1. 3.ăM CăTIểUăσGHIểσăC U
2.4. 2.Kỹăthu tătribology
Trongăđó: :ăb c chuy năđ ngăđ c ch n c a y u t l
:ăb c chuy năđ ngăđ c ch n c a y u t i
, : Nh ng h s h i quy c a các y u t t ngă ng ∆, ∆ : kho ng bi n thiên c a các y u t t ngă ng
CH NGă3
TI N HÀNH TH C NGHI MăĐ XỄCăĐ NH KH
NĔNGă NG D NG KIM LO I B T LÀM KHUÔN
3.1.YểUăC UăC AăV TăLI UăLĨMăKHUỌNăÉPăNH A
Nhìn chung, yêu c u kỹ thu t cho m t b khuôn ép nh a là r t cao, bao g m đ chính xác v hình dáng hình h c,ăđ chính xác v kíchăth c,ăđ c ng c a các chi ti tătrongăkhuônăvƠăđ c bi tălƠăđ b n c aăkhuônăđ chi ti t không b h ăh ng và đ tăđ căđ bóng theo yêu c u.
Tóm l i, v t li u làm khuôn ép nh a ph iăđ m b o các yêu c u sau:
-Ph iă đ mă b oă v ă c ă lỦă hóaă tínhă nhằmă đápă ngă đ că côngă ngh ă ch ă t oă khuôn,ăch uăđ cătácăd ngăc aăc ănhi tăkhiărótănh aăl ngăvƠoăkhuôn,ăcũngănh ăkhiă nh aăđôngăđ c.ăDoăv yăv tăli uăph iăc n:
+ Ch u nóng, ch u nhi t t t, không tác d ng hóa h c v i nh a. + Sinh khí ít, thoát khí d dàng.
+ăKhôngăĕnămònăda.
+ Có tính ch t s d ng l iăđ c. +ăKhôngăgơyăđ c h i.
+ Sẳn có, d ki m, rẻ ti n.
-Cácătínhăch tăquanătr ngăc năcóăc aăm tălo iăv tăli uăđ căch nălƠmă
khuôn là:
+ Tính công ngh : là kh nĕngăv t li u ch u các d ng gia công khác nhau, v t li u ph iăcóăđ c ng th p,ăđ dẻo kém, n u c ng quá ho c dẻo quá r t khó c t.
+ Kh nĕngănhi t luy n: lƠăkh ănĕngălƠmăthayăđ iăđ ăc ng, đô ̣ădẻoầăcủaăkimă lo iăbằngăcáchănungănóngăkimălo iăt iănhi tăđ ănh tăđ nh, gi ̃ă ̉ănhiê ̣tăđộăđoămộtăth iă gianărôiăsauăđoălamănguô ̣iăkimăloa ̣iătheoăvơ ̣nătôcănguô ̣iănhơtăđi ̣nh.
+ăC ătínhăđápă ng v đ b năvƠăđ dai,ăđ c ng:ăđ uăcaoăđ tránh b phá h y trongăđi u ki n làm vi c ch u c t i tr ngăđ ngăvƠătƿnh.
+ D dƠngăđánhăbóng:ăV t li u c ng quá thì v năđ đánhăbóngăcũngăg p khó khĕn.
+ Kh nĕngăd n nhi t: Là kh nĕngăh p thu nhi t + Ít nh y c m v i v t n t
+ Chuăĕnămòn
Cĕnăc ăvƠoănh ngăyêuăc uăc aăm tălo iăv tăli uăđ căch nălƠmăkhuônăcũngă nh ănh ngăph ngăphápăgiaăcôngăkhuônătaăth y:ăkhiăs ăd ngăv tăli uătruy năth ngă v năt năt iănh ngănh căđi măkhóăkh căph c:
Khiăs ăd ngăv tăli uăthépăph iănhi tăluy năđúngăyêuăc u
Ch ăt oăkhuônăph căt p
T nănguyênăli u
Ph iăx ălỦăb ăm tăsauăkhiăquaăcácăb căgiaăcông
Thép sauăkhiătôiănh ngăh ăs ămasátăv năl n
V iănh ngăb ăph năđ năgi nătrongăkhuônămƠăápăd ngăcácăph ngăphápă giaăcôngătrênăthìăt năth iăgian
Vì v y, t nh ngănh căđi mătrênătrongăđ tài nghiên c u này tôi xin ch n v t li u t kim lo i b tđ làm khuôn ép nh a thay th cho thép làm khuôn truy n th ng trong m t s tr ng h pă đ c i thi n ch tăl ng s n ph măcũngănh ăkh c ph c m t s nh căđi mămƠăthépălƠmăkhuônăthôngăth ng không kh c ph căđ c. Đ xem v t li u KLB có kh nĕngănƠyăhayăkhôngătôi ti năhƠnhăxemăxét,ăđánhăgiáă các tính ch t quan tr ng c a t ng lo i v t li u.
