BÀI THAM KHẢO CHO SINH VIÊN CƠ KHÍ
CÔNG NGHỆ HỢP KIM BỘT Môn: Vật liệu kỹ thuật GVHD: I Khái niệm chung III Công nghệ chế tạo IV.Các vật liệu bột điển hình Vật liệu bột mài dụng cụ cắt Vật liệu mài Thép gió bột III Vật liệu kết cấu IV Hợp kim xốp thấm I Khái niệm • Vật liệu bột chế tạo từ bột kim loại hợp kim • Hiệu suất sử dụng nguyên liệu cao ( • Thành phần, tổ chức tính chất dễ dàng khống chế kiểm soát • Nhược điểm: vốn đầu tư cao, tính dẻo vật liệu II Công nghệ chế tạo Nghiền (cho vật liêu giòn) PVD Tạo bột kim loại hay hợp kim CVD Điện phân Phun loại lỏng vào môi trường nguội nhanh kim loại Hoàn nguyên từ ôxit • Tạo hình: lấy loại bột theo tỉ lệ xác định trộn lẫn thật đưa vào khuôn ép nén áp lực 100- 1000 MPa • Thiêu kết : Làm cho hạt bột liên kết bền vững lại với Nhiệt độ thiêu kết : Ttk = (2/3 ÷ 3/4) TC (TC T chảy cấu tử chính, K), ( 0,75oTnc) Thời gian thiêu kết: 0,5-6 giờ, dài làm hạt thô, tính xấu Môi trường thiêu kết: chân không khí bảo vệ: H2, N2, Ar, He,… • Hoàn thiện chi tiết sản phẩm cần thêm số khâu sau: - Có thể gia công để đạt hình dáng kích thước mong muốn - Ép hiệu chuẩn khuôn ép để đến hình dạng kích thước chi tiết Sau ép hiệu chuẩn tính vật liệu cao sau thiêu kết - Tiến hành công nghê ngậm dầu - Với chi tiết cần mật độ cao (~100%), ép nóng gia công nóng III Các vật liệu bột điển hình Vật liệu bột mài dụng cụ cắt 1.1 Vật liệu bột mài a Thành phần hóa học: .Nhóm cacbit: gồm hạt cacbit dính kết với coban .Nhóm hai cacbit: gồm WC + TiC + Co .Nhóm ba cacbit: gồm WC + TiC + TaC + Co Hàm lượng Co dao động từ ÷ 20%, Co nhiều độ dai hợp kim cao, độ cứng giảm • Nhóm I cacbit: WC + Co (cacbit vonframe, chất dính kết Co) Kí hiệu: BK ( Liên Xô) gồm mác sau: BK2, BK3, BK4, BK6, BK8, BK10, BK25 Nội dung kí hiệu: B (Vonframe); K (chất dính kết Co) • Nhóm II cacbit: WC + TiC + Co ( Cacbit W, cacbit Ti, chất dính kết Co) Kí hiệu: TK ( Liên Xô) T cacbit Ti, cacbit W không ghi, K chất dính kết Co Cacmac loại này: T5K10, T15K6, T30K4… Thành phần: T15K6 có 15% cacbit Ti, 6% chất dính kết Co, lại 79% WC • Nhóm III cacbit: WC + TiC + TaC + Co ( Cacbit vonframe, cacbit Ti, cacbit Tantan, chất dính kết Co) Kí hiệu: TTK ( Liên Xô), số mác TT7K12, TT10K8… Thành phần kí hiệu: TT7K12- 7% (TiC + TaC), 12% chất dính kết Co, lại 81% WC Bảng 10.1 Thành phần hóa học (%) tính số hợp kim cứng theo GOST 3882-74 Thành phần hóa học Cơ tính Mác TCVN Công dụng u (MPa) HRA ؓ WC TiC TaC Co BK2 BK3 BK4 BK6 BK8 98 97 96 94 92 BK10 BK15 BK20 BK25 90 85 80 75 T30K4 T15K6 T14K8 T5K10 T5K10 T5K12 66 79 78 85 85 83 TT7K12 81 TT10K8 82 TT20K9 71 - - Loại cacbit 1000 1100 1400 4500 1600 90,0 89,5 89,5 88,5 87,57 WC Co2 WC Co3 WC Co4 WC Co6 WC Co8 Dụng cụ cắt: gang, hợp kim màu, sứ, gồm 87 86 84 82 WC Co10 WC Co15 WC Co20 WC Co25 Khuôn kéo sợi, mũi khoan đá Khuôn dập, chi tiết mài mòn 30 15 14 5 10 1650 15 1800 20 1950 25 2000 Loại hai cacbit 950 1150 1250 10 