Những nội dung chính trong chương này gồm có: Khái niệm về sự biến dạng của kip loại và hợp kim; ảnh hưởng của gia công áp lực đến tổ chức và tính chất kim loại; nung nóng kim loại khi gia công áp lực; cán, kéo sợi, ép; rèn tự do, dập thể tích và dập tấm;… Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
5.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 5.1.1 Thực chất GCKL áp lực làm biến dạng KL thể rắn nhờ KL có tính dẻo Sau gia cơng ta thu SP có hình dạng ch c yêu cầu DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Khung xe ô tô DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 5.1.2 Đặc điểm Làm bd KL thể rắn Độ mịn chặt KL tính Có thể khử khuyết tật đúc rỗ khí, rỗ co Có thể biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ, tạo nên thớ uốn, xoắn khác Cơ tính Độ xác cao đúc: Một số SP ko cần qua GC khí VD: Dập bình xăng xe máy Đưa vào sử dụng Xô lệch mạng tinh thể t KL biến cứng Độ cứng độ bền Dễ khí hóa tự động hóa Nhược điểm: Trang bị máy móc, thiết bị đắt tiền DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Xô lệch mạng tinh thể DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Nguyên công: DWE / Vo Van Phong , MSc n, thay Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / i ng KL E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 5.1.3 Phân loại Người ta phân làm loại: Nhóm 1: Thường đặt XN luyện kim: Cán, kéo sợi, ép Nhóm 2: Trong nhà máy CK: Rèn tự do, dập thể tích, dập DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 5.2 Khái niệm biến dạng KL HK Khi tác dụng ngoại lực vào KL KL bị biến dạng Bd KL bao gồm: bd đàn hồi, bd dẻo bd phá hủy 5.2.1 Biến dạng đàn hồi Khi td lực, KL bị bd Khi bỏ lực,bd đi, KL trở lại trạng thái ban đầu Bd đàn hồi bd tỉ lệ thuận với lực td P / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / C A Nguyên nhân bd đàn hồi: Do lực td tương hỗ ng/tử DWE F P L Đoạn OA: Bd đàn hồi; Đoạn AC: Bd dẻo; Đoạn CD: Bd phá hủy Khi ta kéo Các ng/tử xuất lực hút đưa trạng thái ban đầu P D B L O Hình 5.1 Biểu đồ Hooke E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 5.2.2 Biến dạng dẻo Là bd td lực KL bị bd Khi bỏ lực tồn đoạn bd dư Bd dẻo gồm: Bd đơn tinh bd đa tinh 5.2.2.1 Biến dạng đơn tinh Đơn tinh hạt KL có mạng tinh thể đồng Bd đơn tinh xảy hình thức: Hình 5.2 1) Sự trượt: Khi td lực vào KL Bên phần tử KL chịu loại ƯS: P ƯS pháp tuyến: F ƯS gây nên bd đàn hồi phá hủy ƯS tiếp tuyến : Làm cho tinh thể KL trượt lên Trượt QT td ƯS tiếp, lớp KL có tượng trượt lên theo mặt gọi mặt trượt Trước bd P DWE / Vo Van Phong , MSc Mặt trượt P Hình 5.3 Sự trượt Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / Sau bd E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Đặc điểm tượng trượt: Hiện tượng trượt xảy ƯS tiếp [ ] th Giá trị tới hạn phụ thuộc vào vật liệu, To, tốc độ bd, Hình 5.4 Sự trượt xảy mặt có nhiều ng/tử theo hướng có nhiều ngtử Khi trượt ng/tử di động số nguyên lần Sự trượt xảy từ từ, từ mạng qua mạng khác 2) Song tinh Dưới tác dụng ƯS tiếp tinh thể có phận mạng tinh thể vừa trượt vừa xoay tương mặt gọi mặt song tinh Trong mặt tinh thể mặt song tinh xảy trượt tương mặt song tinh Những mặt thẳng góc với mặt song tinh quay quanh trục tương đối so với mặt song tinh Trước bd Sau bd Hình 5.5 Sự song tinh DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Đặc điểm tượng song tinh: Song tinh xảy ƯS tiếp vượt qua trị số tới hạn Xảy lực td đột ngột (va đập) nơi có ƯS tập trung Biến dạng dư song tinh nhỏ 5.2.2.2 Biến dạng đa tinh Đa tinh gồm nhiều đơn tinh Biến dạng đa tinh gồm: Trượt Biến dạng nội đơn tinh: Song tinh Trượt quay hạt: Thường xảy to cao vùng tinh giới chảy Biến dạng lý khác: Sự vỡ nát hạt Bd nguyên nhân lý hóa khác (đặt từ trường bd, dao động nhiệt, …) Trong GCAL ta cần bd dẻo: Nhanh chóng vượt qua miền bd đàn hồi để sang miền