3.2.CỄCăTệNHăCH TăC ăLụăTệNHăC AăV TăLI UăLĨMăKHUỌNă TRUY NăTH NGăVĨăV TăLI UăKIMăLO IăB T.
3.2.1. V tăli u S50C
Đ căđi m c a thép S50C là thép thu c nhóm thép hóa t t - thép cacbon,ăđ c s d ng khá ph bi n, d tìm, rẻ ti n, tính ch ng màiămònăcao,ăđ b năc ăh c t t, môiătr ngătôiălƠăn c nên sau khi nhi t luy n có th đ tăđ c ng 53HRCả513ăHB.
3.2.1.1. Tính công ngh
- Tính hàn: D dàng t o thành liên k t gi a các chi ti t. - Tính rèn: Là v t li u có tính dẻo cao nên có tính rèn t t.
- Tínhăđúc:ăD dàng ch yăloƣngăkhiăđ c n u ch y. Nhi tăđ ch y kho ng: 1450 - 15100C.
- Tính nhi t luy n: D dƠngăthayăđ iăđ c ngăvƠăđ dẻo khi nhi t luy n
3.2.1.2. Tính ch tăc ăh c
C ătốnhăcủaăkimăloa ̣iăbaoăgôm: - Đ ăđƠnăh i:kho ng 200.000Mpa
- Đ ăb n: Là v t li uăcóăđ b năt ngăđ i t t. - Đ ăc ngă:ăt ngăđ i cao, (44 ậ 50 HRC) - Đ ădaiăvaăch m: Ch u va ch m t t
3.2.1.3. Tính ch u nhi t
- H s giãn nhi t: 10. −6/K - H s d n nhi t: 25W/m.K
-Tr ng thái tôi kho ng 1000-10500C
- Và làm vi cătrongămôiătr ng nhi tăđ cao.
3.2.1.4. Tính ch ng mài mòn
- LƠăthépăđ c s d ngălƠmăkhuônănh ngăsoăv i SKD61 thì kh nĕngăch ng mài mòn kém. 3.2.1.5.Đ b năc ăh c - Đ b n kéo: + ng su t kéo : 650 ậ 880Mpa. + ng su t ch y : 350 ậ 550Mpa. + H s giãn dài : 8-25% - Đ b n u n: T t - Đ b nănén:ăt ngăđ i t t. - Đ b n m i: + ng su t m i : 275Mpa. - Đ c ng: 180 ậ 210 HB
3.2.1.6. Tính ch t v t lý
- H uănh ăv t li uăthépănƠoăcũngăcóătínhăch t tác d ng v iă môiătr ng t nhiênăđóălƠ:Tínhăch tăđi n, tính ch t nhi t, tính ch t t ,tính ch t quang:
3.2.1.7. Tính ch t hóa h c
- Tính ch ngăĕnămònăkimălo i: H u h t các kim lo iăđ u ph n ng v i môi tr ngăAxităhayăBaz ă.ăCóălo i thì thích h pătrongămôiătr ng này l i kém trong môiătr ng kia. Ví d : S t,ăđ ng, chì l i b nătrongămôiătr ng ki mănh ngăσhômă l iătanăătrongămôiătr ng ki m.
Tóm l i: V t li u thép r t d b ĕnămòn.ăĐ i v i v t li u làm khuôn l i d b mònăh năvìătrongănh a có r t nhi u t p ch t.
3.2.1.8. Tính kinh t
- T n nguyên v t li u, ch thu h iăđ c 60 ậ 75% v t li u. - T n chi phí cho vi c x lý b m t sau khi gia công.
- Ô nhi mămôiătr ng vì ch t th iănh :ăd uăbôiătr n,ăch t th iăđánhăbóng...
