CHƯƠNG 5 PHƯƠNG PHÁP tạo PHÔI và CHUẨN bị PHÔI

Nguyên tắc chọn vật liệu chế tạo phôi Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết để chọnđúng chủng loại vật liệu có các tính chất cơ lý thích hợp.. Để đánh giá hiệu

Chương 5 PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI VÀ CHUẨN BỊ PHÔI

@&?

5.1 Nguyên tắc chung

Chi phí phôi chiếm từ 20% 50% giá thành sản phẩm Vì vậy, việcchọn vật liệu phôi, phương pháp tạo phôi và gia công chuẩn bị phôi hợp lýkhông những góp phần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà còn giảm chiphí, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của quá trình sản xuất.Hai yêu cầu cơ bản của việc chọn phôi là:

- Đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

- Đảm bảo chi phí phôi nhỏ nhất góp phần giảm chi phí sản xuất

Muốn vậy, người ta phải dựa vào yêu cầu kỹ thuật, hình dạng, kích thướccủa chi tiết, dạng sản xuất và cơ sở vật chất, kỹ thuật của cơ sở sản xuất đểgiải quyết vấn đề về phôi

5.1.1 Nguyên tắc chọn vật liệu chế tạo phôi

Xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết để chọnđúng chủng loại vật liệu có các tính chất cơ lý thích hợp Chọn vật liệu khôngđúng chủng loại sẽ không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật hoặc dẫn đến chiphí chọn phôi tăng do vật liệu quá tốt không cần thiết

5.1.2 Nguyên tắc chọn phương pháp chế tạo phôi

Việc chọn phương pháp chế tạo phôi trước hết phải dựa vào yêu cầu kỹthuật, hình dạng, kích thước yêu cầu của chi tiết gia công, dạng sản xuất và cơ

sở vật chất, kỹ thuật của cơ sở sản xuất

- Nếu chi tiết làm việc ở trạng thái chịu tải phức tạp như tải trọng thayđổi, kéo – nén,uốn, xoắn đồng thời cần chọn phôi đã qua gia công áp lực

- Nếu chi tiết có dạng trục và tiết diện ngang ít thay đổi nên chọn phôi làthép cán

- Nếu chi tiết có yêu cầu chịu tải không phức tạp nên chọn phôi bằngphương pháp đúc

Dạng sản xuất sẽ quyết định phương pháp tạo phôi:

- Nếu sản xuất đơn chiếc nên chọn phương pháp tạo phôi đơn giản nhưrèn tự do hay đúc trong khuôn cát để chi phí cho khâu tạo phôi thấp

- Nếu sản xuất hàng loạt nên chọn các phương pháp tạo phôi có độ chínhxác cao như dập thể tích (còn gọi là rèn khuôn) hay đúc trong khuôn kim loại,hoặc đúc mẫu chảy để dạt được độ chính xác cao, lượng dư gia công cơ nhỏđồng thời giảm được chi phí gia công mặc dù chi phí cho công nghệ tạo phôităng

Để đánh giá hiệu quả sử dụng vật liệu gia công người ta dùng hệ số sửdụng vật liệu K:

K = Gph G cht (5.1)

Trong đó: Gcht - khối lượng của chi tiết (kg)

Gph - khối lượng của phôi (kg)

Xu hướng hiện nay đẩy mạnh nghiên cứu thực hiện tối ưu hóa quá trìnhtạo phôi nhằm nâng cao độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng

bề mặt của phôi dẫn tới nâng cao năng suất sử dụng vật liệu K, giảm chi phígia công Vì thế, hệ số K còn thể hiện trình độ kỹ thuật của nền sản suất củamột quốc gia

5.2 Vật liệu phôi

Tùy theo yêu cầu kỹ thuật phôi có thể được chế tạo từ các loại vật liệusau đây:

5.2.1 Vật liệu kim loại

Vật liệu kim loại bao gồm kim loại đen, kim loại màu và các hợp kimcủa chúng

có hàm lượng cacbon tương tự

- Tính công nghệ tốt dễ đúc, hàn, gia công áp lực và cắt gọt

* Nhược điểm:

- Độ bền, độ dẻo và độ dai va đập thấp

- Độ thấm tôi thấp

- Khi làm việc ở nhiệt độ cao (>3000c) thì độ bền và độ cứng rất thấp

- Khả năng chống mài mòn thấp do trong thép không tồn tại hoặc tồn tạirất ít các loại cacbit hợp kim

- Khả năng chống ăn mòn ngay cả trong môi trường khí quyển thấp vì dễtạo thành oxit sắt.

