Thạc Sĩ Nghiên cứu quy trình công nghệ thấm nitơ thể khí cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu quy trình công nghệ thấm nitơ thể khí cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội
Mô tả bị lỗi font vài chữ, file tài liệu thì bình thường

MỤC LỤC
Lời cam ñoan . i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các bảng . v
Danh mục các hình vi
MỞ ðẦU . 0
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 3
1.1. Tổng quan vềkhuôn dập nguội 3
1.1.1. Sơlược vềkhuôn dập nguội . 3
1.1.2. ðiều kiện làm việc của khuôn . 4
1.1.3. Yêu cầu cơtính khuôn 5
1.1.4. Các dạng sai hỏng của khuôn dập nguội 6
1.1.5. Vật liệu làm khuôn . 10
1.1.6. Thép SKD11 . 16
1.2. Nhiệt luyện thép SKD11 . 21
1.2.1. Quy trình công nghệtổng quát nhiệt luyện . 21
1.2.2. Tôi thép SKD11 23
1.2.3. Ram thép SKD11 29
1.2.4. Sai hỏng khi nhiệt luyện khuôn dập nguội 31
1.3. Tổng quan vềthấm nitơ 33
1.3.1. Mục ñích thấm nitơcho thép SKD11 dùng làm khuôn dập sâu và dập
vuốt 33
1.3.2. Khái niệm thấm nitơ . 34
1.3.3. Tổchức lớp thấm . 34
1.3.4. Tính chất của lớp thấm nitơ . 37
2.3.5. Các loại thép dùng ñểthấm nitơ . 38
1.3.6. Quá trình thấm nitơ 39
1.3.7. Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình thấm 41
2.3.8. Các phương pháp thấm nitơ . 43
1.3.9. Thấm nitơthểkhí . 45
CHƯƠNG II: ðỐI TƯỢNG, ðỊA ðIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 55
2.1. ðối tượng, ñịa ñiểm nghiên cứu 55
2.1.1. ðối tượng nghiên cứu 55
3.1.2. ðịa ñiểm nghiên cứu 55
3.2. Quy trình thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu 55
3.2.1. Sơ ñồthực nghiệm 55
2.2.2. Phương pháp kiểm tra 61
2.2.3. Thiết bịthí nghiệm . 61
2.2.4. Thiết bịkiểm tra và nghiên cứu 63
2.2.5. Thiết bịphụ 67
CHƯƠNG III: KẾT QUẢVÀ THẢO LUẬN . 68
3.1. Thành phần hóa học và tổchức tếvi của thép SKD11 trước nhiệt luyện . 68
3.1.1. Thành phần hóa học . 68
3.1.2. Tổchức tếvi của thép SKD11 trước khi nhiệt luyện . 68
3.2. Tổchức tếvi và ñộcứng sau nhiệt luyện 70
3.2.1. Tổchức tếvi và ñộcứng sau tôi . 70
3.2.2. Tổchức tếvi và ñộcứng sau ram . 73
3.3. Tổ chức và tính chất lớp thấm nitơtrên thép SKD11 75
3.3.1. Ảnh hưởng của ñộphân hủy NH
3
ñến tổchức, tính chất của lớp thấm . 75
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến tổchức và tính chất của lớp thấm nitơ . 80
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian thấm ñến tổchức và tính chất của lớp thấm 84
3.4. Ảnh hưởng của phương pháp thấm . 88
3.5. Nghiên cứu các pha có trong tổchức lớp thấm . 91
3.5.1. Dự ñoán các pha trong tổchức lớp thấm trên giản ñồpha xây dựng bằng
chương trình thermocal . 91
3.5.2. Xác ñịnh các pha trong tổchức lớp thấm bằng phương pháp nhiễu xạ
Rơnghen 94
3.6. Thử mài mòn 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 97
1. Kết luận . 97
2. Kiến nghị . 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

MỞ ðẦU
Khuôn dập nguội là dụng cụ ñể gia công kim loại và hợp kim bằng
phương pháp biến dạng nguội. Khuôn dập nguội ñược sửdụng rộng rãi trong
các ngành công nghiệp chếtạo ôtô, xe máy, ñồgia dụng . gồm nhiều chủng
loại như ñột dập, dập vuốt, dập sâu . ỞViệt Nam hiện nay, khuôn dập nguội
ñược sử dụng theo hai nguồn: sản xuất trong nước song chất lượng không
cao, tuổi thọthấp và nhập khẩu thì giá thành cao. Vì vậy, nâng cao chất lượng
và tuổi thọcủa khuôn ñang là vấn ñề ñược quan tâm của công nghiệp Việt
Nam.
