Giáo trình Công nghệ gia công bằng áp lực

kim loaïi . • 1.5 Nhöõng nhaân toá aûnh höôûng ñeán tính deûo cuûa kim loaïi . • 1.6 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán tính chaát vaø toå chöùc cuûa kim loaïi . • 1.7 Söï keát tinh laïi . • 1.8 Caùc ñònh luaät cô baûn aùp duïng khi gia coâng • baèng aùp löïc. 1.1Ñònh nghóa. Phöông phaùp taïo phoâi döïa vaøo nguyeân lyù bieán daïng deûo cuûa kim loaïi döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc laøm thay ñoåi hình daùng, kích thöôùc theo yù muoán. 1.2 Öu – nhöôïc ñieåm cuûa gia coâng baèng aùp löïc  So vôùi ñuùc. * Öu ñieåm: Khöû ñöôïc moät soá khuyeát taät nhö roã khí, roã co laøm cho toå chöùc kim loaïi mòn, cô tính saûn phaåm cao.  Coù khaû naêng bieán toå chöùc haït cuûa kim loaïi thaønh toå chöùc thôù, coù khaû naêng taïo ñöôïc caùc toå chöùc thôù uoán, xoaén khaùc nhau laøm taêng cô tính cuûa saûn phaåm.  Ñoâä boùng, ñoä chính xaùc cao hôn caùc chi tieát ñuùc.  Deã cô khí hoaù vaø töï ñoäng hoaù neân naêng suaát cao, giaù thaønh haï. * Haïn cheá: Khoâng gia coâng ñöôïc caùc chi tieát phöùc taïp  Khoâng reøn daäp ñöôïc caùc chi tieát quaù lôùn.  Khoâng gia coâng ñöôïc caùc kim loaïi doøn. *So vôùi caét goït: *Öu ñieåm :  Naêng suaát cao, pheá lieäu ít, giaù thaønh haï.  Reøn, daäp laø nhöõng phöông phaùp cô baûn ñeå taïo phoâi cho gia coâng caét goït. *Nhöôïc ñieåm :  Ñoä boùng, ñoä chính xaùc thaáp hôn so vôùi gia coâng caét goït. 1.3 Phaân loaïi caùc phöông phaùp gia coâng baèng aùp löïc. 1.3.1 Phöông phaùp caùn . 1.3.2 Phöông phaùp keùo kim loaïi . 1.3.3 Phöông phaùp eùp kim loaïi . 1.3.4 Reøn töï do. 1.3.5 Reøn khuoân(Daäp noùng) 1.3.6 Daäp taám(Daäp nguoäi) 1.3.1 Phöông phaùp caùn . Phöông phaùp caùn laø phöông phaùp bieán daïng kim loaïi giöõa hai truïc caùn quay ngöôïc chieàu nhau ñeå ñöôïc saûn phaåm caùn coù tieát dieän gioáng nhö loã hình (khe hôû giöõa 2 truïc caùn) vaø coù chieàu daøi khoâng haïn cheá. 1.3.2 Phöông phaùp keùo kim loaïi : Laø phöông phaùp bieán daïng deûo kim loaïi qua loã hình cuûa khuoân keùo döôùi taùc duïng cuûa löïc keùo, phoâi ñöôïc vuoát daøi ra, giaûm dieän tích tieát dieän ngang, taêng chieàu daøi. 1.3.3Phöông phaùp eùp kim loaïi : Kim loaïi sau khi nung noùng cho vaøo buoàng eùp,döôùi taùc duïng cuûa chaøy eùp kim loaïi chui qua loã khuoân eùp coù hình daïng vaø kích thöôùc cuûa chi tieát caàn cheá taïo. 1.3.4 Phöông phaùp reøn töï do : Laø phöông phaùp bieán daïng töï do kim loaïi döôùi taùc duïng löïc daäp cuûa buùa hoaëc löïc eùp cuûa maùy eùp. 1.3.5 Phöông phaùp reøn khuoân : Laø phöông phaùp bieán daïng deûo kim loaïi trong loøng khuoân reøn döôùi taùc duïng cuûa löïc daäp. 1.3.6 Daäp taám : Laø phöông phaùp bieán daïng deûo phoâi kim loaïi ôû daïng taám, trong khuoân döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc ñeå taïo thaønh saûn phaåm coù hình daïng, kích thöôùc theo yeâu caàu. 1.4. Söï bieán daïng deûo cuûa kim loaïi 1.4.1 Khaùi nieäm. Kim loaïi khi chòu taùc duïng cuûa ngoaïi löïc ñeàu xaûy ra ba giai ñoaïn laø bieán daïng ñaøn hoài,bieán daïng deûo, phaù huûy. Xeùt bieán daïng deûo laø bieán daïng maø sau khi ñaõ boû löïc taùc duïng vaãn coøn moät phaàn bieán daïng dö ñöôïc giöõ laïi vaø treân caùc phaàn töû cuûa vaät theå khoâng nhaän thaáy coù söï phaù huyû.  Bieán daïng deûo ôû kim loaïi bao goàm bieán daïng deûo cuûa ñôn tinh vaø ña tinh. Bieán daïng deûo cuûa ñôn tinh theå: Laø bieán daïng deûo theo cô cheá tröôït vaø song tinh. Kim loaïi khaùc nhau thì coù tính deûo khaùc nhau.  