Thĩp thấm cacbon lă loại thĩp dùng để chế tạo câc chi tiết yíu cầu trong lõi dẻo, dai, còn bề m ặt có độ cứng cao, chịu măi mòn (bânh răng, chốt, xích, đĩa ma sât ...)
+ Đặc điểm về th ăn h phần hóa học:
- T hănh phần cacbon: để bảo đảm lõi chi tiế t có độ dai va đập cao, thĩp có hăm lượng cacbon nằm trong giới hạn 0,10 -T 0,25%, {đơi khi đến
0,30%).
- Câc ngun tố hợp kim: đối với thĩp thấm cacbon, câc nguyín tố hợp kim, ngoăi khả năng tđng độ thấm tơi; cịn có tâc dụng thúc đẩy (hoặc không cản trở) quâ trìn h thấm cacbon văo thĩp vă không lăm hạt lớn, thường lă câc nguyín tố tạo cacbit: Cr, Ni, Mn, Mo, V, Ti, không dùng thĩp chỉ hợp kim hóa bằng Mn vì nó lăm lớn hạt. Đặc biệt,nguyín tố Ni ngoăi tâc dụng tăng độ thấm tôi còn tâc dụng giữ h ạ t nhỏ, lăm tăn g độ dai va dập.
Câc nguyín tố Si, Co thường không được đưa văo thĩp thấm cacbon vì chúng ngăn cản cacbon thấm văo thĩp.
+ Đặc điểm về cơ tính:
So với thĩp cacbon dể thấm cacbon, thĩp hợp kim để thấm cacbon có độ th ấm tôi lớn hơn nín độ bền lõi cao hơn, ít biến dạng khi tôi, chế tạo được chi tiế t lớn hơn, có thể thấm ở nhiệt độ cao hơn (để giảm thời gian thấm ). Sau nh iệt luyện, tính chống măi mịn của thĩp hợp kim cao hơn do tạo cacbit ổn định với độ phđn tâ n cao.
Cơ tín h của thĩp thấm cacbon sau khi thấm cacbon, tôi vă ram th ấp như sau:
- Độ cứng bề m ặt : 59 -í- 63 HRC lõi: 30 + 42HRC - Độ bền kĩo : 600 4- 1200MPa - Độ dai va đập : 700 -ỉ- 1200kJ/m2
+ Câc mâc thĩp thấm cacbon vă công dụng:
1 Câc mâc thĩp thấm cacbon phổ biến n h ấ t được trìn h băy ở bảng 6.8.
Bảng 6.8. T hănh p h ẩ n hóa học của m ột số mâc thĩp thấm cacbon
Thănh phẩn câc nguyín tố %
Mâc thĩp c Cr Ni Mn Nguyín tổ khâc
C10 0,07-0,14 < 0.25 < 0,25 0,35-0,65 c 20 0,17-0,24 < 0,25 < 0,25 0,35-0,65 ■ 15Cr 0,12-0,18 0,70-1,00 - 0,40-0,70 20Cr 0,17-0,23 0,70-1,00 - 0,50-0,80 15CrV 0,12-0,18 0,80-1,10 - 0,40-0,70 0,06-0 ,12V 20CrNi 0,17-0,23 0,45-0,75 1,00-1,40 0,40-0,70 12CrNi 3A 0,09-0,16 0,60-0,90 2,75-3,15 0.30-0,60 12Cr2Ni4A 0,09-0,15 1,25-1,65 3,25-3,65 0,30-0.60 I I 18Cr2Ni4MoA 0,14-0,20 1,35-1,65 4,00-4,40 0.25 0,55 0,3O-r\40Mo i 18CrMnTi 0,17-0,23 1,00-1,30 0.80-1,10 0,03 C,09T| 25CrMnTi 0,22-0,29 1,00-1,30 . 1).80-1.10 0,03 0,09Ti 30CrMnTi 0,24-0,32 1,00- 1,30 ■ 0,80-1,10 0,03-0,09TI 25CrM nM o 0,23-0,29 0,90-1.20 ' 0,90-1,20 0,20-0,30M o
- Nhóm thĩp cacbon: bao gồm câc mâc CIO, C15, C20, C25 vă đôi
khi câ CT38. Chúng được lăm câc chi tiết mỏng hình dạng đơn giản, có u cầu chống măi mòn ở bề m ặt mă khơng u cầu cao về độ bền. Nhóm thĩp năy khơng nín thấm ở nhiệt dộ quâ 900°c vi dễ bị h ạt lớn, sau khi thấm phải tôi hai lần vă môi trường tơi lă nước nín độ biến dạng lớn.