Trong quá trình làm việc, ngoài việc chịu áp lực lớn, khuôn còn chịu ứng
suất uốn, lực va ñập và ma sát lớn. ðể ñảm bảo ñiều kiện làm việc nhưvậy,
bên cạnh việc lựa chọn chính xác vật liệu làm khuôn tùy theo chủng loại
khuôn, vật liệu dập, khối lượng mẻ, khuôn phải ñược nhiệt luy ện ñể có ñộ
bền, ñộcứng, ñộdai và khảnăng chống mài mòn, ñảm bảo khuôn làm việc
lâu dài, tạo ra các sản phẩm có ñộchính xác cao, chất lượng tốt với giá thành
hạ. Nếu ñộcứng của khuôn cao, khảnăng chống mài mòn tốt thì dộbền và ñộ
dai va ñập lại kém, khuôn dễbịsứt, vỡ. Song ñể ñộbền và ñộdai cao, thì ñộ
cứng và khảnăng chống mài mòn lại kém. Cần có biện pháp tăng ñộcứng và
chống mài mòn bềmặt.
Vật liệu làm khuôn dập nguội có chất lượng cao hiện nay thường dùng là
thép SKD11 (Nhật bản), thông thường, khuôn chỉcần nhiệt luyện tôi và ram
là ñã có thể ñáp ứng ñược các cơtính làm việc. Song với khuôn dập vuốt, dập
sâu, với mẻdập lên ñến hàng triệu sản phẩm, bềmặt khuôn bịmài mòn mạnh.
Do vậy cần áp dụng các lớp phủcứng và chống mài mòn.
Thấm nitơlà công nghệxửlý bềmặt nâng cao khảnăng chống mài mòn
có hiệu quả. Công nghệnày ñược áp dụng phổbiến cho họkhuôn dập nóng
và ñùn ép. ỞViệt Nam, ñã có nhiều công trình nghiên cứu công nghệthấm
nitơtrên thép SKD61 dùng làm khuôn dập nóng. Song với thép SKD11, hầu
nhưchưa có công bốnào vềthấm nitơ. Vì vậy, với mục tiêu nâng cao chất
lượng cho khuôn dập sâu và vuốt, ñã ñặt ra ñềtài:“Nghiên cứu quy trình công
nghệthấm nitơthểkhí cho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội”.
Mục tiêu của ñềtài: Nghiên cứu xác lập quy trình công nghệthấm nitơ
thể khí cho thép SKD11 dùng làm khuôn nguội (dập vuốt và dập sâu) bao
gồm: ảnh hưởng của thời gian thấm, nhiệt ñộthấm và ñộphân hủy khí thấm
trong quan hệvới chế ñộnhiệt luy ện trước ñó thông qua khảo sát tổchức tế
vi, sựphân bố ñộcứng từbề m ặt vào nền vật liệu, chiều dày, cấu trúc lớp
thấm và khảnăng chống mài mòn; nhằm nâng cao chất lượng, tuổi thọcủa
khuôn dập nguội.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan vềkhuôn dập nguội
1.1.1. Sơlược vềkhuôn dập nguội
Khuôn dập nguội là dụng cụtạo hình sản phẩm dưới tác dụng của áp lực,
phôi dùng ñểtạo hình ởtrạng thái nguội (T < T
ktl
), thường có dạng tấm mỏng,
như thép cacbon thấp dạng tấm, thép không gỉ, hợp kim nhôm, hợp kim
magie . Ngày nay, công nghiệp ô tô, ñồgia dụng, các ngành công nghiệp phụ
trợkhác phát triển kéo theo một sốlượng lớn khuôn dập nguội cần có như
khuôn ñột dập, khuôn dập sâu, khuôn dập vuốt
Về mặt chủng loại thì khuôn dập ñược sử dụng rất ña dạng với nhiều
chủng loại khác nhau. Tuy nhiên dựa vào tính năng làm việc có thểchia ra
làm hai dòng khuôn chính là khuôn dập vuốt, dập sâu và khuôn ñột dập.
