công nghệ nhiệt luyện và thấm nitơ thể khí sử dụng khí NH3 cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội

công nghệ nhiệt luyện và thấm nitơ thể khí sử dụng khí NH3 cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội

Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Chương 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ KHUÔN DẬP NGUỘI 1.1. Giới thiệu chung về khuôn dập nguội. Khuôn dập nguội là dụng cụ để tạo hình sản phẩm bằng phương pháp biến dạng vật liệu ở trạng thái nguội. Có nhiều loại khuôn dập nguội: đột dập, dập vuốt, dập sâu, khuôn kéo, chuốt sợi .Sản phẩm của khuôn dập nguội rất đa dạng và phong phú bao gồm những vật dụng trong cuộc sống như chậu rửa mặt, nồi, chảo, đồ dùng y tế, các sản phẩm trong công nghiệp như các chi tiết trong xe máy như bình xăng, ống bô xe máy… Khuôn dập nguội được cấu tạo từ hai phần: phần khuôn trên (hay còn gọi là chày) và phần khuôn dưới (hay còn gọi là cối). Khuôn trên được gắn với búa, chuyển động nhờ áp lực của búa, khuôn dưới cố định. Khuôn dập được sử dụng rất đa dạng với nhiều chủng loại khác nhau. Tuy nhiên dựa vào tính năng làm việc có thể chia ra làm hai loại khuôn chính là khuôn dập vuốt (dập tạo hình), dập sâu và khuôn đột dập (hình 1.1 a và b) a b Hình 1.1. Khuôn đột dập (a) và khuôn dập vuốt (b) Đối với khuôn dập vuốt, dập sâu do làm việc trong điều kiện chịu ma sát cao, mài mòn cao nên loại khuôn này yêu cầu độ cứng bề mặt cao (58-60HRC), độ dai va đập vừa phải và được dùng để dập sâu xoong, nồi làm bằng nhôm hoặc inox, dụng cụ y tế từ tấm thép không gỉ. Để dập ra các chi tiết có độ sâu mong muốn, tùy theo độ sâu của sản phẩm, có thể dập một bước, hai hay ba bước. Khuôn đột dập có độ cứng cao hơn khuôn dập vuốt và dập sâu. Đối với khuôn đột dập do phải cắt phôi cứng nên yêu cầu độ cứng cao (đến trên 60 HRC). Tuy nhiên, nếu độ cứng quá cao sẽ dễ dẫn đến sứt khuôn, nhất là tại các mép cắt. Vật liệu dập càng dày, điều kiện làm việc của khuôn càng khắc nghiệt, do vậy tuổi thọ càng thấp. Khuôn đột dập được sử dụng nhiều để chế tạo hình bao của các sản phẩm trước khi tiến hành các Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 5 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng bước dập tiếp theo, ví dụ hình bao của ống bô xe máy ( sau đó dập vuốt tạo hình ống bô), hoặc hình bao của nồi (trước khi dập sâu ra nồi)…. Hình 1.2 a và b là hình ảnh một số sản phẩm từ khuôn dập nguội a b Hình 1.2: Sản phẩm từ khuôn đột dập (a) và khuôn dập vuốt (b) 1.2. Điều kiện làm việc và yêu cầu cơ tính của khuôn dập nguội. 1.2.1. Điều kiện làm việc của khuôn dập nguội. Trong quá trình làm việc khuôn dập nguội bị mài mòn do phải chịu ma sát lớn khi dập, ép…nên để tránh cho khuôn bị mài mòn phụ thuộc rất lớn vào độ cứng bề mặt và tổ chức tế vi của vật liệu. Khi độ cứng của dụng cụ trên 60 HRC thì cứ tăng thêm 1 HRC thì tuổi thọ của khuôn tăng thêm 30%. Nhưng độ cứng cao hay thấp còn phụ thuộc vào chức năng của từng loại khuôn như khuôn đột dập độ cứng nên cao hơn khuôn dập vuốt, nếu cao quá dễ dẫn tới hiện tượng nứt, vỡ khuôn. Để thỏa mãn điều kiện cho khuôn không bị biến dạng dẻo khi làm việc và chịu được tải trọng va