụ phải lớn 65 HRC … TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 11 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 12 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu VLPCDCC – Độ bền Các yêu cầu VLPCDCC – Tính chịu nhiệt Do dụng cụ làm việc điều kiện khắc nghiệt: tải trọng lớn, xung Là khả giữ đặc tính cắt (độ cứng, độ bền học … ) nhiệt lực, ma sát lớn nhiệt độ cao làm lưỡi cắt dễ bị gãy, mẻ Do vật độ cao thời gian dài vật liệu bị nung nóng tính (độ cứng) giảm liệu làm DCC cần có độ bền học cao (ứng suất kéo, nén, uốn, va Ở vùng cắt tiếp xúc dụng cụ chi tiết, biến dạng kim loại đập…) ma sát tiếp xúc dụng cụ - phoi, dụng cụ - chi tiết nên nhiệt cắt lớn khoảng 700 ÷ 8000C (10000C) Ở nhiệt độ dụng cụ bị tính thay đổi cấu trúc chuyển biến pha Do vật liệu cần có tính chịu nóng tốt 13 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 14 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu VLPCDCC – Tính chịu mài mịn Các u cầu VLPCDCC – Tính chịu nhiệt Độ cứng vật liệu DCC giảm nhiệt độ tăng Độ cứng cao tính chịu mài mịn tốt Dụng cụ trình làm việc chịu nhiều ma sát lớn với phoi chi tiết gia công tác dụng nhiệt dễ gây tượng mòn (chảy dính, bám dính…) ảnh hưởng đến điều kiện làm việc bình thường dụng cụ Vật liệu dao tốt nhiệt độ chảy dính cao Dựa biểu đồ bạn có nhận xét gì? TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 15 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 16 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các u cầu VLPCDCC – Tính cơng nghệ Các yêu cầu VLPCDCC – Tính dẫn nhiệt Tính cơng nghệ vật liệu làm dao đặc trưng tính khó hay dễ q trình gia cơng để tạo hình dụng cụ cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt vùng cắt, giữ tính VLPCDCC tốt Tính cơng nghệ thể nhiều mặt: Tính tơi được, độ thấm tơi cao Mức Cacbon nhiệt luyện cao Độ dẻo trạng thái nguội nóng Tính dễ gia cơng cắt gọt VLPCDCC có tính dẫn nhiệt tốt giúp giảm tập trung nhiệt Tính dẫn nhiệt cao giúp dụng cụ cắt tránh sốc nhiệt tăng sức bền mỏi nhiệt 17 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các loại VLPCDCC 18 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Lịch sử Thép Cacbon dụng cụ (carbon steel) Thép hợp kim dụng cụ - (low, medium alloy steel) Thép gió (high speed steel (HSS)) Hợp kim cứng (carbide) Vật liệu sứ (ceramics) Vật liệu tổng hợp Vật liệu mài Các vật liệu khác TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 19 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 20 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Phần vật liệu cứng VLPCDCC VLPCDCC – Tính chất vật liệu (Hình 1.1) 100% 90% Sức bền uốn 80% 70% 60% Độ cứng % vật liệu lại 50% Dao động % vật liệu cứng 40% % vật liệu cứng 30% 20% 10% 0% Thép dụng cụ Thép gió Hợp kim cứng Vật liệu sứ Thép dụng cụ Thép HK dụng cụ Thép gió Từ giá trị độ cứng Bảng 1.1 biểu đồ này, bạn có nhận xét gì? HKC thông dụng Thép Stellite 21 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 22 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Ký hiệu CDxx (CD80, CD80A), C Cacbon, D dụng cụ (TCVN 1822:1993 - Thép cacbon dụng cụ) TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội HKC đặc biệt VLPCDCC – Thép cacbon dụng cụ (carbon steel) Thành phần C 0,7 ÷ 1,3% , P < 0,03% S Dễ gia công cắt gia công áp lực Độ bền nhiệt 200oC ÷ 300oC (thấp) Tốc độ cắt ÷ m/ph (thấp) Sứ TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép cacbon dụng cụ (carbon steel) VL cắt siêu cứng 23 Phạm vi ứng dụng Dùng chế tạo dụng cụ chịu va đập (do có độ dẻo cao): đục, dụng cụ nguội, dao, kéo, khuôn dập, … Chế tạo dụng cụ va đập có độ cứng: mũi khoan, taro, bàn ren, dao tiện, dao phay, … Chế tạo dụng cụ có độ cứng tính mài mịn cao: dao tiện, dụng cụ đo, dụng cụ khắc, … Nhược điểm Độ bền nhiệt thấp Tốc độ cắt thấp Do phải nước nên dụng cụ cắt giịn, dễ vỡ Tính thấm nên phần lõi dẻo Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ mài sắc TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 24 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ (HKDC) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm I Thành phần Hàm lượng C cao 0,5 ÷ 3% thành phần hợp kim: Cr, Mn, Si, W, Co, V (tăng tính chịu nóng tính thấm tơi) Vận tốc cắt Khoảng 8m/phút Tính chất