TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ HỢP KIM BỘT MÔN VẬT LIỆU

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

I Khái niệm

• Vật liệu bột được chế tạo từ

• Hiệu suất sử dụng nguyên liệu rất cao (

• Thành phần, tổ chức và tính

chất dễ dàng khống chế kiểm

soát.

• Nhược điểm: vốn đầu tư cao,

tính dẻo của vật liệu kém.

•  

Tạo bột kim loại hay hợp kim

Nghiền (cho vật liêu giòn) Phun loại

lỏng vào môi trường nguội nhanh kim

loại.

Hoàn nguyên từ

ôxit

Điện phân CVD

PVD

II Công nghệ chế tạo

• Tạo hình: lấy các loại bột theo tỉ lệ xác định và

trộn lẫn thật đều rồi đưa vào khuôn ép nén dưới

áp lực 100- 1000 MPa.

• Thiêu kết : Làm cho các hạt bột liên kết bền

vững lại với nhau.

Nhiệt độ thiêu kết : Ttk = (2/3 ÷ 3/4) TC (TC là

T chảy của cấu tử chính, K), ( 0,75oTnc)

Thời gian thiêu kết: 0,5-6 giờ, dài quá làm hạt thô, cơ tính xấu.

Môi trường thiêu kết: chân không hoặc khí bảo vệ: H2, N2, Ar, He,…

• Hoàn thiện chi tiết hoặc sản phẩm cần thêm

một số khâu sau:

- Có thể gia công cơ để đạt hình dáng và kích

thước mong muốn.

- Ép hiệu chuẩn trong khuôn ép để đến hình

dạng và kích thước chi tiết Sau khi ép hiệu

chuẩn cơ tính của vật liệu cao hơn sau khi thiêu kết.

- Tiến hành công nghê ngậm dầu.

- Với các chi tiết cần mật độ cao (~100%), có thể

ép nóng hoặc gia công nóng.

III Các vật liệu bột điển hình

1 Vật liệu bột mài và dụng cụ cắt

1.1 Vật liệu bột mài

a Thành phần hóa học:

.Nhóm một cacbit: gồm các hạt cacbit dính

kết với nhau bởi coban

.Nhóm hai cacbit: gồm WC + TiC + Co

.Nhóm ba cacbit: gồm WC + TiC + TaC +

Co

Hàm lượng Co dao động từ 2 ÷ 20%, Co càng nhiều độ dai hợp kim càng cao, độ cứng giảm

• Nhóm I cacbit: WC + Co (cacbit vonframe,

• Nhóm II cacbit: WC + TiC + Co ( Cacbit W,

cacbit Ti, chất dính kết Co).

Kí hiệu: TK ( Liên Xô) T là cacbit Ti, cacbit W

không ghi, K là chất dính kết Co.

Cacmac loại này: T5K10, T15K6, T30K4… Thành phần: T15K6 có 15% cacbit Ti, 6%

chất dính kết Co, còn 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), một số mác

TT7K12, TT10K8…

Thành phần trong kí hiệu: TT7K12- 7% là

(TiC + TaC), 12% là chất dính kết Co, còn lại 81% WC.

b Tổ chức và tính chất

• Tổ chức : bao gồm các hạt cacbit sắc cạnh gắn với nhau bởi coban Ngoài ra còn tồn tại các lỗ xốp ( khống chế < 2%), không cho phép có muội than.

• Tính chất : có độ cứng cao 82÷90 HRA ( 70 ÷75 HRC), chống mài mòn, 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.

• Nhóm 2

cacbit: dùng làm dụng cụ gia công tinh thép, kể cả

• Nhóm 3

cacbit: dùng làm các dụng

cụ gia công thô thỏi đúc, cán, rèn Do

có sự có mặt của TaC nên

có độ bền

chống rung, chống mẻ

T30K4 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.

1.2 Vật liệu làm đĩa cắt

• Đĩa cắt bằng kim cương nhân tạo hoặc nitrit Bo (BN) lập

phương được dùng rộng 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 gió với 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

a Trên cơ sở Al và hợp kim Al

Bột Al: ép (P=100 ÷ 350MPa) và thiêu kết sẽ được các bán thành phẩm hệ Al- Al2O3, trong

đó Al2O3 (5 ÷ 20%) là pha cứng làm tăng độ bền của vật liệu (sau khi nhiệt luyện đạt tới 450MPa).

300-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 dùng là loại 10% Sn dùng để chế tạo một số loại bạc trượt bôi

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 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

+ Tác dụng tốt với thiêu kết do bị chảy lỏng

trong quá trình nên tạo điều kiện làm tăng độ xít chặt

nóng lên, các lỗ xốp (10÷25%) bên trong bạc tiết ra dầu bôi trơn máy

a.Bạc xốp tự bôi trơn

 

• Bạc xốp trên cơ sở sắt có khoảng 2-7% graphit, HB 50-100 (nên không làm mòn

cổ trục thép), hệ số ma sát thép khá nhỏ: 0,07-0,09, chịu được áp lực cao tới 100-150kG/cm2 và nhiệt độ 80- 100oC

• Bạc xốp trên cơ sở brong thiếc

(8-10%Sn) có khoảng 2-4% graphit, HB

18-40, 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…