+chế tạo líp xe đạp
Phần B: CHỌN THÉP ĐỂ CHẾ TẠO LÍP XE ĐẠP Giới thiệu sản phẩm I Đĩa líp xe đạp chi tiết kết cấu xe đạp mà thường hay sử dụng để di chuyển ngày Đĩa xe đạp a Líp xe đạp Đặc điểm chi tiết Hai chi tiết chịu tốc độ quay trung bình tải trọng nhẹ , lại chịu mài mòn lớn ma sát sinh chi tiết ăn khớp với xích , bên cạnh chi tiết chịu tác động từ môi trường … Do để chọn loại thép thích hợp cho việc nhiệt luyện chế tạo chi tiết mà phù hợp với yêu cầu tốc độ , nhiệt độ , mài mòn ăn mòn điều quan trọng Việc chọn mác thép đòi hỏi phải dễ dàng gia công giá thành phải hợp lý để tối ưu hóa b Chọn mác thép cho nhiệt luyện Dựa vào yêu cầu lựa chon mác thép phù hợp trường hợp dạng thép bọn trung bình điển hình cho loại thép mác thép C45 (0.45%C) để kiểm chứng cho chọn lựa xin đưa vài đặc điểm thành phần , tính chất , dạng độ bền để chứng cho quan điểm : Loại thép Số Phân loại C45 1.0503 Thép không chứa hợp kim EN 10.277-2: 2008 Sản phẩm thép Bright Tiêu chuẩn kỹ thuật : Thép dùng cho mục đích kỹ thuật chung Các tiêu EN 10.083-2: 2006 Thép dùng cho nguội ủ Tiêu chuẩn chuẩn kỹ thuật thép không hợp kim EN 10.250-2: 2000 thép dùng rèn cứng chi tiết cho mục đích kỹ thuật nói chung Chất lượng thành phần không chứa hợp kim thép đặc biệt Thành phần hóa học thép C45 (1,0503): EN 10277-22008 Cr + Mo + Ni = max 0,63 C 0,43- Si max Mn 0,5- Ni max P max S max Cr max 0,5 0.4 0,8 0.4 0,045 0,045 0.4 Mo max 0.1 Tính chất học thép C45 (1,0503) Độ dày giả thiết (mm): Rm – sức căng bề mặt (MPa) (+ N) đến 16 16-100 100-250 250-500 500 - 1000 620 580 560 540 530 Độ dày giả thiết (mm): 5-10 10-16 16-40 40-63 63-100 Rm – sức căng bề mặt (MPa) 750- 710- 650- 630- 580- (+ C) 1050 1030 1000 900 850 to 100 100 - 250 250 - 500 500 - 1000 305 275 240 230 - 10 10 - 16 16 - 40 40 - 63 63 - 100 565 500 410 360 310 Độ dày giả thiết (mm): Re - Độ dẻo phía (MPa) (+N) Độ dày giả thiết (mm): Rp0.2 0,2% sức chống chịu (MPa) (+C) Độ dày giả thiết (mm): A – Độ giản dài Tối Thiểu lúc đứt gãy (%) (+C) Độ dày giả thiết (mm): A -độ giãn dài tối thiểu với Lo = 5,65 √ So (%) (+N) Độ cứng Brinell (HBW): (+S) Độ cứng Brinell (HBW): (+A) Độ cứng Brinell (HBW): (+SH) - 10 10 - 16 16 - 40 40 - 63 63 - 100 8 to 16 16 - 100 100 - 250 14 16 16 255 207 172 - 242 Các tính chất thép C45 (1,0503) Khả hàn: Do hàm lượng carbon trung bình, hàn kết hợp với phương pháp bảo vệ bề mặt Độ thấm : thấm nước dầu; để phù hợp với việc làm cứng bề mặt cho phép mác thép có cao độ cứng vỏ cao USA - Germany DIN,WN r Japan Các mác thép tượng tự nước France England China Austria Russia JIS AFNOR BS GB ONORM GOST 1042 C4 S45 AF65C 070M C45 120 C45S 1045 Gr.10 C 45 C45 46 50HS k 50 W 43 ReH Rm A J Các đại lượng tính chất học Độ biến dạng tối thiểu Sức căng bề mặt Độ giản dài tối thiểu Tác động lực theo jun Điều