giống thép Cacbon dụng cụ Thành phần Thành phần HK 1%, chủ yếu Cr (0,1 ÷ 0,7%) Phạm vi ứng dụng Thường dùng chủ yếu để chế tạo dụng cụ gia cơng gỗ Thép HKDC chia thành nhóm: 25 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm II Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm III Thành phần Cr (1 ÷ 1,5%), Si => làm tăng độ thấm tôi, cải thiện khả cắt Ký hiệu X 9XC Độ bền nhiệt X: 220 oC 9XC: 300 oC Phạm vi ứng dụng 9XC dùng làm dụng cụ có độ xác cao mũi doa, tarơ, dụng cụ đo, … TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 26 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Thành phần Có thêm lượng lớn Mn W Các thành phần Mn, Cr, W làm độ thấm cao dầu Phạm vi ứng dụng Dùng để chế tạo dụng cụ có độ xác cao hình dáng phức tạp (mũi doa, ta rô, dao chuốt, loại dụng cụ đo) 27 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 28 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm IV Thành phần Thành phần Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Có chứa lượng lớn Cac bít vonfram hạt mịn nên có độ cứng cao, Hàm lượng Volfram cao (9 ÷ 18%) độ thấm tơi thấp Cr, Co, V nhằm cải thiện khả cắt gọt (Cr làm tăng độ thấm tôi, V tăng cứng tính chịu mịn cao) Phạm vi ứng dụng Dùng chế tạo dụng cụ cần lưỡi cắt sắc, tuổi bền cao gia công loại vật liệu cứng Độ bền nhiệt Chịu nhiệt độ 350 ÷650 oC Tốc độ cắt Tốc độ cắt 2÷4 thép hợp kim dụng cụ, ÷ 35 (>100) m/phút Ký hiệu P K , P làm lượng Volfram, K hàm lượng Coban, hàm lượng V 29 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió Ưu điểm Tính chống mài mịn tốt so với thép cacbon dụng cụ thép hợp kim dụng cụ Độ dai cao (khả chông va đập cao) so với hợp kim cứng Có thể chế tạo rèn, đúc luyện kim bột Có thể phủ vật liệu khác, xử lý bề mặt để tăng khả cắt Nhược điểm Tốc độ cắt hạn chế Phạm vi ứng dụng Độ dai va đập cao nên thép gió phù hợp để chế tạo DCC có góc trước lớn (dương) Phù hợp với ngun cơng có lực cắt khơng liên tục (phay, tiện trục then hoa, …) Phù hợp gia công máy cơng cụ có độ cứng vững thấp, có rung động mạnh Phù hợp làm vật liệu cho DCC thân liền (mũi khoan, khoét, dụng cụ cắt răng, …) TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 30 Các mác thép gió thành phần hóa học 31 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 32 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió Vận tốc cắt số loại thép gió [3] Một số loại thép gió thường gặp theo ISO HSS – thép gió thơng thường: sử dụng rộng rãi độ cứng, độ bền học, chịu nhiệt mài mòn tốt (P9, P18) 33 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội HSSV – tăng thêm Vanadium để tăng độ cứng khả chịu mài mòn HSCo – tăng thêm Coban để tăng độ bền nóng, khả cắt gọt mài mịn HSS XS1 – luyện kim bột khơng Coban để tăng tuổi bền, mài mòn HSCoXP – phương pháp thiêu kết bột Coban: siêu bền học CS – thép Cr (Chromium Steel) dùng làm dụng cụ gia công ren Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vấn đề cần giải VLPCDCC - Các bít (Carbide) Độ bền cao Thép cacbon dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ Độ dai va đập tốt Tính chịu nhiệt Trong hóa học, bít hợp chất bao gồm bon thành phần điện tích âm Các loại bít phân loại dựa vào kiểu liên kết thành phần hóa học Khả chống sốc nhiệt tốt Thép gió 34 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Ví dụ: Các bít canxi, bít silicon, bít Volfram Không gia công tốc độ cao Năng suất gia công thấp Sự liên kết bít Volfram TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 37 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 38 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Hợp kim cứng (HKC) VLPCDCC - Hợp kim cứng (HKC) Là loại vật liệu dụng cụ chế tạo phương pháp luyện kim bột (HK bột) nghĩa loại hợp kim không qua nấu chảy HKC chế tạo từ loại cacbit HK bột HK Ký hiệu Nhóm 1: BK Carbide Volfram + Co (K) Dùng để gia công gang kim loại màu Thành phần Chủ yếu loại bột mịn: cacbit vonfram (WC), cacbit titan (TiC), cacbit tantan (TaC) thành phần coban (Co) làm nhiệm vụ liên kết Độ cứng Độ bền nhiệt 80 90 HRA 800 1000 oC Tốc độ cắt Nhóm 2: T K Carbide Titan (T)+ Carbide Volfram + Co (K) Ví dụ T30K4 (30% TiC, 4% Co, 66% WC) Độ cứng cao BK, có tính chịu nóng cao, dùng gia cơng thép Nhóm 3: TT K Carbide Titan + Carbide Tantan (TT) + Carbide Volfram + Co (K) Ví dụ: TT7K12 (7% TiC + TaC, 12% Co, 81% WC) Độ bền cao, tính chống mịn cao, thường dùng gia cơng vật liệu có độ cứng, độ bền cao >100 m/phút 39 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Chế tạo HKC 40 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp) Bước 1: Tạo bột W, Ti, Ta nguyên chất Bước 3: Trộn bột coban cacbit theo thành phần tương ứng với loại hợp kim Bước 2: Tạo cacbit tương ứng từ bột W, Ti, Ta nguyên chất Carbide Wolfram TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 41 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 42 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp) VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp) Bước 4: Ép hỗn hợp áp suất lớn (100-140 MN/mm2), nung sơ nhiệt độ 900oC khoảng Tạo hình theo dạng yêu cầu Bước 4: Thiêu kết lần cuối nhiệt độ cao 1400-1500oC đến tạo thành HKC 43 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – HKC – Thành phần đặc tính VLPCDCC - Hợp kim cứng/Thép gió/Thép cacbon dc TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 44 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 45 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 46 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – HKC – Phạm vi ứng dụng Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ Thành phần “Đất sét kỹ thuật” hỗn hợp oxide nhôm (Al2O3) Các mảnh lưỡi cắt làm sứ 47 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) Quá trình chế tạo (tương tự HKC) Phân loại Oxit nhôm khiết Đất sét kỹ thuật (oxit nhôm Al2O3) Nung nóng (1400-1600oC) Nghiền nhỏ thành bột mịn (1 m) Thiêu kết 49 Al2O3 + TiC + WC + TaC + TiN Sức bền cao, gia công gang cứng, thép Vật liệu sứ oxit TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Al2O3 99% Vật liệu sứ trộn Ép thành mảnh dao 48 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Nitrit silic (Si3N4) Sức bền uốn cao, gia công nhôm HK nhôm TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 50 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) Đặc điểm Phạm vi ứng dụng Độ cứng tính giòn cao chịu mòn cao Tốc độ cắt lớn (> 100m/ph) Chịu nhiệt cao 1000 – 1200 0C dùng cắt Gia công tinh, lượng chạy dao chiều sâu cắt nhỏ tốc độ cắt lớn Không dùng dung dịch trơn nguội trừ (Si3N4) Tính dẫn nhiệt khơng dùng dung dịch trơ nguội Dùng cho ngun cơng có độ xác, chất lượng (dễ gây nứt) bề mặt cao Tính dẻo kém, sức bền uốn thấp không chịu rung động, va đập lực cắt lớn Mài sắc khó (dùng đá mài kim cương) TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 51 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) 52 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vật liệu tổng hợp (siêu cứng) Ưu điểm Hai loại Năng suất cao Tuổi thọ dao lớn Sai lệch kích thước nhỏ Chất lượng bề mặt gia công tốt Kim cương tự nhiên HVm 100 Gpa Giá thành rẻ Kim cương tổng hợp HVm 90 100 Gpa Nitrit Bo HVm 50 90 Gpa TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 53 Kim cương nhân tạo Nitrit Bo Độ cứng cao (Vicker > 50000 N/mm2) TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 56 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vật liệu tổng hợp (tiếp) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vật liệu tổng hợp (tiếp) Nitrit bo lập phương Kim cương nhân tạo Độ cứng tế vi cao kim cương tự Boron Nitride (CBN) nhiên từ 5-6 lần Dẫn nhiệt cao gấp lần kim cương Chịu nhiệt cao 1200 14000C Hệ số ma sát với kim loại nhỏ Dùng để gia công thép có HRC 39 – 66 thường Chịu nhiệt đến 8000C Giòn, chịu va đập Dẫn nhiệt tốt nên gia công Là hợp chất Nito Boron Cubic gang, gia cơng hợp kim cứng tốc độ cao, chống mịn tốt 57 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vật liệu mài 58 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vật liệu mài Một số dạng vật liệu mài Dụng cụ cần mài Đá mài Một số loại đá mài (đĩa) Đồ gá mài TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Bột mài Mài sắc dụng cụ 60 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 61 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vật liệu mài (tiếp) VLPCDCC – Vật liệu mài (tiếp) Vật liệu mài: (hạt mài bột mài) chế tạo từ vật liệu thiên nhiên nhân tạo có độ cứng cao, bột mài hạt mài trộn với chất kết dính tạo thành