Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa Trờng đại học Bách khoa - 2008 5 Chng 2: Nung núng kim loi 2.1. Mc ớch nung núng Nung núng kim loi trc khi GCBD nhm nõng cao tớnh do v gim kh nng chng bin dng ca chỳng, to iu kin thun tin cho quỏ trỡnh bin dng. 2.2. mt s vn xy ra khi nung 2.2.1. Nt n Hin tng nt n xut hin bờn ngoi hoc bờn trong kim loi, nguờn nhõn l do ng sut nhit sinh ra vỡ s nung khụng u, tc nung khụng hp lý v.v ng sut nhi t ny cựng vi ng sut d sn cú ca phụi (cỏn, ỳc) khi vt qua gii hn bn ca kim loi s gõy ra nt n. (i vi thộp thng xy ra nt n t 0 < 800 0 C). 2.2.2. Hin tng ụxyhoỏ Kim loi khi nung trong lũ, do tip xỳc vi khụng khớ, khớ lũ nờn b mt nú d b ụxy hoỏ v to nờn lp vy st. S mt mỏt kim loi n 4 ữ 6%, cũn lm hao mũn thit b, gim cht lng chi tit v.v Quỏ trỡnh ụxy hoỏ xy ra do s khuyt tỏn ca nguyờn t ụxy vo lp kim loi v s khuyt tỏn ca nguyờn t kim loi qua lp ụxyt mt ngoi vt nung to thnh 3 lp vy st: FeO-Fe 3 O 4 -Fe 2 O 3 . Nhit nung trờn 570 0 c lp vy st tng mnh v trờn 1000 0 c lp vy st dy c ph kớn mt ngoi vt nung, nhit tip tc tng lp ụxyt ny b chỏy, ng thi to nờn lp ụxyt mi. ễxyt hoỏ cú th do ụxy a vo, hoc do khớ CO 2 , H 2 O tỏch ra. 2.2.3. Hin tng mt cỏcbon Hin tng mt cỏcbon ca mt ngoi vt nung lm thay i c tớnh ca chi tit, cú khi to nờn cong vờnh, nt n khi tụi. Khớ lm mt C l O 2 , CO 2 , H 2 O, H 2 Chỳng tỏc dng vi cỏcbớt st Fe 3 C ca thộp: 2Fe 3 C + O 2 = 6Fe + 2CO; Fe 3 C + CO 2 = 3Fe + 2CO Fe 3 C + H 2 O = 3Fe + CO + H 2 ; Fe 3 C + 2H 2 = 3Fe + CH 4 Lp mt cỏcbon bt u phỏt trin khi t 0 = 600ữ800 0 C v tng khi nhit tng. gim s mt C cú th dựng cht sn ph lờn b mt vt nung. Hin nay hay dựng cht Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa Trờng đại học Bách khoa - 2008 6 sn sau õy ho vi nc hoc vi cn ờtyl: 60%SiO 2 + 15%Al 2 O 3 + 11,2%CaO + 4,4%MgO +5%(K 2 O+N 2 O) + 0,8%Fe 2 O 3 . 2.2.4. Hin tng quỏ nhit Nu nhit nung quỏ cao thỡ ht ụstenit cng ln lm cho tớnh do ca kim loi gim nhiu, cú th to nờn nt n khi gia cụng hoc gim tớnh do ca chi tit sau ny. i vi thộp cacbon nhit quỏ nhit di ng c khong 150 0 tr lờn (t 0 qn > t o c - 150 0 C). Hin tng ny c khc phc bng phng phỏp . Vớ d: Thộp cỏcbon 750 ữ 900 0 C, nhng vi thộp hp kim thỡ rt khú khn. 2.2.5. Hin tng chỏy Khi kim loi nung trờn nhit quỏ nhit (gn ng c) vt nung b phỏ hu tinh gii ca cỏc ht do vựng tinh gii b ụxy hoỏ mónh lit. Kt qu lm mt tớnh liờn tc ca kim loi, dn n phỏ hu hon ton bn v do ca kim loi. 2.3. Ch nung kim loi 2.3.1. Chn khong nhit nung i v i thộp cỏcbon da trờn gin Fe-C chn khong nhit GCBD. Trong sn xut xỏc nh khong nhit ca cỏc kim loi v hp kim thng dựng bng. i vi cụng nhõn trong iu kin thiu dng c o cú th xỏc nh nhit theo mu sc khi nung. Vớ d: i vi thộp khi nung mu s sỏng dn t mu xm (500 0 c) n sỏng trng (1250 0 c). 