Cách xử lý nhiệt trên kim loại phổ biến|thép khuôn mẫu

I.  Xử lý nhiệt là gì ?

Xử lý nhiệt ( Nhiệt luyện ) là một phương pháp tác động ảnh hưởng nhiệt độ lên vật chất nhằm mục đích làm đổi khác vi cấu trúc chất rắn, đôi lúc ảnh hưởng tác động làm biến hóa thành phần hóa học, đặc tính của vật tư. Chủ yếu của ứng dụng nhiệt luyện là thuộc về ngành luyện kim. Nhiệt luyện cũng được sử dụng trong nhiều nghành khác nhau, ví dụ như ngành sản xuất thủy tinh. Quá trình nhiệt luyện gồm có sự nung nóng hoặc làm nguội với mức độ chênh lệch đáng kể, hoặc xử lý nhiệt theo một thời hạn biểu nhằm mục đích mục tiêu làm mềm hay làm cứng vật tư, cũng như tạo ra sự cứng hay mềm khác nhau trên cùng một vật tư, ví dụ như tôi mặt phẳng, vật tư chỉ cứng ở mặt phẳng ( chống mài mòn ) nhưng lại dẻo dai ở phần bên trong ( chịu va đập cũng như chịu uốn rất tốt ) .
Nhiệt luyện yên cầu một quy trình tiến độ ngặt nghèo và có trấn áp thời hạn và vận tốc trao đổi nhiệt trên vật tư. Nhiều quốc gia tiên tiến chưa công bố và bí hiểm 1 số ít công nghệ tiên tiến nhiệt luyện – yếu tố tạo ra một vật tư có giá thành hạ nhưng tính năng sử dụng rất cao. Ví dụ, với một cụ thể trục động cơ, người ta sử dụng vật tư thép hợp kim thấp ( giá tiền rẻ ), sau quy trình nhiệt luyện ram, thấm vật tư có mặt phẳng cứng chịu được bài mòn cao, nhưng thân trục lại chịu được chấn động và chịu uốn khá lớn, cụ thể được bán với giá rất cao .
Bản chất của nhiệt luyện sắt kẽm kim loại là làm đổi khác đặc thù trải qua đổi khác tổ chức triển khai của vật tư. Một tiến trình nhiệt luyện gồm có 3 quá trình : Nung, giữ nhiệt, làm nguội. Khi nung, tổ chức triển khai vật tư sẽ đổi khác theo nhiệt độ, tuỳ thời gian nâng, hạ nhiệt với những vận tốc khác nhau mà nhiệt luyện với những phương pháp khác nhau sẽ cho ra đặc thù vật tư mong ước .

Để làm thay đổi mạnh hơn nữa các tính chất của kim loại và hợp kim, người ta còn kết hợp đồng thời các tác dụng của biến dạng dẻo và nhiệt luyện hay tác dụng hoá học và nhiệt luyện. Như vậy Nhiệt luyện (nói chung) bao gồm ba loại: Nhiệt luyện đơn giản, Cơ nhiệt luyện, Hoá nhiệt luyện.

II. Các phương pháp xử lý nhiệt

1. Xử lý nhiệt bằng cách tôi dầu

Trong sản xuất cơ khí, xử lý nhiệt đóng vai trò quan trọng vì không những nó tạo cho chi tiết cụ thể sau. Khi gia công cơ những đặc thù thiết yếu mà còn làm tăng tính công nghệ tiên tiến của vật tư. Vì vậy hoàn toàn có thể nói nhiệt luyện là khâu quan trọng không hề thiếu được so với sản xuất cơ khí và là một trong những. Yếu tố công nghệ tiên tiến quan trọng quyết định hành động chất lượng của mẫu sản phẩm cơ khí .
Quá trình tôi thép trong dầu trải qua 3 quá trình sau :

– Sôi màng
– Sôi bọt
– Truyền nhiệt đối lưu

a. Sôi màng

Thời điểm tất cả chúng ta đưa sắt kẽm kim loại vào dầu, lúc sắt kẽm kim loại được nhúng vào dầu thì sẽ thấy Open một lớp màng gọi là “ màng khí “ giữa mặt phẳng sắt kẽm kim loại và dầu nhiệt luyện. Dựa vào hệ phụ gia làm ướt mặt phẳng cũng như sự đồng đều của mặt phẳng sắt kẽm kim loại sẽ quyết định hành động trực tiếp tới sự không thay đổi của lớp màng khí cũng như năng lực làm cứng .

