I. Cơ sở lý thuyết về sự thay đổi kích thước trong quá trình nhiệt luyện
Phần này tập trung vào cơ sở lý thuyết liên quan đến sự thay đổi kích thước của bánh răng và trục răng thấm trong quá trình nhiệt luyện. Các yếu tố chính bao gồm ứng suất nhiệt, ứng suất chuyển biến pha, và sự thay đổi thể tích. Ứng suất nhiệt xuất hiện do sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lõi của chi tiết, trong khi ứng suất chuyển biến pha liên quan đến sự thay đổi thể tích khi vật liệu chuyển từ pha này sang pha khác. Sự thay đổi thể tích là kết quả của cả hai yếu tố trên, dẫn đến biến dạng và thay đổi kích thước sản phẩm.
1.1. Ứng suất trong quá trình nhiệt luyện
Ứng suất trong quá trình nhiệt luyện được hình thành do sự nung nóng và làm nguội không đồng đều. Ứng suất nhiệt xuất hiện khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các phần khác nhau của chi tiết. Ứng suất chuyển biến pha xảy ra khi vật liệu chuyển từ pha này sang pha khác, gây ra sự thay đổi thể tích. Các loại ứng suất này tồn tại đồng thời và có sự cộng hưởng, dẫn đến biến dạng và thay đổi kích thước sản phẩm.
1.2. Sự thay đổi kích thước trong quá trình tôi
Sự thay đổi kích thước trong quá trình tôi chủ yếu do ứng suất nhiệt và ứng suất chuyển biến pha. Khi làm nguội, lớp bề mặt nguội nhanh hơn lõi, gây ra ứng suất kéo ở bề mặt và ứng suất nén ở lõi. Chuyển biến pha từ austenite sang martensite cũng gây ra sự thay đổi thể tích, dẫn đến tăng kích thước. Các yếu tố như tốc độ làm nguội, nhiệt độ tôi, và tính chất vật liệu đều ảnh hưởng đến mức độ biến dạng.
II. Tổng quan về sự thay đổi kích thước của sản phẩm thấm C
Phần này trình bày tổng quan về sự thay đổi kích thước của các sản phẩm thấm C và thấm C-N. Công nghệ thấm C và thấm C-N nhằm tăng độ cứng và độ bền bề mặt của chi tiết. Quá trình thấm bao gồm nhiều công đoạn như nung nóng, giữ nhiệt, và làm nguội, mỗi công đoạn đều có thể gây ra biến dạng. Công nghệ thấm thể khí được ưa chuộng do tính đồng đều và khả năng kiểm soát tốt các thông số công nghệ.
2.1. Công nghệ thấm C C N
Công nghệ thấm C và thấm C-N là quá trình bảo hòa bề mặt chi tiết với nguyên tố C hoặc cả C và N. Mục đích là tạo ra lớp bề mặt có độ cứng cao, chống mài mòn, và chống xâm thực. Công nghệ thấm thể khí được sử dụng phổ biến do tính đồng đều và dễ kiểm soát. Quy trình thấm bao gồm nung nóng đến nhiệt độ thấm, giữ nhiệt để thấm, và làm nguội, mỗi giai đoạn đều ảnh hưởng đến sự biến dạng của sản phẩm.
2.2. Sự thay đổi kích thước trong quá trình thấm tôi
Sự thay đổi kích thước trong quá trình thấm tôi là kết quả của sự kết hợp giữa ứng suất nhiệt và ứng suất chuyển biến pha. Khi làm nguội, sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lõi gây ra ứng suất kéo và nén. Chuyển biến pha từ austenite sang martensite cũng gây ra sự thay đổi thể tích. Các yếu tố như tốc độ làm nguội, nhiệt độ tôi, và tính chất vật liệu đều ảnh hưởng đến mức độ biến dạng.
III. Thực nghiệm thấm và đo kiểm biến dạng
Phần này mô tả thực nghiệm thấm và đo kiểm biến dạng của các sản phẩm như bánh răng và bạc. Công nghệ thấm C-N được thực hiện tại Viện Công nghệ, với quy trình cụ thể để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Các phương pháp đo kiểm và đánh giá kết quả được sử dụng để xác định mức độ biến dạng. Phương án công nghệ được đề xuất để hạn chế cong vênh cho bánh răng bella, bao gồm thiết kế đồ gá và quy trình thấm tôi mới.
3.1. Công nghệ thấm C N tại Viện Công nghệ
Công nghệ thấm C-N được thực hiện tại Viện Công nghệ với quy trình cụ thể để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Quy trình bao gồm nung nóng, giữ nhiệt, và làm nguội, với các thông số được kiểm soát chặt chẽ. Đồ gá được thiết kế để hạn chế cong vênh trong quá trình thấm tôi. Kết quả đo kiểm cho thấy sự thay đổi kích thước và biến dạng của sản phẩm được giảm thiểu đáng kể.
3.2. Đo kiểm và đánh giá kết quả
Đo kiểm và đánh giá kết quả được thực hiện để xác định mức độ biến dạng của sản phẩm sau quá trình thấm tôi. Các phương pháp đo lường chính xác được sử dụng để đánh giá sự thay đổi kích thước và độ cong vênh. Kết quả cho thấy phương án công nghệ mới giúp giảm thiểu biến dạng và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