kiện nhiệt luyện thuật ngữ sử dụng A : ủ mềm , AC : Ủ để đạt tạo hạt tròn cacbua , AR : Cán , AT : dung dịch ủ , C : Nguội nhanh / cứng , CR : cán nguội , FP : Xử lý để có cấu trúc ferrite-pearlite phạm vi độ cứng I : ủ đẳng nhiệt , LC : Nguội nhanh / mềm , M : Cán nhiệt khí , N : Thường hóa ,NT : Thường hóa cường lực ,P : Chất kết tủa cứng ,PE : bào ,QA : Nguội không khí cường lực ,QL : Làm nguội lỏng cường lực ,QT : Dập nguội cường lực ,S : xử lý để cải thiện ổn định trượt ,SH : Cán tiện , SR : Nguội giảm biến tính ,T : cường lực ,TH : Xử lý trọng phạm vi độ cứng ,WW : làm nóng , U : chưa qua xử lý Do ta thấy để chế tạo chi tiết dùng mác thép C45 hợp lí thỏa mãn điều kiện nhiệt luyện , tính thành phần hóa học , tính chất giá … c Quy trình nhiệt luyện để chế tạo chi tiết Ta có giản đồ trạng thái Fe-C đường thành phần Carbon nằm khoảng từ 0.25%C tới 0.55% thành phần Carbon thép carbon trung bình Phương án nhiệt luyện sử dụng trường hợp để chế tạo đĩa líp xe đạp quy trình austenite hóa , ram để cải thiện tính chất học Thép carbon trung bình có độ thấm thấp , nhiệt luyện chi tiết có tiết diện mỏng với tốc độ làm nguội cao Hợp kim hóa Cr , Ni , Mo … cải thiện khả nhiệt luyện thép , cho phép đạt tổ hợp tính chất bền – dẻo cao Để Autenite hóa hỗn hợp Fe nóng chảy nung nóng tới 30000C lò hồ quang điện khiến cho hỗn hợp dạng lỏng thời điểm thêm chất phụ gia vào lò nung : hoạt chất nhôm , cờ rôm , carbon , mangan với múc đích tạo thép Carbon trung bình nên hàm lượng Carbon cho vào phải nằm khoảng từ 0.25%C tới 0.55%C nhiệt sau khoảng thời gian Tiếp đến ta làm nguội hỗn hợp xuống đường AC đồ thị để hỗn hợp trạng thái austenite : Liquid Austentite + Liquid , phần Liquid làm nguội chuyển biến thành Austentite ta có tổ chức tế vi hợp kim giản đồ Làm nguội sau khoảng thời gian ta đạt tổ chức tế vi Austentite sau đem đổ vào khuôn tạo hình khối trước gia công Sau Austenite hóa ta phôi thép có hàm lượng carbon thấp có độ dẻo dai định hàm lượng Fe cao thép Lúc đem chi tiết gọt để tạo hình dạng cho chi tiết , để gia công hình dạng đĩa líp xe đạp ta dùng phương pháp gia công phay lăn phôi thép phương pháp lăn thể hình ảnh Sau gia công thành hình chi tiết đĩa líp xe đạp , để nâng cao độ cứng , độ bền , sức chịu tải tính chống mài mòn đĩa líp xe đạp ta dùng nguyên công trước hết ta nung nóng phôi lên cao nhiệt độ giới hạn Ac1 để làm xuất auxtenit Giữ nhiệt làm nguội nhanh thích hợp để biến thành mactenxit hay tổ chức không ổn định khác với độ cứng cao Để thực nguyên 10 công nung phôi tới nhiệt độ khoảng Ac3 + (30÷50)0C để xác định khoảng nhiệt độ tính toán dựa vào hình vẽ bên Để xác định nhiệt độ xác định giao điểm đường 0.25 0.55 với đường GS cách sau Giả sử GS đường thẳng ta có đường 0.55 đường 7270C tạo giao điểm , để tính khoảng nhiệt độ ta dùng định