Sau khi tôi và ram, thấm nitơ cho thép SKD61 được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ram ít nhất từ 25÷50oC. Hiện nay có nhiều công nghệ thấm nitơ áp dụng cho
τbãohoà τkt
520÷530oC
oC
550÷565oC
31
khuôn như thấm nitơ bằng khí NH3 (sử dụng nghiên cứu trong đề tài) hoặc thấm nitơ plasma. Các kiểu cấu trúc lớp thấm nitơ với SKD61 có thể nhận được cho trong bảng 1.7.
Bảng 1.7. Các loại lớp thấm nitơ của SKD61
Loại A Loại B Loại C Loại D
Cấu trúc và chiều sâu lớp thấm nitơ (thép SKD61) Pha (Lớp kết hợp) Biên giới hạt trong lớp nitrit Lớp oxyt, sulfide Không có lớp kết hợp Chống nứt nhiệt 2 3 3 1 Chống bong tróc 2 3 3 1 Chống mài mòn 2 2 1 3 Chống xói mòn 2 2 1 3
Tuyệt vời “1“ Bình thường “3“ Quá trình thấm nitơ diễn ra ở nhiệt độ thấp do đó để đạt được chiều dầy lớn đòi hỏi thời gian thấm rất lâu. Chiều sâu của lớp thấm đạt được với các thời gian khác nhau thể hiện qua bảng 1.8.
Bảng 1.8. Chiều sâu lớp thấm nitơ trên thép SKD61
Công nghệ Thời gian (h) Chiều sâu (mm)
Thấm bằng khí NH3 ở 510oC 10 30 0.12 0.20 Thấm nitơ plasma ở 480oC 10 30 0.12 0.18
32
* Chiều sâu lớp thấm tính từ khoảng cách bề mặt tới vị trí có độ cứng cao hơn nên 50HV0.2.
Có thể thấy rằng, quá trình thấm nitơ diễn ra rất dài và chiều sâu lớp thấm mỏng. Đây là lý do mà nhiều nghiên cứu nhằm tăng tốc quá trình thấm để hạ giá thành sản phẩm đồng thời vẫn đảm bảo hay nâng cao chất lượng của khuôn và sản phẩm đùn ép. Do đó, đề tài đặt ra mục tiêu thực hiện nghiên cứu phát triển công nghệ thấm nitơ theo hướng nâng cao chiều sâu lớp thấm (hoặc rút ngắn thời gian thấm) thông qua việc tạo một lớp trung gian có tác dụng làm tăng hiệu quả quá trình thấm nitơ.
Qua một số nghiên cứu trên dòng thép khuôn dập nguội SKD11, công nghệ xử lý phosphat hóa tạo một lớp trung gian trước khi thấm có tác dụng làm tăng tốc quá trình thấm nitơ. Vì vậy, tác giả cũng mạnh dạn đề xuất nghiên cứu ảnh hưởng của lớp phosphat hóa trung gian tới quá trình thấm nitơ đối với dòng thép làm khuôn dập nóng SKD61.