b. Sôi bọt

Ở quy trình tiến độ thứ 2 này, lớp màng khí sẽ tan biến tại 1 điểm nhiệt độ dẫn đến quy trình sôi bọt. Và trong tiến trình sôi màng này thì vận tốc truyền nhiệt được diễn ra mãnh liệt nhất. Hệ số truyền nhiệt hoàn toàn có thể cao gấp 2 lần so với quy trình sôi màng .

c. Truyền nhiệt đối lưu

Khi thép và sắt kẽm kim loại đã được giảm nhiệt độ xuống thấp hơn nhiệt độ sôi của dầu tôi thép. Sự đối lưu và dẫn nhiệt sẽ khiến quy trình làm lạnh chậm, vận tốc giảm nhiệt ở quy trình tiến độ này cũng chậm và phụ thuộc vào theo độ nhớt dầu cũng như mức độ phân hủy của dầu. Độ nhớt càng thấp thì tỷ suất truyền nhiệt càng nhanh và trái lại độ nhớt càng cao thì tỷ suất ấy càng chậm .

–> Hướng dẫn lựa chọn dầu tôi thép, kim loại

Khi Quý khách đi mua dầu tôi sắt kẽm kim loại cần phải quan tâm tới đặc thù hóa học cũng như những đặc thù quan trọng của dầu nhiệt luyện .

–> Các tính chất hóa học của dầu tôi thép

– Dầu không pha nước : Cũng giống nhiều loại dầu khác, nó được pha chế từ dầu gốc khoáng, không tạo nhũ. Nó cũng được pha chế những loại dầu có nguồn gốc từ dầu mỏ, chứa những chất béo bôi trơn, este, dầu thực vật và hệ phụ gia chịu cực áp phải kể tới : sulfur, Chlorine, phosphorus. Và trong list những dầu nhiệt luyện chất lượng thì dầu không pha nước chính là loại dầu tốt nhất, nó phân phối năng lực bôi trơn và hạ nhiệt hoàn hảo nhất, không thay đổi .
– Dầu pha nước và tạo nhũ : Là chất lỏng pha loãng vào nước với hàm lượng nước cao. Khi pha với nước sẽ tạo nhũ, chất cô đặc có chứa dầu gốc và chứa cả chất tạo nhũ khiến dung dịch khi hòa tan với nước sẽ tạo ra một dung dịch có mức không thay đổi nhũ cao. Bình thường thì tỷ suất pha dầu với nước ( 3 – 10 % ) thì dung dịch sẽ bảo vệ năng lực truyền nhiệt tốt và không thay đổi .
– Dầu tổng hợp, bán tổng hợp : Với 2 loại dầu này thì sự không thay đổi hóa học là tốt hơn hẳn, dầu có năng lực chống cháy, sử dụng được lâu ngày và truyền nhiệt không thay đổi lâu dài hơn .

–> Tính chất của dầu nhiệt luyện

+ Tốc độ làm mát – vận tốc tôi : Nó sẽ chỉ cho tất cả chúng ta biết khoảng chừng thời hạn thiết yếu để tôi thép, tôi sắt kẽm kim loại nào đó .
+ Tính chất dẫn nhiệt : đây là yếu tố quyết định hành động tới vận tốc làm lạnh. Khả năng dẫn nhiệt cao thì vận tốc làm lạnh cũng nhẽ nhanh hơn và ngược lại .
+ Độ nhớt : dầu có độ nhớt càng thấp thì vận tốc truyền nhiệt cũng như là làm lạnh lại càng nhanh .
+ Nhiệt độ thao tác – Điểm chớp cháy của dầu : dầu mà có điểm chớp cháy cao thì rất tốt, rất bảo đảm an toàn khi sử dụng .
+ Điểm rót chảy : đây là số lượng giới hạn thấp nhất của nhiệt độ mà khi đó dầu khởi đầu tan chảy được. Để ngăn ngừa việc bơm bị hủy hoại thì điều bắt buộc đó là điểm rót chảy phải thấp hơn nhiệt độ thấp nhất của mạng lưới hệ thống .
+ Khả năng phân hủy sinh học : loại dầu này được những chuyên viên sản xuất hài hòa và hợp lý trong việc phân hủy thành những hỗn chất ít gây hại cho thiên nhiên và môi trường xung quanh nhất. Điều này khiến quy trình xử lý dầu thải tốn ít ngân sách nhất .
+ Sự tạo bọt khí thấp : Bọt khí có trong dầu sẽ làm suy giảm đáng kể về năng lực làm lạnh vì vậy hệ phụ gia chống tạo bọt được thêm vào trong dầu sẽ khắc phục tối đa yếu tố này .