lý pytago đồng dạng tam giác sau ta có kết : Giao với 0.55%C = 727 + ( (912-727)*(0.8-0.55))/0.8 = 7840C 11 Giao với 0.25%C = 727 + ( (912-727)*(0.8-0.25))/0.8 = 8540C Vậy thực nguyên công ta thực nhiệt độ Ac3 + (30÷50)0C đường nối điểm X với Y hình vẽ phía (784+30 ÷ 854 + 30)0C cỡ vào khoảng (820÷880)0C Tổ chức sau làm nguội mactenxit + auxtenit dư ,chúng ta nói sơ qua tổ chức mactenxit auxtenit để thấy chúng có đặc o điểm bật cải thiện tính chất kim loại Mactenxit có thành phần cấu trúc tinh thể nhận sau chuyển biến Martensite hợp kim sắt - cacbon (Fe - C) hợp kim màu cấu trúc tinh thể mạng phương thể tâm tên gọi đặt theo tên nhà kim loại học người Đức Macten (A Martens) Trong Hệ Fe - C, Martensite dung dịch rắn bão hoà cacbon sắt anpha (Fe - α) tạo thành từ auxtenit làm nguội nhanh (tôi) trạng thái nguyên tử carbon đủ thời gian để khuếch tán khỏi cấu trúc tinh thể với số lượng đủ lớn để tạo thành cementite (Fe3C) Martensite có cấu tạo dạng kim, độ dẻo thấp, độ cứng cao (trên 500 HB) Tuỳ thuộc vào hàm lượng cacbon thép mà sau nhận Martensite hình kim, Martensite có dạng song tinh biến dạng Martensite pha có độ cứng cao hợp kim sắt - cacbon (Fe - C) 12 o Austentite dung dịch rắn xen kẽ C Feɣ tính sắt từ có tính thuận từ tính chất hợp kim Feɣ (Austentite) kiểu mạng Feɣ kiểu mạng lập phương diện tâm FCC , hàm lượng carbon tối đa 2.14%C nhiệt độ 7270C Thép Austenit lại có tính dẻo tốt với độ giãn dài lên đến 50% trình thử độ bền kéo hàm lượng cacbon thấp Kêt việc hỗn hợp để nâng cao độ cứng tính chống mài mòn nhờ kéo dài tuổi thọ đĩa líp xe đạp nhờ đặc điểm tốt Austentite độ cứng thép tăng lên gấp bội Martensite độ cứng đạt sau > 50HRC bên cạnh nâng cao độ bền sức chịu tải đĩa líp xe đạp Sau đạt tổ chức Martensite có độ cứng cao , nhiên đem đĩa líp xe đạp sử dụng lúc giòn , dẻo , dai với ứng suất bên lớn , đem dùng chóng gẫy phá hủy dòn sử dụng không yêu cầu độ cứng cao Do sau phải tiến hành nung nóng lại để giảm hay khử bỏ ứng suất bên , tăng độ dẻo , đô dai giảm độ cứng đến mức yêu cầu phù hợp với điều kiện làm việc cách ram Đó phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép thành tổ chức mactenxit lên đến nhiệt độ thấp Ac1 để mactenxit 13 auxtenit dư phản hóa thành tổ chức có tính phù hợp với điều kiện làm việc quy định Yếu tố định tổ chức tính ram nhiệt độ , theo nhiệt độ tăng lên , ram thép có tác dụng múc đích : làm giảm khử bỏ ứng suất bên , biến đổi tổ chức cứng , giòn thành tổ chức có độ cứng thích hợp xong lại dẻo dai phù hợp với điều kiện làm việc Có loại Ram sử dụng nhiệt luyện : Ram thấp (150-250)0C ,Ram trung bình (300450)0C ,Ram cao ( 500-650)0C Đối với chi tiết đĩa líp xe đạp dùng phương pháp Ram thấp phương pháp nung nóng thép khoảng 150-2500C , tổ chức đạt Mactexit ram So với thép , sau ram thấp nói chung độ cứng không giảm giảm ( – )HRC , cá biết có trường hợp lại tăng lên ( auxtenit dư -> mactexit ) , ứng suất bên giảm 14 có tính dẻo , dai tốt , khó phá hủy giòn Vì độ cứng cần đạt đĩa líp xe đạp khoảng 50-60 HRC Sau Ram xong gia công tinh lại lần với dung dịch thấm nguội dầu nhớt chi tiết có tính bôi trơi cao trước đem vào sử dụng Toàn trình kể toàn trình gia công đĩa líp xe đạp -Hết - 15 [...]