bd dẻo 5.2.3 Biến dạng phá hủy Khi lực td vượt gh cho phép lúc lực ko tăng bd tăng Bd phá hủy DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Dập thể tích – Khn hở DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 5.6.1.2 Thiết bị dụng cụ rèn tự 1) Dụng cụ rèn tự do: Chia làm nhóm Dụng cụ t/d lực: Búa, đe, …: Là VL có độ bền, độ cứng cao, chịu va đập tốt Thường dùng 9CrSi Dụng cụ kẹp: Êtơ, kìm: Thường dùng thép C45 Dụng cụ đo: Thước, dưỡng: Thường dùng thép C45 2) Thiết bị rèn tự do: Thường dùng loại sau: Máy búa nước, búa lò xo, búa (thiết bị tác dụng lực) Thiết bị vân chuyển (cầu trục, xe cầu trục), thiết bị uốn, nắn, Máy búa thường dùng nhiều rèn tự Nó gọi tên theo khối lượng vật rơi: m = 50, 75, 150, 250, 450, 750, 1000 Kg VN hay sử dụng < 250 Kg DWE / Vo Van Phong , MSc Hình 5.12 Sơ đồ máy búa Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Thiết bị DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Nguyên lý: Hơi ép từ xy lanh qua van truyền sang xy lanh Đặc điểm: Búa đơn (búa nâng lên cho rơi tự do): Loại dùng Búa kép (hơi nước khí vừa dùng để nâng búa lên, vừa dùng để tăng thêm lượng đập) Tốc độ đập nhanh, sử dụng thuận tiện Sử dụng phổ biến xưởng rèn P 5.6.1.3 Công nghệ rèn tự a) Chồn: Mục đích: Giảm chiều cao h0 h1; tăng đường kính d0 d1 h0 Tạo thớ KL: Thớ uốn, Tăng tính cho SP Tạo SP có dạng mũ: Bu lơng d0 d1 b) Vuốt: Mục đích: Giảm tiết diện ngang h0 h1; tăng chiều dài cho phôi l0 l1 Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ Tạo thớ uốn, xoắn DWE / Vo Van Phong , MSc P h0 Thớ h1 Hình 5.14 Vuốt Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / h1 Hình 5.13 Chồn E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 P Hình 5.15 Uốn c) Uốn: Để tạo hình mong muốn Đặc điểm: Khi uốn mặt KL dễ bị nứt: Do phần tử bị kéo Mặt dễ bị nếp nhăn Sau uốn phải sửa Hình 5.16 Đột lỗ ko thơng Tăng tính P Búa Mũi đột A d) Đột lỗ: Để tạo lỗ SP Đột lỗ không thông Các ý đột lỗ ko thông: Vùng miệng lỗ (vùng A) bị nứt Mất xác B P Chày d chày Vùng chân lỗ (vùng B) lỗ bị loe bd nhiều Độ xác giảm Để khắc phục ta phải chọn lực đập P hợp lý Đột lỗ thơng: Đột phía Dùng khn (chày cối) để gia công lỗ lớn DWE / Vo Van Phong , MSc Cối Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / d cối Hình 5.17 Đột lỗ thơng E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 e) Hàn rèn: Để nối chi tiết lại với = phương pháp rèn Chuẩn bị mép hàn: Hàn Nung đến to cho tính dẻo cao Làm = chổi sắt để làm lớp oxit Rèn với tốc độ bd cao: Rèn từ mép ngồi Hình 5.18 Hàn rèn Sửa 5.6.2 Dập thể tích 5.6.2.1 Thực chất đặc điểm Thực chất: Là QT làm biến dạng KL hạn chế lịng khn Đặc điểm: Tính dẻo KL cao, bd triệt để chất lượng cao Biến dạng lòng khn Độ c/x, độ bóng bm cao Có khả chế tạo chi tiết phức tạp Năng suất cao, dễ khí hóa tự động hóa Biến dạng lịng khn Địi hỏi lực lớn, cơng suất thiết bị lớn, máy có độ cứng vững cao, chuyển động êm c/x Dùng để g/c chi tiết nhỏ, trung bình Khó g/c chi tiết lớn, cồng kềnh VD: Để g/c bánh răng, tay biên ôtô, cần gạt máy công cụ DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Mặt phân khn 5.6.2.2 Phân loại dập thể tích P Rãnh ba via a) Dập thể tích khn lịng hở Đó QT dập mà lực t/d thẳng góc với mặt phân khuôn Hai nửa khuôn hở nhau, khép kín QT dập kết thúc Đặc điểm: Có rãnh, ba via để chứa KL thừa Sau gia cơng phải có ngun cơng cắt ba via KL bị cắt đứt thớ Chất lượng ko tốt N Hình 5.19 Khn hở Có phần KL bd tự rãnh ba via Ứng suất bên ko hoàn toàn nén khối Tính dẻo ko cao, bd ko triệt để Chất lượng chưa cao Rất tốn lực công bd Chế tạo khuôn đơn giản, độ c/x theo chiều cao vật dập tốt theo chiều ngang Thích hợp gia cơng vật nhỏ, trung bình, kết cấu đơn giản DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Mặt phân khuôn P b) Dập thể tích khn lịng kín Là QT dập mà lực t/d song song với