Cơ tính sau khi thấm cacbon, tôi vă ram thấp của nhóm thĩp năy: ơb = 500 -T- 600MPa, Oo 2 = 300 -ỉ- 400MPa, ô = 15 4- 20%, độ cứng bề mặt
> 60HRC.
- Nhóm thĩp crơm: bao gồm câc mâc 15Cr, 20Cr,15CrV. Chúng được dùng lăm câc chi tiế t nhỏ có dường kính dưới 30 mm, yíu cầu chống măi mòn bể m ặt cao, chịu tả i trung bình như chốt piston, trục cam ôtô, trục giữa xe đạp, trục píđan, bânh răng có mơđun nhỏ ... có thể thấm ở nhiệt độ 900 4- 920ữc , tơi trong dầu nín ít biến dạng.
Cơ tính sau khi thấm cacbon, tôi vă ram thấp: ơb = 700 + 800MPa, ơo,2 = 500 ^ 600MPa, ỏ = 10 T 12%, độ cứng bề m ạt > 60HRC.
Một nhược điểm của nhóm thĩp năy lă khuynh hướng lăm tăng nồng độ của cacbon ở lớp bề m ặt (do crôm lă nguyín tố tạo cacbit) tạo
nín lưới cacbit lăm lớp thấm có tính giịn vă nhạy cảm với vết khía.
- Nhóm thĩp crơm-nil5,en: bao gồm câc mâc 20CrNi, 12CrNi3A, 12Cr2Ni4A, 18Cr2Ni4WA, 18Cr2Ni4MoA. Trừ mâc đầu, câc mâc sau đều có lượng Ni cao nín câc mâc năy có độ thđm tơi rấ t cao, độ bền vă độ dai va đập cao, được dùng lăm câc chi tiết thấm cacbon có tiế t diện lớn, chịu tải cao. Mâc 18Cr2Ni4WA, 18Cr2Ni4MoA được dùng lăm câc chi tiết đặc biệt quan trọng (bânh răng, trục động cơ mây bay, tău biển ...) vă có thể dùng cả ở trạng th â i không thấm cacbon (chi tôi vă ram thấp) để lăm * câc chi tiết chịu tải trọng cao nhưng khơng u cầu chống m ăi mịn hoặc có thể dùng ở trạn g thâi hóa tốt để lăm câc chi tiế t chịu tải va đập cao.
Cơ tính sau khi thấm cacbon, tôi vă ram th ấ p :a b= 1000-ỉ-1200 MPa, ơữ2= 700-ỉ-950 MPa, 5= 10 +12%, độ cứng bề m ặt > 60HRC.
- Nhóm thĩp crôm - m angan - titan (hoặc môlipđen) bao gồm câc mâc 18CrMnTi, 25CrMnTi, 30CrMnTi, 25CrMnMo. Trong dó Mn Lă nguyín tố thay cho Ni để lăm tăng độ thấm tôi vă giảm tập trung cacbon quâ cao ở bề mặt, còn Ti vă Mo lăm nhỏ h ạ t (nín có th ể thấm cacbon ở
920-ỉ-950oC vă nhờ th ế rú t ngắn thời gian thấm). Câc mâc năy được dùng để sản xuất câc chi tiết của ô tô mây kĩo (bânh răng hộp số, bânh răng cầu sau, câc trục quan trọng ... ).
Sau khi thấm cacbon, tôi vă ram thấp, cơ tín h của nhóm thĩp năy như sau:
ơb = 1150+ 1500 MPa; ơũ2 = 900-M300 MPa; 8 = 9+11%.'