đập khi dập, khuôn cũng cần có độ dai va đập a k đảm bảo. Chẳng hạn, đối với khuôn dập sâu cần độ dai va đập cao. Ngoài ra khuôn còn làm việc trong môi trường hóa chất, không khí ẩm… làm cho khuôn bị ăn mòn hóa học ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cũng như tuổi thọ của khuôn. Nhìn chung, khi làm việc các khuôn dập nguội ngoài chịu áp lực rất lớn ra còn chịu ứng suất uốn, lực ma sát và lực va đập. Để đảm bảo điều kiện làm việc như vậy vật liệu làm khuôn dập nguội phải đạt được các yêu cầu cơ tính cao, đảm bảo khuôn làm việc lâu dài, sản phẩm có độ chính xác cao, giá thành hạ. Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 6 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng 1.2.2. Yêu cầu cơ tính của khuôn dập nguội. Để đáp ứng các yêu cầu làm việc của khuôn dập nguội và để nâng cao tuổi thọ của khuôn, khuôn dập nguội cần phải có các cơ tính sau: Độ cứng cao: Khuôn dập nguội yêu cầu độ cứng tương đối cao vào khoảng 58-62 HRC, phụ thuộc vào loại khuôn, chiều dày và độ cứng của phôi dập (thép, nhôm, đồng ). Khi dập cắt các lá thép cứng như thép kĩ thuật điện (tôn Silic) hay chiều dày lớn cần độ cứng đến 60HRC, có thể đến 62HRC. Khi dập uốn các lá thép mỏng có độ cứng chỉ cần 56HRC. Khi độ cứng lớn hơn 62HRC khuôn dễ bị sứt mẻ khi làm việc. Độ bền và độ dai đảm bảo: Để chịu được tải trọng đặt vào lớn và chịu va đập. Đối với các khuôn dập lớn cần có thêm yêu cầu về độ thấm tôi và ít thay đổi thể tích. Tính chống mài mòn cao: Là yêu cầu quan trọng để khuôn không bị mòn, có thể làm việc làm việc lâu dài. Tính chống mài mòn kém sẽ làm cho khuôn dễ bị hỏng do ma sát tiếp xúc trong quá trình làm việc, sẽ tạo ra khe hở giữa chày và cối, sản phẩm tạo ra có kích thước vượt quá dung sai cho phép và dễ trở thành phế phẩm. Trong quá trình làm việc của khuôn chu trình dập một chi tiết kéo dài bề mặt chi tiết có thể bị nung nóng đến nhiệt độ khoảng 300 0 C – 350 0 C nên khuôn phải đảm bảo tính cứng nóng ở nhiệt độ này. Tính chống mài mòn cao còn là yếu tố đảm bảo độ bóng bề mặt của khuôn lâu dài, tránh hiên tượng xước, làm giảm độ bóng của bề mặt sản phẩm 1.3. Các dạng sai hỏng của khuôn và cách khắc phục Trong khi làm việc, ngoài việc phải chịu áp lực rất lớn ra khuôn còn chịu ứng suất uốn, lực ma sát và lực va đập. Khuôn dập nguội thường gặp các dạng sai hỏng sau (hình 1.3) Hình 1.3. Các dạng sai hỏng thường gặp ở khuôn dập nguội Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 7 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Nứt, vỡ khuôn: Hiện tượng này có thể gặp phải ngay trong quá trình làm việc. Nhất là với khuôn làm việc cường độ quá cao và có hình dạng phức tạp, nhiều góc cạnh. Nguyên nhân có thể do chọn vật liệu làm khuôn không thích hợp, nhiệt luyện có độ cứng quá cao. Chẳng hạn đối với khuôn dập vuốt làm từ thép SKD11 nếu trước khi đem chế tạo mà có tổ chức lêđêbuarit dạng xương cá thô, giòn, nếu không mà không tiến hành rèn làm cho cacbit nhỏ mịn, phân bố đều thì dễ dẫn đến nứt, vỡ. Nứt vỡ còn có thể sinh ra do ứng suất nhiệt. Chi tiết không đồng đều về tiết diện, có phần dày, phần mỏng. Phần mỏng khi nung sẽ đạt được nhiệt độ trước phần dày. Do đó để