Bieán daïng deûo cuûa ña tinh theå. Ña tinh theå laø taäp hôïp cuûa caùc ñôn tinh. Bieán daïng cuûa ña tinh goàm 2 daïng: Bieán daïng trong noäi boä haït : Goàm söï tröôït vaø song tinh. Söï tröôït xaûy ra ñoái vôùi caùc haït coù phöông keát hôïp vôùi phöông cuûa löïc taùc duïng 450seõ tröôït tröôùc roài ñeán caùc maët khaùc. Söï song tinh saûy ra khi coù löïc taùc duïng lôùn ñoät ngoät gaây ra bieán daïng deûo cuûa kim loaïi.  Bieán daïng ôû vuøng tinh giôùi : Taïi ñaây chöùa nhieàu taïp chaát deã chaûy vaø maïng tinh theå bò roái loaïn cho neân söï tröôït vaø bieán daïng thöôøng ôû nhieät ñoä t0>9500C. Giaûi thích söï tröôït. * Theo thuyeát leäch, kim loaïi keát tinh khoâng saép xeáp theo qui luaät moät caùch lyù töôûng maø thöïc teá coù nhöõng choã leäch, caùc nguyeân töû ôû vò trí leäch luoân coù xu höôùng trôû veà vò trí caân baèng. Khi coù löïc taùc duïng thì ñaàu tieân söï di ñoäng xaûy ra ôû caùc ñieåm leäch, caùc vuøng laân caän cuõng dòch chuyeån theo. Cuoái cuøng laïi taïo neân choã leäch môùi. Quaù trình cöù tieáp tuïc ñeán khi khoâng coøn löïc taùc duïng nöõa. * Hieän töôïng tröôït coøn ñöôïc giaûi thích baèng moät hieän töôïng khaùc ñoù laø söï khuyeách taùn khi nhieät ñoä taêng cao, caùc nguyeân töû di ñoäng maïnh daàn vaø dòch chuyeån sang moät vò trí caân baèng khaùc, laøm maïng tinh theå bò bieán daïng döôùi hình thöùc tröôït. BDÑH laø bieán daïng maø khi thoâi taùc duïng löïc, kim loaïi seõ trôû veà vò trí ban ñaàu. Giaûi thích hieän töôïng song tinh .Döôùi taùc duïng cuûa öùng suaát tieáp , trong tinh theå coù söï dòch chuyeån töông ñoái cuûa haøng loaït caùc maët ngtöû naøy so vôùi caùc maët khaùc. Qua moät maët phaúng coá ñònh naøo ñoù goïi laø maët song tinh. Hieän töôïng song tinh xaûy ra raát nhanh vaø maïnh khi bieán daïng ñoät ngoät, toác ñoä bieán daïng lôùn  1.4.2 Caùc hieän töôïng xaûy ra khi bieán daïng deûo.  Söï thay ñoåi hình daïng haït :Söï thay ñoåi hình daïng haït chuû yeáu laø nhôø quaù trình tröôït . Haït khoâng nhöõng thay ñoåi veà kích thöôùc maø coøn coù theå vôõ ra thaønh nhieàu khoái nhoû laøm taêng cô tính.  Söï ñoåi höôùng cuûa haït : Tröôùc khi bieán daïng caùc haït saép seáp khoâng theo moät höôùng nhaát ñònh naøo.Söï hình thaønh toå chöùc sôïi daãn ñeán söï sai khaùc veà cô, lí tính cuûa kim loaïi theo nhöõng höôùng khaùc nhau, laøm cho kim loaïi maát tính ñaúng höôùng .  Söï taïo thaønh öùng suaát dö : Khi gia coâng aùp löïc do bieán daïng khoâng ñeàu vaø khoâng cuøng moät löïc neân trong noäi boä vaät theå sau khi bieán daïng coøn ñeå laïi öùng suaát goïi laø öùng suaát dö. Coù 3 loaïi öùng suaát dö: Öùng suaát dö loaïi 1 (1): Laø öùng suaát dö sinh ra do söï bieán daïng khoâng ñoàng ñeàu giöõa caùc boä phaän cuûa vaät theå.  ÖÙng suaát dö loaïi 2 (2): Laø öùng suaát dö sinh ra do söï bieán daïng khoâng ñoàng ñeàu giöõa caùc haït.  ÖÙng suaát dö loaïi 3 (3): Laø öùng suaát dö sinh ra do söï bieán daïng khoâng ñoàng ñeàu trong noäi boä haït. Söï thay ñoåi theå tích vaø theå troïng. Khi bieán daïng deûo trong noäi boä haït luoân xaûy ra hai quaù trình:  Taïo ra nhöõng veát nöùt, khe xoáp, loã roã teá vi do söï vôõ naùt cuûa maïng tinh theå khi tröôït vaø song tinh.  Quaù trình haøn gaén nhöõng loã roã,veát nöùt khi keát tinh laïi. Do ñoù khi gia coâng aùp löïc, tæ troïng vaø theå tích cuûa kim loaïi bò thay ñoåi ñaùng keå. 1.5 Nhöõng nhaân toá aûnh höôûng ñeán tính deûo cuûa kim loaïi. 1.5.1 Traïng thaùi öùng suaát . 1.5.2 Toác ñoä bieán daïng vaø nhieät ñoä . 1.5.3 Thaønh phaàn vaø toå chöùc kim loaïi . 1.5.1 Traïng thaùi öùng suaát : o Traïng thaùi öùng suaát keùo caøng ít, neùn caøng nhieàu thì tính deûo kim loaïi caøng cao.  