2. Xử lý nhiệt kết hợp với ủ nhiệt:

Gia nhiệt và ủ là phương pháp xử lý nhiệt cho sắt kẽm kim loại được nhìn nhận cao lúc bấy giờ, thay vì chỉ nung nóng và làm lạnh bất ngờ đột ngột sắt kẽm kim loại thì sau quy trình gia nhiệt, vật tư còn được ủ. Mặc dù phương pháp này làm độ cứng của sắt kẽm kim loại giảm xuống tuy nhiên bù lại thì sắt kẽm kim loại có độ bền cao hơn đi cùng với độ dẻo dai, đặc thù cơ học được cải tổ giúp cho sắt kẽm kim loại, đặc biệt quan trọng là thép có được độ dẻo và độ cứng như mong ước .
Phương pháp ủ thường thì theo nhiệt độ và thành phần hóa học trong quy trình, ủ hoàn toàn có thể được chia thành :

a.Full ủ.

Đun nóng thép để 20 ~ 30 ℃ và giữ một khoảng thời gian sau khi làm mát chậm để có được gần để cân bằng quá trình xử lý nhiệt của tổ chức (hoàn toàn austenitizing). Ủ hoàn toàn chủ yếu được sử dụng cho tấm làm việc nóng, rèn, và đúc được làm từ thép carbon trung bình và cao cũng như các bộ phận hàn của nó. Độ cứng của thép cacbon thấp sau khi ủ không tốt cho gia công.

Ủ khá đầy đủ là nhằm mục đích mục tiêu tinh chế ngũ cốc, như nhau cấu trúc, vô hiệu nội bộ căng thẳng mệt mỏi, giảm độ cứng và cải tổ machinability của thép. Sau khi ủ trọn vẹn, cấu trúc của thép hypoeutectoid là F + P. Trong thực tiễn sản xuất, để nâng cao hiệu suất, ủ làm mát đến khoảng chừng 500 ℃ hoặc làm rỗng ra lạnh .

b. Một phần ủ.

Đun nóng thép đến trạng thái của hypoeutectoid hoặc hypereutectoid thép và sau đó làm mát từ từ sau khi dữ gìn và bảo vệ nhiệt để có được quy trình xử lý nhiệt gần với cấu trúc cân đối. Nó chủ yếu được sử dụng để có được cấu trúc ngọc trai hình cầu để vô hiệu stress nội bộ, giảm độ cứng và cải tổ hiệu suất gia công. Quá trình ủ hóa thạch là một loại ủ một phần .

c. Cách nhiệt ủ.

Quá trình này cũng được gọi là nung kết tinh mà thép được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn, ở lại trong một thời hạn dài và nhanh gọn nguội đến nhiệt độ phòng, tạo sự quy đổi từ Austenite thành Pearlite. Phải mất một thời hạn dài để hoàn thành xong ủ trọn vẹn, đặc biệt quan trọng là so với thép không gỉ Austenitic siêu nguội, trong khi ủ nhiệt đẳng nhiệt hoàn toàn có thể rút ngắn thời hạn ủ .
Quá trình này là dành cho thép carbon cao ( C > 0.6 % ), thép công cụ, thép hợp kim ( số lượng nguyên tố kim loại tổng hợp > 10 % ). Ủ nhiệt isothermal cũng có ích để có được mô giống hệt và gia tài nhưng không thích hợp cho những hầu hết .

d. Spheroidizing ủ.

Một quy trình xử lý nhiệt cho cacbua spheroidizing để có được ngọc trai dạng hạt. Làm nóng thép để Ac1 hơn 20 – 30 ℃ và giữ nhiệt độ của 2 – 4 h sau khi làm mát. Sự kết dính hóa thạch được sử dụng chủ yếu để giảm độ cứng, cấu trúc giống hệt và cải tổ năng lực gia công để chuẩn bị sẵn sàng cho việc dập tắt. Đây là một quy trình cho thép carbon và kim loại tổng hợp cao để cải tổ năng lực gia công của họ. Có rất nhiều phương pháp cho quy trình ủ kết tinh, điều này hoàn toàn có thể được triển khai bằng ba phương pháp :
i ) Một khi spheroidizing ủ : nhiệt thép lớn hơn nhiệt độ quan trọng trên 120 ~ 30 ℃ và ở lại trong một thời hạn, sau đó được cho phép nó làm mát xuống từ từ trong lò làm mát. Các mô bắt đầu trước khi ủ phải là một tấm ngọc trai tốt và không có lưới carburized được được cho phép .
ii ) ủ nhiệt đẳng nhiệt : nung nóng thép sau khi dữ gìn và bảo vệ nhiệt, cùng với việc làm nguội lò dưới nhiệt độ tới hạn 10 ~ 30 ℃. Sau khi đẳng nhiệt cùng với lò làm mát đến khoảng chừng 500 ℃ hoặc làm mát không khí phát hành chậm. Nó có 1 số ít ưu điểm như chu kỳ luân hồi ngắn, đồng nhất hóa hình cầu và trấn áp chất lượng thuận tiện .
iii ) qua lại spheroidizing ủ

e. Diffusion ủ (Homogenizing ủ).

