i
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là: Nguyn Mnh Hng - Mã số: CB120264;
Học viên cao học lớp: 12B CTM;
Chuyên ngành: K thuật cơ khí;
Viện Cơ khí - Đi học Bách Khoa Hà Nội.
Sau hai năm học tập nghiên cứu, được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và đặc
biệt sự giúp đỡ của PGS.TS Trần Thế Lục, thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp của
tôi, tôi đã đi đến cuối chặng đường để kết thúc khóa học.
Tôi đã quyết định chon đề tài Nghiên cu nh hưng ca chế đ ct
(V,S,t) đến nhp nhô b mt khi tin vt liu C45 trên my tin CNC bng dao
thp gi sn xut ti Vit nam
Tôi xin cam đoan đây công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS Trần Thế Lục, các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc xuất xứ
ràng, không sao chép dưới mọi hình thức. Nếu có vấn đề gì trong nội dung luận văn
tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 2015
Người cam đoan
Nguyn Mnh Hng
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................... vii
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT ............................................. 3
1.1. Tổng quan về các công trình nghiên cứu xác lập quan hệ giữa độ nhám bề
mặt với thông số công nghệ. ................................................................................... 3
1.2. Các loi vật liệu dụng cụ thường dng trong ngành chế to máy. .................. 4
1.2.1. Thép cacbon dụng cụ. .......................................................................... 4
1. 2.2. Thép hợp kim dụng cụ. ....................................................................... 4
1. 2.3. Thép gió............................................................................................... 4
1. 2.4. Hợp kim cứng. ..................................................................................... 8
1. 2.5. Vật liệu sứ. .......................................................................................... 8
1.2.6. Vật liệu tổng hợp. ................................................................................. 9
1.3. Cơ sở vật lý quá trình cắt kim loi. .................................................................. 9
1.3.1. Quá trình cắt và to phoi. ..................................................................... 9
1.3.2. Các dng phoi. .................................................................................... 10
1.3.3. Nhiệt cắt ............................................................................................. 11
1.3.4. Sự co rút phoi và các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số co rút phoi. ......... 16
1.4. Kết luận chương 1. ......................................................................................... 24
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ NHÁM BỀ MẶT GIA CÔNG CƠ K . 25
2.1. Khái niệm về độ nhám bề mặt. ...................................................................... 25
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt. .................................................. 27
2.2.1. Ảnh hưởng của thông số hình học dụng cụ cắt và chế độ cắt tới độ nhám
bề mặt. .............................................................................................................. 27
2.2.2. Các yếu tố phụ thuộc biến dng dẻo lớp bề mặt. .................................... 29
2.2.3. Ảnh hưởng do rung động của hệ thống công nghệ đến chất lượng của bề
mặt gia công...................................................................................................... 31
2.3. Ảnh hưởng của nhám bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy. .......... 32
2.3.1. Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến tính chống mòn. ........................... 32
2.3.2. Ảnh hưởng của nhám bề mặt đến độ bền mỏi của chi tiết máy .......... 34
2.3.3. Ảnh hưởng của nhám bề mặt tới tính chống ăn mòn hóa học của lớp
bề mặt chi tiết. .................................................................................................. 35
2.3.4: Ảnh hưởng của nhám bề mặt đến độ chính xác mối lắp ghép ............... 36
2.4. Kết luận chương 2………………………………………………………………………….…37
Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA CH
ĐỘ CẮT ĐẾN ĐỘ NHẤP NHÔ BỀ MẶT CHI TIẾT SAU GIA CÔNG .......... 38
3.1. Thiết bị thực nghiệm ...................................................................................... 38
3.1.1. Máy tiện CNC CK6240ZX ..................................................................... 38
iii
3.1.2. Máy đo độ nhám Mitutoyo, ký hiệu 178-954-3E ................................... 39
3.1.3. Vật liệu làm dao ...................................................................................... 41
3.1.4.Vật liệu gia công. ..................................................................................... 41
