ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

4

Phần một
GIỚI THIỆU VỀ MŨI KHOAN VÀ CHỌN VẬT LIỆU LÀM
MŨI KHOAN
Chương I
Giới thiệu sơ lược về mũi khoan
I.1 Khái niệm:
Mũi khoan là dụng cụ dùng để gia công lỗ bằng phương pháp cắt gọt, gồm nhiều
lưỡi cắt, cắt gọt trên đỉnh của mũi khoan. Các lưỡi cắt của mũi khoan thường có rãnh
thốt cho phép mũi khoan ăn sâu vào chi tiết gia công.
I.2 Chế độ làm việc:
Khi gia cơng thì chuyển động quay của mũi khoan là chuyển động chính cịn
chuyển động tịnh tiến là chuyển động chạy dao hoặc là mũi khoan tịnh tiến cịn chi tiết
gia cơng thì quay.
 Tốc độ mũi cắt biến đổi dọc theo lưỡi cắt, tại bề mặt ngoại biên của trụ thì tốc
độ cắt là cực đại cịn tại tâm của trụ thì tốc độ bằng khơng nên mũi khoan chịu ứng suất
xoắn.
 Do ma sát với phơi và phoi nên trong q trình gia cơng mũi khoan bị nung
nóng và bị mài mịn.
Nhiệt độ cao trong một phần mũi khoan làm cho tổ chức Mactenxít có độ cứng
cao bị phân hủy dẫn đến biến đổi tổ chức làm thay đổi cơ tính của của mũi khoan như độ
cứng giảm nên dễ bị mài mòn…Mặc khác do chịu ứng suất xoắn nên sẽ bị biến dang từ
đó làm giảm độ chính xác của mũi khoan.
I.3 Yêu cầu đối với mũi khoan:
 Độ cứng cao: độ cứng của mũi khoan phải lớn hơn độ cứng của chi tiết cần gia
công khoảng 2 – 3 lần. Với các chi tiết bằng hợp kim màu, thép, gang thơng thường thì
độ cứng của phơi khơng q 200 – 250HB thì độ cứng của mũi khoan không được dưới
60HRC. Với các chi tiết khó gia cơng như thép bền nóng, thép khơng gỉ, gang Ơstenít…

độ cứng cao thì dùng các hơp kim cứng đặc biệt.
 Tính chống mài mịn cao: do ma sát với phôi và phoi nên để bảo đảm độ chính
xác khi gia cơng thì mũi khoan phải có tính chống mài mịn cao.
 Tính cứng nóng cao: là khả năng duy trì được độ cứng cao ở nhiệt độ cao.
 Độ bền xoắn và độ dai: phải có độ bền xoắn và độ dai va đập cao để tránh mẻ,
gãy mũi khoan…
I.4 Các dạng cơ bản của mũi khoan:
 Mũi khoan dẹt.
 Mũi khoan thẳng.
 Mũi khoan xoắn ốc( ruột gà).
 Mũi khoan lỗ sâu.
 Mũi khoan tâm.
 Mũi khoan đặc biệt.
 Mũi khoan tổ hợp.


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

5

Chương II
Chọn vật liệu làm mũi khoan
II.1 Thép làm mũi khoan:
II.1.1 Thép làm dao cắt có năng suất thấp:
II.1.1.1 Thép cacbon: thường dùng CD100A ; CD110A ; CD120A.
 Chúng được tơi khơng hồn tồn và ram thấp ở nhiệt độ 150 – 180 oC.
 Tốc độ cắt 5 – 10m/phút.
 Sau khi nhiệt luyện độ cứng có thể đạt 60-63HRC.
 Độ thấm tơi thấp 10 – 12mm chiều dày.
 Tính cứng nóng thấp < 200oC.

 Tơi trong môi trường tôi mạnh dễ bị biến dạng và nứt.
Mũi khoan bằng thép C chủ yếu dùng trong các xưởng gỗ, ít dùng trong các
xưởng gia cơng cơ khí vì các mép cắt có khuynh hướng mịn rất nhanh.
II.1.1.2 Thép hợp kim thấp: 90CrSi ; 90CrMnSi…
 Chúng được tôi khơng hồn tồn ( nhiệt độ tơi chỉ cao hơn Ac1) và ram thấp.
 Tốc độ cắt 10 – 14m/phút.
 Sau khi nhiệt luyện độ cứng có thể đạt 61 – 64HRC.
 Độ thấm tơi tốt.
 Tính cứng nóng tới 250oC
II.1.2 Thép cắt có năng suất cao ( thép gió ):
 Tơi hồn tồn ở 1270 – 1290oC và ram cao 550 – 570 oC.
 Tốc độ cắt cao gấp 2 – 4 lần tức là khoảng 25 – 35m/phút.
 Tuổi thọ cao gấp 8 – 10 lần.
 Độ thấm tơi cao.
 Tính cứng nóng đạt 560 – 600 oC.
 Sau khi nhiệt luyện độ cứng có thể đạt 62 – 65HRC.
Loại có năng suất cắt trung bình: 25m/phút.
80W18Cr4VMo ; 80W9Cr4V2Mo ; 145W9V5Cr4Mo…
Loại có năng suất cắt cao: ≥ 35m/phút.
90W18Cr4V2Mo ; 95W9Co5Cr4V2Mo ; 130W14V4CrMo…
Loại có năng suất cắt cao thì độ cứng nóng, độ chịu mài mịn cao hơn nhưng lại
kém bền và dịn hơn loại có năng suất cắt trung bình.
Mũi khoan bằng thép gió thường được dùng trong các xưởng gia cơng cơ khí vì
chúng có thể hoạt động với tốc độ gấp đôi mũi khoan bằng thép C và các mép cắt có thể
chịu nhiệt và mài mòn tốt hơn.
II.1.3 Hợp kim cứng: là sản phẩm của quy trình luyện kim bột, chủ yếu gồm các hạt mịn
W và C được gắn kết bằng kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp dưới tác dụng của nhiệt
thường là Co. Các kim loại bột như Ti, Ta… cũng dùng trong sản xuất carbide thiêu kết.
Các loại cacbit như: cacbit W, cacbit Ti – W, cacbit Ti – Ta – W.
 Độ dai va đập thấp.