tránh nứt hoặc cong vênh, cần nung chậm hoặc nung phân cấp, tạo cân bằng nhiệt giữa phần dày và phần mỏng, giữa bề mặt và lõi. Làm nguội đột ngột cũng gây ra ứng suất nhiệt, SKD11 là thép hợp kim cao, có tốc độ nguội tới hạn nhỏ, làm nguội chậm cũng nhận được máctenxit nên không cần làm nguội với tốc độ lớn, thường sử dụng dầu nóng 60-80 0 C để hạn chế ứng suất. Khi nhiệt luyện còn có ứng suất tổ chức do quá trình chuyển biến austenit thành mactenxit với thể tích tăng lên. Sự tăng thể tích của các phần không đều cũng là nguyên nhân gây ra nứt. Độ cứng không đạt: Môi trường tôi, nhiệt độ tôi không đúng, thời gian giữ nhiệt không đủ, chọn không đúng mác thép, hoặc đúng mác thép nhưng thành phần không ổn định là những nguyên nhân gây ra độ cứng không đạt. Hoặc khi ram còn nhiều austenit dư cũng là nguyên nhân gây giảm độ cứng, vì vậy cần điều chỉnh lượng austenit dư phù hợp với độ cứng yêu cầu. Thoát cacbon cũng là nguyên nhân gây giảm độ cứng bề mặt vì vậy khi nung cần có biện pháp bảo vệ để tránh hiện tượng thoát cacbon. Mài mòn không đều: Là dạng sai hỏng hay gặp nhất. Sự mài mòn khuôn và mòn giữa các phần không đều nhau có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều nguyên nhân như chế độ nhiệt luyện không đúng hoặc không ổn định, hình dạng khuôn phức tạp, chỗ dày, chỗ mỏng. Mài mòn nhiều do mức độ sản xuất, cường độ làm việc cao, lắp đặt khuôn không đúng, sự không tương thích vật liệu sản phẩm và vật liệu khuôn. Khả năng mài mòn khuôn có thể thay đổi đáng kể phụ thuộc vào các yếu tố trên, cùng với đặc điểm bề mặt khuôn, bôi trơn khuôn như thế nào. Hiện tượng bong tróc, bám dính phôi: hay còn gọi là hàn lạnh của vật liệu kim loại cấu tạo từ trong khuôn. Làm giảm mạnh phần làm việc chính xác trong khuôn, độ bóng bề mặt khuôn và do đó làm bề mặt sản phẩm có độ bóng không đạt yêu cầu (xước bề mặt). Hiện tượng này xảy ra bởi sự căng ra vượt quá giới hạn phần kim loại làm việc do không bôi trơn đầy đủ. Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 8 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Ngoài ra còn có hiện tượng như nứt chân chim. Trong môi trường nung, nếu không được bảo vệ dễ gây ôxy hoá và thoát cacbon. Hiện tượng thoát cacbon ở bề mặt gây chuyển biến tổ chức không đồng đều giữa bề mặt bị thoát cacbon và phần liền kề bề mặt không bị thoát cacbon tạo ra một lớp ứng suất kéo, khi gia công cơ tiếp theo ứng suất đó tăng lên có thể lớn hơn giới hạn bền, rất nguy hiểm vì khó nhận ra ngay. 1.4. Vật liệu làm khuôn dập nguội. 1.4.1. Các mác thép dùng làm khuôn dập nguội. Để đạt được các yêu cầu cơ tính như đã đề cập ở trên các loại thép làm khuôn dập nguội nói chung phải có thành phần cacbon cao, thường ở mức trên dưới 1%, trong trường hợp chịu va đập cao thì hàm lượng cacbon sẽ ít hơn khoảng 0,4 - 0,6%. Các nguyên tố hợp kim thường dùng để hợp kim hóa là các nguyên tố làm tăng độ thấm tôi, tạo cacbit và tăng tính chống mài mòn như Cr, Mn, Mo… Vật liệu làm khuôn khá đa dạng, ngoài việc đáp ứng các yêu cầu cơ tính, vật liệu làm khuôn còn được lựa chọn trên cơ sở sản lượng sản phẩm yêu cầu, đáp ứng tuổi thọ của khuôn. Vì vậy có thể sử dụng các vật liệu làm khuôn