Traïng thaùi öùng suaát neùn khoái laøm kim loaïi coù tính deûo cao hôn neùn maët phaúng vaø ñöôøng thaúng coøn traïng thaùi öùng suaát keùo khoái thì laïi laøm tính deûo kim loaïi keùm ñi. 1.5.2 Toác ñoä bieán daïng vaø nhieät ñoä . Toác ñoä bieán daïng laø löôïng bieán daïng daøi töông ñoái trong moät ñôn vò thôøi gian. W= Gia coâng nguoäi t0 = TKTL Neáu taêng toác ñoä bieán daïng seõ laøm giaûm tính deûo cuûa kim loaïi do coù söï bieán cöùng cuûa kim loaïi. dtV d V . Gia coâng noùng t0 > TKTL Ôû nhieät ñoä khoâng quaù cao : Ñoái vôùi theùp t0= 9000 C Khi taêng toác ñoä bieán daïng(W) thì löïc ma saùt laøm taêng nhieät ñoä cuûa kim loaïi leân 10000C  11000C neân theùp raát deûo.  Gia coâng kim loaïi ôû nhieät ñoä quaù cao : Neáu taêng W thì löïc ma saùt laøm taêng nhieät ñoä cuûa kim loaïi ñeán vuøng quaù nhieät laøm ñoä deûo giaûm , ñoä cöùng taêng leân. 1.5.3 Thaønh phaàn vaø toå chöùc kim loaïi. Thaønh phaàn vaø toå chöùc kim loaïi lieân quan vôùi nhau. Kim loaïi ôû traïng thaùi nguyeân chaát hoaëc moät pha dung dòch raén bao giôø cuõng coù tính deûo cao hôn vaø deã bieán daïng hôn so vôùi kim loaïi coù caáu taïo hoãn hôïp cô hoïc hoaëc hôïp chaát hoaù hoïc. Vd : Theùp % C thaáp deûo hôn theùp %C cao. 1.6 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán tính chaát vaø toå chöùc cuûa kim loaïi. 1.6.1 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán toå chöùc vaø cô tính kim loaïi . 1.6.2 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo tôùi lyù tính kim loaïi . 1.6.3 Aûnh höôûng cuûa bieàn daïng deûo tôùi hoaù tính . 1.6.1 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo ñeán toå chöùc vaø cô tính kim loaïi. Toác ñoä bieán daïng caøng taêng thì söï vôõ naùt cuûa caùc haït caøng lôùn, ñoä haït caøng giaûm do ñoù cô tính caøng cao.  Bieán daïng deûo giuùp khöû ñöôïc caùc khuyeát taät nhö xoáp co, roã khí, roã co, loõm co laøm taêng ñoä mòn chaët cuûa kim loaïi laøm cô tính taêng leân. Bieán daïng deûo coù theå taïo ñöôïc caùc thôù uoán xoaén khaùc nhau laøm taêng cô tính saûn phaåm.  Toác ñoä bieán daïng cuõng coù aûnh höôûng lôùn tôùi cô tính saûn phaåm : Neáu toác ñoä bieán daïng caøng lôùn thì söï bieán cöùng caøng nhieàu , söï khoâng ñoàng ñeàu cuûa bieán cöùng caøng nghieâm troïng vaø söï phaân boá thôù caøng khoâng ñeàu do ñoù cô tính keùm. 1.6.2 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo tôùi lyù tính kim loaïi. Bieán daïng deûo laøm taêng ñieän trôû, giaûm tính daãn ñieän vaø laøm thay ñoåi töø tröôøng trong kim loaïi.  Tính daãn ñieän : Bieán daïng deûo taïo ra söï sai leäch trong maïng tinh theå laøm tính lieân tuïc cuûa ñieän tröôøng trong tinh theå bò phaù vôõ, ngoaøi ra noù coøn taïo nhöõng maøng chaén caûn trôû söï chuyeån ñoäng töï do cuûa ñieän töû. Ñaây laø nguyeân nhaân laøm taêng ñieän trôû cuûa kim loaïi. Tính daãn nhieät : Bieán daïng deûo laøm giaûm tính daãn nhieät. Do bieán daïng deûo laøm xoâ leäch maïng, laøm xoâ leäch vuøng tinh giôùi, laøm giaûm bieân ñoä dao ñoäng nhieät cuûa caùc ñieän töû.  Töø tính : Caùc sai leäch taïo ra khi bieán daïng deûo laøm thay ñoåi caùch boá trí töø tröôøng cô baûn trong kim loaïi do ñoù laøm thay ñoåi töø tính, ñoä thaám töø, . 1.6.3 Aûnh höôûng cuûa bieán daïng deûo tôùi hoaù tính. Sau khi bieán daïng deûo naêng löôïng töï do cuûa caùc kim loaïi taêng do ñoù hoaït tính hoaù hoïc cuûa kim loaïi cuõng taêng leân. 1.7 Söï keát tinh laïi. Kim loaïi ôû traïng thaùi ñaëc coù hieän töôïng keát tinh (sinh ra taâm maàm, phaùt trieån maàm ) goïi laø hieän töôïng keát tinh laïi .  