 Độ cứng cao.
 Độ cứng nóng cao.
Carbide W chủ yếu dùng để gia công gang và các hơp kim không chứa sắt do bị
mài mịn nhanh và dễ bị mẻ.Cac carbide W có bổ xung TiC, TaC dùng để gia công thép.


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

6

II.2 Chọn thép làm mũi khoan:
Các yếu tố lựa chọn phụ thuộc vào:
 Chức năng làm việc của dụng cụ.
 Đặc điểm của vật liệu gia cơng.
 Tính kinh tế trong q trình làm việc.
Độ bền trong q trình làm việc phụ thuộc vào:
 Tính chất của thép làm dụng cụ và điều kiện nhiệt luyện.
 Chế độ làm việc.
 Đặc điểm của quá trình làm việc.
 Bản chất của vật liệu gia cơng.
Với những tính chất đã nêu trên: như tốc độ cắt cao, khả năng cắt gọt tốt, chịu
được va đập, chịu mài mòn tốt, làm việc được ở nhiệt độ cao, duy trì được độ sắc ở lưỡi
cắt cho tới nhiệt độ nóng đỏ, tuổi thọ cao… nên ta chọn thép gió P18 để làm mũi khoan
thép có Φ20.
II.2.1 Các thơng số của thép gió P18:
Thành phần hóa học(%) theo ГОСТ 19265 – 73
C

Mn


0,7 – 0,8

0,4

≤

Si

Cr

W

V

Mo

S

0,4

3,8 – 4,4

17,0 – 18,5

1,0 – 1,4

1,0

0,03


≤

P

Ni

0,03

0,4

Điểm tới hạn (oC)
Ac1
820

Ar1
760

Mđ
120

Mk
-100

c (kcal/kg. oC)
0,110

a = λ/c.γ (m2/h)
0,023

Nhiệt độ Ơstenit hóa 1300 oC

Lý tính
γ (kg/m3)
8700

λ (kcal/m.h.oC)
22

II.2.2 Ảnh hưởng của các nguyên tố:
Ảnh hưởng của Cacbon: đảm bảo độ cứng, tính chống mài mịn và nhiều cacbit
dư.
Ảnh hưởng của Crơm:
 Hóa hợp với Cacbon để tạo thành hợp chất. Nâng cao nhiệt độ tới hạn Ac 1 và hạ
thấp điểm Ac3, dịch điểm S sang phải, thu hẹp vùng Ôstenit, ngăn cản sự lớn lên của hạt
tinh thể, tăng mạnh tính thấm tơi của thép nên có thể tơi trong gió, khơng khí nén hoặc tơi
phân cấp để giảm biến dạng, hạ thấp tốc độ làm nguội tới hạn của thép vì vậy nhiệt độ ủ,
thường hóa, tơi của thép đều tăng.
 Hạ thấp điểm chuyển biến của Mactenxit nên sau tôi lượng Ôstenit dư tăng lên.
 Làm cho Ôstenit mất ổn định ở khoảng nhiệt độ 700 – 500 oCvà 400 – 250 oC.
 Tăng độ bền, độ cứng của thép, tăng khả năng làm giảm độ cứng khi ủ ở nhiệt
độ cao.
Ảnh hưởng của Wônfram:


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

7

 Là nguyên tố làm tăng mạnh tính cứng nóng, tạo cacbit mạnh ( chủ yếu W 6C)
khi nung ở nhiệt độ cao một phần W 6C bị phân hóa hịa tan vào Ơstenit nên khi tôi
Mactenxit chứa nhiều W. Khi ram W 6C chỉ tiết ra khỏi mactenxit ở nhiệt độ > 550 –

570oC.
 Làm tăng nhiệt độ tới hạn Ac1 và Ac3, dịch điểm S sang trái, thu hẹp vùng
Ôstenit, cản trở sự lớn lên của hạt Ơstenit, nâng cao nhiệt độ tơi, ram, thường hóa lên rất
nhiều.
 Làm giảm tốc độ nguội tới hạn, làm tăng mạnh tính thấm tơi, có thể tơi trong
khơng khí.
 Làm Ơstenit khơng ổn định ở nhiệt độ 500 – 400 oC đồng thời hạ thấp điểm
chuyển biến Mactenxit nhưng lượng Ơstenit dư sau tơi khơng nhiều.
 Cản trở sự phát triển của dòn ram.
Ảnh hưởng của Vanadi:
 Là nguyên tố cacbit hóa, làm tăng độ cứng của ferit, tạo cacbit mạnh dạng VC,
VC khó hịa tan vào Ôstenit khi nung, chúng phân tán đều trong thép nên tăng tính chống
mài mịn. Nếu lượng V lớn hơn thì tính chống mài mịn tốt hơn nhưng tính mài sắc kém
đi, mặc khác lúc đó phải tăng lượng C lên tương ứng nếu khơng thì C trong mactenxit
khơng đủ sẽ làm giảm độ cứng.
 Làm tăng nhiệt độ tới hạn Ac 1 và Ac3, dịch điểm S sang phải, thu hẹp vùng
Ơstenit và làm mất nó, cản trở sự phát triển của hạt Ơstenit, làm giảm tính nhạy cảm của
của thép với sự quá nhiệt, do đó nâng cao nhiệt độ tơi, ram, thường hóa.
 Làm Ơstenit khơng ổn định ở nhiệt độ 700 – 500 oC, giảm nhiều điểm chuyển
biến Mactenxit, làm giảm vận tốc nguội tới hạn.
Ảnh hưởng của Molipden:
 Cùng Cacbon tạo thành hợp chất làm tăng độ bền của ferit.
 Làm tăng nhiệt độ tới hạn Ac 1 và giảm Ac3, ngăn cản sự phát triển của hạt
thép,nâng cao nhiệt độ lớn lên của hạt thép. Là nguyên tố chủ yếu làm nhỏ hạt thép vì vậy
làm tăng nhiệt độ tơi, ram, thường hóa.
 Làm Ơstenit không ổn định ở khu vực 600 – 350 oC, vì vậy làm tăng tính thấm
tơi rất nhiều, giảm tốc độ nguội tới hạn, có thể tơi trong dầu.
 Giảm tính dịn ram của thép, làm tăng tính nhạy cảm thoát cacbon .