1400 10 1400 - 3 12 12 1650 Loại ba cacbit 12 1650 1450 1300 92 90 89,5 88,5 88,5 87,0 WCTiC30Co4 WCTiC15Co6 WCTiC14Co8 WCTiC5Co10 WCTiC5Co10 WCTiC5Co12 87 89 WCTiC4TaC3Co12 Cắt phôi đúc, WCTiC3TaC7Co8 rèn, cần chống WCTiC8TaC12Co9 mẻ tốt 89 Dụng cụ cắt tốc độ cao, cắt thép không gỉ • Nhóm cacbit: dùng làm dụng cụ gia công thô thỏi đúc, cán, rèn Do có có mặt TaC nên có độ bền chống rung, chống mẻ T30K4 Gia công tinh thép Cacbon, thép không gỉ T15K6 Gia công tinh bán tinh thép Cácbon thép không gỉ T14K8 Gia công thô bán tinh thép Cacbon thép không gỉ T5K10, Gia công thô thép Cacbon thép TT10K8 không gỉ Gia công thô thép Cacbon thép đúc TT7K12, với chiều sâu cắt lượng chạy dao T5K12 lớn BK10OM BK3, BK3M Gia công thô tinh thép đúc từ thép Ostenit không gỉ Gia công tinh gang, kim loại màu hợp kim, vật liệu không kim loại Gia công tinh gang hợp kim, gang BK6M biến trắng, thép tôi, hợp kim chịu lửa Gia công Volfram Molipden, thép BK6-OM tôi, hợp kim nhôm BK6, Gia công thô gang, hợp kim chịu lửa, BK8 đồng, đồng thau, hợp kim màu BK15OM Hợp kim Titan, Hợp kim Niken, hợp kim Volfram hợp kim Molipden 1.2 Vật liệu làm đĩa cắt • Đĩa cắt kim cương nhân tạo nitrit Bo (BN) lập phương dùng rộng rãi cắt kim loại, cắt đá • Là vật liệu siêu cứng có độ cứng từ 8.000 ÷ 10.000 HV Một số ứng dụng hợp kim cứng 1.3 Vật liệu mài - Vật liệu: cát trắng(SiO2), êmêri (hỗn hợp tự nhiên Al2O3), Al2O3, SiO, BN lập phương, kim cương - Vật liệu mài dạng tự (dạng bột), bột mài nghiền, mài rà giấy vải ( giấy nhám) dạng khối ( đá mài, mài…) 1.4 Thép gió bột Loại thép gió với lượng cacbon hợp kim cao (> 2%C, >6%V, > 10%Co) khó luyện, bị thiên tích mạnh khó rèn Xuất phát từ nguyên liệu bột (Fe, C, W, Cr, Mo, V, Co) qua ép nóng áp suất 100MPa 1100oC khí bảo vệ acgông (Ar), tạo nên bán thành phẩm thỏi lớn Vật liệu kết cấu • Bột Al: ép (P=100 ÷ 350MPa) thiêu kết bán thành phẩm hệ Al- Al2O3, a Trên sở Al hợp kim Al Al2O3 (5 ÷ 20%) pha cứng làm tăng độ bền vật liệu (sau nhiệt luyện đạt tới 300450MPa) Bột Al thiêu kết: Hoa kỳ: SAP (Sintered Aluminum Powder), Nga CAЛ Bột hợp kim Al thiêu kết: Hoa kỳ: SAAP (Sintered Aluminum Alloy Powder), Nga CAC b Trên sở đồng hợp kim đồng -Vât liệu từ bột đồng nguyên chất: sử dụng kỹ thuật điện - Brong thiếc thiêu kết: thường dùng loại 10% Sn dùng để chế tạo số loại bạc trượt bôi trơn - Brong thiếc – niken thiêu kết: cho thêm 5% Ni - Latong thiêu kết: vật liệu khó chế tạo thiêu kết dễ c Trên sở sắt thép - Sắt thép dùng để sản xuất chi tiết máy bánh loại - Khối lượng riêng lớn, thép bột cao độ cứng, độ bền, độ dẻo cao - Thành phần tính chất sắt thép có ảnh hưởng quan trọng đến tính vật liệu bột sở sắt thép bột Khối lượng riêng cao đặc tính cứng, bền, dẻo hợp kim cao Nếu γ đạt 6,2 - 7,0g/cm3(độ xít tương đối 80 90%) tính đạt 50 - 70% so với sắt, thép nấu chảy tương ứng Muốn γ >7,0g/cm3phải áp dụng phương pháp tốn hơn: ép thiêu kết nhiều lần, ép