3.2. Thiết kế thí nghiệm ........................................................................................ 42
3.3. Mô hình toán học xác định mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt với chế độ cắt.
............................................................................................................................... 43
3.4 Tiến hành thực nghiệm. ................................................................................. 45
3.4.1. Kiểm tra tính đồng nhất của thí nghiệm cần xác định tỷ số giữa phương
sai lớn nhất và tổng phương sai. ....................................................................... 45
3.4.2 Tính các hệ số của phương pháp hồi quy. ............................................... 46
3.4.3 . Xây dựng đồ thị : ................................................................................... 49
3.5. Kết luận chương 3 .......................................................................................... 51
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 52
4.1. Kết luận .......................................................................................................... 52
4.2. Kiến nghị. ....................................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 54
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 55
MỘT SỐ HÌNH ẢNH MÔ TẢ QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM ........................ 55
iv
CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Thống số hình học của dụng cụ cắt
: góc trước
: góc sau
góc nghiêng chính
i
góc nghiêng phụ
góc mũi dao
góc sắc
góc cắt
góc trượt
r bán kính mũi dao (mm)
Chế độ cắt
v: vận tốc cắt (m/ph)
s : lượng chy dao (mm/vg)
t : chiều sâu cắt (mm)
a
p
: chiều dày phoi (mm)
b : chiều rộng phoi (mm)
h
min
: chiều dày phoi min (mm)
h
i
: chiều cao nhấp nhô tế vi (m)
: góc trượt phoi
Lực cắt và thông số khác
P
x
: lực chiều trục khi tiện (Kg)
P
y
: lực hướng kính khi tiện (Kg)
P
z
lực tiếp tuyến khi tiện (Kg)
k
f
: mức độ biến dng phoi
k
bd
: mức độ biến dng của phoi trong miền to phoi
k
ms
: mức độ biến dng của phoi do ma sát với mặt sau của dao
K: hệ số co rút phoi
R
a
, R
z
: độ nhám bề mặt (m)
v
T: tuổi thọ của dao (ph)
h
s
: độ mòn tới hn (m)
c: nhiệt dung riêng
A: biên độ dao động (m)
H
v
: độ biến cứng bề mặt
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loi thép gió (%) ...................... 5
Bảng 1.2. Công dụng của thép gió theo ký hiệu ISO và một số nước tương ứng ... 7
Bảng 1.3. Giá trị của hệ số co rút phoi ........................................................... 17
Bảng 2.1: Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp độ nhám bề mặt
.................................................................................................................................. 27
Bảng 3.1. Thông số máy tiện CNC CK6240ZX ...................................................... 39
Bảng 3.2. Thông số máy đo độ nhám ...................................................................... 40
Bảng 3.3. Thành phần hóa học dao cắt. ................................................................... 41
Bảng 3.4. Thông số hình học dao cắt ............................................................. 41
Bảng 3.5. Thành phần hóa học thép C45 ........................................................ 41
Bảng 3.6. Bảng tính toán các thông số công nghệ ................................................... 42
Bảng 3.7.Kết quả đo độ nhám với mẫu thực nghiệm thép C45. .............................. 45
Bảng 3.8. Bảng kiểm tra tính đồng nhất của thực nghiệm thép C45 ....................... 45
Bảng 3.9. Hệ số của phương trình hồi quy mẫu thép C45 ....................................... 46
Bảng 3.10. Giá trị hàm số của vật liệu C45 ............................................................ 48
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Hình 1.1. Sơ đồ tôi và ram thép gió ................................................................. 6
Hình 1.2. Sơ đồ hóa miền to phoi. ................................................................ 10
Hình 1.3. Các dng phoi ........................................................................................... 10
Hình 1.4. Các vng sinh nhiệt……………………………………………………………..12