Khi gia coâng nguoäi beà maët kim loaïi bò bieán cöùng ( ñoä cöùng taêng, ñoä deûo giaûm ). Ñeå khöû bieán cöùng ta nung kim loaïi leân t0, giöõ nhieät,uû keát tinh laïi roài ñem gia coâng tieáp. Hieän töôïng keát tinh laïi goàm 3 giai ñoaïn :  Giai ñoaïn hoài phuïc: t0 = (0.2÷ 0.3)Tnc (0K )  Giai ñoaïn keát tinh laïi laàn 1: t0 = 0.4 Tnc  Giai ñoaïn keát tinh laïi laàn 2: t0 > 0.4 Tnc Trong gia coâng aùp löïc caàn traùnh löôïng bieán daïng tôùi haïn vì ôû ñoù ñoä haït kim loaïi lôùn nhaát laøm cô tính keùm.  Gia coâng noùng t0> TKTL(0K ) TKTL=0.4 Tnc (0K ) Gia coâng ôû nhieät ñoä cao neân kim loaïi coù ñoä deûo cao, ñoä beàn ,ñoä cöùng thaáp neân löïc bieán daïng khoâng lôùn, coâng suaát thieát bò khoâng lôùn, nhöng ñoä chính xaùc, ñoä boùng cuûa beà maët kim loaïi khoâng cao. Thöôøng gia coâng phoâi daïng khoái.  Gia coâng nguoäi t0< TKTL (0K ) Löïc bieán daïng lôùn,ñoøi hoûi coâng suaát thieát bò lôùn. Ñoä chính xaùc vaø ñoä boùng beà maët cao. Thöôøng gia coâng phoâi daïng taám. 1.8 Caùc ñònh luaät cô baûn aùp duïng khi gia coâng baèng aùp löïc. 1.8.1 Ñònh luaät bieán daïng ñaøn hoài toàn taïi song song vôùi bieán daïng deûo. 1.8.2 Ñònh luaät öùng suaát dö. 1.8.3 Ñònh luaät theå tích khoâng ñoåi . 1.8.4 Ñònh luaät trôû löïc beù nhaát. 1.8.1 Ñònh luaät bieán daïng ñaøn hoài toàn taïi song song vôùi bieán daïng deûo.  Khi gia coâng aùp löïc neáu trong kim loaïi xaûy ra bieán daïng deûo bao giôø cuõng coù moät löôïng bieán daïng ñaøn hoài keøm theo (ñöôïc xaùc ñònh baèng goùc ñaøn hoài , phuï thuoäc vaøo moduyn ñaøn hoài E cuûa vaät lieäu vaø chieàu daøy taám kim loaïi)  Gia coâng nguoäi : Kim loaïi daïng taám seõ chòu aûnh höôûng lôùn.  Gia coâng noùng : Kim loaïi daïng khoái , aûnh höôûng cuûa bieán daïng ñaøn hoài coù theå boû qua. Thöôøng ñeå aùp duïng khi thieát keá khuoân daäp, vaät daäp phaûi keå ñeán löôïng bieán daïng dö do bieán daïng ñaøn hoài gaây ra. 1.8.2 Ñònh luaät öùng suaát dö.  Khi gia coâng aùp löïc do nung noùng vaø laøm nguoäi khoâng ñeàu, löïc bieán daïng, löïc ma saùt phaân boá khoâng ñeàu laøm phaùt sinh ra öùng suaát dö toàn taïi caân baèng beân trong vaät theå kim loaïi. Neáu khoâng caân baèng thì seõ coù quaù trình tích, thoaùt öùng suaát laøm cho vaät theå bieán daïng ngoaøi yù muoán ñeå öùng suaát dö toàn taïi caân baèng. 1.8.3 Ñònh luaät theå tích khoâng ñoåi . « Theå tích cuûa vaät theå tröôùc khi bieán daïng baèng theå tích vaät theå sau khi bieán daïng » Goïi theå tích vaät tröôùc khi gia coâng laø V0  Goïi theå tích vaät sau khi gia coâng laø V. Vaät theå coù chieàu cao, roäng, daøi tröôùc khi gia coâng laø: h0 ; b0 ; l 0 Vaät theå coù chieàu cao, roäng, daøi sau khi gia coâng laø: h ; b ; l Theo ñieàu kieän theå tích khoâng ñoåi ta coù : h.b. l = h0.b0.l0  ln + ln + ln =0  + + =0 (*) Phöông trình (*) goïi laø phöông trình ñieàu kieän theå tích khoâng ñoåi. ; ; : Laø caùc öùng bieán chính. 1 000  l l b b h h 0h h 0b b 0l l 1 2 3 1 2 3 Nhaän xeùt : Khi gia coâng bieán daïng neáu toàn taïi caû ba öùng bieán chính nghóa laø coù söï thay ñoåi kích thöôùc caû ba chieàu thì ñaàu cuûa moät öùng bieán phaûi traùi daáu vôùi hai öùng bieán kia vaø coù giaù trò tuyeät ñoái baèng toång cuûa hai öùng bieán kia. 0 = + - = + 0h h  3 1 2 3 1 2 1 2 3 Khi coù moät öùng bieán baèng 0 thì hai öùng bieán coøn laïi phaûi ngöôïc daáu vaø coù trò soá tuyeät ñoái baèng nhau. Daäp khoâng laøm moûng thaønh phoâi : S = S = 0 = Aùp duïng ñeå tính toaùn kích thöôùc, khoái löôïng phoâi tröôùc khi gia coâng. F SP 1 2 3 1.8.4 Ñònh luaät trôû löïc beù nhaát.  Khi bieán daïng kim loaïi, moät chaát ñieåm baát kì treân vaät theå bieán daïng seõ di chuyeån theo höôùng coù trôû löïc beù nhaát hay di chuyeån ñeán ñöôøng vieàn coù chu vi beù nhaát. Aùp duïng ñeå thieát keá hình daùng cuûa phoâi tröôùc khi gia coâng. Chöông 2 NUNG NOÙNG KIM LOAÏI ÑEÅ GIA COÂNG AÙP LÖÏC 2.1 Muïc ñích cuûa nung noùng. 