ĐAMH: Cơng nghệ nhiệt luyện

8

Phần hai
CƠNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN
 Nhiệt luyện là gì? Nhiệt luyện là phương pháp gia cơng dùng nhiệt để làm
thay đổi tính chất của kim loại và hợp kim nhờ thay đổi cấu trúc bên trong mà khơng làm
thay đổi hình dáng và kích thước chi tiết.
 Các yếu tố đặc trưng
Bất kỳ một phương pháp nhiệt luyện nào cũng gồm ba giai đoạn: nung nóng, giữ
nhiệt và làm nguội.
o

C

tn

Giữ nhiệt
τgn

tn : nhiệt độ cao nhất mà quá trình đạt tới
τgn : thời gian ngưng ở nhiệt độ nung nóng
vng : sau khi giữ nhiệt
Làm nguội
vng

Nung nóng

Thời gian

Sơ đồ q trình nhiệt luyện

 Phân loại nhiệt luyện
 Ủ và thường hóa
 Tơi thép.
 Tơi bề mặt.
 Ram thép.
 Hóa già.
 Gia cơng lạnh.
 Hóa nhiệt luyện.
 Các công nghệ nhiệt luyện khác..


ĐAMH: Cơng nghệ nhiệt luyện

9

Chương III
Ủ
III.1 Định nghĩa, mục đích và phân loại:
III.1.1 Định nghĩa: ủ là quá trình nung thép tới một nhiệt độ cần thiết( cao hơn Ac 3 hoặc
giữa Ac1 và Acm, nhưng cũng có thể là dưới Ac1) , giữ nhiệt ở nhiệt độ đó một thời gian
sau đó làm nguội chậm đến một nhiệt độ nhất định ( 500 – 600 ) oC , lấy ra khỏi lị để
nguội trong khơng khí.
III.1.2 Mục đích:
 Cải thiện tính năng cắt gọi của kim loại.
 Cải thiện cơ tính.
 Tăng độ dẻo, hoặc phục hồi lại độ dẻo sau khi thép qua cán nguội.
 Làm đồng đều thành phần hóa học trong thép.
 Chuẩn bị tổ chức kim loại để tôi.

 Khử ứng suất bên trong.
III.1.3 Phân loại:
 Ủ khơng hồn tồn
 Ủ hồn tồn
 Ủ cầu hóa
 Ủ đẳng nhiệt
 Ủ khuếch tán
 Ủ kết tinh lại
III.2 Ủ đẳng nhiệt:
Ủ đẳng nhiệt là quá trình nung thép tới nhiệt độ Ac 3 + ( 30 – 50 )0C, giữ nhiệt ở
nhiệt độ đó một thời gian sau đó chuyển sang mơi trường làm nguội có nhiệt độ không
đổi thấp hơn Ar1, giữ đẳng nhiệt ở nhiệt độ này một thời gian nữa và cuối cùng làm nguội
trong khơng khí. Thường dùng ủ các thép trước cùng tích và cùng tích.
o

C

A3
A1

III.2.1 Nung nóng và giữ nhiệt:
Thép cacbon: ton = Ac1 + ( 30 – 50 )oC
Thép hợp kim: ton = Ac1 + ( 50 – 70 )oC
Tốc độ nung chi tiết bằng thép cacbon cao chậm hơn thép cacbon thấp.
Tốc độ nung chi tiết bằng thép hợp kim chậm hơn thép cacbon
Tốc độ nung chi tiết lớn, phức tạp chậm hơn chi tiết nhỏ, đơn giản
Tốc độ nung tối đa là 200oC/h


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện


10

Giữ nhiệt để nhiệt độ bề mặt và lõi đồng đều bảo đảm tổ chức ban đầu chuyển
biến thành Ơstenit. Chú ý nhiệt độ nung khơng nên q cao vì có thể làm hạt tinh thể thơ
to, bề mặt chi tiết bị oxy hóa và thốt cacbon. Theo kinh nghiệm thời gian giữ nhiệt cho
mỗi mm chiều dày hay đường kính khơng nhỏ hơn 20 – 30 phút. Với thép hợp kim thì
tăng thêm 25 – 40% tùy lượng hợp kim.
III.2.2 Làm nguội:
 Giai đọan thứ nhất: làm nguội từ nhiệt độ ủ đến nhiệt độ giữ đẳng nhiệt, tốt
nhất khoảng 150oC/h. Thực tế thì chuyển chi tiết đó sang một lị khác có nhiệt độ đẳng
nhiệt để làm nguội.
 Giai đọan thứ hai: giữ đẳng nhiệt, phải xác định nhiệt độ đẳng nhiệt, thường
nhiệt độ này dưới Ar1 từ 10 – 30oC. Ủ đẳng nhiệt có thể tiến hành ngay trong lị hay
chuyển sang lị khác có thể là lị muối hay lị chì. Theo kinh nghiệm , đối với thép cacbon
thì giữ nhiệt 1 – 2 giờ cịn thép hợp kim thì 3 – 4 giờ.
 Giai đọan thứ ba: sau khi giữ đẳng nhiệt, theo lý thuyết thì Ơstenit chuyển
hồn tồn thành peclit nên làm nguội với tốc độ nào cũng không ảnh hưởng đến tổ chức
và độ cứng của thép. Thực tế thì Ơstenit chưa chuyển biến hết thành peclit nên trong q
trình làm nguội có thể chuyển biến thành các tổ chức khác có độ cứng cao hơn. Trị số này
khơng lớn lắm nên có thể làm nguội cùng lị hoặc trong khơng khí thậm chí trong nước.
Tốt nhất là làm nguội trong khơng khí. Nếu cần có thể làm nguội trong khơng khí đến
300 – 400oC sau đó làm nguội trong nước.