- Thép các bon được sử dụng rộng rãi để chế tạo các chi tiết máy có yêucầu cơ tính không cao

Theo công dụng thép cácbon được chia ra:

- Thép cacbon thông dụng (còn gọi là thép cacbon chất lượng thường) cócác ký hiệu theo TCVN từ CT31, CT33, CT34 … CT61

Ví dụ: CT38 là thép cacbon chất lượng thường có giới hạn bền của thép

b

 = 380 N/mm2

- Thép cacbon kết cấu là nhóm thép cacbon chất lượng tốt, có hàm lượngtạp chất S và P thấp( S<0,04%, P<0.035%) hàm lượng cacbon và chỉ tiêu cơtính tốt, có các ký hiệu C8, C10… C85 trong đó C là cacbon, các con sốbiểu thị hàm lượng của các bon tính theo phần vạn.thép cacbon kết cấuthường dùng để chế tạo các chi tiết có tải trọng cao và phức tạp như bánh răngtay biên…

- Thép cacbon dụng cụ có hàm lượng cacbon cao (0,7  1,3)% lượng tạpchất S, P thấp (<0,025%) theo TCVN thép cacbon dụng cụ có các ký hiệuCD70; CD80; ….CD130, trong đó C là cacbon, D là dụng cụ, các con số chỉlượng các bon theo phần vạn, độ cứng nằm trong khoảng 187  217 HB.Thép cacbon dụng cụ sau nhiệt luyện có độ cứng cao nhưng khả năngchịu nhiệt thấp nên thường dùng chế tạo các loại dụng cụ cắt tốc độ thấp nhưđục, giũa, tarô…

b) Thép hợp kim

Thép hợp kim là hợp kim Fe – C có chứa các nguyên tố hợp kim như

Mn, Si, Cr,Ni, W, Mo… đồng thời lượng tạp chất S, P, O rất thấp so với thépcacbon thép hợp kim có những ưu điểm sau:

- Ở trạng thái chưa nhiệt luyện cơ tính của thép hợp kim không khácbiệt so với thép cacbon Sau nhiệt luyện thép hợp kim có độ bền và độ cứngcao nhưng độ dẻo dai giảm

- Thép hợp kim giữ được độ cứng ở nhiệt độ 800oC, giữ được khả năngchống oxy hóa ở môi trường 800  1000oC, do đó thép hợp kim có khả năngchống mài mòn và ăn mòn cao

- Tính công nghệ kém so với thép cacbon: khó đúc, khó hàn, khó cắtgọt hơn, nhất là thép hợp kim có chứa hàm lượng nguyên tố hợp kim lớn.Thép hợp kim thường dùng để chế tạo các chi tiết máy làm việc trongđiều kiện tải trọng lớn, yêu cầu khả năng chống mài mòn cao như bánh răng,trục, các bulong, đai ốc chịu lực…

- Thép hợp kim kết cấu có chứa 0,1 0,85% C, hàm lượng nguyên tốhợp kim thấp các loại thép hợp kim kết cấu có hàm lượng cacbon thấp như15Cr, 20Cr… được dùng chế tạo các chi tiết máy có yêu cầu về độ bền, dộdẻo dai, độ cứng cao Do có hàm lượng cacbon thấp nên trước khi nhiệt luyệnphải thấm cacbon Sau khi nhiệt luyện bề mặt chi tiết có độ cứng cao nhưngbên trong vẫn không thấm tôi nên không bị giòn.

