Bài giảng các phương pháp chế tạo phôi

Trang 1

© B ộ môn Hàn & Công ngh ệ Kim lo ạ i - Đ HBKHN, Email: bmhan-fme@mail.hut.edu.vn, Đ T: 04.3869 2204, Fax: 04.3868 4543 1 / 72

TÊN H Ọ C PH Ầ N

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - ME2030 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Cá c ph ươ ng phá p chế tạ o phôi

CH ƯƠ NG 4 - CÔNG NGH Ệ Đ ÚC KIM LO Ạ I VÀ H Ợ P KIM

CH ƯƠ NG 5 - CÔNG NGH Ệ GIA CÔNG ÁP L Ự C

CH ƯƠ NG 6 - CÔNG NGH Ệ HÀN VÀ C Ắ T KIM LO Ạ I

Trang 2

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - ME2030

CHƯƠNG 5 - CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ÁP LỰC

I Th ự c ch ấ t, đặ c đ i ể m, phân lo ạ i và ứ ng d ụ ng

II Khái ni ệ m v ề bi ế n d ạ ng c ủ a kim lo ạ i và h ợ p kim

V Công ngh ệ và thi ế t b ị kéo kim lo ạ i

III Công ngh ệ và thi ế t b ị nung nóng kim lo ạ i khi gia công

IV Công ngh ệ và thi ế t b ị cán kim lo ạ i

VI Công ngh ệ và thi ế t b ị ép

VII Công ngh ệ và thi ế t b ị rèn t ự do

VIII Công ngh ệ và thi ế t b ị d ậ p kh ố i

IX Công ngh ệ và thi ế t b ị d ậ p t ấ m

Trang 3

I Thực chất, đặc điểm, phân loại và ứng dụng

I.1- Thự c chấ t

Gia công kim lo ạ i b ằ ng áp l ự c là d ự a vào tính d ẻ o c ủ a kim lo ạ i, dùng ngo ạ i l ự c c ủ a thi ế t b ị

làm cho kim lo ạ i bi ế n d ạ ng ở th ể r ắ n Sau khi gia công ta thu đượ c SP có hình d ạ ng và k/t yêu

c ầ u Kim lo ạ i v ẫ n gi ữ a đượ c tính nguyên v ẹ n không b ị phá hu ỷ

Trang 4

Trang 5

Trang 6

I.3- Phân loạ i

Ng ườ i ta phân làm 2 lo ạ i:

Nhóm 1: Th ườ ng đặ t trong các XN luy ệ n kim: Cán, kéo s ợ i, ép.

Nhóm 2: Trong các nhà máy CK: Rèn t ự do, d ậ p th ể tích, d ậ p t ấ m.

Trang 7

Trang 8

Trang 9

II Khái niệm về biến dạng của kim loại và hợp kim

II.1- Khá i niệ m

Khi tác dụng ngoại lực vào KL thì KL bị biến dạng.

Biến dạng của KL bao gồm: bd đàn hồi, bd dẻo và bd phá hủ y.

Trang 10

II.1- Khá i niệ m

Khi tác dụng ngoại lực vào KL thì KL bị biến dạng.

Biến dạng của KL bao gồm: bd đàn hồi, bd dẻo và bd phá hủ y.

II.1.2 Bi ế n d ạ ng dẻ o

Là bd khi td l ự c thì KL b ị bd Khi b ỏ l ự c còn t ồ n t ạ i m ộ t đ o ạ n bd d ư

Bd d ẻ o g ồ m: Bd c ủ a đơ n tinh và bd c ủ a đ a tinh.

II.1.2.1 Bi ế n d ạ ng c ủ a đơ n tinh

Đơ n tinh là h ạ t KL có m ạ ng tinh th ể đồ ng nh ấ t.

Bd c ủ a đơ n tinh x ả y ra d ướ i 2 hình th ứ c:

1 ) Sự trượ t 2) Song tinh

Trang 11

II 1 - Khá i niệ m

1) S ự tr ượ t: Khi td l ự c vào KL Bên trong các ph ầ n t ử KL

ch ị u 2 lo ạ i Ư S:

Ư S pháp tuy ế n:

Ư S này ch ỉ gây nên bd đ àn h ồ i ho ặ c phá h ủ y.