mặt phân khn Hai nửa khn ép kín Đặc điểm: Trạng thái ưs nén khối Tính dẻo cao, bd triệt để Chất lượng cao Ko có rãnh ba via Chất lượng cao Đỡ tốn lực cơng bd so với khn lịng hở N Hình 5.20 Khn kín Cho độ c/x, độ bóng theo chiều ngang vật dập tốt theo chiều cao Thích hợp gia cơng vật nhỏ, trung bình phức tạp DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 5.6.3 Dập 5.6.3.1 Thực chất đặc điểm Thực chất: Là CN chế tạo SP từ phôi liệu dạng Đặc điểm: Khi chiều dày vật dập nhỏ (S 10 mm) Dập nóng (nung lên to rèn) Thiết bị đơn giản, cho phép gia cơng SP có độ c/x cao phức tạp VD: Dập tiền, phù hiệu, … SP có khả thay lắp lẫn cao Cơ khí hóa tự động hóa cao Năng suất cao Dập ứng dụng rộng rãi để chế tạo đồ điện, điện tử, dụng cụ đo, đồ dân dụng (nồi, lon bia, …), vỏ đạn 5.6.3.2 Công nghệ dập P Q Cắt máy có dao song song: DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / S Z a) Cắt phôi Chia lớn thành mảnh nhỏ P B Hình 5.21 Dao song song E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Đặc điểm: Cùng lúc cắt toàn chiều dài cắt B Lực cắt lớn mặt cắt phẳng, đẹp, hành trình cắt nhỏ Chỉ cắt đường thẳng, khó cắt đường cong phức tạp Cắt to mảnh nhỏ Lực cắt dao bị lệch Để phôi ko bị lật phải có lực chặn Q Để dễ cắt thơng thường người ta vát dao góc : 15o P Để dễ cắt dao phải có khe hở Z: S = 10 mm Z = 0,02 1,8 mm Cắt máy có dao nghiêng: Lưỡi dao nghiêng góc Lực cắt nhỏ cắt từ từ điểm Hành trình cắt lớn Cho phép cắt đường thẳng, đường cong phức tạp, chiều dài ko hạn chế = 6o Hình 5.22 Dao nghiêng Nhược điểm: Mạch cắt nham nhở, phôi bị bd dọc theo mạch cắt Phôi dễ bị cong Cắt máy có dao hình đĩa: Đặc điểm: Như dao nghiêng Năng suất cao = 60 lần dao nghiêng DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / Hình 5.23 Dao hình đĩa E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 P Dập cắt đột lỗ: Là P2 cắt sử dụng khuôn Dập cắt Q dchày Chày Q dcối Đột lỗ Cối Hình 5.24 Dập cắt đột lỗ Dập cắt: Để lấy miếng cắt d cối định chế tạo cối trước, chế tạo chày sau; phối hợp để có khe hở Z: d chày = d cối – Z Đột lỗ: Lấy phần có lỗ d chày định chế tạo chày trước, chế tạo cối sau; phối hợp để có khe hở Z: d cối = d chày + Z b) Tạo hình Bao gồm dập sâu, uốn, dập vành, dập gân, tóp miệng Dập sâu: Chế tạo loại ống thông ko thông từ phôi liệu VD: Dập nắp bút máy DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 P Dập sâu ko làm hỏng thành: Chiều dày Q Q thành SP chiều dày phôi Được thực máy dập kép (vừa có lực P vừa có lực Q) Hệ số dập sâu: d 1,11,3 d d0 - Đường kính ban đầu; d1 - Đường kính sau dập Hình 5.25 Dập sâu ko làm hỏng thành P Dập sâu có làm hỏng thành: Là P2 dập sâu mà chiều dày thành chi tiết nhỏ chiều dày phôi + KL bd triệt để Chất lượng cao + Sử dụng máy dập đơn: Ko cần lực chặn Q + Chiều dày phôi ko hạn chế DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / Hình 5.26 Dập sâu có làm hỏng thành E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 P Uốn: Làm thay đổi hướng đường tâm phôi Được thực nhờ khuôn uốn gồm có chày cối Đặc điểm: Mặt ngồi dễ bị nứt, mặt bên dễ bị nếp nhăn 0 Phải chọn hệ số bd () hợp lý Góc sau uốn: 1 > 0 (0 - góc uốn) Dập vành: Là nguyên công tạo gờ cho SP Tóp miệng P Hình 5.28 Dập vành DWE / Vo Van Phong , MSc Hình 5.27 Uốn Hình 5.29 Tóp miệng Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 ... rơi: m = 50 , 75, 150 , 250 , 450 , 750 , 1000 Kg VN hay sử dụng < 250 Kg DWE / Vo Van Phong , MSc Hình 5. 12 Sơ đồ máy búa Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn... Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 5. 5 Cán, kéo sợi, ép 5. 5.1 Cán 5. 5.1.1 Thực chất, đặc điểm Cán... MSc P h0 Thớ h1 Hình 5. 14 Vuốt Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / h1 Hình 5. 13 Chồn E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 P Hình 5. 15 Uốn c) Uốn: Để tạo