2.2 Nhöõng hieän töôïng xaûy ra khi nung noùng. 2.3 Cheá ñoä nung. 2.4 Thieát bò nung noùng. 2.5 Laøm nguoäi sau khi gia coâng aùp löïc. 2.1 Muïc ñích cuûa nung noùng.  Naâng cao tính deûo, giaûm khaû naêng bieán cöùng cuûa kim loaïi, taïo ñieàu kieän thuaän tieän cho quaù trình bieán daïng neân giaûm ñöôïc coâng suaát thieát bò.  ÔÛ nhieät ñoä cao, dao ñoäng nhieät cuûa caùc nguyeân töû kim loaïi caøng lôùn, quaù trình tröôït vaø song tinh thöïc hieän deã daøng hôn.  Coù hieän töôïng chuyeån bieán pha khi nung noùng kim loaïi laøm cho khaû naêng bieán daïng deã hôn. 2.2 Nhöõng hieän töôïng xaûy ra khi nung noùng.  Hieän töôïng oâxy hoùa.  Hieän töôïng thoaùt cacbon .  Hieän töôïng quaù nhieät .  Hieän töôïng chaùy kim loaïi .  Hieän töôïng nöùt .  Hieän töôïng oâxy hoùa. Khi nung noùng ôû nhieät ñoä cao kim loaïi deã bò oâxy hoùa taïo moät lôùp oxit kim loaïi, bong ra khoûi beà maët laøm hao huït kích thöôùc, khoái löôïng phoâi.Do vaäy khi tính toaùn phoâi phaûi keå ñeán löôïng oâxy hoùa.  Hieän töôïng thoaùt cacbon . Khi nung theùp caùc chaát khí nhö O2,CO2,H2, H2O,...coù trong moâi tröôøng khí loø deã taùc duïng vôùi Fe3C cuûa theùp laøm cho haøm löôïng cacbon treân beà maët theùp giaûm ñi, nhöng khoâng laøm giaûm kích thöôùc goïi laø hieän töôïng thoaùt cacbon.  Laøm aûnh höôûng tôùi cô tính cuûa beà maët phoâi (laøm giaûm ñoä beàn, taêng ñoä cöùng)  Theùp cacbon cao khi nung leân beà maët bò chaùy daãn ñeán cöùng vaø chai neân khi gia coâng caét goït deã bò meû dao.  Hieän töôïng quaù nhieät . Khi nung kim loaïi leân gaàn nhieät ñoä ñöôøng ñaëc (t0 chaûy - 1500) laøm cho ñoä deûo giaûm, ñoä cöùng taêng leân, gia coâng deã bò nöùt vì ôû ñoù ñoä haït kim loaïi quaù lôùn. Ñeå khaéc phuïc hieän töôïng naøy ta thöôøng uû kim loaïi.  Hieän töôïng chaùy kim loaïi . Laø hieän töôïng khi nung kim loaïi leân nhieät ñoä treân vuøng quaù nhieät (gaàn ñöôøng ñaëc) phaàn kim loaïi ôû bieân giôùi haït seõ bò chaùy phaùt ra hoa löûa(theùp) hoaëc suûi boït(Cu+Al).  Hieän töôïng nöùt . Khi nung theùp cacbon cao,theùp hôïp kim neáu nung vôùi toác ñoä nhanh thì seõ laøm nöùt phoâi do hieän töôïng truyeàn nhieät cuûa kim loaïi keùm, ñoä daãn nhieät vaø ñoä deûo keùm.  Khi keát thuùc gia coâng ôû nhieät ñoä quaù thaáp cuõng gaây nöùt phoâi do hieän töôïng bieán cöùng cuûa beà maët kim loaïi.  Ñoái vôùi theùp cacbon thaáp ,kim loaïi vaø hôïp kim maøu coù theå nung vôùi toác ñoä baát kì. 2.3 Cheá ñoä nung. Cheá ñoä nung bao goàm nhieät ñoä nung, thôøi gian nung vaø toác ñoä nung. 2.3.1 Nhieät ñoä nung kim loaïi (nhieät ñoä baét ñaàu gia coâng, nhieät ñoä keát thuùc gia coâng). 2.3.2 Thôøi gian nung. 2.3.3 Toác ñoä nung. 2.3.1 Nhieät ñoä nung kim loaïi Choïn nhieät ñoä gia coâng caàn baûo ñaûm kim loaïi deûo nhaát, chaát löôïng vaät nung, kim loaïi bieán daïng toát nhaát vaø hao phí ít nhaát. Coù 3 phöông phaùp xaùc ñònh nhieät ñoä nung:  Döïa vaøo giaûn ñoà traïng thaùi. (H-167)  Döïa vaøo coâng thöùc kinh nghieäm.  Döïa vaøo maøu saéc phoâi: °Theùp maøu saùng traéng phoâi quaù nhieät. °Theùp maøu vaøng rôm t0BÑGC= t0nung °Theùp maøu tím hoa caø t0KTGC t0KTGC > 0.25 Tnc 2.3.2 Thôøi gian nung. Cheá ñoä nung hôïp lí caàn baûo ñaûm nung kim loaïi ñeán nhieät ñoä caàn thieát trong moät khoaûng thôøi gian cho pheùp nhoû nhaát. tnung= . K . D . (giôø) :Heä soá saép xeáp phoâi trong loø. :Heä soá kích thöôùc phoâi K :Heä soá truyeàn nhieät kim loaïi. D : Ñöôøng kính phoâi hoaëc chieàu daøi caïnh ngaén nhaát cuûa phoâi. .        D L D 2.3.3 Toác ñoä nung. Toác ñoä nung aûnh höôûng lôùn ñeán naêng suaát vaø chaát löôïng nung. Coù 2 giai ñoaïn ñeå xaùc ñònh toác ñoä nung:  Giai ñoaïn nhieät ñoä thaáp (theùp töø 800 0 ÷8500): Giai ñoaïn naøy kim loaïi coù tính deûo thaáp, söï nung noùng phuï thuoäc tính truyeàn nhieät cuûa kim loaïi.  