Một quy trình xử lý nhiệt, trong đó những thỏi, đúc, hoặc khoảng trống được đun nóng đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn trong một thời hạn dài và sau đó được làm lạnh từ từ để vô hiệu tính không đồng nhất hóa học. Vì vậy, để vô hiệu sự phân biệt đuôi gai và phân biệt khu vực trong quy trình củng cố thỏi, và để giống hệt thành phần và cấu trúc. Nhiệt độ khuếch tán ủ là rất cao, thường là trên nhiệt độ quan trọng của 100 ~ 200 ℃ cho 10 ~ 15 giờ, mà tùy thuộc vào sự phân biệt và cấp thép. Khuếch tán ủ cho 1 số ít chất lượng cao thép hợp kim và đúc kim loại tổng hợp và thỏi với sự phân biệt nghiêm trọng .

f. Căng thẳng cứu trợ.

Để vô hiệu những căng thẳng mệt mỏi còn lại, thép nóng đến nhiệt độ dưới nhiệt độ tới hạn ( thường là 500 ~ 650 ℃ ) sau khi dữ gìn và bảo vệ nhiệt, sau đó làm nguội trong lò. Khử áp lực không làm đổi khác cấu trúc sắt kẽm kim loại .

j. Tái kết tinh luyện.

Sự kết tinh lại, còn được gọi là ủ trung gian, là quy trình xử lý nhiệt làm nóng sắt kẽm kim loại biến dạng lạnh trên nhiệt độ tái kết tinh trong một khoảng chừng thời hạn nhất định, để hạt bị biến dạng hoàn toàn có thể được quy đổi thành hạt cân đối như nhau để vô hiệu quy trình gia công và căng thẳng mệt mỏi còn lại. Việc tái kết tinh phải xảy ra lúc đầu với một lượng biến dạng dẻo lạnh nhất định và sau đó ở một nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ thấp nhất tại đó tái kết tinh xảy ra được gọi là nhiệt độ tái kết tinh thấp nhất. Sưởi ấm của nhiệt độ ủ kết tinh nên cao hơn nhiệt độ tái kết tinh thấp nhất của 100 ~ 200 ℃ ( nhiệt độ kết tinh thép tối thiểu khoảng chừng 450 ℃ ), làm mát chậm sau khi dữ gìn và bảo vệ nhiệt thích hợp .

3. Xử lý nhiệt bề mặt:

Giống với hầu hết những phương pháp nhiệt luyện sắt kẽm kim loại khác, gia nhiệt mặt phẳng hay nhiệt luyện mặt phẳng là cách xử lý nhiệt cho sắt kẽm kim loại dưới tính năng của dòng điện môi khiến cho mặt phẳng vật tư sắt kẽm kim loại được làm nóng liên tục, sau đó làm lạnh bất thần giúp tăng độ trưởng thành hiệu suất cao, chiều sâu tăng độ cứng khoảng chừng từ 0.5 đến 2.0 mm .

4. Xử lý nhiệt bằng cách Kết tụ làm cứng:

Phương pháp xử lý nhiệt bằng cách kết tụ hay chiết suất làm cứng thường được sử dụng trong việc xử lý nhiệt. Cho vật tư làm bằng inox giúp cho inox trở nên trưởng thành hơn. Điểm điển hình nổi bật của phương pháp này đó chính là làm tan chảy sau đó hòa trộn nguyên tố carbon và trong vật tư. Giúp inox đạt được độ cứng và đặc thù cơ khí như mong ước .

5. Xử lý nhiệt chân không:

Gia nhiệt trong lò ở trạng thái chân không sau đó làm lạnh bằng khí Nitơ
Gia nhiệt chân không hay xử lý nhiệt chân không nhiệt luyện chân không. Là quy trình sử dụng những lò xử lý nhiệt ở trạng thái chân không. Để nung nóng sắt kẽm kim loại sau đó dùng khí Ni tơ để làm lạnh cho sắt kẽm kim loại. Tác dụng của phương pháp này đó chính là giúp sắt kẽm kim loại đạt được độ cứng nhanh gọn .