Hình 1.5. Ảnh hưởng của tốc độ cắt v đến θ
0
C ........................................................... 13
Hình 1.6 . Ảnh hưởng của chiều dày cắt a đến nhiệt cắt ............................... 14
Hình 1.7. Ảnh hưởng của chiều rộng cắt b đến nhiệt cắt .............................. 14
Hình 1.8. Ảnh hưởng của góc cắt δ đến nhiệt cắt .......................................... 15
Hình 1.9. Ảnh hưởng của góc đến nhiệt cắt , v= 100 m/ph, S= 0,5 mm/vòng ... 15
Hình 1.10. Sơ đồ tính toán sự co rút phoi ....................................................... 18
Hình 1.11. a) Ảnh hưởng của góc φ đến hệ số co rút phoi ........................... 18
Hình 1.11. b) Phương thoát phoi khi lưỡi cắt cong ....................................... 19
Hình 1.12. Quan hệ giữa chế độ cắt và hệ số co rút phoi. ........................... 20
Hình 1.13. Dng lẹo dao ................................................................................... 21
Hình 1.14. Quan hệ giữa tốc độ cắt và chiều cao lẹo dao. .................................... 22
Hình 1.15. Quan hệ giữa độ dẻo của vật liệu gia công với chiều cao lẹo dao. ..... 23
Hình 1.16. Quan h gia chiều dày cắt và với tốc đhình tnh và chiu cao lẹo dao .. 23
nh 1.17. Điều kiện hình thành lẹo dao ............................................................... 24
Hình 2.1. Độ nhám bề mặt ....................................................................................... 25
Hình 2.2. Quan hệ giữa chiều cao nhấp nhô tế vi và lượng tiến dao khi tiện .......... 28
Hình 2.3. Biểu thị ảnh hưởng của hình dng hình học và chế độ cắt tới độ nhám bề
mặt khi tiện ........................................................................................................ 29
Hình 2.4. Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chiều cao nhấp nhô tế vi Rz .................... 30
Hình 2.5. Ảnh hưởng của lượng chy dao s đối với chiều cao nhấp nhô tế vi Rz. .. 31
Hình 2.6. Quá trình mài mòn của một cặp chi tiết ma sát(tiếp xúc) với nhau. ........ 33
Hình 2.7. Quan hệ giữa lượng mòn ban đầu (U) và sai lệch profin trung bình Ra. . 34
Hình 2.8. Quá trình ăn mòn hóa học trên lớp bề mặt chi tiết máy. ..................... 35
Hình 3.1. Mô hình máy tiện CNC........................................................................................38
Hình 3.2 . Máy đo độ nhám Mitutoyo, ký hiệu 178-954-3E ...............................................40
viii
Hình 3.3. Dao tiện vai xén phải, phần cắt được làm bằng thép gió ......................... 41
Hình 3.4 . Bản vẽ chi tiết gia công, thép C45. ......................................................... 42
Hình 3.5 . Đồ thị quan hệ giữa R
a
V t khi gia công thép C45 bằng dao thép gió.
.................................................................................................................................. 49
Hình 3.6 . Đồ thị quan hệ giữa R
a
S V khi gia công thép C45 bằng dao thép gió.
.................................................................................................................................. 50
Hình 3.7 . Đồ thị quan hệ giữa R
a
S t khi gia công thép C45 bằng dao thép gió.
.................................................................................................................................. 50
1
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Tính cp thiết ca đ tài
Chất lượng bề mặt trong gia công một trong những yêu cầu kỹ thuật quan
trọng của ngành gia công cơ khí và gắn với sự phát triển của khoa học công nghệ.
Khi công nghệ càng phát triển thì chất lượng bề mặt càng được coi yếu tố
chủ chốt của công nghệ gia công. Chính lẽ đó ngay nay, các thiết bị đo hiện đi
lần lượt ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu về kiểm tra chất lượng bề mặt chi tiết sau gia
công.
Chất lượng bề mặt gia công một hàm đa biến của các yếu tố công nghệ
(chế độ cắt, thông số hình học dụng cụ, vật liệu...) vậy nghiên cứu chất lượng bề
mặt là nghiên cứu các yếu tố liên quan ảnh hưởng trực tiếp tới chúng.
Chính tính cấp thiết của yếu tố y nên tôi chọn đề tài Nghiên cứu ảnh
hưởng của chế độ cắt (V,S,t) đến nhp nhô b mt khi tin vt liu C45 trên
my tin CNC bng dao thp gi sản xut ti Vit Nam” làm đề tài nghiên cứu.