Ví dụ: Thép hợp kim kết cấu hàm lượng cacbon thấp 20Cr thường dùng

chế tạo bánh răng có modun nhỏ, trục có yêu cầu chống mài mòn cao Cácthép hợp kim kết cấu có hàm lượng các bon trung bình (40Cr, 40CrMn) dùngchế tạo trục, bánh răng, sau nhiệt luyện đạt độ cứng trung bình từ 48  52HRC có khả năng chống mài mòn cao có độ bền cao

- Thép hợp kim đặc biệt là thép hợp kim có chứa những nguyên tố hợpkim phù hợp để tạo cho thép có những tính chất đặc biệt

- Thép ổ lăn TCVN 4805 90 có ký hiệu OL (ổ lăn) với các con sốkèm theo chỉ phần vạn cacbon và phần trăm lượng nguyên tố hợp kim

Ví dụ: Thép OL100 Cr2 chứa 0,95  1,05% C, 1,3  1,65% Cr, 0,2 0,4% Mn, 0,17  0,37% Si

- Thép ổ lăn sau nhiệt luyện có độ cứng, độ bền và khả năng chống màimòn cao Thép ổ lăn dùng chế tạo các ổ lăn, trục cán, taro, bàn ren, vòi phun,kim phun của bộ đôi bơm cao áp…

- Thép không gỉ là họ của hợp kim trên cơ sở của sắt và các nguyên tốhợp kim như Cr,Mo, Si, Ni, Mn… khi lượng Cr> 12% thép sẽ không bị oxyhóa (không gỉ) trong môi trường oxy hóa, xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật khilàm việc mà các chi tiết máy có thể được chế tạo từ các loại thép không gỉkhác nhau có khả năng bền đối với các môi trường ăn mòn yếu ( không khí,nước ngọt…) hay môi trường ăn mòn mạnh ( dung dịch axit, muối…)

- Thép hợp kim chịu nhiệt là hợp kim trên cơ sở của Fe có chứa cácnguyên tố hợp kim như Cr, Mo, W, Ni, V, Si Thép hợp kim chịu nhiệt có tínhchất cơ bản:

+ Tính bền hóa học ở nhiệt độ cao, nghĩa là có khả năng chống lại sựphá hủy của môi trường ở nhiệt độ cao như không tạo thành các loại oxitsắt…

+ Giữ được độ bền hóa học ở nhiệt độ cao

2 Gang

Gang là hợp kim Fe-C với hàm lượng cacbon nằm trong khoảng 2,14 6,67% và luôn chứa các nguyên tố khác như P, S, Si, Mn Thông thường gangchứa 2  4% Mn; 0,04  0,65% P; 0,02  0,15% S

Gang được phân loại thành các loại sau:

a Gang trắng

Gang trắng là hợp kim Fe- C với hàm lượng cacbon, sillic thấp và nhậnđược khi làm nguội rất nhanh trong quá trình kết tinh từ gang lỏng Người tacòn có thể cho thêm các nguyên tố hợp kim như Cr, Mo, Ni để tăng khả năngchịu nhiệt, chống mài mòn và khả năng chống va đập của gang trắng

Cácbon tồn tại trong gang trắng dưới dạng cácbít sắt (Fe3C) Do đó, độcứng của gang cao (450  650 HB), tính đúc kém, khó gia công cắt gọt Gangtrắng chỉ dùng để chế tạo gang dẻo hoặc để chế tạo các chi tiết máy có yêucầu chống mài mòn cao như bi nghiền, trục cán…

Người ta cũng thường cho thêm vào gang xám những chất biến tính đểtạo ra các loại gang xám có độ cứng thấp ( 90HB) nhưng có khả năng chốngmài cao để chế tạo các loại bạc đặc biệt dùng trong công nghiệp dệt sợi

Gang xám chứa 0,35 0,50 % Cu hoặc Ni có tính đàn hồi cao được dùng

để chế tạo xec măng

- Gang xám biến trắng nhận được khi làm nguội rất nhanh lớp bề mặtcủa vật đúc bằng gang xám, do đó bề mặt vật đúc là gang trắng nhưng bêntrong vẫn là gang xám

- Gang xám biến trắng cò lượng C< 3,5%, Mn< 3%, 0,7  0.8 % Silượng P,S thấp độ bền kéo của gang xám có thể đạt 100550Pa Gang xámbiến trắng dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải lớn và chịu mài mòn như trụccán, bánh xe tàu hỏa, các chi tiết cam…

c Gang cầu

Gang cầu nhận được bằng cách biến tính gang xám bằng các nguyên tốcầu hóa như Mg, Ce và các nguyên tố khác để tạo ra graphit ở dạng cầu; sau

