XỬ LÍ NHIỆT VÀ XỬ LÍ BỀ MẶT_Phần 1.2

 Tiếp tục với Seri Xử lí nhiệt

d)     Thấm nitơ 塩浴軟窒化(Thường sử dụng)

Tôi thấm ni tơ là quá trình xử lý bề mặt kim loại, nâng cao độ cứng bề mặt bằng phương pháp xử lý nhiệt hóa học. (Đặc biệt là các loại hợp kim trong đó có các nguyên tố như crôm (~1,6%), môlipđen (~ 0,30%), nhôm (~1,00%) tạo nên nitrit cứng, phân tán và ổn định hơn nitrit sắt).
塩浴軟窒化とは、熱処理によって対象物の表面硬度を向上させる処理です。

Phần này không cho vào sơ đồ phân loại ở phần 1.1 (Mặc dù mục đích đều là làm cứng, nhưng nguyên lí lại khác với các loại trên). 

Điểm khác nhau được đưa ra bên dưới:

Quá trình tôi thấm ni tơ cho phép các nguyên tử nito khuyếch tán vào các khe hỡ của bề mặt kim loại. Ni tơ lấp đầy các khe hở (Khiến bề mặt trở thành một khối trơn nhẵn và tăng độ cứng kim loại lên cao hơn).
塩浴軟窒化は、塩浴中にて鋼の表面に窒素を染み込ませ、金属元素と結合させることにより硬い窒化物層を形成することで表面を硬化する処理になります。

 Mặt khác, Tôi làm tăng độ cứng bằng cách gây ra sự thay đổi cấu trúc trong kim loại và giữ nguyên trạng thái đó. Do đó, có nguy cơ bị biến dạng và thay đổi kích thước đồng thời khi có được độ cứng.
一方焼入れは、金属の組織変化を起こしてその歪みのある状態を留めることによって硬さを得ています。そのため硬さを得られると同時に変形や寸法変化などのリスクがあります。 

Trong xử lý thấm nitơ mềm, quá trình xử lý được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ điểm biến đổi (nhiệt độ mà cấu trúc của thép thay đổi).Đây là một quá trình có nguy cơ biến dạng thấp hơn nhiều so với quá trình tôi.
軟窒化処理では、変態点温度（鋼が組織変化する温度）よりも低い温度で処理を行うため、焼入れよりも変形のリスクが極めて低い処理となっています。 

Xử lý thấm nitơ thường được lựa chọn chủ yếu với mục đích nâng cao khả năng chống mỏi, chống mài mòn và chống ăn mòn.Hầu hết các vật liệu (Các loại thép như thép cacbon, thép cán nguội, thép kết cấu, thép không gỉ, v.v.) đều có thể xử lí thấm Ni tơ, sau khi xử lí vẫn có thể thực hiện mài, đánh bóng.
軟窒化処理は主に耐疲労強度、耐摩耗性、耐食性の向上を目的として選択されることが多く、特徴としてはほとんどの材料（炭素鋼、冷間圧延鋼、構造用鋼、ステンレス鋼など様々な鋼種）に処理が可能で、処理後の研磨処理にも対応が可能です。

Điểm chú ý 5: Thép không gỉ thuộc hệ Austenit vì không tôi để tăng cứng được nên thường chọn phương pháp này để đạt được độ cứng bề mặt cao và đáp ứng điều kiện làm việc (ít gỉ, chịu mài mòn, chịu ăn mòn, chịu va đập…) (*Theo như giới hạn trong công ty mình là vậy). 

Phần tiếp theo sẽ là những ứng dụng phương pháp đã giới thiệu ở trên vào công việc hằng ngày của mình. 

1.     3. Ứng dụng

a)     Ví dụ 1: Trục truyền động (Tôi cao tần ở vị trí lắp then) 

*Với điều kiện hoạt động bình thường thì mình hay chọn SGD-400D (C= 0,2 ～ 0,25%, Độ cứng 28 HRC. Cường độ kéo : 450 - 850 N/mm2). 