2.3.2. Thi gian nung Ch nung hp lý cn m bo nung kim loi n nhit cn thit trong mt thi gian cho phộp nh nht. Thi gian nung t nhit bỡnh thng n nhit ban u gia cụng cú th chia thnh 2 giai on: H.2.1.Khong nhit gia cụng bin dng i vi thộp cỏc bon a) Gin lý thuyt b) Gin thc t O t 0 C t max t min %c b) 0,8 2,1 %c t 0 C O a) 0,8 1,7 1350 1100 800 vựng gcal v.quỏ nhit vựn g chỏ y vựn g bin cn g Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa Trờng đại học Bách khoa - 2008 7 a/ Giai on nhit thp (Tn < 850 0 C): Thi gian nung giai on ny cn di, tc nung chm, nu khụng kim loi d nt n hoc bin dng. b/ Giai on nhit cao (850 o c n nhit bt u gia cụng): Tc nung giai on ny khụng ph thuc nhiu vo h s dn nhit na, vỡ th cú th tng nhanh tc nung nhm tng nng sut nung, gim lng ụxy hoỏ v chỏy cỏcbon, hn ch s ln lờn ca cỏc ht kim loi, gim hao phớ nhiờn liu.vv 2.4. Thit b nung kim loi nung kim loi khi gia cụng ỏp lc ngi ta s dng nhiu lo i lũ nung khỏc nhau. Chỳng c phõn loi theo ngun cp nhit (nhiờn liu hoc in nng), tớnh cht hot ng (chu k hoc liờn tc) v kt cu lũ (lũ bung, lũ ging ). 2.4.1. Lũ rốn th cụng Lũ rốn th cụng cú kt cu n gin nhng nung núng khụng u, chỏy hao ln, khú khng ch nhit , nng sut v hiu sut nhit thp, ch yu dựng trong cỏc phõn xng nh. Khụng khớ thi theo c a giú 1 theo ng dn qua ghi lũ 5 t chỏy nhiờn liu 4 (than) trong bung lũ 3 (c cng lc nh v lũ bng thộp 2), bi v khúi theo nún 6 qua ng khúi 7 ra ngoi. Lũ ny n gin, r tin nhng khụng khng ch c nhit , nng sut nung thp, hao tn kim loi nhiu, nhit vt nung khụng u v.v ch dựng trong cỏc phõn xng sa cha nung vt nh. 2.4.2. Lũ bung (lũ phn x) L lũ cú nhi t khong khụng gian cụng tỏc ca lũ ng nht. Lũ bung l mt bung kớn, khng ch c nhit nung, cú th xp nhiu phụi, s hao phớ kim loi ớt, phụi khụng trc tip tip xỳc vi nhiờn liu. Lũ bung thuc loi lũ hot ng chu k, cú th dựng nhiờn liu (than ỏ, khớ t, du) hoc in tr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H.2.3. Lũ bung dựng nhiờn liu rn 1 2 5 4 3 6 7 H.2.2. Lũ rốn th cụng Formatted: Font: 11 pt, Bold Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa Trờng đại học Bách khoa - 2008 8 Trờn hỡnh sau trỡnh by s mt lũ bung dựng nhiờn liu rn. Kim loi cht vo lũ v ly ra bng ca cụng tỏc 7. Nhiờn liu rn t trờn ghi lũ 2 sau khi t nhit lng nung núng bung t v vt nung 8. Khớ chỏy s theo kờnh khúi 9 v thoỏt qua cng khúi 10 ra ngoi. S iu chnh nhit bng cỏch iu chnh lng nhiờn liu v lng giú. u im ca lũ bung: nhit nung khỏ ng u, kim loi khụng tip xỳc trc tip vi ngn la nờn chỏy hao gim, thao tỏc vn hnh d. Nhc im ch yu l lũ lm vic theo chu k, tn tht nhit do tớch nhit cao. Lũ bung thớch hp vi cỏc phõn