II. Mục tiêu nghiên cu .
- Nghiên cứu sở khoa học về ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến
độ nhám bề mặt sau khi gia công .
- Thông qua nghiên cứu thực nghiệm gia công vật liệu thép C45 bằng dao
thép gió sản xuất ti việt nam trên máy Tiện CNC để tìm ra mối quan hệ toán học
giữa độ nhám bề mặt với các yếu tố của chế độ cắt (V,S,t) để kiểm định tính
đúng đắn của lý thuyết.
III. Ni dung nghiên cu.
Xut pht từ đ tài nghiên cứu, lun văn này c nội dung như sau:
- Nghiên cứu thuyết về chế độ cắt ảnh hưởng của chế độ cắt tới chất
lượng bề mặt.
- Tổng quan về các nghiên cứu độ nhám bề mặt.
- Nghiên cứu thực nghiệm v ảnh hưởng của các chế độ cắt (V, S, t) đến độ
nhám b mt cu chi tiết gia công
- Ghi chép kết quả, phân tích, tổng hợp, đưa ra mối liên hệ giữa chế độ cắt và
độ nhấp nhô bề mặt.
2
IV. Đối tượng và phm vi nghiên cu:
Đối tượng nghiên cứu tìm hiểu sự ảnh ởng của chế độ cắt đối với độ
nhám bề mặt (Chiều cao nhấp nhô bề mặt). Việc nghiên cứu thực nghiệm được tiến
hành với các điều kiện sau:
- Máy thực nghiệm: Máy tiện CNC CK6240ZX
- Vật liệu gia công là Thép C45.
- Vật liệu làm dao là thép gió sản xuất ti Việt Nam.
- Đối tượng gia công là mặt trụ ngoài.
- Thiết bị đo độ nhấp ntế vi bề mặt của hãng Mitutoyo, ký hiệu 178954-
4E.
V. Phương php nghiên cu
Dng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.
- Nghiên cứu thuyết để tìm hiểu mối quan hệ giữa các yếu tố chế độ cắt
với độ nhám bề mặt gia công.
- Nghiên cứu thực nghiệm các chế độ cắt (v, s, t) độc lập khác nhau, lần
lượt thay đổi từng thông số chế độ cắt.
- Ghi chép kết quả, phân tích, tổng hợp, đưa ra mối liên hệ giữa chế độ cắt và
độ nhấp nhô bề mặt.
VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ca đ tài.
1. Ý nghĩa khoa học.
Bằng cách nghiên cứu sở thuyết kết hợp với thực nghiệm, luận án cần
đưa được hàm toán học mô tả mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt với chế độ cắt làm
sở cho việc tối ưu hóa quá trình cắt cũng như cho các nghiên cứu khác của chế
độ cắt.
2. Ý nghĩa thực tiễn.
Kết quả nghiên cứu của đề tài thể làm scho việc lựa chọn chế độ cắt
hợp khi gia công thép C45 bằng dao thép gió sản xuất ti Việt Nam để giảm chi
phí gia công và tăng năng suất, chất lượng của sản phẩm.
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CẮT
1.1. Tổng quan v cc công trình nghiên cu xc lp quan h giữa đ nhm b
mt với thông số công ngh.
Xác lập mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt (đầu ra) với thông số công nghệ
(đầu vào), trên thế giới đã được nghiên cứu từ rất lâu, nhưng các kết quả thực sự
của các công trình nghiên cứu này được người ta bảo mật với mục đích thương mi,
các công bố, báo cáo khoa học được đăng tải chỉ đưa ra các kết quả ngiên cứu mang
tính định hướng. Thực ra những điều đó không có khó hiểu bởi đa số các Viện
nghiên cứu thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa học theo đơn đặt hàng của c tập
đoàn công nghiệp với tính thương mi hóa.