Ư S ti ế p tuy ế n τ : Làm cho các tinh th ể KL tr ượ t lên nhau.

Tr ượ t là quá trì nh d ướ i td c ủ a Ư S ti ế p, các l ớ p KL có hi ệ n t ượ ng tr ượ t lên nhau theo các m ặ t g ọ i là m ặ t tr ượ t.

Trang 12

1) S ự tr ượ t:

Đặc điểm củ a hiện tượng trượt:

Hiện tượng trượt chỉ xảy ra khi ƯS tiếp [ ]

th

τ τ >

Giá trị tới h ạn này phụ thuộc vào vật liệu, t o , tốc độ bd,

Sự trượt này chỉ xảy ra ở mặt nào có nhiều ng/tử nhất và

theo những hướng có nhiều ngtử nhất.

Khi trượt các ng/tử di động 1 số nguyên lần thông số

Trang 13

2) Song tinh D ưới tác dụng của ƯS tiếp trong tinh thể có những bộ phận của mạng tinh thể vừa trượt vừa xoay tương đối với 1 mặt gọi là mặt song tinh.

Sự song tinh

Mặt song tinh

Trang 14

2) Song tinh

Đặc điểm của hiện tượng song tinh:

Song tinh chỉ x ảy ra khi ƯS tiếp τ vượt qua trị số tới hạn.

Xảy ra do lực td đột ngột (va đập) tại n ơi có ƯS tập trung.

Biến dạng dư của song tinh nhỏ.

Khi song tinh các ng/tử di động một đoạn không bằng bội số nguyên lần

Trang 15

II.1.2.2 Bi ế n d ạ ng c ủ a đ a tinh

Đa tinh gồm nhiều đơn tinh.

Biến dạng của đa tinh gồm:

Biến dạng trong nội bộ đơn tinh: Trượt

Trang 16

II.1.3 Bi ế n d ạ ng phá hủ y

Khi lực tác dụng vượt quá giới hạn cho phép lúc đó lực ko tăng nữa nhưng bd vẫn tăng Bd phá hủ y.

Đoạn OA: Bd đàn hồi; Đoạn AC:

Bd dẻo; Đoạn CD: Bd phá hủy.

∆ L

L P

Trang 17

II.2- Ả nh h ưở ng c ủ a gia công áp l ự c đế n tính ch ấ t và t ổ ch ứ c c ủ a kim lo ạ i

II.2.1 Gia công nóng và gia công ngu ộ i

1) Gia công nóng

Là GC ở t o lớn hơn t o kết tinh lại ( ≈ 0,4 t o chảy; thép là 727 o C).

Đặc điểm: :

:

GC nóng thường dùng khi GC thô.

2) Gia công ngu ộ i: Là GC ở t o thấp hơn t o kết tinh lại.

Trang 18

II.2.2 Ả nh h ưở ng c ủ a gia công áp l ự c đế n t ổ ch ứ c và c ơ tí nh c ủ a kim lo ạ i

GCAL ảnh hưởng lớn đến tổ ch ức và cơ tính của KL.

GCAL làm cho độ mịn chặt KL ↑ Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ Có

kh ả năng tạo các thớ u ốn, xoắn Làm cho cơ tính tăng.

Trang 19

Chú ý: Vận dụng tính năng củ a tổ chức thớ, khi thiết kế c/tiết phải để lực

kéo ⁄⁄ thớ, lực cắt thẳng góc với thớ Tránh cắt đứt thớ khi gia công.

a) Cắt gọt b) Vuốt phần thân b) Chồn

Các phương pháp chế tạo bu lông

VD: Chế tạo bu lông chịu lực dùng các phương pháp:

a) Cắt gọt Th ớ bị cắt ngang Làm việc chịu ƯS dọc thớ Bị đứt.

b) Rèn bằng cách vuốt phần thân Các thớ (ở phần mũ bu lông) có xu

h ướng vuông góc với ƯS tiếp Khi xiết bu lông chịu lực tốt.