Toác ñoä nung giai ñoaïn naøy goïi laø: “ Toác ñoä nung cho pheùp” Vn. Vn caàn chaäm ñeå traùnh kim loaïi bò nöùt neû hoaëc bieán daïng. Giai ñoaïn nhieät ñoä cao(> 8500C)  Toác ñoä nung giai ñoaïn naøy goïi laø: “ Toác ñoä nung kó thuaät”  Giai ñoaïn naøy caàn nung nhanh ñeå giaûm söï oâ xy hoùa, vì ôû nhieät ñoä cao tính deûo cuûa kim loaïi taêng neân khoâng sôï nöùt, nhöng toác ñoä oâxi hoùa maïnh.  Nhieät ñoä nung phuï thuoäc vaøo vaät lieäu, kích thöôùc vaät nung.  Toác ñoä nung giai ñoaïn naøy coù theå tra trong baûng cuûa soå tay reøn daäp. 2.4 Thieát bò nung noùng. Loø phaûn xaï( loø buoàng) HÌNH /172 Nhieân lieäu söû duïng laø than ñaù.  Loø ñieän : Coù 3 loaïi:  Loø ñieän trôû . HÌNH /173  Loø ñieän caûm öùng .  Loø duøng naêng löôïng ñieän phaân . 2.5 Laøm nguoäi sau khi gia coâng aùp löïc • Laø moät coâng vieäc raát quan troïng ñeå ñaûm baûo chaát löôïng vaät gia coâng. • Goàm 2 giai ñoaïn:  Laøm nguoäi trong khi reøn daäp: Laø quaù trình phoâi truyeàn nhieät ra moâi tröôøng, duïng cuï gia coâng  Laøm nguoäi sau khi gia coâng: Neáu laøm nguoäi khoâng toát seõ laøm giaûm chaát löôïng saûn phaåm,nhö cong veânh,nöùt neû Ñoái vôùi chi tieát nhoû: Xeáp vaøo loø chöùa voâi boät hay loø coù nhieät ñoä thaáp hôn ñeå laøm nguoäi chaäm. Ñoái vôùi chi tieát lôùn (D=500  1500mm) : Ñaët trong khoâng khí, phuû caùt aùo baûo veä baèng amiaêng, ñaët caùch vaät • 50  120 mm ñeå laøm nguoäi chaäm. • CHÖÔNG 3. CAÙN VAØ KEÙO 3.1 Caùn. 3.1.1 Thöïc chaát cuûa quaù trình caùn. 3.1.2 Caùc saûn phaåm caùn. 3.1.3 Thieát bò caùn. 3.2 Keùo daây. 3.2.1 Baûn chaát cuûa quaù trình keùo daây. 3.2.2 Duïng cuï vaø thieát bò keùo daây. 3.1.1 Thöïc chaát cuûa quaù trình caùn. Khaùi nieäm:Quùa trình laø cho kim loïai bieán daïng giöõa hai truïc caùn quay ngöôïc chieàu nhau, laøm cho chieàu cao giaûm, chieàu daøi vaø chieàu roäng taêng.  Caùc thoâng soá ñeå bieåu thò khi caùn: Heä soá keùo daøi : = = l0, F0 :Chieàu daøi ,dieän tích phoâi caùn. l1, F1 :Chieàu daøi,dieän tích tieát dieän sau khi caùn. Löôïng eùp tuyeät ñoái :  h = h0 –h1 =D(1- cos α ) D:Ñöôøng kính truïc caùn. α:Goùc aên .  0 1 l l 1 0 F F Phaûn löïc N Löïc ma saùt T T = N.tgβ = N.f vôùi N: löïc phaùp tuyeán, β: goùc ma saùt, f: heä soá ma saùt Ñeå caùn ñöôïc thì: Tx > Nx N.f.cos α> N.sin α N.tgβ.cos α> N.sin α tgβ > tg α β > α Vaäy ñieàu kieän caùn ñöôïclaø: β > α        cos. sin. NN NN Y X        sin. cos..cos. TT fNTT Y X Bieän phaùp coâng ngheä taêng heä soá ma saùt baèng caùch:  Khoeùt raõnh , haï nhieät ñoä ôû ñaàu phoâi.  Boâi caùc chaát taêng ma saùt.  Thay ñoåi ñoä hôû giöõa hai truïc caùn. 3.1.2 Caùc saûn phaåm caùn. Coâng ngheä caùn ñöôïc söû duïng ñeå caùn raát nhieàu loaïi kim loaïi ( nhö theùp, nhoâm, hôïp kim nhoâm, ñoàng) Saûn phaåm caùn raát ña daïng vaø phong phuù, coù nhieàu loaïi hình. Loaïi hình: Coù theå chia laøm 2 nhoùm: Ñôn giaûn: Laø loaïi coù tieát dieän vuoâng, troøn, tam giaùc, chöõ nhaät, baàu duïc, baùn nguyeät  Phöùc taïp: Laø loaïi coù tieát dieän hình chöõ T , L , I, U, theùp goùc, theùp ñöôøng ray, Loaïi taám: Taám daøy: Töø 460 mm hoaëc lôùn hôn, roäng töø 600mm ñeán5000mm, daøi töø 4000mm ñeán12000mm. Taám moûng: Töø 0.2mm ñeán 3.75mm. Daûi: Laø caùc daûi daøi coù chieàu roäng töø 200mm ñeán180m, chieàu daøi töø 100mm ñeán 60000mm,daøy töø 0.2 ñeán 2mm.  Loaïi oáng: Coù 2 loaïi:  Oáng khoâng coù moái haøn  Oáng coù moái haøn  Loaïi hình daïng ñaëc bieät: Nhö caùc chi tieát loaïi bi, caùc chi tieát coù hình daïng phöùc taïp. 3.1.3 Thieát bò caùn. Gía caùn: Ñeå laép truïc caùn, coù thieát bò ñieàu chænh khoaûng caùch giöõa caùc truïc caùn. Truïc caùn: Goàm truïc caùn trôn vaø truïc caùn loã hình. 1.Baùnh caùn; 2.Coå truïc; 3.