Một vài ví dụvềcác loại khuôn và ñặc ñiểm ứng dụng của nó nhưsau:
- Dụng cụuốn cong, tạo hình nổi, vuốt. ðây có thểgọi chung là khuôn
dập vuốt tạo hình, yêu cầu ñộcứng bềmặt rất cao và ñộdai va ñập vừa phải.
Loại này ñược dùng ñểdập sâu xoong, nồi làm bằng nhôm hoặc inox, dụng cụ
y tếtừtấm thép không gỉ
- Khuôn ñột dập, cắt phôi tiền, dập lỗ. Loại này thì cần ñộcứng thấp hơn
khuôn dập vuốt do phải chịu va ñập mạnh và thường xuyên hơn. Ứng dụng
chủ y ếu của loại nhưlà: dập ñồng tiền xu bằng hợp kim, ñột dập tấm thép
mỏng sản xuất cây máy vi tính
Cấu tạo của khuôn gồm hai phần: khuôn trên và khuôn dưới. Khuôn trên
(còn ñược gọi là chày) ñược gắn với búa, chuy ển ñộng nhờáp lực của búa.
Khuôn dưới (còn gọi là cối) ñược cố ñịnh.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Arzamaxoc B.N (2001), Vật li ệ u h ọ c(Chu Thiên Tr ươ ng d ị ch), NXB Giáo D ụ c, Hà
Nội.
2. Lê Công Dưỡng (1996), Vật liệu học,NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
3. Phùng Tố Hằng, Nguyễn Văn ðức (2010), “Nhiệt luy ện trước khi thấm
nitơcho thép SKD11 dùng làm khuôn dập nguội”, Tạp chí Khoa học và công
nghệcác trường ñại học kỹthuật, số75, tr. 121-125.
4. Phùng TốHằng (2006), “Xửlý nhiệt sau tôi ñể ñạt tổchức tếvi và cơtính
tối ưu, nâng cao tuổi thọcủa khuôn dập nguội làm bằng thép SKD11”, Tạp
chí khoa học và công nghệ, sốtháng 5, năm 2006, tr. 37-40.
5. Nghiêm Hùng (1997), Sách tra cứu thép, gang thông dụng,NXB ðại học
Bách khoa Hà Nội.
6. Nghiêm Hùng (2004), Vật liệu học cơsở, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà
Nội.
7. Tạ Văn Thất, Phạm Thị Minh Phương (2000), Công nghệ nhiệt luyện,NXB
Giáo dục, Hà Nội .
8. Nguyễn Văn Tư(1999), Xử lý bề mặt, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
9. Các phương pháp nghiên cứu kim loại và hợp kim(1990), NXB ðại học
Bách khoa Hà Nội.
Tiếng Anh
10. André Paulo Tschiptschin (2002), Predicting Microstructure Development
During High Temperature Nitriding of Martensitic Stainless Steels Using
Thermodynamic Modeling, science vol 299 32, January 2002
11. Burce Wright (2002), Selection of materials for blanking and piercing
dies, http://keytosteel.com.
12. Jerome Darbellay, Drs D.Embury and H. Zurob (2006), Gas nitriding: An
industrial perspective, MES 701 Seminar Department of Materials Science
and Engineering McMaster University, March 22, 2006
13. Queen H.J.M., Jin N (1995), Materials science and engineering, Vol.A
190, No.1-2, page 43-53.
14. X. A. FILINOP, I. V. FIRGER (1979), S ổtay nhi ệ t luy ệ n, NXB Khoa học và Kỹ
thu ậ t, Hà N ộ i.
15. Nitrig state of the art controlled gas nitriding technology,
ww.nitrexmetaltech.com
16. Amec, Ams Commtittee (2006), Automated gaseous nitriding controlled
by nitriding potential, www.sciencemag.org