3.2.2. V tăli uăSKD61
Đ căđi m c a thép SKD61 là thép thu c nhóm thép hóa t t - thép h p kim crom -molipden-vanadi,ăđ c s d ng khá ph bi năđ làm khuôn ép ch u nhi tăđ cao, tính công ngh t t, có kh nĕngăch ng mài mòn, đ b năc ăh c t t,ămôiătr ng tôi là d uăvƠăđ c ng sau khi nhi t luy năđ t 53HRC.
3.2.2.1. Tính công ngh
- Tính c t g t: C t g tăkhóăvìăđ c ng cao ( kho ng 53HRC) - Tính hàn: D dàng t o thành liên k t gi a các chi ti t.
- Tính rèn: Là v t li u c ng nên tính rèn không t t,ăvƠăđ giòn cao.
- Tínhăđúc:ăD dàng ch yăloƣngăkhiăđ c n u ch y. Nhi tăđ ch y kho ng: 1370 -14000C - Tính nhi t luy n: D dƠngăthayăđ iăđ c ng khi nhi t luy n.
3.2.2.2. Tính ch tăc ăh c
C ătốnhăcủaăkimăloa ̣iăbaoăgôm:
- Đ ăđƠnăhôi:ăcũngăvƠoăkho ng 200.000 Mpa - Đ ăb n: Là v t li uăcóăđ b n t t.
- Đ ăc ng: cao (44 ậ 53 HRC, kho ng 410 - 566 HB). - Đ ădaiăvaăch m: Ch u va ch m r t t t
3.2.2.3. Tính ch u nhi t
- H s giãn nhi t: 16 ậ 17. −6/K - H s d n nhi t: 16.W/m.K
-Nhi tăđ tôi kho ng 1000-10500C
3.2.2.4. Tính ch ng mài mòn - Là thép có kh nĕngăch ng mài mòn r t t t. 3.2.2.5.Đ b năc ăh c - Đ b n kéo: + ng su t kéo : 1158Mpa. + ng su t ch y : 1034Mpa. + H s giãn dài : 15% - Đ b n u n: T t - Đ b n nén: t tăh năS50C - Đ b n m i: + ng su t m i : 300Mpa. - Đ c ng: kho ng 229HB 3.2.2.6. Tính ch t v t lý - Cũngăt ngăt v t li u S50C. Cúng có nh ng tính ch t v t lý c a m t v t li uăthôngăth ng. 3.2.2.7. Tính ch t hóa h c
V t li uăSKD61ăcũngăt ngăt v t li uăS50C,ăcũngăcóăcácătínhăch t hóa h c.
3.2.2.8. Tính kinh t
- V t li uăSKD61ăt ngăđ i cao
- T n nguyên v t li u, ch thu h iăđ c 60 ậ 75% v t li u. - T n chi phí cho vi c x lý b m t sau khi gia công.
3.2.3. V tăli uăkimălo iăb t
Ngày nay, v t li u KLB khá ph bi nătrongăđ i s ng, nó bao g m nh ngăđ c đi m sau:
- Có th ch t oăđ c nh ng v t li u , nh ng chi ti t có tính ch tăđ c bi t, có yêu c u kỹ thu t cao.
- Đaăs các s n ph m t o ra không c năgiaăcôngăc ăkhí.
- Các s n ph m t oă raă cóă c ă lỦă tínhă cũngă nh ă đ chínhă xác,ă đ bóng s n ph m cao.
- V năđ uăt ăchoăLuy n kim b t không l n, kh nĕngăthuăh i v n nhanh. - S n ph măthuăđ c có h s thu h i cao t i 95ậ98%.
- Dây chuy n công ngh kháăđ năgi n , m căđ t đ ngăhóaăvƠăc ăkhíăhóaă cao,ănĕngăsu tălaoăđ ng cao.
- Không gây ô nhi mămôiătr ng.
Tuy nhiên, KLB v n t n t i nh ng b t l iăkèmătheo,ăđóălƠ:
- Kh nĕngăch t o các s n ph măcóăkíchăth c l n b h n ch vì liên quan đ n khuôn ép , thi t b áp l c, lò thiêu k tầ
- Không hi u qu trong s n xu t qui mô nh do t n kém trong vi c ch t o khuôn ép. 3.2.3.1. Tính công ngh - Tính c t g t: D c t g t,ănh ngăvìălƠăKLBănênăkhôngăcóăcôngăđo n c t g t. - Tính hàn:là v t li u không thích h p v i tính hàn. - Tính rèn: V t li u này không có tính rèn. - Tínhăđúc:ăKhôngăcóătínhăđúc
- Tính nhi t luy n:ăCũngăd dƠngăthayăđ iăđ c ng khi nhi t luy n.