Mục đích chính của ng trình nghiên cứu này tìm ra công thức tổng quát
mối quan hệ giữa độ nhám (R
a
) với các thông số công nghệ ( v, s, t ) thông qua các
phương pháp thực nghiệm, khi gia công vật liệu thép C45 bằng dao thép gió sản
xuất ti Việt Nam
Điểm chung của các công trình nghiên cứu này các nhà nghiên cứu khoa
học đều đưa ra được mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt với các thông số công nghệ
thông qua phương trình:
Theo Lyre ta có quan hệ giữa độ nhám với các thông số công nghệ như sau :
R
a
= C
R
.s
a
.v
p
.t
z
[ 9 ]
Trong những đề tài nghiên cứu gần đây, rất nhiều đề tài trực tiếp nghiên
cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến độ nhám bề mặt, điều đó chứng tỏ
ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công là rất
quan trọng.
Hầu hết các công trình nghiên cứu đều đi đến kết luận:
- Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào tính chất hình học dụng cụ cắt và chế độ cắt
- Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào biến dng dẻo của lớp bề mặt
- Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào độ cứng vững hệ thống công nghệ
Từ những đánh giá như trên, dự định đề tài nghiên cứu này sẽ chú trọng giải
quyết các vấn đề sau đây:
4
- Tổng quan về quá trình cắt, chất lượng lớp bề mặt và ảnh hưởng của các yếu
tố đến chất lượng bề mặt chi tiết máy sau gia công
- Độ nhám bề mặt và ảnh hưởng của nó tới khả năng làm việc của chi tiết máy
- Thực nghiệm và kiểm tra kết quả thực nghiệm
- Quy hoch thực nghiệm, sử lý số liệu để tìm ra mối quan hệ
1.2. Cc loi vt liu dụng cụ thường dùng trong ngành chế to my.
Hiện nay, vật liệu phần cắt dụng cụ được sdụng gồm các loi sau: thép
cacbon dụng cụ, thép hợp kim dụng cụ, thép gió, hợp kim cứng, vật liệu sành sứ,
vật liệu tổng hợp và vật liệu mài.
1.2.1. Thp cacbon dụng cụ.
Thép cacbon dụng cụ phải đủ độ cứng, tính chịu nhiệt chịu mài mòn
nên ợng cacbon trong thép không nhỏ hơn 0,7%, thường tử 0,7 ÷ 1,3% hàm
lượng P, S thấp (P < 0,035%, S < 0,025%). Độ cứng sau khi tôi ram đt 60 ÷ 62
HRC. Sau khi độ cứng khoảng 107 ÷ 217 HB nên d gia công bằng cắt gọt gia
công bằng áp lực.
Nhiệt độ làm việc khoảng 200
0
C ÷ 250
0
C , vận tốc cắt tối đa 25 m/phút.
Thép cacbon dụng cụ có độ thấm tôi thấp nên được tôi trong nước. Vì vậy nó
thường được dng làm các dụng cụ gia công bằng tay như dũa, đục,…
1. 2.2. Thp hợp kim dụng cụ.
Thép hợp kim dụng cụ loi thép m lượng cacbon cao với một số
nguyên tố hợp kim khoảng 0,5 ÷ 3%.
Các nguyên tố hợp kim Cr, W, Co, V tác dụng tăng khả năng chịu nhiệt
tính thấm tôi của thép hợp kim dụng cụ. được tôi trong dầu chịu được
nhiệt độ đến 300
0
C ÷ 400
0
C .
Các loi thép hợp kim dụng cụ hiện nay được dng chủ yếu để chế to các
loi dụng cụ cầm tay và gia công ở tốc độ thấp v < 25 m/phút.
1. 2.3. Thép gió.
Thép gió loi thép hợp kim hàm ợng vonfram rất cao. Ngoài ra còn
các thành phần hợp kim khác như vanadi, coban, crom để to nên thép gió với
những tính năng đặc biệt.
5
Thép gió loi vật liệu dụng cụ được dng rộng rãi. Thép gió có thể cắt với
tốc độ gấp 2 ÷ 4 lần các loi thép cacbon dụng cụ hợp kim dụng cụ. Thép gió
làm việc được nhiệt độ 550 ÷ 650
0
C , vận tốc cắt đt từ 20 m/phút ÷ 50 m/phút
.Thành phần vonfram nguyên tố hợp kim quan trọng nhất trong thép gió. Cng
với crom, vanadi chúng to thành với cacbon những cacbit hợp kim phức tp. Các
cacbit này có đặc điểm là nâng cao tính chịu nhiệt của thép gió.