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

11

Chương IV

Tôi và Ram thép
IV.1 Tôi thép:
IV.1.1 Định nghĩa và mục đích:
IV.1.1.1 Định nghĩa: Tơi thép là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng chi tiết lên tới
nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn Ac1 hoặc Ac3 tùy thuộc vào loại thép để làm xuất hiện
tổ chức Ôstenit, sau khi giữ nhịêt một thời gian chi tiết được làm nguội nhanh thích hợp
với vận tốc nguội lớn hơn vận tốc nguội tới hạn để Ôstenit chuyển thành Mactenxit hay
các tổ chức không ổn định khác có độ cứng và độ bền cao như bainit, trustit.
IV.1.1.2 Mục đích:
 Tăng độ cứng, tính chống mài mịn cho chi tiết.
 Tăng độ bền do đó làm tăng tuổi thọ cho chi tiết.
IV.1.2 Chọn các thông số công nghệ tơi thép:
IV.1.2.1 Chọn nhiệt độ tơi:
Thép trước cùng tích: totơi = AC3 + ( 30 – 50 )oC
Thép cùng tích và sau cùng tích: totơi = Ac1 + ( 30 – 50 )oC
IV.1.2.2 Tính tốn thời gian nung và giữ nhiệt: có nhiều cách tính
 Tính theo cơng thức lý thuyết.
 Xác định theo giản đồ.
 Tính bằng cơng thức kinh nghiệm.
IV.1.2.3 Thời gian giữ nhiệt: thường lấy như sau
1 1
τgn =  ÷  τn
2 4
IV.1.2.4 Mơi trường làm nguội: khi tôi phải bảo đảm tốc độ nguội ở trạng thái đã
Ơstenit hóa lớn hơn hoặc bằng Vth. Nhưng để tránh khuyết tật mơi trường làm nguội cần
có các u cầu:
 Trong khoảng nhiệt độ Ơstenit hóa tới gần mũi đường cong chữ “C”cần làm
nguội chậm.
 Trong khoảng nhiệt độ gần mũi đường cong chữ “C”cần làm nguội nhanh để
tránh chuyển biến γ  P.

 Tới gần nhiệt độ chuyển biến Mactenxit Mđ cần làm nguội chậm.
Các môi trường tôi
 Nước: vận tốc nguội cao từ 400 – 1200 oC/s, thường dùng cho thép cacbon. Dễ
gây nứt và cong vênh, và khi bị nóng lên thì tốc độ nguội giảm mạnh nên khống chế ≤
40oC.
 Nước + 10%NaCl: là môi trường tôi mạnh trong khoảng nhiệt độ gần mũi
đường cong chữ “C” nhưng trong khoảng chuyển biến Mactenxit lại khơng tăng nhiều.
Thường sử dụng cho thép cacbon có tiết diên lớn.
 Dầu: là mơi trường có vận tốc nguội chậm thường dùng cho các chi tiết thép
hợp kim. Không gây nứt và tốc độ làm nguội ít thay đổi theo khoảng nhiệt độ làm ngi.
Thường sử dụng dầu nóng 60oC, chú ý nhiệt độ cao dễ bốc cháy.
 Nước + polyvinylalcol: tốc độ nguội trong khoảng giữa của nước và dầu..Có
thể điều chỉnh tốc độ nguội bằng cách thêm PVA, nên có thể áp dụng cho nhiều loại thép.
 Khơng khí nén: dùng cho các thép hợp kim có Vth nhỏ.


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

12

 Khuôn ép: tôi các lá thép mỏng để tránh cong vênh.
IV.1.3 Tốc độ tôi tới hạn và độ thấm tôi của thép:
IV.1.3.1 Tốc độ tôi tới hạn: là tốc độ nguội nhỏ nhất cần thiết để Ơstenit chuyển biến
thành Mactenxit.
A1 − t m0
Vth =
τm
Trong đó:
A1 : nhiệt độ tới hạn dưới của thép
tom : nhiệt độ ứng với Ôstenit quá nguội kém ổn định nhất.

τm : thời gian Ôstenit quá nguội kém ổn định nhất.
Các yếu tố ảnh hưởng đến Vth
 Sự đồng nhất của Ôstenit.
 Các phần tử rắn chưa tan hết vào Ôstenit.
 Kích thước của hạt Ơstenit.
 Thành phần hợp kim của Ôstenit.
IV.1.3.2 Độ thấm tôi: độ thấm tôi là khả năng thép được tôi đến một chiều dày xác định.
Độ thấm tơi chính là chiều dày của lớp tơi được tính từ bề mặt đến lớp có tổ chức 1/2
Mactenxit
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ thấm tôi
 Tốc độ làm nguội tới hạn ( Vth ):Nếu tính ổn định của Ôstemit quá nguội tăng
lên tức đường cong chữ “C” dịch sang phải thì Vth hạ thấp dẫn đến độ thấm tôi tăng.
 Tốc độ làm nguội: khi làm nguội nhanh thì tốc độ nguội của cả lớp bề mặt và
lõi đều tăng lên, đường phân bố tốc độ nguội theo tiết diện sẽ nâng cao hơn,
như vậy độ thấm tôi cũng tăng lên.
IV.1.4 Các phương pháp tôi:
o
C
A1
a – Tôi một môi trường
b – Tôi hai mội trường
c – Tôi phân cấp
d – Tôi đẳng nhiệt
a

b

c

d


Thời gian log τ
IV.1.4.1 Tôi một mơi trường:
Thép sau khi Ơstenit hóa được đem làm nguội trong một mơi trường. Thép hợp
kim thì tơi trong dầu cịn thép cacbon thì tơi trong nước hoặc nước + 10% NaCl. Phương
pháp này đơn giản nhưng dẽ gây nứt và cong vênh.
IV.1.4.2 Tôi hai môi trường:
Môi trường tôi đầu tiên có vận tốc nguội nhanh hơn V th, khi làm nguội tới gần Mđ
+ 50 thì chuyển sang mơi trường có vận tốc nguội chậm. Mơi trường đầu thường là nước,