... chống mài mòn nhờ đó kéo dài tuổi thọ của đĩa líp xe đạp nhờ các đặc điểm tốt của Austentite và độ cứng của thép tăng lên gấp bội do Martensite độ cứng đạt được sau khi tôi là > 50HRC bên cạnh đó nó sẽ nâng cao độ bền và sức chịu tải của đĩa líp xe đạp Sau khi đã đạt được tổ chức Martensite có độ cứng cao nhất , tuy nhiên chúng ta không thể đem đĩa líp xe đạp ra sử dụng được vì lúc đó nó rất giòn ,... dẻo , dai tốt hơn , khó phá hủy giòn hơn Vì độ cứng cần đạt của đĩa líp xe đạp khoảng 50-60 HRC Sau khi Ram xong chúng ta sẽ gia công tinh lại một lần nữa với dung dịch thấm nguội là dầu hoặc nhớt để cho chi tiết có tính bôi trơi cao hơn trước khi đem vào sử dụng Toàn bộ quá trình kể trên là toàn bộ quá trình gia công đĩa líp xe đạp -Hết - 15 ... xong nó lại dẻo dai hơn phù hợp với điều kiện làm việc Có 3 loại Ram được sử dụng trong nhiệt luyện đó là : Ram thấp (150-250)0C ,Ram trung bình (300450)0C ,Ram cao ( 500-650)0C Đối với chi tiết đĩa líp xe đạp sẽ dùng phương pháp Ram thấp đó là phương pháp nung nóng thép đã tôi trong khoảng 150-2500C , tổ chức đạt được là Mactexit ram So với thép tôi , sau khi ram thấp nói chung độ cứng không giảm... Trong Hệ Fe - C, Martensite là dung dịch rắn quá bão hoà của cacbon trong sắt anpha (Fe - α) tạo thành từ auxtenit khi làm nguội nhanh (tôi) ở trạng thái đó nguyên tử carbon không có đủ thời gian để khuếch tán ra khỏi các cấu trúc tinh thể với số lượng đủ lớn để tạo thành cementite (Fe3C) Martensite có cấu tạo dạng kim, độ dẻo thấp, độ cứng rất cao (trên 500 HB) Tuỳ thuộc vào hàm lượng cacbon trong... tôi có thể nhận được Martensite hình kim, Martensite có 2 dạng là song tinh và biến dạng Martensite là pha có độ cứng cao nhất trong các hợp kim sắt - cacbon (Fe - C) 12 o Austentite đó là dung dịch rắn xen kẽ của C trong Feɣ không có tính sắt từ chỉ có tính thuận từ tính chất của hợp kim là của Feɣ (Austentite) kiểu mạng của Feɣ đó là kiểu mạng lập phương diện tâm FCC , hàm lượng carbon tối đa là 2.14%C... toán dựa vào hình vẽ bên dưới Để xác định nhiệt độ tôi chúng ta xác định các giao điểm của đường 0.25 và 0.55 với đường GS bằng cách sau Giả sử GS là 1 đường thẳng ta có giữa đường 0.55 và đường 7270C sẽ tạo ra một giao điểm , để tính khoảng nhiệt độ này ta có thể dùng định lý pytago và sự đồng dạng của tam giác và sau đó ta sẽ có kết quả là : Giao với 0.55%C = 727 + ( (912-727)*(0.8-0.55))/0.8 = 7840C