đó thực hiện biến tính lần thứ 2 bằng FeSi, CaSi đề chống biến trắng

Gang cầu chứa 3,0 3,6 % C; 2,03,0 % Si; 0,21,0 % Mn;0,040,085% Mg:

S<0,03 %, P<0,15 %.Do grafit tồn tại dưới dạng cầu nên gang cầu có độbền và độ dẻo cao TCVN quy định gang cầu được ký hiệu bằng chữ cái GCvới hai cặp số để chỉ giới hạn bền kéo k

Gang cầu có cơ tính không thua thép nhưng lại có tính công nghệ caonhư dễ đúc, dễ hàn, dễ gia công cắt gọt, rẻ nên trong nhiều trường hợp gangcầu được thay thế cho thép để chế tạo những chi tiết chịu tải trọng nặng vàphức tạp…

d Gang giun

Từ gang xám ở thể lỏng, sau khi biến tính lần thứ nhất bằng các nguyên

tố Ce, Mg và biến tính lần thứ hai bằng các chất graphit hóa như FeSi, CaSi…người ta nhận được gang có graphit tồn tại ở dang giun (dạng trung gian giữatấm và cầu) gọi là gang giun Gang giun có thành phần hóa học gần giốnggang cầu nhưng graphit tồn tại dưới dạng giun Do đó, gang giun có cơ tínhgần với gang cầu nhưng tính công nghệ lại gần với gang xám (dễ đúc dễ giacông cơ) Vì vậy, gang giun được dùng thay thế cho gang cầu để chế tạo cácchi tiết chịu va đập, chịu nhiệt, chịu mài mòn như nắp và block xilanh động

cơ điezen, secmang, guốc phanh tàu hỏa, khuôn đúc thép…

e Gang dẻo

Khi ủ gang trắng ở nhiệt độ từ 76010600C (tùy theo thành phần củagang) trong khoảng 60120h graphit trong gang chuyển thành dạng cụm (còngọi là dạng bông) ta nhận được gang dẻo Ngày nay, với các biện pháp côngnghệ tiên tiến người ta có thể rút ngắn thời gian ủ xuống còn từ 12h để giảmgiá thành Gang dẻo có cơ tính cao, đặc biệt là tính dẻo cao Theo tiêu chuẩnViệt Nam, gang dẻo được ký hiệu bằng hai chữ GZ và hai cụm chỉ số chỉ giớihạn bền kéo và độ dẻo

3 Kim Loại Màu Và Hợp Kim Màu

Kim loại màu và hợp kim màu gồm các loại chính sau:

a Đồng và hợp kim đồng

Đồng là nguyên chất có cơ tính thấp nên trong chế tạo máy thường chỉdùng đồng ở dạng hợp kim Hợp kim đồng có 2 nhóm chính:

* La tông (đồng thau)

La tông là hợp kim đồng với kẽm Zn Theo TCVN la tông được ký hiệubằng chữ L với các chữ Cu, Zn và các chữ số chỉ hàm lượng trung bình củacác nguyên tố tính theo phần trăm.

Ví dụ: L Cu Zn 40 Pb2 chứa trung bình 40 % Zn, 2% Pb, còn lại là 58%đồng

* Brong

Brong là hợp kim của đồng với các nguyên tố hợp kim khác như: Sn, Zn,Al,… Brong thiếc có cơ tính cao, tính chống ăn mòn và khả năng chịu màimòn tốt nên người ta thường sử dụng làm các bạc lót, bánh vít Theo TCVNBrong thiếc được ký hiệu bằng chữ B kèm theo các nguyên tố hợp kim và con

số chỉ hàm lượng nguyên tố hợp kim tính theo %

Ví dụ: B Cu Sn5 Pb5 chứa 5% Sn, 5% Zn, 5%Pb còn lại là đồng

b Nhôm và hợp kim nhôm

Trong chế tạo máy ít khi dùng nhôm nguyên chất vì độ bền và độ cứngcủa nhôm thấp (b= 60 N/mm2, độ cứng = 25 HB)