Ñaàu chöõ thaäp Hoäp giaûm toác: Giaûm toác ñoä töø truïc ñoäng cô ñöa ñeán truïc caùn Hoäp baùnh raêng chöõ V: Nhaän chuyeån ñoäng töø hoäp giaûm toác, qua caùc baùnh raêng chöõ V ñeå phaân phoái treân truïc caùn. Taát caû caùc boä phaän treân ñöôïc coá ñònh treân neàn caùn 3.2.1 Baûn chaát cuûa quaù trình keùo daây.  Laø quaù trình keùo phoâi kim loaïi qua loã khuoân keùo laøm cho tieát dieän ngang cuûa phoâi giaûm vaø chieàu daøi taêng. Caùc saûn phaåm coù theå ñaït ñoä chính xaùc caáp 2 ñeán caáp 4.  Ñoä boùng vaø ñoä chính xaùc thaáp hôn saûn phaåm keùo nguoäi. Moãi laàn keùo qua khuoân, tieát dieän phoâi giaûm töø 15% ñeán 35%. K= = K: Heä soá keùo cho pheùp. d0,d1: Ñöôøng kính phoâi tröôùc vaø sau khi keùo.  : Giôùi haïn beàn trung bình cuûa kim loaïi(N/mm2). f : Heä soá ma saùt.  : Aùp löïc khuoân keùo leân kim loaïi(N/mm2).  : Goùc nghieâng loã khuoân. 1 0 d d    gf cot.1 1   Tính soá laàn keùo n. Töø ñöôøng kính ban ñaàu d ñeán ñöôøng kính cuoái cuøng dn phaûi keùo qua caùc khuoân keùo trung gian thì: Laàn keùo 1: K= d1 = Laàn keùo 2: K= d2 = Laàn keùo n: K= dn= Kn= n.lgK= (lgd0 - lgdn) n = 1 0 d d K d0 2 1 d d 2 0 K d n n d d 1 nK d0 nd d0 K dd n lg lglg 0  Tính löïc keùo daây: Löïc keùo daây coù theå ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : P =  .F.lg (1+f.cotg α) (N)  : Giôùi haïn beàn cuûa kim loaïi(N/mm2) F0,F1: Tieát dieän tröôùc vaø sau khi keùo (mm2) f: Heä soá ma saùt giöõa kim loaïi vaø khuoân. 1 0 F F 3.2.2 Duïng cuï vaø thieát bò keùo daây. Khuoân keùo HÌNH 65/61 Khuoân keùo goàm caùc vuøng cô baûn sau: 1.Vuøng boâi trôn coù goùc 900 chöùa chaát boâi trôn ñeå phoâi ñi vaøo deã daøng 2. Vuøng bieán daïng, goùc 2  ( 2  = 60  180 ) 3. Vuøng ñònh kính l3 =1/2 d 4. Vuøng thoaùt khuoân, coù goùc baèng 600 ,ñeå phoâi thoaùt khuoân ñöôïc deã daøng, traùnh söôùc beà maët saûn phaåm keùo.  Vaät lieäu ñeå laøm thaân khuoân thöôøng laø hôïp kim cöùng vaø theùp duïng cuï thuoäc nhoùm theùp khuoân daäp nguoäi ( CD80, CD120 ), hôïp kim cacbit W, theùp hôïp kim Cr-Ni.  Ñeá khuoân laøm baèng theùp thöôøng vaø haøn chaët vaøo maùy keùo. Thieát bò keùo goàm 2 loaïi: Maùy keùo thaúng: Duøng ñeå keùo daây hoaëc oáng coù ñöôøng kính lôùn, löïc keùo töø 0.2 ñeán 75 taán, toác ñoä keùo töø 15 m/ph ñeán 45 m/ph. Duøng boä phaän truyeàn ñoäng xích, truïc vít, eâcu, thanh raêng vaø baùnh raêng. Maùy keùo coù tang cuoän loaïi khoâng tröôït hoaëc coù tröôït, duøng daây keùo hoaëc thoûi coù ñöôøng kính 4.5 ñeán 16mm. Duøng heä thoáng roøng roïc laøm caêng daây. Hình 2. :Maùy keùo coù tang cuoän 1.OÁng cuoän; 2.Khuoân keùo; 3.Troáng. CHÖÔNG 4 REØN TÖÏ DO VAØ REØN KHUOÂN 4.1 Khaùi nieäm vaø phaân loaïi caùc phöông phaùp reøn, daäp . 4.2 Thieát bò reøn daäp . 4.3 Reøn töï do . 4.4 Thieát keá vaät reøn khuoân vaø khuoân reøn . 4.1 Khaùi nieäm vaø phaân loaïi caùc phöông phaùp reøn, daäp .  Reøn daäp: Laø phöông phaùp gia coâng kim loaïi baèng aùp löïc ôû nhieät ñoä cao hoaëc nhieät ñoä bình thöôøng ñeå taïo hình daïng vaø kích thöôùc saûn phaåm theo yeâu caàu löïc bieán daïng coù theå laø löïc ñoäng hay löïc tónh.  Reøn: Laø bieán daïng kim loaïi ôû daïng khoái döôùi taùc duïng cuûa löïc ñoäng hay löïc tónh coù tính chu kyø hoaëc khoâng ñeå ñöôïc saûn phaåm coù hình daïng vaø kích thöôùc theo yeâu caàu.  Reøn töï do : Caùc phöông phaùp bieán daïng goàm reøn tay vaø reøn maùy.  Reøn khuoân (daäp khuoân ) : Caùc khuoân bieán daïng bò haïn cheá trong loøng khuoân.  