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

13

môi trường thứ hai thường là dầu. Phương pháp này ít bị nứt và cong vênh, nhưng khó
xác định nhiệt độ gần Mđ.
IV.1.4.3 Tơi phân cấp:
Thép sau khi Ơstenit hóa được nhúng vào làm nguội trong một bể muối nóng
chảy với Vng > Vth ở nhiệt độ Mđ + 50, giữ nhiệt một thời gian sao cho đường đẳng nhiệt
chưa chạm vào đường bắt đầu chuyển biến, sau đó lấy ra làm nguội trong dầu. Phương
pháp này dễ thực hiện tuy nhiên đòi hỏi nhiều thiết bị.
IV.1.4.4 Tôi đẳng nhiệt:
Giống như tôi phân cấp, tuy nhiên thời gian giữ đẳng nhiệt kéo dài cho tới khi cắt
đường kết thúc chuyển biến. Tổ chức đạt được là bainit hoặc trustit. Sau khi tôi đẳng
nhiệt không cần ram lại.
IV.1.4.5 Tơi bộ phận: có 2 cách
 Nung nóng chi tiết cần tơi tới nhiệt độ tơi, sau đó làm nguội nhanh trong môi
trường tôi. Đây là phương pháp tôi TSC.
 Nung tồn bộ chi tiết đến nhiệt độ tơi, sau đó làm nguội phần cần tơi trong mơi

trường thích hợp. Đây là phương pháp tôi tự ram.
IV.2 Ram thép:
IV.2.1 Định nghĩa mục đích và phân loại:
IV.2.1.1 Định nghĩa: Ram thép là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng chi tiết lên
tới nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn Ac 1, sau đó giữ nhiệt một thời gian cần thiết để
Mactenxit và Ơstenit dư phân hóa thành các tổ chức thích hợp rồi sau đó mang ra để
nguội ngồi khơng khí tĩnh.
IV.2.1.2 Mục đích:
 Khử ứng suất dư sau khi tơi.
 Chuyển các tổ chức Mactenxit và Ơstenit dư sau khi tơi thành các tổ chức khác
có độ dẻo, độ dai cao hơn nhưng độ cứng và độ bền phù hợp yêu cầu.
IV.2.1.3 Phân loại:
 Ram thấp: ( 150 – 250 )oC
Gồm nung nóng thép đã tơi trong khoảng ( 150 – 250 ) oC tổ chức đạt được là
Mactenxit ram. Khi ram thấp độ cứng hầu như không thay đổi hoặc rất ít, ứng suất bên
trong giảm chút ít. Áp dụng cho các chi tiết yêu cầu độ cứng cao, các chi tiết sau thấm
cacbon cũng như các chi tiết cần độ cứng, tính chống mài mịn cao.
 Ram trung bình: ( 300 – 450 )oC
Gồm nung nóng thép đã tôi trong khoảng ( 300 – 450 ) oC, tổ chức đạt được là
Trustit ram. Khi ram trung bình độ cứng có giảm nhưng vẫn cịn khá cao, ứng suất bên
trong giảm mạnh, giới hạn đàn hồi đạt giá trị cao nhất, độ dẻo, độ dai tăng lên. Thường
áp dụng cho các chi tiết đàn hồi.
 Ram cao: ( 500 – 650 )oC
Gồm nung nóng thép đã tơi trong khoảng ( 500 – 650 ) oC, tổ chức đạt được là
Xoocbit ram. Khi ram cao độ cứng của thép tôi giảm mạnh, ứng suất bên trong bị khử bỏ,
độ bền giảm đi cịn độ dẻo, độ dai thì tăng lên mạnh Dùng cho các chi tiết yêu cầu cơ
tính tổng hợp cao. Phương pháp này cịn gọi là nhiệt luyện hóa tốt.
IV.2.2 Tính chất của thép sau khi ram:
Thép cacbon, thép hợp kim thấp và trung bình sau khi ram độ bền, độ cứng giảm,
độ dẻo, độ co thắt tăng.



ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

14

Thép hợp kim cao không tạo cacbit đặc biệt ram tới 400 – 500 oC độ cứng giảm
chút ít.
Thép hợp kim cao có chứa W, Mo, V…tạo cacbit đặc biệt khi ram 500 – 600oC độ
cứng tăng lên.
Độ dai va đập của thép cacbon sau khi tôi và ram tăng theo nhiệt độ.
Sự giảm độ dai va đập trong khoảng nhiệt độ ram 250 – 350 oC gọi là dòn ram loại
1. Khi ram thép hợp kim kết cấu nên tránh khoảng nhiệt độ này. Khi ram ở khoảng nhiệt
độ 500 – 600oC, nếu làm nguội chậm sau khi ram, độ dai va đập của thép sẽ bị giảm đáng
kể. Hiện tượng này gọi là dòn ram loại 2. Khử được bằng cách làm nguội nhanhtừ nhiệt
độ ram hoặc hợp kim hóa thép them W và Mo với lượng tương ứng là 1% và 0,5%.
IV.3 Các khuyết tật xảy ra khi tôi và ram thép:
IV.3.1 Nứt và cong vênh: do ứng suất khi tôi gây ra. Ứng suất bên trong chi tiết gồm có
ứng suất nhiệt và ứng suất tổ chức. Xảy ra cả khi nung nóng và làm nguội.
 Ứng suất nhiệt: tồn tại do sự chênh nhiệt độ giữa bề mặt và trung tâm chi tiết.
Vận tốc nguội càng lớn hoặc làm nguội càng nhanh thì ứng suất nhiệt càng lớn.
 Ứng suất tổ chức:tồn tại do sự sai khác về thể tích riêng giữa các pha. Ứng suất
tổ chức gây ra do chuyển biến γ  M là chủ yếu và là nguyên nhân gây nứt chi tiết.
Biện pháp ngăn ngừa
 Xác định vận tốc nung hợp lý, thép hợp kim cao thì nung nung chậm do dẫn
nhiệt kém.
 Làm nguội chậm trong khoảng chuyển biến Mactenxit như chọn môi trường tôi
và phương pháp tơi thích hợp.
 Chú ý khi nhúng chi tiết vào môi trường tôi
 Các chi tiết mỏng nên tôi trong khn ép hoặc để cong tự nhiên sau đó uốn lai