Thường chỉ dùng nhôm dưới dạng hợp kim vì hợp kim nhôm nhẹ, có độbền, độ cứng, khả năng chống mài mòn và chịu nhiệt cao Hợp kim nhômthường dùng chế tạo chi tiết máy như piston, tay biên và vỏ hộp tốc độ xemáy

Trong chế tạo máy thường dùng 2 dạng hợp kim nhôm thông dụng sauđây:

* Hợp kim nhôm biến dạng:

Hợp kim nhôm biến dạng được dùng để chế tạo các chi tiết bằng phươngpháp gia công áp lực nóng hoặc nguội Có 2 nhóm hợp kim biến dạng:

- Nhóm hợp kim biến dạng không hóa bền bằng nhiệt luyện gồm:

+ Hợp kim hệ Al- Mn có thể gia công nóng hoặc nguội, có cơ tính cao,tính hàn tốt và khả năng chống ăn mòn trong khí quyển, thường dùng chế tạocác loại của trong xây dựng

+ Hợp kim Al-Mg có khối lượng riêng nhỏ, có tính đàn hồi tốt, giới hạnbền mỏi tương đối lớn, có khả năng chống ăn mòn trong môi trường khíquyển và giảm chấn tốt

- Nhóm hợp kim nhôm biến dạng hóa bền bằng nhiệt luyện gồm nhiềuloại nhưng trong thực tế chỉ sử dụng hai loại:

+ Hợp kim Al- Cu và Al Cu Mg (còn gọi là đuara) có các ký hiệuAlCu4, 5Mg0,5MnSi: AlCu4,5Mg1,5Mn0,5Al;… Sau biến dạng, tôi và hóagià đuara có độ bền rất cao Nếu tỷ lệ Mg/Cu hợp lý thì đua ra giữ được độ bề

ở nhiệt độ 200  2500C Tuy nhiên, đuara có tính hàn và khả năng chống ăn

mòn kém Đuara được dùng để chế tạo rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệttrong công nghiệp chế tạo máy bay, ô tô và tuabin.

+ Đua ra có cơ tính trung bình và tính hàn tốt, dễ gia công áp lực nóng,thường dùng để chế tạo các kết cấu hàn, các chi tiết làm việc dưới 1500C

* Hợp kim nhôm đúc

Hợp kim nhôm đúc có tính đúc rất tốt (tính chảy loãng cao, khả năngđiền đầy khuôn tốt) nhưng tính dẻo thấp hợp kim nhôm đúc được ký hiệubằng dãy bằng dãy ký hiệu tên các nguyên tố hợp kim, tiếp theo là con số chỉhàm lượng hợp kim và tận cùng có chữ Đ (đúc)

5.2.2 Vật liệu phi kim

Vật liệu phi kim bao gồm các loại sau đây:

1 Vật liệu polyme

a Phân loại

Có nhiều cách phân loại khác nhau nhưng trong thực tế người ta dùngcác cách phân loại chủ yếu sau:

- Theo nguồn gốc hình thành vật liệu polyme được chia ra:

+ Polyme thiên nhiên có nguồn gốc thực vật hoặc động vật nhưxenlulo, cao su, protein, enzym

+ Polyme tổng hợp được sản xuất từ những loại monome bằng cácphản ứng trùng hợp, trùng ngưng như: polyolifin, polyvinyclorit, nhựaphenolformendehyt, polyamit…

- Theo khả năng chịu nhiệt:

+ Polyme nhiệt dẻo (còn gọi là nhựa nhiệt dẻo) là loại polyme có khảnăng chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái dẻo hay trang thái lỏng tùy theonhiệt độ nung nóng Nhiệt độ chuyển hóa tùy thuộc vào từng loại vật liệupolyme cụ thể

+ Polyme nhiệt rắn (còn gọi là nhựa nhiệt rắn) là vật liệu khi được nungnóng độc lập hoặc có trộn thêm chất đóng rắn sẽ chảy mềm để tạo hình tronglòng khuôn

- Theo lĩnh vực ứng dụng người ta chia ra polyme chất dẻo, sợi, cao su,sơn và keo

b Tính chất cơ lý

Tính chất cơ lý của vật liệu polyme (được đặc trưng bằng modun đànhồi, giới hạn bền kéo, độ va đập và độ bền mỏi) thay đổi rất mạnh dưới tácđộng của nhiệt độ và thành phần hóa học của môi trường