sau: - Thép dụng cụ Cacbon: CD100, CD120 dùng làm khuôn nhỏ (chiều dày thành khuôn nhỏ hơn 75mm), tải trọng không lớn, hình dạng đơn giản, độ cứng cao nhưng chống mài mòn thấp. - Thép dụng cụ hợp kim thấp: 100Cr, 100CrWMn, 100CrWSiMn dùng làm khuôn có kích thước trung bình (bề dày thành khuôn 70-100mm) hay khuôn nhỏ có hình dạng phức tạp, chịu tải trọng lớn, có độ thấm tôi cao hơn thép cacbon. Các mác có Mn sau khi tôi kích thước ít thay đổi (do có một lượng nhỏ austenit dư). - Thép dụng cụ hợp kim cao: 210Cr12, 160Cr12Mo, 130Cr12V…có đặc điểm: + Có thành phần cacbon rất cao (1.3-2.1%) nên lượng dư cacbit nhiều vì vậy chúng có tính chống mài mòn rất cao. + Có độ thấm tôi lớn (100-200mm trong dầu) nên có thể dùng làm khuôn có kích thước lớn. + Có thể dùng nhiều chế độ nhiệt luyện khác nhau để đạt được chỉ tiêu cơ tính cũng như sự ổn định kích thước khuôn theo yêu cầu sử dụng. - Thép dụng cụ hợp kim thấp có hàm lượng cacbon trung bình: 40CrSi, 60CrSi, 40CrW2Si. Sau khi tôi và ram thích hợp có thể đạt độ cứng 45-55HRC dùng để chế tạo khuôn dập chịu va đập vừa phải. Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 9 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng 1.4.2. Lựa chọn vật liệu làm khuôn dập nguội Tiêu chuẩn đánh giá đặc trưng cơ bản của vật liệu làm khuôn là số lượng và chất lượng chi tiết sản xuất ra đúng tiêu chuẩn. Khuôn không được sử dụng nữa khi bị nứt vỡ, bề mặt bị rạn nứt, tróc rỗ, kích thước chi tiết sản xuất ra không đúng theo thiết kế, độ bóng của sản phẩm không đảm bảo yêu cầu, đặc biệt là có bavia dọc theo đường biên của mẫu. Ban đầu dụng cụ còn mới, độ hở giữa chày và cối nhỏ, mép cắt rất nét. Dưới điều kiện làm việc va đập và mài mòn phần đế bắt đầu bị hỏng (phần không tiếp xúc với chày), do phần đế bị ứng suất kéo lớn nhất do các thớ bên ngoài bị giãn ra. Khi càng nhiều chi tiết được sản xuất, mép cắt của chày và xung quanh khuôn càng bị mòn và ứng suất tác động tới đáy khuôn thay đổi. Ứng suất phía dưới giảm, dần dần hình thành và làm nứt một điểm nào đó do quá trình làm việc nặng diễn ra tiếp theo. Ngoài ra còn phải chú ý tới hiện tượng chi tiết có thể bị rách, nứt trong và sau khi dập, hiện tượng này có thể do khuôn quá cứng, hoặc có thể do điều kiện bôi trơn không tốt, hoặc do có vấn đề trong thiết kế cơ khí. Trong bảng 1.1 và 1.2 là số liệu thống kê một số vật liệu làm khuôn dập nguội thường dùng, vật liệu được chọn dựa trên cơ sở vật liệu làm chi tiết, số lượng chi tiết sản xuất và cả chiều dày của chi tiết. Bảng 1.1. Vật liệu làm khuôn dập định hình bằng áp lực. Vật liệu phôi Vật liệu làm khuôn tương ứng với số lượng chi tiết 100 1 000 10 000 100 000 1 000 000 Thép Cácbon thấp Hợp kim kẽm Hợp kim kẽm Gang hợp kim D2 thấm Nitơ D2 thấm Nitơ Thép không gỉ loại 300 Hợp kim kẽm Hợp kim kẽm Gang hợp kim D2, A2 thấm Nitơ D2, D2 thấm Nitơ Hợp kim Đồng hoặc Nhôm có độ bền cao Hợp kim kẽm Polyeste- thủy tinh Gang hợp kim D2, A2 thấm Nitơ D2, D2 thấm Nitơ Hợp kim chịu nhiệt Hợp kim kẽm Hợp kim kẽm Gang hợp kim D2 thấm Nitơ D2 thấm Nitơ Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 10 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Từ bảng thống