Thép làm dao có năng suất cao Thép gió:

Một phần của tài liệu Giáo Trình Công Nghệ Vật Liệu (Trang 82)

- Cacbit kiểu Me6C: Nguyên tố: Cr, W, Mo, cacbit loại Me6C Loại cacbit này còn khó hòa tan vào austenit hơn và ổn định hơn loại trên Nhiệt độ tôi của thép trong

c. Thép làm dao có năng suất cao Thép gió:

Thép gió là tên gọi Việt Nam (thép cắt nhanh: Anh- high speed steel, Pháp- acier à coupe rapide, Nga- быстрорежущая сталь) tự tôi khi nguội trong gió- thép gió

- tốc độ cắt 35 ữ 80m/min (3 ữ 7 lần so với loại trên), - tí nh chống mài mòn và tuổi bền cao (8 ữ 10 lần), - độ thấm tôi đặc biệt cao (tôi thấu với tiết diện bất kỳ). Thành phần hóa học và tác dụng của các nguyên tố:

Tổng l−ợng W+Mo > 10%, Cr=4%, ngoài ra còn có thể có thêm V, Cọ Tác dụng của các nguyên tố:

C= 0,70 đến 1,50%, đủ để hòa tan vào M và tạo thành cacbit với các nguyên tố W, Mo và đặc biệt là V. Thêm 1%V phải đ−a thêm 0,10 ữ 0,15%C vào thép, tăng mạnh tí nh chống mài mòn.

Cr khoảng 4% (3,8 ữ 4,4%): tăng mạnh độ thấm tôi, W= 6 ữ18%: tạo tí nh cứng nóng cao, tới 600oC.

Mo: thay thế W đắt lại có tỷ lệ quá cao: 1%Mo thay thế đ−ợc gần 2%W, lợi về kinh tế.

V: tạo cacbit rất mạnh VC làm tăng tí nh chống mài mòn và giữ cho hạt nhỏ khi tôị

Co: > 5% tăng tí nh cứng nóng. Tổ chức tế vi và nhiệt luyện:

Sau ủ và th−ờng hoá: sau ủ: Lê, sau th−ờng hoá :M

. Thép chứa nhiều cacbit (15 ữ 25%), sau khi đúc cacbit chủ yếu ở dạng cùng tinh Lê hì nh x−ơng cá nên rất giòn và phải làm nhỏ chúng bằng biến dạng nóng (cán, rèn).

Gia công: Thông th−ờng phôi đ−ợc cung cấp có tiết diện càng nhỏ chứng tỏ đã đ−ợc cán với độ biến dạng (ε) mạnh nên đã có cacbit nhỏ mịn và phân bố đềụ Phôi lớn (φ > 40) th−ờng phải rèn. Sau khi rèn bị biến cứng, thép phải đ−ợc qua ủ không hoàn toàn ở 840 ữ 860oC đạt độ cứng HB 241 ữ 269 với tổ chức peclit (dạng xoocbit) + cacbit nhỏ mịn phân bố đều, mới có thể gia công cắt để tạo dao đ−ợc.

Nhiệt luyện kết thúc bằng tôi + ram: quyết định độ cứng, tí nh chống mài mòn cao đặc biệt là tí nh cứng nóng theo yêu cầụ

Tôi: nhiệt độ tôi rất cao (gần 1300oC) khoảng dao động lại khá hẹp (chỉ 10oC), không cho phép tôi ở nhiệt độ thấp hơn hoặc cao hơn giới hạn quy định vì :

1) Khi tôi thấp hơn: γ ch−a bão hòa đủ W để nâng cao tí nh cứng nóng:

+ khi nung trên Ac1 (khoảng 850oC) mới có chuyển biến P →γ, do vậy tôi ở 850 ữ 900oC chỉ đạt HRC 45 ữ 50 ch−a đủ để cắt.