Mô đun đàn hồi của polyme rất thấp so với modun đàn hồi của kim loại

và nằm trong khoảng từ 7 Mpa  4.103 Mpa Trong khi mo đun đàn hồi củakim loại từ 48.103  410.103 Mpa

Các polyme có giới hạn bền kéo vào khoảng 100MPa, độ giãn dài tới1000% trong khi kim loại và hợp kim có giới hạn bền kéo lớn (có thể đạt tới

4100 MPa), có độ giãn dài bé (ít kim loại có độ giãn dài lớn hơn 100% ) Sovới kim loại các polyme có khối lượng riêng thấp (trong khoảng 0,9  2,2g/cm3), hệ số giãn nở nhiệt cao, độ dẫn nhiệt thấp, có điện trở rất thấp; vì vậy

có tính cách điện cao

c Các chất phụ gia và các chất tăng cường

Các chất phụ gia là các chất mà khi cho thêm chúng vào sẽ làm thay đổimột số tính chất cơ lý của các polyme

- Chất bột để cải thiện một số tính chất cơ lý nhưng chủ yếu để giảmgiá thành sản phẩm Các chất bột thường dùng là bột gỗ, bột tan, đất sét, bộtnhẹ…

- Chất hóa dẻo có tác dụng tăng độ dẻo, giảm độ cứng của các polymegiòn ở nhiệt độ thường như PVC, epoxy… Các chất hóa dẻo ở dạng lỏngthường dùng là adipat, sebacat… và các phốt phát

- Chất ổn định có tác dụng làm giảm chậm chí ức chế quá trình phânhủy các polyme dưới tác dụng của của oxy và ánh sáng, đặc biệt là các tia tửngoại Các chất oxy hóa thường dùng là các amin, phenol, photphit Các chất

ổn định cản trở sự tác động của ánh sáng thông thường là muội than và một sốchất hữu cơ khác

- Các chất tạo màu thường dùng là TiO2, ZnO, (màu trắng) CdS (màuvàng), oxit sắt (màu đỏ),…

- Chất chống cháy khống chế quá trình bắt cháy đồng thời làm vật liệukhó cháy bằng cách ức chế phản ứng oxy hóa các polyme hoặc bằng cách làmlạnh do phản ứng thu nhiệt mạnh (như alumin, thiếc oxit)

- Các chất tăng cường là những hợp chất được sử dụng dưới dạng hạt,bột, sợi vải dệt hoặc rối phối hợp với các chất tăng cường để cải thiện tínhchất cơ lý của vật liệu

- Thủy tinh có tác dụng tăng độ bền cơ học

- Cacbon được sử dụng dưới graphit bột có tác dụng tự bôi trơn hoặcdưới dạng sợi để tăng khả năng chịu tải phức tạp

- Mica được dùng dưới dạng vảy làm tăng khả năng chịu nhiệt, có khảnăng chống ăn mòn tốt trong môi trường nước

d Công nghệ gia công vật liệu polymer

Có nhiều phương pháp khác nhau để gia công vật liệu polyme Để chếtạo các chi tiết phục vụ cho công nghiệp chế tạo trang thiết bị người ta thường

sử dụng 2 phương pháp sau:

- Phương pháp đúc phun:

Vật liệu polyme dưới dạng hạt được gia nhiệt tới giới hạn dẻo hoặc lỏngrồi được điền đầy khuôn dưới tác dụng của áp lực đẩy Sản phẩm được địnhhình trong khuôn nhờ quá trình làm lạnh khuôn bằng nước Toàn bộ quá trìnhcấp liệu, gia nhiệt, ép, lấy sản phẩm ra khỏi khuôn được tự động hóa nên năngsuất gia công rất cao, chu kỳ ép có khi chỉ cần 10  30s Sau khi tính toánthiết kế khuôn và điều chỉnh quá trình công nghệ hợp lý có thể chế tạo đượccác chi tiết chính xác thõa mãn các yêu cầu kỹ thuật mà không cần gia côngcắt gọt

- Phương pháp đúc ép:

