- Cấu chức tế vi bề mặt Mịn dụng cụ cắt
PHAY MẶT PHẲNG VẬT LIỆU SUS304 3.1 Đặc điểm quá trình tạo phoi khi gia cơng SUS
Thép khơng gỉ SUS 304 là thép thuộc nhĩm thép khơng gỉ austenit, thành phần hĩa học như sau:
Nguyên tố C Mn Si P S Cr Ni N
Thành phần (%) ≈ 0.08 2.0 0.75 0.045 0.03 18-20 10.5 0.1
+ Cơ tính của vật liệu như sau:
Thống số Độ bền kéo Độ bền nén Độ giãn dài Độ cứng
Giá trị 520 Mpa 210 MPa 45% 92 HRB
+ Đặc tính vật lý: Thơng số Khối lượng riêng (kg/dm3) Điểm nĩng chảy (0C) Modun đàn hồi (GPa) Suất điện trở (Ω.m) Độ dẫn nhiệt (W/m.k) ở 1000 C Hệ số giãn nở nhiệt (K-1) ở 1000C Giá trị 8 1400 193 0.072x10-6 16.2 17.2x10-6
Bảng 2. Cơ tính vật liệu gia cơng
Bảng 3. Đặc trưng vật lý vật liệu gia cơng Bảng 1. Thành phần hĩa học thép SUS 304
Các loại thép khơng gỉ được mơ tả là cĩ tính dính trong khi cắt, cho thấy các xu hướng tạo ra các loại phoi dài, dạng dây. Dạng phoi này bị kẹt, hay tạo ra lẹo dao. Điều này cĩ thể dẫn đến giảm tuổi bền của dao và giảm chất lượng chất lượng bê mặt.
Khi gia cơng thép khơng gỉ bằng dụng cụ cắt cĩ lưỡi cắt xác định, ứng suất phức tạp trong vùng biến dạng và lực ma sát làm tăng nhiệt độ của dụng cụ cắt lên 12500C trên mặt trước. Các điều kiện ma sát và tính chất nhiệt của phơi thép khơng gỉ và dụng cụ cắt đều ảnh hưởng đến sự tham gia của nhiệt trong vùng tiếp xúc phơi-dao-phoi. Một dụng cụ cắt với độ dẫn nhiệt thấp sẽ tập trung nhiệt tại vùng tiếp xúc hay vùng trượt thứ hai. Nhiệt độ cao với áp suất đẩy mạnh xĩi mịn hĩa học với lớp phủ dao và nền. Mịn do khuếch tán trở thành cơ chế mịn chính hơn là mịn mặt sau với nhiệt độ cao hơn.[1]
Như vậy, đặc tính của thép khơng gỉ cĩ ảnh hưởng đến tính gia cơng bao gồm: độ bền kéo tương đối cao, mức độ biến cứng nguội lớn, độ dẻo cao. Các nhân tố này giải thích xu hướng của vật liệu trong việc hình thành lẹo dao trên dụng cụ trong quá trình gia cơng bằng các phương pháp truyền thống. Phoi được tách bỏ trong quá trình gia cơng tác động một áp lực đến đầu dụng cụ cắt. Các áp lực này với nhiệt độ cao tại vùng tiếp xúc phoi-dao gây ra quá trình hàn áp lực của các phần phoi lên dụng cụ. Thêm vào đĩ, tính dẫn nhiệt thấp của thép khơng gỉ đĩng gĩp vào sự liên tục của lẹo dao.
Nghiên cứu thực nghiệm quá trình tạo phoi khi gia cơng thép khơng gỉ SUS304
+ Trang thiết bị thí nghiệm
Máy cơng cụ: VMC-85S
Phơi: SUS 304
Chế độ cơng nghệ như sau: V = 200 (m/phút); S = 0.3 (mm/răng); t = 0.5 (mm); bơi trơn tưới tràn.
Sau đĩ chụp SEM hình ảnh phoi.
+ Kết quả thí nghiệm như sau
+ Nhận xét và đánh giá
Từ hình ảnh SEM của phoi, cĩ thể thấy rằng:
+ Phoi chuyển màu, màu sắc của phoi sáng hơn so với màu sắc của phơi.
Hình 3.2. Hình ảnh phoi phĩng đại 100 lần
+ Mức độ biến dạng của phoi lớn được phản ánh thơng qua bán kính cuộn phoi. Kết quả chụp SEM thấy rằng bán kính cuộn phoi là 1.6 mm
+ Trên bề mặt tiếp xúc dao-phoi trên phoi, bề mặt xuất hiện rất nhiều vết rỗ tế vi.
Các hiện tượng trên phoi trên cĩ thể được giải thích như sau:
Phoi bị chuyển màu, màu sắc của phoi sáng hơn mầu sắc của phoi và trên bề mặt tiếp xúc dao-phoi xuất hiện các vết nứt tế vi là do tác dụng của nhiệt cắt. Khi gia cơng SUS 304, nhiệt cắt sinh ra rất lớn, vùng cĩ nhiệt độ cao nhất tại vùng tiếp xúc dao-phoi và đạt giá trị cực đại tại lưỡi cắt. Nhiệt cắt này chủ yếu truyền vào phoi ra hiện tượng phoi bị xoắn lại (hình thành bán kính cuộn phoi) và thay đổi màu sắc trên phoi. Bán kính cuộn phoi là 1.6 mm được xem là bán kính cuộn phoi nhỏ [12] và mức độ biến dạng của phoi là rất lớn.