6. Xử lý nhiệt thấm Ni tơ:

Là phương pháp xử lý nhiệt sắt kẽm kim loại sử dụng Ni tơ ở dạng lỏng hoặc dạng khí để tẩm vào mặt phẳng sắt kẽm kim loại trong quy trình luyện kim hay gia công cơ khí với điều kiện kèm theo nhiệt độ khoảng chừng từ 500 đến 600 độ C .
Đặc điểm của lớp thấm N trên nền thép là có độ sít chặt rất cao, nhờ đó sẽ tạo ra độ cứng mặt phẳng khá lớn ( > 80 HRA ) nhưng lại làm giảm năng lực khuyếch tán sâu của Nitơ vào thép. Theo kinh nghiệm tay nghề trong thực tiễn cũng như triết lý, chiều sâu thấm của lớp thấm Nitơ rất mỏng dính ( 0.1 max so với 1.2 mm của thấm C ) nên lớp thấm N chủ yếu có tính năng trang trí, chống ăn mòn hóa học và 1 số ít dạng mài mòn cũng như năng lực chịu nhiệt. Có một phương pháp khác để tăng chiều sâu thấm N là thấm hỗn hợp C – N, nhưng phương pháp này có một điểm yếu kém chết người là hỗn hợp khí C – N hoàn toàn có thể tạo ra xyanua nên lúc bấy giờ, không còn được sử dụng nhiều .
Đối với mác thép của bạn, để bảo vệ nhu yếu kỹ thuật đặt ra, quy trình gia công thường gồm những bước như sau :

• Gia công thô (có làm sạch via)
• Nhiệt luyện : gần giống với mác thép S40C, tôi thể tích + ram để đạt độ cứng ~ 40 HRC.
• Gia công tinh và đánh bóng bề mặt
• Thấm N thể khí (dùng khí NH3). Sau khi thấm, kích thước ngoài của chi tiết có thể tăng (hoặc giảm nếu là lỗ) khoảng 0.08 ~ 0.12 mm nên cần phải tính toán kích thước sau gia công tinh phù hợp. Khi đó, độ cứng bề mặt có thể đạt > 420 HV (~ 45 HRC). Và đối với mác thép hợp kim của bạn, sẽ thừa đủ để đạt độ cứng yêu cầu (50 ~ 54 HRC … tất nhiên là phải đo theo HV)

Chú ý :

• Bề mặt thấm Nitơ có thể chịu mài mòn tốt nhưng khả năng chịu va đập là kém (cứng và giòn). Thường được áp dụng cho các loại khuôn đùn, ép … và hạn chế với các khuôn dập.
• Lớp thấm Nitơ rất mỏng, vì vậy nếu tiến hành mài sửa hoặc gia công tinh sau thấm thì có thể làm mất luôn lớp thấm
• Theo những trình bày ở trên, hoàn toàn không cần tôi tần số cao sau khi thấm. Nếu làm thêm công đoạn đó, vừa không có tác dụng, vừa có thể làm bung luôn cả lớp thấm Nitơ.

7. Xử lý nhiệt thấm Carbon:

Khác với phương pháp gia nhiệt bằng Ni tơ. Quá trình nhiệt luyện cho kim loại này lại được thực hiện trong điều kiện bầu không khí có thấm carbon. Khiến cho carbon thẩm thấu vào bề mặt vật liệu giúp vật liệu kim loại trở nên cứng cáp hơn. Quá trình này thường được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ khoảng 150 đến 200 độ C. 

8. Xử lý nhiệt thể tích:

Một phương pháp nhiệt luyện sắt kẽm kim loại khác thường được ứng dụng. Đó chính là nhiệt luyện thể tích hay gia nhiệt thể tích. Đặc biệt trong việc xử lý nhiệt cho vật tư thép. Thép sau khi đun nóng đến nhiệt độ nhất định được làm lạnh bất ngờ đột ngột. Để biến hóa trạng thái cố định và thắt chặt carbon bên trong thành phần của thép .
Điều này giúp cho những mẫu sản phẩm làm từ thép hoặc những sắt kẽm kim loại khác ngày càng tăng độ cứng. Tránh bị bào mòn trong quy trình sử dụng .

Dù vận dụng hình thức xử lí nhiệt nào đi nữa thì những phương pháp này đều bảo vệ năng lực thao tác lâu dài hơn cho cụ thể mà còn thuận tiện trong quy trình thiết kế sau này. Hãy tận dụng những phương pháp này một cách hợp lý để đạt hiệu suất cao cao nhất

Source: https://dvn.com.vn
Category: Tiêu Dùng