Vật liệu được định lượng để ép 1 lần thành các phôi thô Sau khi nungnóng sơ bộ phôi thô được đưa vào khuôn để gia nhiệt tới trạng thái lỏng, đồngthời được điền đầy trong khuôn dưới tác dụng của lực ép và được định hìnhtrong khuôn Phương pháp đúc ép cho năng suất thấp nên chỉ dùng để giacông các loại nhựa nhiệt cứng

Ngoài hai phương pháp trên người ta còn chế tạo vật liệu polyme dướidạng phôi trụ hoặc phôi tấm; sau đó dùng phương pháp gia công cắt gọt thôngthường để chế tạo ra các chi tiết có độ chính xác cao như bánh răng, trục, trụcvít…

e Ứng dụng của vật liệu polymer

Do có đặc tính như độ bền, độ giãn dài, khả năng cách nhiệt cách điện,chống mài mòn và khả năng chống ăn mòn trong môi trường khí quyển cao,

hệ số ma sát và khối lượng riêng nhỏ; đặc biệt là tính công nghệ cao (dễ giacông) thích hợp với dạng sản xuất lớn hàng loạt và hàng khối nên vật liệupolyme được sử dụng rộng rãi trong đời sống và trong các ngành côngnghiệp Một số ứng dụng chính của vật liệu polyme trong lĩnh vực chế tạothiết bị:

- Acrylonitritbutadienstyren (ABS) có độ bền cơ học và bền nhiệt cao,thường dùng các loại suốt, các loại ống cuốn sợi trong công nghiệp dệt

- Acrylic có khả năng cho ánh sáng xuyên tốt, thường dùng để chế tạocửa kính thường dùng để cho các phương tiện vận chuyển như ô tô máybay…

- Flocacbon (còn gọi là teflon – TFE) có độ bền cơ học cao, hệ số ma sátnhỏ, không tan trong hầu hết các môi trường, thường dùng để chế tạo bạc lót,bánh răng, đệm chịu hóa chất…

- Polyamit (PA) có độ bền cơ học cao, khả năng chống mài mòn lớn, bềntrong môi trường nước, thường được dùng để chế tạo các bạc lót cho các xemáy, băng tải, máy bơm nước… đặc biệt được dùng để chế tạo các bánh răng,con lăn và bản cách sợi trong công nghiệp thiết bị dệt.

2 Vật liệu composit

Vật liệu composit là loại vật liệu có nhiều pha khác nhau về thành phầnhóa học, không tan vào nhau, phân cách nhau bằng ranh giới pha và được sắpsếp theo ý đồ định trước nhằm phát huy tính ưu việt của từng pha

a Đặc điểm và phân loại vật liệu composit

* Đặc điểm:

Vật liệu composit bao gồm nhiều pha (tối thiểu là 2 pha) phân cách nhaubằng ranh giới pha rõ rệt, các pha liên kết với nhau liên tục được gọi là nền,các pha phân bố gián đoạn (được nền bao bọc) được gọi là cốt

- Tỷ lệ, hình dáng, kích thước quy luật phân bố của cốt trên nền đượcxác định trước

- Vật liệu composit không chứa đựng tất cả các tính chất của các phathành phần riêng biệt mà chỉ lựa chọn và phát huy tính chất ưu việt của cácpha thành phần

* Phân loại:

Dựa vào nền người ta phân ra các loại vật liệu composit sau đây:

- Vật liệu composit nền polyme

- Vật liệu composit nền kim loại

- Vật liệu composit nền gốm

- Vật liệu composit nền hỗn hợp

Dựa vào hình dạng và cấu trúc cốt người ta chia ra:

- Vật liệu composit cốt hạt

- Vật liệu composit cốt sợi

- Vật liệu composit cấu trúc lớp, tấm hay tổ ong

b Tính chất và ứng dụng của vật liệu composit

Nền của vật liệu composit đóng vai trò quan trọng và có các chức năngsau:

- Liên kết các phần tử cốt thành một khối vật liệu thống nhất

- Bảo vệ cốt tránh khỏi tác động cơ học và hóa học của môi trường

- Tạo khả năng thuận lợi cho việc gia công vật liệu composit nhằm thuđược các chi tiết hoặc các sản phẩm đáp ứng yêu cầu kinh tế kỹ thuật