dụng cụ mài (đá mài, mài, bột nhào …) Ví dụ: korum thiên nhiên (Al2O3 + Fe2O3) dùng để mài thép có tính dẻo cao … 62 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Biện pháp nâng cao khả cắt VLPCDCC 63 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Phủ bề mặt Hàng ngày loại hợp kim vật liệu phát triển liên tục để tăng độ Phủ bề mặt bền, độ dai, khả chống mài mòn học hóa học Do cơng nghệ phủ bề mặt phát triển để đáp ứng yêu cầu cắt gọt Thấm bề mặt TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Lợi ích phủ bề mặt 64 Giảm ma sát Tăng độ kết dính Tăng khả chống mòn nứt tế vi Chống thâm nhậm vật liệu gia công Tăng khả chịu nhiệt va đập Giảm q trình oxy hố nhiệt độ cao 800oC 65 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Phủ bề mặt (tiếp) Các loại vật liệu DCC – Phủ bề mặt Các loại vật liệu phủ thông thường Công nghệ phủ bề mặt Nitrit Titan (Titanium nitride – TiN) CVD (Chemical Vapour Deposition) – bốc bay hố học Cac bít Titan (Titanium carbide – TiC) Các bon Nitrit Titan (Titanium CarboNitride - TiCN) PVD (Physical Vapour Deposition) – bốc bay vật lý Oxit Nhôm (Aluminum oxide – Al2O3) Ứng dụng phủ cho vật liệu: Thép gió, vật liệu hợp kim 66 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 68 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Phủ bề mặt (tiếp) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Phủ bề mặt (tiếp) Phủ Các bít Titan (Titanium-carbide) Phủ Nitrit Titan (Titanium-nitride) Hệ số ma sát thấp, độ cứng cao, chịu nhiệt tốt khả bám dính bề mặt Khả chống mài mịn mặt sau cao gia công vật liệu mài Phủ sứ cần phủ cao Lớp phủ có khả dẫn nhiệt thấp, khả chịu nhiệt cao, chống Nâng cao tuổi thọ dụng cụ thép gió, thép hợp kim cứng, mũi khoan mòn mặt sau tốt Cắt tốt tốc độ cắt cao lượng ăn dao lớn 69 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 70 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Phủ bề mặt (tiếp) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Phủ bề mặt (tiếp) Phủ bề mặt nhiều lớp Phủ bề mặt nhiều lớp (tiếp) Đặc tính lớp phủ kết hợp lại thành nhiều lớp phủ để tăng tính cắt DCC 71 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 72 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Phủ bề mặt (tiếp) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Nâng cao khả cắt – Thấm bề mặt Các loại khác Dùng cho thép dụng cụ thép hợp kim cứng Vonfram, có Vonfram mà chất dính kết vật liệu thép Titanium carbonitride (TiCN) titanium-aluminum nitride (TiAlN) chế tạo để cắt thép không gỉ Công nghệ thấm: chất thấm Nitơ, tiến hành thấm sau Chromium carbide (CrC) chế tạo để gia công vật liệu mềm mơi trường amoniac phân ly hay bị dính vào lưỡi cắt Nhiệt độ thấm: 500 – 6000C (hiện thấm nhiệt độ thấp, Gần phủ nano composite phát triển môi trường muối không độc) 73 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 74 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các loại vật liệu DCC – Thấm bề mặt (tiếp) Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các loại vật liệu DCC – So sánh Kết thấm bề mặt Chiều sâu lớp thấm: 0,075 – mm Độ cứng tăng – HRC Tăng khả chống mòn DCC 75 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 77 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Câu hỏi ôn tập Các loại vật liệu DCC – So sánh CH1-1 Những yêu cầu vật liệu dụng cụ cắt Trình bày lý u cầu cần thiết CH1-2 Trình bày đặc điểm bản, ký hiệu, phạm vi sử dụng thép gió CH1-3 Trình bày đặc điểm bản, ký hiệu, phạm vi sử dụng hợp kim cứng TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 80 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 84 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt HẾT CHƯƠNG (VẬT LIỆU PHẦN CẮT DỤNG CỤ CẮT) TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 85 ... cứng dụng cụ phải lớn 65 HRC … TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 11 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 12 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần... kim cương) TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 51 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) 52 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần... lượng V 29 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió Chương 1: Vật Liệu Phần