. 100% Độ thắt tiết diện tương đối ψ % : ψ % = 0
CHƯƠNG 5: CÁC PHƯƠNG PHÁP HểA BỀN BỀ MẶT
Bề mặt chi tiết mỏy là bộ phận cú yờu cầu cao nhất và quan trọng nhất vỡ chỳng chịu tỏc dụng của ứng suất lớn nhất, chịu mài mũn khi tiếp xỳc do ma sỏt, bị ăn mũn trong mụi trường làm việc. Vỡ vậy việc húa bền bề mặt chi tiết là yờu cầu khụng thể thiếu được đối với sản phẩm. Cú nhiều phương phỏp húa bền bề mặt như : biến dạng dẻo bề mặt gõy ra biến cứng, tụi bề mặt và húa nhiệt luyện.
5.1.TễI BỀ MẶT : 5.1.1.Nguyờn lý chung :
Bằng cỏch nào đú nung núng thật nhanh lớp bề mặt với chiều dày xỏc định lờn nhiệt độ tụi, trong khi phần lớn tiết diện sản phẩm khụng được nung, nờn khi tụi chỉ cú lớp bề mặt này được tụi cứng. Cỏc phương phỏp nung núng bề mặt gồm cú : nung núng bằng dũng điện cảm ứng cú tần số cao, nung núng bằng ngọn lửa ụ xy - axờtylen, nung núng trong chất điện phõn, nung núng bằng tiếp xỳc ...Trong đú thường dựng nhất là hai phương phỏp đầu.
5.1.2.Tụi bề mặt bằng dũng điện cảm ứng cú tần số cao (tụi cao tần, tụi cảm ứng) :
1-Nguyờn lý :
Nguyờn lý của nung núng là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ : cho dũng điện xoay chiều cú tần số f chạy trong dõy dẫn (gọi là vũng cảm ứng) sẽ sinh ra trong khụng gian xung quanh một từ trường biến thiờn cú cựng tần số. Đặt chi tiết thộp trong từ trường này sẽ sinh ra trờn bề mặt (với chiều sõu xỏc định) một dũng điện cảm ứng (dũng fucụ) nhanh chúng nung núng bề mặt lờn nhiệt độ tụi theo hiệu ứng Jun - Lenxơ. Mật độ dũng điện của dũng xoay chiều chủ yếu phõn bố trờn bề mặt với chiều sõu tỷ lệ nghịch với tần số của nú. Chiều sõu phõn bố dũng điện (chiều dày lớp nung núng) được tớnh theo cụng thức :
δ = 5030
f
ρ à cm
Trong đú : - ρ là điện trở suất (Ω.cm)
116 0C AC3 AC1 III II I Khoảng cỏch từ bề mặt I: Tụi hoàn toàn.
II: Tụi khụng hoàn toàn. III: Khụng được tụi.
-à là độ từ thẩm (gaus/ơcstec) -f là tần số dũng điện, Hz
a)Sơ đồ nung núng cảm ứng; b)Tụi khi nung núng toàn bộ bề mặt tụi c)Tụi khi nung núng liờn tục - liờn tiếp; 1)Chi tiết tụi; 2)Vũng cảm ứng 3)Vũng làm nguội; 4)Đường sức từ.
2-Chọn tần số và thiết bị :
Tần số quyết định chiều dày lớp nung núng do vậy quyết định chiều sõu lớp tụi cứng. Thụng thường người ta thường chọn diện tớch lớp tụi cứng bằng khoảng 20% tiết diện. Cỏc chi lớn cần lớp tụi dày (4ữ 5mm) ta dựng mỏy phỏt điện tần số cao với tần số từ 2500 đến 8000 Hz, cú cụng suất lớn, thường là từ 100 kW trở lờn. Với cỏc chi tiết nhỏ cần lớp tụi mỏng (1ữ 2mm) ta dựng cỏc thiết bị phỏt dũng điện cú tần số rất cao từ 66000 đến 250000 Hz, cú cụng suất dưới 100kW, thường từ 50ữ 60kW. Tuy nhiờn thực tế ở Việt Nam thường dựng thiết bị phỏt dũng cao tần, với cỏc chi tiết lớn cần chiều sõu tụi dày ta tăng thời gian giữ nhiệt lờn tương ứng.
3-Cấu tạo vũng cảm ứng và cỏc phương phỏp tụi :
a-Cấu tạo vũng cảm ứng :
Vũng cảm ứng làm bằng ống đồng cú cấu tạo phự hợp với bề mặt chi tiết cần tụi, bờn trong cú nước làm nguội. Khoảng cỏc giữa vũng cảm ứng với bề mặt chi tiết từ 1,5
ữ 5 mm, khe hở này càng nhỏ càng đỡ tổn hao cụng suất nung núng. b-Cỏc phương phỏp tụi cảm ứng :
-Tụi bề mặt ngoài : Vũng cảm ứng bao quanh bề mặt chi tiết, sau khi nung núng xong ta chuyển sang bộ phận làm nguội hay nhỳng nú vào mụi trường tụi.
-Tụi bề mặt trong : Vũng cảm ứng cú dạng tương ứng với bề mặt bờn trong (sơ mi xy lanh...). Đi kề đú là bộ phận phun nước làm nguội.
-Tụi mặt phẳng : Vũng cảm ứng cú dạng tạo ra một mặt phẳng song song với bề mặt cần tụi và chuyển động song phắng với bề mặt đú. Đi sau vũng cảm ứng là thiết bị làm nguội. Dựng tụi bề mặt đầu thanh ray, băng mỏy nhỏ...
117
-Tụi tuần tự từng phần riờn biệt : Dựng cho cỏc bỏnh răng lớn (m > 6) hay cổ trục khuỷu. Sau khi nung núng từng phần (từng răng hay từng cổ khuỷu) tiến hành làm nguội chỳng và phải thiết kế riờng thiết bị làm việc theo chương trỡnh.
-Tụi trục : Với cỏc trục dài cú bề mặt tụi lớn ta dựng phương phỏp tụi liờn tục liờn tiếp. Vũng cảm ứng cú cấu tạo đủ nung núng một phần nhỏ diện tớch tụi, đi kề vũng cảm ứng là vũng phun nước làm nguội. Thiết bị này chuyển động trờn suốt chiều dài của chi tiết và tụi toàn bộ bề mặt của nú.
4-Tổ chức và cơ tớnh của thộp khi tụi cảm ứng :
a-Thộp để tụi cảm ứng :
Để đảm bảo yờu cầu khi tụi bề mặt cú độ cứng cao đủ chống mài mũn, cũn trong lừi vẫn đủ bền, dẻo và dai cao để chịu va đập, thộp dựng tụi cảm ứng cú lượng cỏc bon trung bỡnh từ 0,35 ữ 0,55%C. Nếu là thộp hợp kim thỡ thuộc loại hợp kim thấp.
b-Tổ chức :
Nung núng cảm ứng cú tốc độ nung rất nhanh từ hàng chục đến hàng trăm 0C/s (lũ nhiệt luyện tốc độ 1,5ữ 30C/s), do vậy cú cỏc đặc điểm sau :
-Nhiệt độ chuyển biến pha Ac1 và Ac3 được nõng cao lờn, do vậy nhiệt độ tụi phải lấy cao hơn tụi thể tớch từ 100 ữ 2000C.