kê trên, ta thấy vật liệu làm khuôn dập khá phong phú. Do mục tiêu nghiên cứu là khuôn dập sâu và ép tạo hình, đề tài đi sâu vào vật liệu dùng để chế tạo các loại khuôn dập này. Bảng 1.2 là các loại vật liệu làm khuôn dập sâu Bảng 1.2. Vật liệu làm khuôn dập sâu (xét cho dạng tròn - cốc, và vuông – khay). Vật liệu phôi Vật liệu làm khuôn tương ứng với số lượng chi tiết 10 000 100 000 1 000 000 Chi tiết dạng cốc tròn đường kính 76mm, dày 1,6mm. Chi tiết 1,2,3 trên hình 1.4 Hợp kim Nhôm và Đồng chất lượng W1, O1 O1, A2 A2, D2 Thép dập chất lượng W1, O1 O1, A2 A2, D2 Thép không gỉ họ 300 W1 đã phủ Cr, hoặc hợp kim Nhôm Đồng A2 thấm Nitơ, Hợp kim Nhôm Đồng Thấm Nitơ D2 hoặc D3 Chi tiết dạng cốc có đường kính 305mm, dày 1,6mm. Chi tiết 4 và 5 như hình1.4. Hợp kim Nhôm và Đồng chất lượng Gang hợp kim Gang hợp kim, A2 A2, D2 Thép dập chất lượng Gang hợp kim Gang hợp kim, A2 A2, D2 Thép không gỉ họ 300 Gang hợp kim, Hợp kim Nhôm Đồng A2, Hợp kim Nhôm Đồng Thấm Nitơ A2 hoặc D2 Cốc vuông rộng 458mm, dày 1,6mm. Chi tiết 6 trên hình 1.4 Hợp kim Nhôm và Đồng chất lượng W1 O1, A2 A2, D2 Thép dập chất lượng W1 O1, A2 A2, D2, thấm Nitơ cho A2 hoặc D2. Thép không gỉ họ 300 W1, Hợp kim Nhôm Đồng A2 thấm Nitơ, Hợp kim Nhôm Đồng Thấm Nitơ cho A2 hoặc D2. Chi tiết dạng khay vuông rộng 1373mm, dày 0,8mm. Chi tiết 7 trên hình 1.4 Hợp kim Nhôm và Đồng chất lượng Gang hợp kim Gang hợp kim, A2 Thấm Nitơ A2 hoặc D2 Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 11 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Thép dập chất lượng Gang hợp kim Gang hợp kim, A2 Thấm Nitơ A2 hoặc D2 Thép không gỉ họ 300 Gang hợp kim, Hợp kim Nhôm Đồng A2 thấm Nitơ hoặc hợp kim Nhôm Đồng Thấm Nitơ A2 hoặc D2 Trong đó: + O1: Thép dụng cụ tôi dầu. + A2: Thép dụng cụ tôi trong không khí. + D2: Thép dụng cụ loại Cr cao, Cacbon cao; + W1: Thép dụng cụ tôi nước. + CPM 10V: thép dụng cụ hợp kim cao, %V =10%. Qua bảng thống kê trên ta nhận thấy, vật liệu làm khuôn dập định hình và khuôn dập sâu là khá phong phú, phụ thuộc vào vật liệu phôi và số lượng sản phẩm chi tiết yêu cầu sản xuất cho một khuôn. Với số lượng chi tiết không quá lớn, khoảng dưới 100.000 chi tiết ta có thể thấy vật liệu thường được sử dụng để chế tạo khuôn là thép dụng cụ, khi tôi được làm nguội trong dầu và trong không khí như O1, A2, gang hợp kim,… Với những chi tiết sản xuất hàng loạt, số lượng lớn ta thấy yêu cầu về vật liệu làm khuôn yêu cầu cao hơn nhiều để đảm bảo cơ tính và tính kinh tế khi sản xuất, vật liệu thường được sử dụng là D2, A2, hoặc D2 và A2 sau nhiệt luyện có thấm nitơ. Từ bảng 1.2 ta thấy với số lượng chi tiết được sản xuất khoảng một triệu sản phẩm thì vật liệu thường được sử dụng là thép dụng cụ D2 loại có crôm cao, cacbon cao (theo tiêu chuẩn AISI của Mỹ) tương đương với mác thép SKD11 theo tiêu chuẩn JIS của Nhật. Hiện nay, ở Việt Nam đang sử dụng rộng rãi mác thép này để làm khuôn dập nguội. Để nâng cao tuổi thọ của khuôn thì yêu cầu chọn chế độ nhiệt luyện đúng là rất quan trọng. Bằng các biện pháp xử lý bề mặt như: thấm nitơ, phun phủ cácbít, mạ crôm cứng nhằm tăng khả năng chống mài mòn ở bề mặt khuôn. Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 12 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng Hình 1.4. Mô tả một số chi tiết dập sâu với chiều dày và kích thước khác nhau 1.4.3. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim. Với tổng hàm lượng các nguyên tố hợp kim 14,35-17,25 % là thép hợp kim cao, với nguyên tố hợp kim chính là crôm còn có các nguyên tố vanađi, môlípđen. Các nguyên tố hợp kim này có tác dụng tạo ra cácbit hợp kim giúp cho thép nâng cao khả năng chống mài mòn. Ngoài ra, các nguyên tố hợp kim này khi cho vào thép làm austenit ổn định hơn vì vậy làm cho đường cong chữ C dịch chuyển sang phải làm giảm tốc độ nguội tới hạn đồng thời làm tăng độ thấm tôi cho thép. Với hàm lượng nguyên tố hợp kim cao thì thép SKD11 làm nguội chậm vẫn nhận được tổ chức mactenxit. Nhìn chung, khi hàm lượng các nguyên tố hợp kim tăng thì độ bền, độ cứng của thép tăng còn độ dẻo, độ dai va dập giảm. Đặc biệt với hàm lượng khoảng 1%crôm và 3÷4% niken sẽ làm tăng mạnh độ dai va đập của thép, khi hàm lượng crôm và niken vượt quá khoảng trên thì độ dai va đập lại bắt đầu giảm Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 13 Đồ án tốt nghiệp SVTH: Nguyễn Tuấn Dũng, Lê Thị Giang, Đào Văn Hưng • Ảnh hưởng của Cacbon: Cacbon là nguyên tố quan trọng nhất quyết định chủ yếu đến tổ chức và tính chất của thép. Khi lượng chứa của cacbon trong thép tăng lên lượng cacbít cũng tăng lên tương ứng và làm thay đổi tổ chức tế vi của thép. Ở trạng thái ủ khi thành phần cacbon tăng lên độ bền, độ cứng tăng còn độ dẻo và độ dai giảm. Với hàm lượng cacbon 1,4÷1,6 % trong thép có tác dụng đảm bảo độ cứng và tính chống mài mòn cho khuôn. • Ảnh hưởng của Crôm : Crôm là nguyên tố hợp kim thông dụng để hợp kim hoá, là nguyên tố tạo cacbit trung bình. Crôm có thể hòa tan trong ferit, mở rộng α, khi hàm lượng crôm cao nó sẽ kết hợp với cacbon để tạo ra cementit hợp kim (Fe, Cr) 3 C và các loại cácbit Cr 7 C 3 và Cr 23 C 6 , những cacbit này làm nâng cao nhiệt độ tới hạn A c1 và hạ thấp điểm A c3 ngăn cản sự lớn lên của tinh thể, tăng độ thấm tôi cho thép. Crôm làm tăng cơ tính tổng hợp, nó còn có tác dụng cải thiện tính chống ram và độ bền ở nhiệt độ cao do nó tạo cacbit nhỏ mịn khi ram tiết ra ở nhiệt độ trên 250 0 C, do đó nó có tính chống ram đến nhiệt độ 250 ÷ 300 0 C, vì thế có tính cứng nóng đến 300 0 C. Ngoài ra, Crôm còn tăng mạnh tính chống oxy hóa do tạo thành Cr 2 O 3 rất bền. Hình 1.5. Sự phân bố giới hạn tồn tại của các loại cácbit trong hợp kim Fe-C-Cr • Ảnh hưởng của Môlípđen : Môlipđen tăng mạnh độ thấm tôi, cải thiện tính chống ram do nó tạo cacbit nhỏ mịn phân tán khi ram ở nhiệt độ cao, làm giảm sự nhạy cảm đối với giòn ram. Môlipđen cùng với crôm có ái lực hoá học mạnh với cacbon tạo cacbit dạng Me 6 C giữ cacbon lại Khoa: Khoa học & công nghệ vật liệu Bộ môn: VLH, Xử lý nhiệt & bề mặt 14 . thúc thép SKD11 làm khuôn dập nguội: Hình 1.8. Sơ đồ tổng quát quy trình nhiệt luyện của thép SKD11 làm khuôn dập nguội Tuỳ thuộc vào yêu cầu cơ tính của khuôn. nay có hai phương pháp thấm nitơ là: thấm nitơ thể lỏng và thấm nitơ thể khí. Tuy nhiên, phương pháp thấm nitơ thể khí là hay được dùng hơn cả do có các