Daäp taám : Laø bieán daïng kim loaïi daïng taám moûng döôùi taùc duïng cuûa löïc tónh, khoâng coù tính chu kyø : daäp nguoäi. 4.2 Thieát bò reøn daäp . Thieát bò daäp goàm nhieàu loaïi : maùy reøn daäp, thieát bò nung, maùy naén thaúng, maùy caét phoâi, thieát bò vaän chuyeån, thieát bò laøm saïch ñöôïc chia laøm 4 nhoùm:  Nhoùm I : Nhoùm maùy buùa.  Nhoùm II : Nhoùm maùy eùp .  Nhoùm III : Nhoùm maùy daäp.  Nhoùm IV : Maùy coù hình daïng vaø keát caáu phöùc taïp.  Nhoùm I : Nhoùm maùy buùa. Goàm maùy buùa vaùn goã, maùy buùa hôi, maùy buùa loø xo, maùy buùa hôi nöôùc Vmax = 5 ÷10 m/s tct > 0,01 s ( tct : thôøi gian coâng taùc ) Quan heä giöõa vaän toác vaø thôøi gian coâng taùc cuûa nhoùm maùy buùa.  Nhoùm II : Nhoùm maùy eùp . Nhoùm maùy eùp goàm maùy eùp thuyû löïc, maùy eùp ma saùt. Vmax = 0,2 m/s tct > 0,1 s  Nhoùm III : Nhoùm maùy daäp. Nhoùm maùy daäp goàm maùy reøn ngang, maùy daäp truïc khuyûu. Vmax = 5 m/s tct > 0,01 s  Nhoùm IV : Maùy coù hình daïng vaø keát caáu phöùc taïp. Maùy coù hình daïng vaø keát caáu phöùc taïp goàm maùy reøn lieân tuïc, truïc reøn. 4.2.1 Ñaëc ñieåm caùc thieát bò taïo löïc Veà phöông dieän kó thuaät, reøn töï do coù ÑCX khoâng cao, chaát löôïng toaøn boä cuûa saûn phaåm phuï thuoäc nhieàu vaøo trình ñoä tay ngheà cuûa coâng nhaân. Thieát bò vaø duïng cuï reøn töï do noùi chung ñôn giaûn, deã söû duïng. 4.2.2 Caùc loaïi maùy buùa ( maùy nhoùm 1 )  Maùy buùa hôi.  Maùy buùa loø xo.  Maùy buùa kieåu vaùn goã .  Maùy buùa hôi nöôùc - khoâng khí eùp reøn töï do.  Maùy buùa hôi. 1.Ñoäng cô; 2. Puli ; 3.Daây ñai ; 4. Puli; 5. Truïc khuyûu; 6. Tay bieân; 7.Xilanh eùp; 8. Pittong eùp; 9. Van khí; 10. Xi lanh buùa; 11 .Pittong buùa; 12. Caùn pittong; 13. Ñe treân gaén vôùi ñaàu buùa; 14. Ñe döôùi ; 15. Thaân ñe; 16. Beä ñôõ; 17. Boä phaän ñieàn khieån maùy. Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy buùa hôi  Maùy buùa loø xo. Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù laøm vieäc cuûa maùy buùa loø xo 1.Beä ñe. 2.Ñaàu buùa. 3.Raõnh daãn höôùng. 4.Nhíp loø xo. 5.Tay bieân. 6.Baùnh xe leäch taâm. .  Maùy buùa kieåu vaùn goã . Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù caáu taïo cuûa maùy buùa ma saùt kieåu vaùn goã. 1.Ñe döôùi; 2.Ñe treân; 3.Ñaàu buùa; 4.Gía; 5.Maù phanh; 6.Con laên truyeàn ñoäng; 7.Vaùn goã; 8.Con laên; 9.Maù phanh; 10.Ñoøn baåy;11.Baûng ñieàu chænh chieàu cao haønh trình buùa; 12.Caàn gaït; 13.Ñoøn baåy; 14.Loø xo; 15.Choát; 16.Baøn ñaïp.  Maùy buùa hôi nöôùc - khoâng khí eùp reøn töï do. Hình 4..:Boä phaän phoái khí cuûa maùy buùa hôi nöôùc-khoâng khí eùp reøn töï do. 1.Caàn ñieàu khieån 2.OÁng daãn 3.Con tröôït 4.Van ñieàu khieån 5.Xilanh coâng taùc 6.Pittoâng eùp Hình 4..:Nguyeân lyù chung cuûa caùc ñöôøng truyeàn khí. :Ñöôøng khí cao aùp : Ñöôøng khí thoaùt 4.2.3 Caùc loaïi maùy eùp (maùy nhoùm 2 ) Maùy eùp ma saùt truïc vít Ñaëc ñieåm : Coù löïc eùp töø 40 ÷ 60 taám, reøn nhöõng chi tieát côõ nhoû vaø to, reøn trong khuoân kín vaø hôû. Maùy eùp thuyû löïc Ñaëc ñieåm : Duøng ñeå reøn töï do coù löïc eùp töø 100 ÷ 700 taán. Duøng ñeå reøn khuoân coù löïc eùp töø 300 ÷ 7000 taán. ÑCX cao. Maùy eùp ma saùt truïc vít Hình 4..:Sô ñoà nguyeân lyù cuûa maùy eùp kieåu truïc vít. Caáu taïo : 1.Puli; 2,3.Baùnh ma saùt; 4.Ñoøn baåy; 5,7. Cöõ tì; 6.Choát; 8. Caàn ñieàu khieån; 9. Ñaàu eùp; 10.Truïc vít; 11. EÂcu coá ñònh; 12. Baùnh ma saùt Maùy eùp thuyû löïc Caáu taïo : (H. * / taäp baûn veõ ) 1.Xilanh pittong naâng ; 2. Xilanh pittong eùp; 3.Ñaàu eùp; 4. Caùc choát naâng noái vôùi saøn ngang; 5. Caùc van daãn chaát loûng vaøo maùy eùp; 6. Boä phaän chænh löu; 7. Bôm cao aùp; 8. Beä ñöïng chaát loûng. Hình 4..:Boä phaän k