Trang 20

Trang 21

II.2.3 Ả nh h ưở ng c ủ a gia công áp l ự c đế n lý hóa tính c ủ a kim lo ạ i

1) Lý tính: GCAL làm thay đổi sự phân bố từ trường trong KL Giảm tính

dẫn điện (tăng điện trở), ↓ tính dẫn nhiệt, ↓ tính dẫn từ.

2) Hóa tính: GCAL làm ↑ hoạt tính hóa học của các ng/tử KL dễ bị

ăn mòn Vì sau khi GCAL mạng tinh giới bị vỡ ↑ hoạt tính (làm cho

các chất khác dễ len lỏi vào mạng)

Trang 22

Trang 23

III Công nghệ và thiết bị nung nóng kim loại khi gia công

III.1- Công ngh ệ nung nóng kim lo ạ i

Trang 24

III.1.3 Các hi ệ n t ượ ng x ả y ra khi nung

Trang 25

III.1.3 Các hi ệ n t ượ ng x ả y ra khi nung

Trang 26

III.2- Thi ế t b ị nung

Gồm 2 buồng: Buồng đốt + Buồng nung.

Đ 2 : t o nung đều và KL ít bị cháy Khống chế t o nung khó.

b) Lò điện: Dùng điện trở Chỉ dùng trong điều chỉnh t o c/x.

Trang 27

Trang 28

IV Công nghệ và thiết bị cán kim loại

IV.1- Công ngh ệ cá n kim lo ạ i

µ = H 0 - Chiều cao trước khi cán;

h 1 - Chiều cao sau khi cán.

0

l L

µ = L 0 - Chiều dài trước khi cán;

l 1 - Chiều dài sau khi cán.

Trang 29

IV.1.1 Th ự c ch ấ t, đặ c đ i ể m

Điều kiện để cán được: tg β > tg α

tg β = f (f - Hệ số ma sát giữa trụ c cán và phôi)

Đặc điểm: Cán có thể tiến hành ở trạng thái nóng và trạng thái nguội.

Cán nóng: Mang đặc điểm của gia công nóng: KL dễ bd, đỡ tốn lực, độ c/x,

độ bóng thấp Để gia công thô.

Cán nguội: KL khó bd, tốn lực nhưng độ c/x, độ bóng và chất lượng b/m cao

Để gia công tinh.

Trang 30

IV.1.2 S ả n ph ẩ m cán

a) Thép t ấ m:

Tấm mỏng (uốn thành cuộn hoặc để ở dạng dải): Dưới 4 mm.

Tấm dày: Chiều dày trên 4 mm.

b) Thép thanh: Ti ết diện tròn, vuông, ch ữ nhật, bán nguyệt, lục lăng; kích

Trang 31

Trang 32

IV.2- Thi ế t b ị cán kim lo ạ i

Trang 33

Trang 34

V Công nghệ và thiết bị kéo kim loại

V.1- Công ngh ệ ké o kim lo ạ i

V.1.1 Th ự c ch ấ t, đặ c đ i ể m

Kéo là QT kéo phôi KL đi qua

1 khuôn kéo Nh ờ ma sát giữa

Khuôn (BK8, kim cương)

α

Đặc điểm: Với thép người ta thường kéo ở trạng thái nóng Khi

kéo thép thì ma sát lớn Khuôn mau mòn.

Với KL màu (đồng, nhôm): Kéo nguội.

Chỉ tiêu kỹ thuật: Hệ số kéo : 0 1 1,1 1,3

0 1

L d

Trang 35

Trang 36

Trang 37

Trang 38

Trang 39

VI Công nghệ và thiết bị ép

Ép th ườ ng đượ c dùng để gia công các kim lo ạ i màu và h ợ p kim màu, đ ôi khi nó

cũ ng dùng để gia công thép và các h ợ p kim kim lo ạ i khác.

Trang 40

VI Công nghệ và thiết bị ép

Định dạng
Số trang	241
Dung lượng	8,01 MB