khi ram.
 Các vị trí tập trung ứng suất dễ gây nứt nên sửa ngay khi thiết kế hoặc làm
nguội chậm trong khoảng chuyển biến Mactenxit.
IV.3.2 Độ cứng thấp sau khi tôi:
 Nung chưa đạt nhiệt độ tôi, thời gian giữ nhiệt chưa đủ.
 Tốc độ nguội của môi trường không đủ nhanh, do nhiệt độ môi trường tôi tăng
hoặc mơi trường bị thối hóa.
 Thốt cacbon khi nung trên lớp bề mặt.
IV.3.3 Tính dịn cao:
 Nhiệt độ nung khi tôi cao quá làm hạt ôstenit thô to khi tơi thu được các kim
Mactenxit tho to có tính dịn. Khắc phục bằng cách chọn đúng nhiệt độ tôi và thời gian
giữ nhiệt.
 Các nhóm thép kết cấu hợp kim nhóm Cr, Mn, C r– Ni, Cr – Mn khi ram trong
khoảng nhiệt độ dòn ram loại I và loại II. Khắc phục bằng cách tránh ram ở khoảng dòn
ram loại I ( 250 – 350 )oC còn nếu ram ở khoảng dòn ram loại II ( 500 – 600 ) oC thì sau
khi giữ nhiệt đem làm nguội nhanh trong dầu.


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

15

Chương V
Thấm Xianua
V.1 Định nghĩa và mục đích:
Định nghĩa: là phương pháp làm bão hịa đồng thời cacbon và nitơ vào bề mặt
thép để nâng cao độ cứng, khả năng chống mài mịn.
Mục đích: nâng cao độ cứng, tính chống mài mịn cho chi tiết.
V.2 Các dạng thấm Xianua:
V.2.1 Thấm Xianua ở nhiệt độ thấp:

Tiến hành ở nhiệt độ 540 – 560 oC, thường dùng cho các dụng cụ làm bằng thép
hợp kim cao. Lớp thấm mỏng và cứng làm tăng mạnh tuổi thọ của dụng cụ. Phương pháp
này giống thấm Nitơ, được tiến hành sau khi chi tiết đã qua nhiệt luyện ( tôi và ram cao).
Tiến hành thấm ở thể khí hoặc lỏng. Thấm ở thể lỏng tiến hành trong hỗn hợp
muối xianua.Những phản ứng xảy ra khi thấm.
2NaCN + O2  2NaCNO
NaCN + CO2  NaCNO + CO
4NaCNO + 2O2  2Na2CO3 + 2CO + Nht
2CO  CO2 + Cht
Các hỗn hợp muối:
50%NaCN + 32%Na2CO3 + 18%NaCl, toc = 515oC
30%NaCN + 45%Na2CO3 + 25%NaCl, toc = 535oC
50%NaCN + 50%KCN, toc = 470oC
Thời gian thấm không ảnh hưởng nhiều đến chiều sâu lớp thấm do nhiệt độ thấp,
chủ yếu quyết định do kích thước của chi tiết.
Chú ý: phải làm sạch trước khi thấm, nhiệt độ phải khống chế chặt chẽ không <
o
480 C, sau khi thấm cần làm nguội ngồi khơng khí tới nhiệt độ thường rồi tiến hành khử
độc.
V.2.3 Thấm Xianua ở nhiệt độ cao:
Giống như thấm cacbon, tiến hành ở nhiệt độ 750 – 900 oC và dùng cho các chi
tiết máy. Thông thường yêu cầu lớp thấm không nhỏ hơn 0,3 – 0,5mm. Do nhiệt độ cao
nên số lượng Nitơ trong lớp thấm khơng nhiều nhưng nó có tác dụng làm tăng nhanh quá
trình khuếch tán cacbon nên rút ngắng thời gian của quá trình.
 Thấm Xianua ở thể rắn: ít dùng
 Thấm Xianua ở thề lỏng: tiến hành ở > 800oC và > 900oC. Sau khi thấm phải
tiến hành tôi và ram thấp.
Thấm ở 820 – 850oC dùng muối: 25 – 30%NaCN, 15 – 20%Na 2CO3, còn lại là
NaCl. Áp dụng cho thép cacbon trung bình ( 0,3 – 0,4 )%C.
Thấm ở 900 – 930oC dùng muối: 6-10%NaCN + 80 – 84%BaCl 2 + NaCl ≤ 10%.

Áp dụng cho thép cacbon thấp ( ≤ 0,2 )% C.
 Thấm Xianua ở thể khí: tiến hành ở > 850 – 870oC. Phải tôi và ram thấp sau
khi thấm.
Thành phần môi trường thấm
33%Propan + 67%Amoniac
10%Propan + 90%Amoniac
Dầu hỏa 500 cm3/h + Amoniac 120 l/h


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

16

Chương VI
Các chuyển biến pha trong thép gió khi nhiệt luyện
VI.1 Chuyển biến khi nung nóng :
Chuyển biến Ferit thành Ơstenit của thép gió bắt đầu xảy ra ở nhiệt độ 780 – 820oC. Khi
tiếp tục tăng nhiệt độ chuyển biến này vẫn tiếp tục nhưng đồng thời cacbit cũng hịa tan
vào Ơstenit đem theo cacbon và các nguyên tố hợp kim do đó độ cứng tăng lên.