Tác dụng chủ yếu của Cr tăng độ thấm tôi, vanadi to thành cacbit vanadi
độ cứng cao, tính chịu mòn cao. Coban không to thành cacbit hòa tan vào
sắt. Khi thép gió hàm lượng coban > 5% tnhiệt đlàm việc của thép gió được
nâng cao.
Nhãn hiệu
C
Cr
W
V
Co
1.Thp gi c năng sut thường
P18
0,7 ÷ 0,8
3,8 ÷ 4,4
17,5 ÷ 19,0
1,0 ÷ 1,4
P9
0,85 ÷ 0,95
3,8 ÷ 4,4
8,5 ÷ 10,0
2,0 ÷ 2,6
2.Thp gi c năng sut cao
P95
1,4 ÷ 1,5
3,8 ÷ 4,4
0,9 ÷ 10,5
4,3 ÷ 5,1
P14 4
1,2 ÷ 1,3
4,0 ÷ 4,6
13,0 ÷ 14,5
3,4 ÷ 4,1
P18 2
0,85 ÷ 0,95
3,8 ÷ 4,4
17,5 ÷ 19,0
1,8 ÷ 2,4
P9K5
0,9 ÷ 1,0
3,8 ÷ 4,4
0,9 ÷ 10,5
2,0 ÷ 2,6
5,0 ÷ 6,0
P9K10
0,9 ÷ 1,0
3,8 ÷ 4,4
0,9 ÷ 10,5
2,0 ÷ 2,6
9,5 ÷ 10,5
P10K5 5
1,45 ÷ 1,55
4,0 ÷ 4,6
10,0 ÷ 11,5
4,3 ÷ 5,1
5,0 ÷ 6,0
P18K5 2
0,85 ÷ 0,95
3,8 ÷ 4,4
17,5 ÷ 19,0
1,8 ÷ 2,4
5,0 ÷ 6,0
Tất cả các nhãn hiệu thép nói trên đều có hàm lượng tp chất hn chế:
Mn < 0,4%, Si < 0,4%, Mo < 0,5%, Ni < 0,4%, P < 0,03%, S < 0,03%
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của mt số loi thép gió (%) [ 1 ]
Ngoài ra, chất lượng thép gió phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt luyện. Vì vậy khi
nhiệt luyện thép gió cần chú ý một số điểm sau :
- Không nung nóng thép gió đột ngột đến nhiệt độ cao (nhiệt độ tôi bằng
1300
0
C) phải tăng nhiệt dần dần từ 650
0
C , thép gió độ dẫn nhiệt kém.
6
Thông thường thép gió được nung nóng qua 3 lò với nhiệt đlần lượt là 650
0
C,
850
0
C và 1300
0
C.
- Phải ram sau khi tôi nhiều lần (3 lần) mỗi lần trong 1 giờ. Sau mỗi lần ram
phải để nguội đến nhiệt độ thường để làm mất ứng suất bên trong, khử Otennit
và tăng độ cứng ( độ cứng tăng từ 2 – 3 HRC, hiện tượng này gọi là độ cứng thứ 2 ).
Thêi gian
600
300
900
1200
550
850
1300
560 560 560
LÇn 1
Ram
T«i
C
o
% ¤d-
50 15 5 2
62 64 64,5 65
HRC
LÇn 2 LÇn 3
Hình 1.1. Sơ đồ tôi và ram thép gió [ 1 ]
- Phm vi sử dụng thép gió được trình bày trong bảng 1.2.