*Điều kiện hoạt động khắt khe hơn, đòi hỏi chịu mài mòn hơn (Kèm theo điều kiện bố trí thiết bị hẹp, dẫn đến các bộ phận cũng buộc phải làm nhỏ lại, nhưng lại chịu cường độ cao) trục nhỏ dài, mình thường chọn thép dụng cụ SK4-DR (C= 0.9～1.0％ Độ cứng dưới 44HRC). 

*Điều kiện hoạt động chịu va đập, tại vị trí rãnh then kết nối giữa trục truyền và puli bằng then, mình thường dùng thép SK4-DR (Fi 16 trở lên) kết hợp tôi cao tần ở các vị trí lắp then để đạt được độ cứng 50~55HRC. 

Điểm chú ý 6: Quá trình tôi có hiệu quả khi hàm lượng cacbon từ 0,3% trở lên, và càng cứng hơn khi hàm lượng cacbon tăng lên. Vì SS400 có hàm lượng cacbon từ 0,3% trở xuống nên tôi không có tác dụng. Ngoài ra, việc cải thiện độ cứng đạt đỉnh ở mức 0,6%, nhưng vật liệu SK có hàm lượng cacbon từ 0,6% trở lên (SK95, v.v.)  nên khi tôi cải thiện thêm khả năng chống mài mòn.
焼入れは炭素量が0.3％以上で効果が出て、炭素量が増えるほど硬くなります。SS400は炭素量が0.3％以下なので焼入れ効果はありません。また硬さの向上は0.6％で頭打ちになりますが、炭素量0.6％以上のSK材（SK95など）はさらに耐摩耗性が向上します。 

b)     Ví dụ 2: Trục truyền động đường kính 6mm dài 110mm (Tôi cao tần toàn bộ bề mặt). 

Khách hàng yêu cầu vật liệu SK4-DR. Vẫn là tôi cao tần toàn bộ bề mặt để đạt độ cứng 50~55HRC. 

Nhưng lần này thì bên công ty gia công có liên hệ lại, khi tôi những trục có đường kính dưới 10mm, mặc dù là tôi trên bên mặt nhưng vì đường kính nhỏ nên trên thực tế là hầu như tôi toàn bộ phần trục (thực ra không phải là không điều chỉnh được độ sâu của tôi, cái này tùy thiết bị của nơi đó, hơn nữa trục nhỏ như vậy nó cũng truyền nhiệt vào trong lõi) Vì vậy sau khi tôi xong trục sẽ bị cong vênh, khó đạt được kích thước với các sai số trong bản vẽ, đối sách bên chế tạo đưa ra là, sau khi tôi xong đem đi mài lại (Gia công tinh) để đạt được giá trị theo bản vẽ. Và hỏi mình là giới hạn cho phép về độ biến dạng công vênh là bao nhiêu.

 Vấn đề là lần này mình làm 20 cái trục như vậy, mà mỗi trục nếu không mài thì sẽ rẻ hơn tầm 2 triệu, nhân 20 cái, sẽ tiết kiệm 40 triệu. Nên mình chọn tôi xong giữ nguyên vậy không cần mài.  

Lúc ngồi làm thiết kế thì các bác chắc cũng phải luôn cân nhắc giữa nhiều yếu tố, giá thành, công nghệ, rồi kích thước sản phẩm, sai số...Phải cân bằng được tất cả các cái đó. 

c)     Ví dụ 3: Kẹp khí (Dùng để gắp phôi, đòi hỏi đầu gắp có độ cứng cao, chịu được mài mòn, làm bằng vật liệu không gỉ SUS303). 

Với vật liệu này mình chọn kiểu thấm Ni tơ để đạt độ cứng và cơ tính theo yêu cầu. Thấm cũng có nhiều kiểu thấm, tùy từng loại thì giá gia công và cơ tính của vật liệu cũng thay đổi. Thấm bằng khí Ni tơ, thấm bằng ion bề mặt có thể đạt độ cứng trên 69HRC ( ガス窒化、イオン窒化, 最表面硬度は69 HRC以上).

Phương pháp này giá thành cao hơn nhiều so với tôi-ram để tăng độ cứng. 