Quan hệ giữa độ cứng, lượng ôstenit dư , điểm Mđ và Mk theo nhiệt độ tôi của thép P18.
Q trình hịa tan cabit phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian giữ nhiệt, bản chất và
kích thước của cacbit. Cacbit nhỏ, mịn phân bố đều sẽ hòa tan tốt hơn cacbit thơ, phân bố
tập trung. Cacbit hịa tan sẽ làm tăng nồng độ cacbon và các nguyên tố hợp kim trong
Ơstenit. Cacbit dư khơng hịa tan sẽ ngăn ngừa sự lớn lên của các hạt, tăng độ chống mài
mòn. Tùy theo bản chất của từng loại cacbit mà nhiệt độ hòa tan sẽ khác nhau.
Cacbit M23C6 hòa tan sớm ở nhiệt độ 950 – 1000oC và gần như hoàn tồn ở
o
1100 C. Ơstenit lúc này bắt đầu có Cr, C và một phần V. Độ cứng tăng lên. Khi nhiệt độ
cao hơn 1100oC tốc độ hòa tan cơ bản M6C tăng lên và lượng C với các nguyên tố hợp

kim hóa như V, Mo, W sẽ tăng lên trong Ơstenit. M 23C6 có khả năng hịa tan hồn tồn
trong dung dịch rắn Ơstenit cịn các cacbit cịn lại khơng hịa tan hồn tồn, MC chỉ hịa
tan một lượng khơng đáng kể ở nhiệt độ > 1200 oC. Vì vậy trong thép tơi bao giờ cũng
cịn một lượng cacbit dư nhất định 5 – 10%. Cacbit hòa tan trong thép gió có những hiệu
quả sau:
 Bảo đảm độ cứng cao của thép gió sau khi tơi.
 Tạo ra độ cứng thứ hai trong quá trình ram.
 Bảo đảm độ bền nóng và độ cứng cao.
Tăng nhiệt độ tơi, độ hợp kim hóa của Ơstenit tăng lên, các điểm M đ và Mk của
chuyển biến Mactenxit hạ xuống, lượng Ôstenit dư tăng lên.
Trong quá trình tăng nhiệt độ như vậy độ hạt của thép có khuynh hướng tăng lên. Độ hạt
Ơstenit của thép gió phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

17

 Nhiệt độ tôi. Nhiệt độ tôi càng cao, độ hạt càng lớn.
 Thời gian giữ nhiệt. Thời gian giữ nhiệt càng dài, hạt càng có khuynh hướng
phát triển.
 Số lượng, hình dáng, kích thước và sự phân bố cacbit.
Thép có nhiều cacbit dư nhỏ, mịn, phân bố đều sẽ có tác dụng ngăn cản quá trình
lớn hạt tốt hơn là thép ít Cacbit dư, thơ, phân bố tập trung.
VI.2 Chuyển biến khi làm nguội:
Ôstenit quá nguội có độ ổn định cao.Tùy theo vùng nhiệt độ của giản đồ ta có thể
chia q trình chuyển biến khi làm nguội thành các giai đọan sau:
Khi bắt đầu làm nguội từ nhiệt độ Ơstenit hóa , thép gió bắt đầu tiết ra cacbit theo
biên giới hạt, kéo theo sự giảm nồng độ Cacbon và các nguyên tố hợp kim trong Ôstenit
Khi nguội xuống khoảng 760oC, tốc độ tiết ra cacbit càng mãnh liệt. Độ cứng và

cơ tính giảm xuống. Dưới 760 oC tốc độ tiết ra cacbit chậm lại, đồng thời chuyển biến
Ôstenit thành Peclit bắt đầu. Hai quá trình này song song xảy ra trong vùng nhiệt độ 750
– 625oC. Nếu giảm tốc độ nguội hoặc tăng thời gian giữ nhiệt trong vùng nhiệt độ này sẽ
có tổ chức Peclit. Vì vậy khi tơi thép cần phải tăng tốc độ nguội trong vùng nhiệt độ này
để giảm quá trình tiết ra cacbit và hạn chế chuyển biến Peclit.
Trong vùng nhiệt độ 625 – 400oC Ôstenit rất ổn định và khơng xảy ra chuyển biến
gì về tổ chức. Do đó khi nhiệt luyện có thể tiến hành tơi phân cấp để giảm biến dạng.
Tíêp tục hạ nhiệt độ xuống 260 – 240 oC, Ôstenit trở nên kém ổn định hơn và nếu giữ
đẳng nhiệt một thời gian sẽ xảy ra chuyển biến Bainit. Quá trình chuyển biến này cần một
khoảng thời gian chuẩn bị nhất định. Ngay cả khi Ơstenit kém ổn định nhất thì chuyển
biến cũng chỉ xảy ra sau 20 phút. Do đó ta có thể tiến hành tôi phân cấp để giảm biến
dạng và tăng bền. Hiệu quả tôi phân cấp càng cao khi giữ nhiệt càng gần nhiệt độ M đ
(220 – 300oC). Nếu tăng thời gian giữ nhiệt khoảng 1 giờ thì chuyển biến Bainit sẽ xảy ra
và trong tổ chức sau tôi sẽ có khoảng 20 – 30% Bainit. Khi hạ nhiệt độ xuống nữa thì
chuyển biến Mactenxit sẽ xảy ra. Nhiệt độ bắt đầu M đ và kết thúc Mk của chuyển biến
phụ thuộc vào nhiệt độ tôi, độ hợp kim hóa của Ơstenit.. Chuyển biến của Mactenxit
mang tính chất khơng hoàn toàn, ở nhiệt độ thường chuyển biến vẫn chứa kết thúc và bao
giờ vẫn cịn một lượng Ơstenit dư nhất định (15 – 30%) trong tổ chức. Khi hạ nhiệt độ
xuống dưới 0 oC ( – 70 đến – 80 oC) lượng Ơstenit vẫn cịn khoảng 5 – 8% thậm chí ở
nhiệt độ –100oC vẫn cịn khoảng 1%. Một đặc điển nữa của chuyển biến Mactenxit là
hiệu ứng ổn định hóa Ơstenit khi giữ nhiệt trong vùng chuyển biến Mactenxit. Nếu ngừng
làm nguội một thời gian nhất định thì chuyển biến Ôstenit thành Mactenxit cũng ngừng
theo. Tiếp tục làm nguội chuyển biến lại tiếp tục theo đúng giản đồ chuyển biến đẳng
nhiệt. Nếu thời gian ngừng kéo dài thì hiện tượng ổn định hóa Ơstenit sẽ xảy ra. Do đó
khi làm nguội tiếp theo thì chuyển biến sẽ khơng xảy ra ngay mà xảy ra ở một nhiệt độ
thấp hơn một giá trị nào đó. Sự chênh lệch nhiệt độ này phụ thuộc vào thời gian và nhịêt
độ ngừng chuyển biến. Tổ chức của thép gió sau tơi gồm:
 60 – 65% Mactenxit.
 5 – 22% Cacbit.
 15 – 30% Ôstenit dư..