89

+ nung ở trên 900-1000oC: cacbit hợp kim bắt đầu hòa tan ngày càng nhiều vào γ làm γ trở nên giàu nguyên tố hợp kim (và cả cacbon) (hì nh 5.13a). Cr do Cr23C6 dễ hòa tan hơn cả nên bão hoà sớm nhất. VC hầu nh− không tan vào austenit. Còn Fe3W3C (loại cacbit chủ yếu) bắt đầu hòa tan mạnh ở trên 1150oC và ngay cả tới gần 1300oC γ cũng chỉ hòa tan đ−ợc 8%W.

Cơ sở chọn nhiệt độ tôi của thép gió: (1) nhiệt độ tôi phải đủ cao để γ chứa nhiều W để có tí nh cứng nóng cao nhất. Tại nhiệt độ tôi vẫn còn khá nhiều cacbit Fe3W3C và toàn bộ VC ch−a hòa tan sẽ cản trở hạt phát triển, giữ cho hạt nhỏ và làm tăng tí nh chống mài mòn.

2) Tôi ở nhiệt độ cao quá: cacbit hòa tan nhiều, hạt lại phát triển mạnh, thép bị giòn, thậm chí có tr−ờng hợp biên hạt bị chảỵ Do đó nhiệt độ cao một cách khá chí nh xác. Nếu chỉ cần đạt độ cứng cao (HRC > 60) thì nhiệt độ tôi chỉ cần hơn

1000oC là đủ.

Tổ chức tế vi của thép gió sau khi tôi: hì nh 5.13b gồm: M giàu W, γ d− (30%) và cacbit d− (15 ữ 20%) với độ cứng HRC chỉ khoảng 62. Cacbit d− có ảnh h−ởng tốt đến tí nh chống mài mòn song l−ợng lớn γ d− làm giảm độ cứng của thép tôi vài đơn vị HRC. γ d− nhiều vì tôi ở nhiệt độ cao, γ hoà tan nhiều nguyên tố hợp kim làm hạ thấp điểm MK. Do γ quá nguội có tí nh ổn định rất cao nên có thể tôi cho thép gió:

- Tôi trong dầu nóng (> 60oC): áp dụng cho các dao có hì nh dạng đơn giản.

- Tôi phân cấp trong muối nóng chảy (400 ữ 600oC): với thời gian giữ nhiệt 3 - 5min, áp dụng cho các dao nhỏ, hì nh dạng phức tạp, yêu cầu độ cong vênh rất nhỏ nh− mũi khoan.

- Tôi trong không khí (tự tôi): tuy vẫn đạt độ cứng cao đối với dao mỏng, song có thể cho độ cứng không đều (độ cứng thấp hơn ở chỗ dày), dễ bị ôxy hóa, thoát cacbon bề mặt, tiết cacbit khỏi γ làm giảm tí nh cứng nóng, nên rất í t dùng.

- Tôi đẳng nhiệt ra bainit (giữ ở 240 ữ 280oC hàng h): cho biến dạng nhỏ nhất song độ cứng HRC không quá 60, năng suất thấp, í t dùng.

- Gia công lạnh: để khử austenit d− sau khi tôi, áp dụng khi cần ổn định kí ch th−ớc.

Ram thép gió: mất ứng suất bên trong, khử bỏ γ d−, tăng độ cứng (HRC tăng thêm 2 ữ 3). Chế độ nhiệt luyện điển hì nh (hì nh 5.14).

đ ộ ho à t an n g .t .h .k v à o γ Hì nh 5.13. Độ hòa tan của các nguyên tố hợp kim vào γ của thép gió (a) và tổ chức tế vi của thép gió sau khi tôi (b)

Ram 2 ữ 4 lần (th−ờng là 3) ở 550 ữ 570oC, mỗi lần trong 1h.

Khi nung tới 550oC cacbit vonfram Fe3W3C nhỏ mịn mới bắt đầu tiết ra khỏi dung dịch rắn làm γ nghèo hợp kim đi, nâng cao điểm Mđ và làm giảm ứng suất nén lên

γ d− làm pha này chuyển biến thành M, độ cứng tăng lên. Sau mỗi lần ram chỉ có một tỷ lệ nhất định (khoảng 50 ữ 75%) γ d− chuyển thành M và lại gây ra ứng suất bên trong mới, nên sau đó phải ram thêm 1 ữ 3 lần nữa để quá trì nh xảy ra đ−ợc hoàn toàn hơn.