Mấy bác đừng hỏi tại sao mày không đem tôi để thay đổi độ cứng nhé. Theo như cái sự học từ trên ngọn xuống của em thì SUS303, SUS304, SUS316 thì nó không thể điều chỉnh cơ tính bằng cách xử lí nhiệt (Không thể tăng cường pha chuyển đổi vì nó thuộc Austenit (オーステナイト系)).

Còn thép không gỉ mà thuộc Mactenxit (マルテンサイト系) như SUS410 hay SUS440C(Sau tôi đạt độ cứng  trên 58HRC) các tính chất cơ học có thể điều chỉnh bằng cách xử lí nhiệt (Có thể tôi). Tuy nhiên SUS440C rất cứng và khó gia công (材料の硬度的に加工不可) dùng SUS420F センタレス／真空焼き入れにて

d)     Ví dụ 4: Trục chủ động (Hoạt động với cường độ cao, chịu va đập, yêu cầu vật liệu thép hợp kim dùng chế tạo máy SCM, và độ cứng đạt 60HRC tôi thể tích, toàn bộ trục). 

      Mình không hiểu sao khách hàng lại yêu cầu thế này nữa, cái trục này có độ cứng như cái mũi khoan ấy, nếu nó rơi xuống đất cái, đôi khi cũng bị gãy làm hai. Sau khi liên hệ và hỏi kỹ điều kiện làm việc (Hoạt động trong thời gian dài, truyền momen xoắn, cái trục trước của họ làm bằng SGD-400D, và bị nứt ở ngay vị trí rãnh then). Vì khách hàng là thượng đế nên mình cũng cắn răng cắn cỏ làm theo yêu cầu, rồi xin báo giá, đồng thời cũng báo giá thêm phương án của mình nữa.

Phương án của khách: Chọn SCM435 (Hình như có hàm lượng cao nhất trong mấy cái đứa SCM thì phải).

Thành phần SCM435
Hình 5: Thành phần SCM435

Trên lí thuyết thì nó có thể tôi để đạt được độ cứng 63HRC nếu làm nguội trong nước, 61HRC nếu làm nguội trong dầu. Nhưng bên công ty gia công báo lại, với độ cứng này thì không đạt được, khi làm nguội, khả năng trục bị nứt vỡ cao. 

Phương án của mình: Dùng thép SCM435, thấm các bon bề mặt(浸炭焼入れ), độ cứng bề mặt yêu cầu sau tôi, trên 60HRC. Vì sau tôi kích thước bị thay đổi nên phải thực hiện nguyên công mài (研磨) (Tốn thêm mỗi cái trục bay 1 man rưỡi tiền mài). Trục có đầy đủ cơ tính, đáp ứng điều kiện hoạt động. 

e)     Ví dụ 6: Tăng cứng cho thép các bon thông thường S20C. 

      Làm sao tôi khi thép có hàm lượng các bon thấp (nhỏ hơn 0.25%). Trước tiên tiến hành thấm các bon bề mặt, để hàm lượng các bon ở bề mặt đạt đến 0,8%, sau đó tiến hành tôi ram bình thường. Kết quả đạt được với bề mặt có độ cứng cao, bên trong mềm dẻo, có thể hấp thụ được rung động, va đập, chống nứt vỡ, thường làm các viên bi trong các trò chơi game.
浸炭焼入れ炭素含有量が0.25％以下のS20Cなどの表面に炭素を浸み込ませる浸炭処理を行うと、表面の炭素含有量が0.8％レベルまで上がります。この状態で焼入れ焼戻しを行うことで、表面をカチカチに硬く、内部は軟らかいままの二重構造をつくります。玉は浸炭処理を行うことで、衝撃を吸収し割れを防いでいます。

Tạm thời kết thúc vì dài quá. Còn phần Xử lý Alumite (アルマイト処理) của hợp kim nhôm, rồi phần mạ bề mặt kim loại. Chắc để phần tiếp. Các bác có cái gì hay trong quá trình làm việc thì chia sẽ em với. 
じゃ、またね

0 コメント