nóng • Trong sắt thép bột thường đưa thêm Cu với lý sau: + Với - 10%Cu nâng cao tính trạng thái ủ lẫn trạng thái hóa già (do tiết pha phân tán, lượng Cu hòa tan Fe giảm từ 1,4% 850oC 0,3% 20oC) + Tác dụng tốt với thiêu kết bị chảy lỏng trình nên tạo điều kiện làm tăng độ xít chặt Hợp kim xốp thấm a.Bạc xốp tự bôi trơn •Bạc xốp sở đồng với khoảng 8÷10%Sn, độ xốp 25% có HB 18 ÷ 40, hệ số ma sát với thép nhỏ, từ 0,04÷0,07 •Dùng thiết bị: quạt, máy hút bụi, máy giặt, xe gắn máy, oto •Nguyên lý làm việc: làm việc bạc nóng lên, lỗ xốp (10÷25%) bên bạc tiết dầu bôi trơn máy • Bạc xốp sở sắt có khoảng 2-7% graphit, HB 50-100 (nên không làm mòn cổ trục thép), hệ số ma sát thép nhỏ: 0,07-0,09, chịu áp lực cao tới 100150kG/cm2 nhiệt độ 80- 100oC • Bạc xốp sở brong thiếc (810%Sn) có khoảng 2-4% graphit, HB 1840, có hệ số ma sát với thép nhỏ (0,04-0,07) b Màng lọc • Nguyên liệu sản xuất: bột Ag, Au, Pt, bột brong, thép không gỉ 18-8,… • Tạo hình: phun dd bột kim loại lên lõi phù hợp, ép chảy cán bột • Công dụng: tách hạt rắn lẫn lỏng, khí, tách lỏng – lỏng, tách giọt lỏng khí, giảm ống xả… [...]... gang, kim loại màu và hợp kim, vật liệu không kim loại Gia công tinh gang hợp kim, gang BK6M biến trắng, thép tôi, hợp kim chịu lửa Gia công Volfram và Molipden, thép BK6-OM tôi, hợp kim nhôm BK6, Gia công thô gang, hợp kim chịu lửa, BK8 đồng, đồng thau, hợp kim màu BK15OM Hợp kim Titan, Hợp kim Niken, hợp kim Volfram và hợp kim Molipden 1.2 Vật liệu làm đĩa cắt • Đĩa cắt bằng kim cương nhân tạo hoặc... rãi trong cắt kim loại, cắt đá • Là vật liệu siêu cứng có độ cứng từ 8.000 ÷ 10.000 HV Một số ứng dụng của hợp kim cứng 1.3 Vật liệu mài - Vật liệu: cát trắng(SiO2), êmêri (hỗn hợp tự nhiên của Al2O3), Al2O3, SiO, BN lập phương, kim cương - Vật liệu mài ở dạng tự do (dạng bột) , bột mài nghiền, mài rà hoặc ở trên giấy vải ( giấy nhám) hoặc ở dạng khối ( đá mài, thanh mài…) 1.4 Thép gió bột Loại thép... Trên cơ sở Al và hợp kim Al đó Al2O3 (5 ÷ 20%) là pha cứng làm tăng độ bền của vật liệu (sau khi nhiệt luyện đạt tới 300450MPa) Bột Al thiêu kết: Hoa kỳ: SAP (Sintered Aluminum Powder), Nga là CAЛ Bột hợp kim Al thiêu kết: Hoa kỳ: SAAP (Sintered Aluminum Alloy Powder), Nga là CAC b Trên cơ sở đồng và hợp kim đồng -Vât liệu từ bột đồng nguyên chất: sử dụng trong kỹ thuật điện - Brong thiếc thiêu kết: thường... lượng cacbon và hợp kim cao (> 2%C, >6%V, > 10%Co) rất khó luyện, bị thiên tích mạnh và khó rèn Xuất phát từ nguyên liệu bột (Fe, C, W, Cr, Mo, V, Co) qua ép nóng dưới áp suất 100MPa ở 1100oC trong khí bảo vệ acgông (Ar), tạo nên các bán thành phẩm thỏi lớn 2 Vật liệu kết cấu • Bột Al: ép (P=100 ÷ 350MPa) và thiêu kết sẽ được các bán thành phẩm hệ Al- Al2O3, trong a Trên cơ sở Al và hợp kim Al đó Al2O3... Gia công tinh thép Cacbon, thép không gỉ T15K6 Gia công tinh và bán tinh thép Cácbon và thép không gỉ T14K8 Gia công thô và bán tinh thép