Ký hiệu các loi thép gió thông dụng
Phm vi sử dụng
ISO
TCVN
(Vịêt Nam)
JIS
(Nhật)
AISI
(Mỹ)
OCT
(Nga)
1.3353
80W18Cr4V
SKH2
T1
P18
Dng cho tất c các
loi dụng cụ cắt đ
gia công thép
cacbon, thép hợp
kim
1.3302
T7
P12
Dng như loi trên
P9
Dng để chế to các
loi dụng cụ đơn
giản, gia công các
loi thép kết cấu
1.3343
85W6Mo5Cr
SKH51
M2
P6M5
Dng như loi trên,
7
4V2
đặc biệt để chế to
các loiaj dụng cụ cắt
ren dụng cụ cắt
chịu va đập
SG-5-3
M3
PGM53
Dng chế to các
dụng cụ gia công
tinh (dao tiện định
hình, mũi doa, dao
chuốt, dao phay), gia
công các loi thép
kết cấu hợp kim và
không hợp kim
1.3318
S12-1-4
P12 3
Dng chế to các
dụng cụ gia công
tinh, gia công các
loi thép ostenit dẻo.
M4
P18K52
Dng chế to các
dụng cụ gia công thô
bán tinh khi cắt
các loi thép hợp
kim nóng, không rỉ
và sức bền cao.
1.3243
S6-5-2-5
M35
P6M5K5
Dng chế to các
dụng cụ gia công thô
bán tinh, gia công
các loi thép không
rỉ, thép hợp kim.
Bảng 1.2. Công dụng của thép gió theo ký hiệu ISO và một số nước tương ứng
8
1. 2.4. Hợp kim cng.
Hợp kim cứng loi vật liệu dụng cụ được chế to bằng phương pháp luyện
kim bột (hợp kim bột) nghĩa loi hợp kim không qua nấu chảy. Hợp kim cứng
được chế to từ các loi cacbit hợp kim và bột hợp kim. Các loi bột được trộn theo
các tỷ lệ, sau đó được ép thành các dng khác nhau thiêu kết. Hiện nay HKC
được dng nhiều và phổ biến trong công nghiệp.
So với các loi vật liệu dụng cụ thông thường thì HKC loi vật liệu độ
cứng cao (80 ÷ 90 HRA) và chịu được nhiệt độ cao ( 800 ÷ 1000
0
C). Do đó dụng cụ
cắt bằng HKC có thể cắt đến tốc độ V
c
> 100m/ph.
Thành phần chủ yếu của các loi HKC các loi bột mịn: cacbit vonfram
(WC), cacbit titan (TiC), cacbit tantan (TaC) thành phần coban (Co) làm nhiệm
vụ liên kết.
Độ cứng của HKC phụ thuộc vào lượng cacbit TiC, TaC coban. Coban
càng nhiều thì độ cứng càng giảm, độ bền tính dẻo càng lớn. TiC, TaC ng
nhiều thì độ cứng càng cao.
Hợp kim cứng được chế to thành các dng theo tiêu chuẩn (các mảnh HKC).
Các mảnh đó được hàn hoặc kẹp lên thân dụng cụ tiêu chuẩn. Ngày nay các mảnh
HKC được phủ lên một lớp mỏng vài micromet ( µm) bằng các loi cacbit cứng như
TiC, TiC/TiN (cacbit titan, nitrit titan ). Các lớp phủ làm tăng độ cứng, tính chịu
mài mòn tính chịu nhiệt của HKC ( độ cứng > 90 HRA, chịu được nhiệt độ
khoảng 1000
0
C , ứng với tốc độ cắt V
c
> 300 m/ph ).
1. 2.5. Vt liu s.
Vật liệu sứ đã được nghiên cứu từ những năm 1930 phát triển sau những
năm 1950. Quá trình chế to giống như HKC. Đất sét kỹ thuật ( oxit nhôm AL
2
O
3
)
được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 1400 ÷ 1600
0
C. Sau đó nghiền nhỏ thành bột
mịn. Bột mịn AL
2
O
3
được ép thành các mảnh dao tiêu chuẩn và được thiêu kết.
Đặc tính chủ yếu của các loi vật liệu sứ là:
- Độ cứng tính dòn cao do đó tính chịu mòn cao, tính chịu nhiệt cao được
dng cắt ở tốc độ cao.