Để nâng cao hơn nữa khả năng cắt của thép gió, sau khi mài có thể đ−ợc thấm C- N ở nhiệt độ thí ch hợp (550 ữ 570oC) trong vài giờ hoặc tốt nhất là đem phủ TiN bằng công nghệ PVD.

Các mác và công dụng

4 mác trong số các loại thép gió th−ờng gặp của Nga, Mỹ và Nhật.

1. Thép gió với năng suất thờng: tí nh cứng nóng đến 615 ữ 620oC, không chứa hay chứa rất í t Co và có < 2%V, gồm 2 mác: 80W18Cr4V (P18, T1, SKH2) và hay chứa rất í t Co và có < 2%V, gồm 2 mác: 80W18Cr4V (P18, T1, SKH2) và 85W6Mo5Cr4V2 (P6M5, M2, SKH51). Mác sau chứa í t W nên rẻ hơn mà tí nh cắt vẫn t−ơng đ−ơng nhaụ Nhiều n−ớc loại thép gió 85W6Mo5Cr4V2 chiếm tới 50% l−ợng thép gió sử dụng. Ký hiệu VN(Nga, Hoa kỳ, Nhật).

2. Thép gió với năng suất cao: tí nh cứng nóng đến 630 ữ 650oC, có thể cắt với tốc độ ≥ 40m/min hoặc có tí nh chống mài mòn cao, chúng chứa Co và > 2%V, tốc độ ≥ 40m/min hoặc có tí nh chống mài mòn cao, chúng chứa Co và > 2%V, gồm 2 mác:

85W18Co5Cr4V2 (P18K5Φ2, T4, SKH3), 155W12Co5V5Cr4 (P12Φ4K5, T15, SKH10).

Công dụng chí nh của thép gió:

Làm các dụng cụ cắt lớn, hì nh dạng phức tạp, điều kiện cắt nặng với năng suất cao (tốc độ lớn) và tuổi thọ cao, tức liên quan đến các loại dao phức tạp nhất, chủ chốt nhất, rất đa dạng nên thép gió có tầm quan trọng quyết định trong chế tạo dụng cụ cắt.

5.4.3. Thép làm dụng cụ đo ạ Điều kiện làm việc và yêu cầu Điều kiện làm việc và yêu cầu

Hì nh 5.14. Quy trì nh tôi + ram thép gió 80W18Cr4V (P18, T1, SKH2) cùng với sự thay đổi của l−ợng γ d− và độ cứng HRC 560 560 560 tôi 1280 T, oC 300 600 900 1200 lầ n 1 lầ n 2 lầ n 3 ram thời gian γ d− HRC 30 15 5 2 62 64 64,5 64,6 850 650

91

Các loại dụng cụ đo sử dụng trong Cơ khí : palme, th−ớc cặp, th−ớc đo độ dài, đo góc, d−ỡng, calip..., dễ bị mòn, biến dạng, làm sai lệch kết quả đọ Để bảo đảm độ chí nh xác, các dụng cụ đo phải đạt các yêu cầu sau:

1) Độ cứng và tí nh chống mài mòn cao: độ cứng HRC yêu cầu là 63 ữ 65.

2) ổn định kí ch th−ớc: trong suốt đời làm việc (hàng chục năm hay hơn), nhờ 2 chỉ tiêu sau:

- hệ số giãn nở vì nhiệt nhỏ và sự ổn định của tổ chức đạt đ−ợc trong thời gian dàị 3) Độ nhẵn bóng bề mặt cao: cấp 14, khi mài và í t bị biến dạng khi nhiệt luyện. Độ cứng và tí nh chống mài mòn cao nh− dao cắt song không yêu cầu tí nh cứng nóng nên không cần làm bằng thép gió.

Một phần của tài liệu Giáo Trình Công Nghệ Vật Liệu (Trang 82)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(118 trang)