xng sn lng tng i ln. 2.4.3. Lũ dựng nng lng in Thng dựng nung vt nh, v t quan trng bng kim loi mu. Lũ in cú u im l khng ch nhit nung chớnh xỏc (sai s: 5 o c), cht lng vt nung cao, ớt hao tn kim loi, thi gian nung nhanh, nhng t tin do thit b phc tp v tn nng lng in. Vỡ th nờn ch dựng nhng vt nung yờu cu k thut cao, nht l cỏc kim loi quý. a/ Lũ in tr: Cú th thay dõy in tr bng cỏc cc than. b/ Lũ cm ng: Cho dũng in cao tn (c to nờn bi mỏy phỏt cao t n) thỡ trong vt nung s phỏt sinh dũng in cm ng v do hiu ng mt ngoi nờn dũng in cm ng ch yu phõn b trờn mt ngoi v lm vt núng lờn. Chiu dy c nung núng ca chi tit c tớnh: =5030 à f (mm). Trong ú: - b dy chi tit c nung; - in tr riờng ca vt nung (ụm.mm). à- h s t thm tng i; f- tn s dũng in (Hz). 1 2 3 4 5 6 7 H.2.5. Lũ in tr 1.u ni in; 2. dõy in tr; 3. nhit k; 4. np y; 5. phụi nung; 6. ghi lũ; 7. ca lũ Formatted: Bullets and Numbering Gi¸o tr×nh: c«ng nghÖ kim lo¹i 2 l−u ®øc hßa Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa - 2008 9 c/ Nung trực tiếp: Cho dòng điện cường độ lớn trực tiếp chạy qua vật nung. Chủ yếu dùng nung vật để uốn lò xo. 2.5. Sự làm nguội sau khi gia công biến dạng Sau khi GCBD vật nguội dần và có sự thay đổi thể tích, thay đổi thành phần cấu trúc, thay đổi độ hạt v.v Vì vậy phải có chế độ làm nguội hợp lý. Có 3 phương pháp: 2.5.1. Làm nguội tự nhiên: Khi làm nguội ngoài không khí tĩnh, chổ đặt vật ph ải khô ráo, không có gió thổi. Tốc độ nguội tương đối nhanh nên thường dùng đối với thép các bon và hợp kim thấp có hình dáng đơn giản. 2.5.2. Làm nguội trong hòm chứa vôi, cát, xĩ, than vụnv.vv : Tốc độ làm nguội không cao, nhiệt độ vật trước khi đưa vào hòm khoảng 500÷750 o c. Dùng để nung các loại thép cácbon và hợp kim thấp có hình dáng phức tạp. 2.5.3. Làm nguội trong lò: Nhiệt độ lò được khống chế theo từng giai đoạn. Ví dụ: Từ 900 đến 800 o c cho nguội nhanh (25 o c/giờ) để tránh phát triển hạt, sau đó cho nguội chậm hơn (15 o c/giờ) đến nhiệt độ 100 o c cho nguội ngoài không khí. Chủ yếu dùng thép công cụ, thép hợp kim cao và thép đặc biệt có hình dáng phức tạp. Comment [TH1]: . cht Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa Trờng đại học Bách khoa - 20 08 6 sn sau õy ho vi nc hoc vi cn ờtyl: 60%SiO 2 + 15%Al 2 O 3 + 11 ,2% CaO + 4,4%MgO +5%(K 2 O+N 2 O) + 0,8%Fe 2 O 3 Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa Trờng đại học Bách khoa - 20 08 5 Chng 2: Nung núng kim loi 2. 1. Mc ớch nung núng Nung núng kim loi trc khi GCBD. du) hoc in tr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H .2. 3. Lũ bung dựng nhiờn liu rn 1 2 5 4 3 6 7 H .2. 2. Lũ rốn th cụng Formatted: Font: 11 pt, Bold Giáo trình: công nghệ kim loại 2 lu đức hòa Trờng