Cacbon và thép không gỉ T5K10, Gia công thô thép Cacbon và thép TT10K8 không gỉ Gia công thô thép Cacbon và thép đúc TT7K12, với chiều sâu cắt và lượng chạy dao T5K12 lớn BK10OM BK3, BK3M Gia công thô và tinh thép đúc từ thép Ostenit không gỉ Gia công tinh gang, kim. .. kết: vật liệu này khó chế tạo vì khi thiêu kết dễ c Trên cơ sở sắt và thép - Sắt và thép được dùng để sản xuất chi tiết máy như bánh răng các loại - Khối lượng riêng càng lớn, thép bột càng cao thì độ cứng, độ bền, độ dẻo càng cao - Thành phần và tính chất của sắt thép có ảnh hưởng quan trọng đến cơ tính vật liệu bột trên cơ sở sắt thép bột Khối lượng riêng càng cao các đặc tính cứng, bền, dẻo của hợp. .. trên cơ sở brong thiếc (810%Sn) có khoảng 2-4% graphit, HB 1840, có hệ số ma sát với thép rất nhỏ (0,04-0,07) b Màng lọc • Nguyên liệu sản xuất: các bột Ag, Au, Pt, bột brong, thép không gỉ 18-8,… • Tạo hình: phun dd bột kim loại lên một lõi phù hợp, ép chảy hoặc cán bột • Công dụng: tách các hạt rắn lẫn trong lỏng, khí, tách lỏng – lỏng, tách các giọt lỏng trong khí, giảm thanh trong ống xả… ... tính cứng nóng cao nhưng giòn c Công dụng • Nhóm 1 cacbit: - Các mác BK2÷BK8 dùng để cắt phôi có phôi vụn như gang, gốm sứ, hợp kim màu - Các mác BK10÷BK15 làm khuôn kéo sợi, mũi khoan địa chất - Các mác BK20÷BK25 làm khuôn rập, chi tiết chống mài mòn • Nhóm 2 cacbit: dùng làm dụng cụ gia công tinh thép, kể cả thép đặc biệt • Nhóm 3 cacbit: dùng làm các dụng cụ gia công thô thỏi đúc, cán, rèn Do có... hóa già (do tiết pha phân tán, lượng Cu hòa tan trong Fe giảm từ 1,4% ở 850oC còn 0,3% ở 20oC) + Tác dụng tốt với thiêu kết do bị chảy lỏng trong quá trình nên tạo điều kiện làm tăng độ xít chặt 3 Hợp kim xốp và thấm a.Bạc xốp tự bôi trơn •Bạc xốp trên cơ sở đồng với khoảng 8÷10%Sn, độ xốp 25% có HB 18 ÷ 40, hệ số ma sát với thép rất nhỏ, từ 0,04÷0,07 •Dùng trong các thiết bị: quạt, máy hút bụi,... cơ sở sắt thép bột Khối lượng riêng càng cao các đặc tính cứng, bền, dẻo của hợp kim càng cao Nếu γ chỉ đạt 6,2 - 7,0g/cm3(độ xít tương đối 80 90%) cơ tính chỉ đạt 50 - 70% so với sắt, thép nấu chảy tương ứng Muốn γ >7,0g/cm3phải áp dụng các phương pháp tốn kém hơn: ép và thiêu kết nhiều lần, ép nóng • Trong sắt thép bột thường đưa thêm Cu với các lý do sau: + Với 3 - 10%Cu nâng cao cơ tính ở cả trạng ... Công nghệ chế tạo IV.Các vật liệu bột điển hình Vật liệu bột mài dụng cụ cắt Vật liệu mài Thép gió bột III Vật liệu kết cấu IV Hợp kim xốp thấm I Khái niệm • Vật liệu bột chế tạo từ bột kim. .. Gia công Volfram Molipden, thép BK6-OM tôi, hợp kim nhôm BK6, Gia công thô gang, hợp kim chịu lửa, BK8 đồng, đồng thau, hợp kim màu BK15OM Hợp kim Titan, Hợp kim Niken, hợp kim Volfram hợp kim. .. BK3M Gia công thô tinh thép đúc từ thép Ostenit không gỉ Gia công tinh gang, kim loại màu hợp kim, vật liệu không kim loại Gia công tinh gang hợp kim, gang BK6M biến trắng, thép tôi, hợp kim chịu