3.2.3.2. Tính ch tăc ăh c
C ătốnhăcủaăkimăloa ̣iăbaoăgôm:
- Đ ăđƠnăh i: Có tínhăđƠnăh iăt ngăđ i t t.
- Đ ăb n :ăĐ b n tùy thu c vào tính ch t v t li u ép, l c ép, th i gian và nhi tăđ thiêu k t.
- Đ ăc ng: Tùy thu c vào l căép,ăvƠăđ c ng có th thayăđ iăđ c tùy vào yêu c u làm vi c c a chi ti t.ăσh ngăch u mài mòn t t.
- Đ ădaiăvaăch m: Ch u va ch măkémăh năv t liêu SKD61
3.2.3.3. Tính ch u nhi t
- Đƣăch t oăđ c v t li u và các chi ti t có các tính ch t và c uătrúcăđ c bi t làm vi cătrongăđi u ki n nhi tăđ cao, t i tr ng l n: 10000C:ăσh ăcánhăTuabin,v t li u g m...
3.2.3.4. Tính ch ng mài mòn
- Ch ng mài mòn r t t t, vì có l x p bên trong và thanh ph n Graphit có kh nĕngăt bôiătr năr t t tănh :ăb c x p,ămáăphanh,ăxécmĕng...
3.2.3.5.Đ b năc ăh c - Đ b n kéo: Kém - Đ b n u n: Kém - Đ b n nén: có th nói v t li u KLB là m t trong nh ng v t li u ch u nén r t t - Đ b n m i: Kém
- Đ c ng: Tùy thu c vào l c ép và nhi tăđ , th i gian thiêu k t.
3.2.3.6. Tính ch t v t lý
- Tính ch t v t lý c aăKLBăcũngătùyăthu c vào lo i v t li u ch t o ra nó.
3.2.3.7. Tính ch t hóa h c
- Tính ch ngăĕnămònăkimălo i: Là v t li uăđ c t h p t nhi u lo i v t li u, và thành ph n, tỷ l taăhoƠnătoƠnăđi u chnhăđ c nên tính ch ng mài mòn r t t t. Bên trong v t li u l i có thành ph n Graphit là ch t ch ng mài mòn r t t t.
3.2.3.8. Tính kinh t
- Nguyên li u b tăđ c s d ng g nănh ătri tăđ , không hay ít ph i gia công c t, s a.
- Không ô nhi mămôiătr ng. - Ti t ki măđ c nhân công. - T năchiăphíăđ uăt ăbanăđ u
3.3.ăPH NGăPHỄPăT O M U THÍ NGHI M
Khuôn m u là s n ph măđ cătr ngăvƠăđòiăh i công ngh ch t o cao, t m t b khuôn s s n xu t ra m t s n ph m v i s l ng hàng lo t. Trong vi c thi t k và ch t o khuôn thì l a ch n v t li u làm khuôn là m tăđi u c c kỳ quan tr ng quy t đ nhăđ n ch tăl ng , tu i th và s phù h p c a khuôn. V i m i lo i s n ph m c a khuôn có tính ch t v t li uăvƠăđ căđi m khác nhau s t ngă ng có các v t li u làm khuôn khác nhau. V t li u làm khuôn thép là các lo iăthépăđ c bi t mà yêu c u v khuôn m u là r tăđaăd ng. Trong lu năvĕnănƠyătôiăch n v t li uăKLBăđ nghiên c u vƠăđánhăgiáăkh nĕngăc aănóăcóăđápă ngăđ c các yêu c u c a m t khuôn ép nh a đ c ra hay không, nó có kh nĕngăthayăth đ c v t li u làm khuôn truy n th ng hay không. Vì v y,ăđ v năđ đ cărõăh nătôi thông qua vi c đánhăgiáăcácăch tiêu
nh :ăđ c ng,ăđ mài mòn c a t ng lo i v t li u d a trên m u thí nghi m r i t đóă đ aăraănh n xét và k t lu n.
3.3.1. M u thí nghi m v t li u S50C 3.3.1.1. Quy trình nghiên c u