VI.3 Chuyển biến khi ram:
Các chuyển biến cơ bản khi ram thép gió:
 Q trình tiết ra cacbit từ Mactenxit.
 Chuyển biến của Ôstenit dư thành Mactenxit.


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

18

Các chuyển biến này làm tăng độ cứng của thép gió lên 1 – 3 HRC, tăng độ chống
biến dạng dẻo, độ bền, độ chống mài mịn đảm bảo cho tính năng làm việc của thép gió.
VI.3.1 Chuyển biến của Mactenxit và Cacbit: Từ Mactenxit, Cacbit loại M3C sẽ tiết ra
và tụ tập lại ở khoảng nhiệt độ 150 – 300 oC, do đó trong vùng nhiệt độ này độ cứng giảm
xuống, độ bền và độ dai tăng lên, lượng Cr, C, W trong Mactenxit giảm xuống. Khi tăng
nhiệt độ ram lên 400 – 525 oC, Cacbit crôm sẽ tiết ra. Do cấu trúc tinh thể của cacbit crôm
khác với Mactenxit nên độ cứng bắt đầu tăng lên. Cacbit crôm tạo ra trong giai đọan này
dựa trên cơ sở Cacbit M3C đã sinh ra trước đó. Cacbit của các nguyên tố khác như W,
Mo, V sẽ tiết ra ở nhiệt độ cao hơn 250 – 600oC và hàm lượng của chúng trong Mactenxit
sẽ không giảm xuống. Tuy nhiên nồng độ Cacbon trong mactenxit không bị giảm vì các
nguyên tố W, V, Mo sẽ lấy C của Cacbit M 3C được tạo ra từ trước. Tùy theo nhiệt độ ram
mà cấu trúc cacbit sẽ khác nhau.
Nhiệt độ ram (oC)
400 – 450
550 – 600
650
700
750
850


Cấu trúc cacbit
M3C
Chưa rõ
M2C+MC
M2C + MC + M7C3
M6C + MC + M7C3
M6C + MC + M23C6

Để đảm bảo độ cứng nóng của thép gió thì ít ra một trong các nguyên tố tạo cacbit
Mo, W phải có trong Mactenxit để chống phân hủy của Mactenxit, còn cacbit phân tán
làm tăng độ độ cứng thứ hai. Nồng độ C trong Mactenxit sau khi ram giảm xuống cịn 0,2
– 0,25% so với khi tơi là 0,4%. Khi tăng nhiệt độ ram lên 600 – 625 oC thì quá trình tiết ra
cacbit mạnh và xảy ra sự phân hủy Mactenxit làm giảm độ cứng của thép.
VI.3.2 Chuyển biến của Ơstenit dư: Do có hàm lượng các ngun tố hợp kim cao nên
Ôstenit rất ổn định và chỉ xảy ra chuyển biến ở nhiệt độ > 500 oC. Trong giai đọan này C
và các nguyên tố hợp kim tiết ra khỏi Ơstenit và do đó làm pha này nghèo C và nguyên tố
hợp kim, nhờ đó làm tăng điểm Mk tạo điều kiện dễ dàng chuyển biến thành Mactenxit
khi làm nguội. Trong khi làm nguội Ôstenit dư sẽ chuyển thành Mactenxit và góp phần
làm tăng độ cứng một chút. Đa số Ôstenit dư chuyển thành Mactenxit ngay trong lần ram
đầu tiên kéo dài khoảng 60 – 80 phút. Số còn lại sẽ tiếp tục chuyển biến sau khi ram lần
thứ hai, ba. Sở dĩ phải ram nhiều lần là vì:
 Ram lần thứ nhất sẽ giảm ứng suất sinh ra khi tơi, nhưng do chuyển biến
Ơstenit dư nên lại sinh ra ứng suất mới làm giảm hiệu quả ram.
 Ram lần thứ hai sẽ khử ứng suất khi ram lần thứ nhất. Nhưng chuyển biến của
Ơstenit dư cịn lại sẽ tiếp tục gây ra ứng suất mới có trị số nhỏ hơn và sẽ bị khử nốt ở lần
ram thứ ba.
Tổ chức của thép gió sau ram là:
 Mactenxit được hợp kim hóa cao bằng W, Mo, Cr tạo ra độ cứng nóng của thép
gió.
 Cacbit phân tán có cấu trúc tinh thể khác xa Mactenxit sẽ gây ra q trình hóa

cứng phân tán tạo ra độ cứng thứ hai.
Lượng Ơstenit dư cịn lại khơng đáng kể 1 – 2%.


ĐAMH: Cơng nghệ nhiệt luyện

19

Chương VII
Quy trình nhiệt luyện mũi khoan bằng thép gió P18
VII.1. Ủ đẳng nhiệt:
Thời gian nung:
 Theo cơng thức lý thuyết:
Thiết bị nung là lị giếng CЩ3 – 2,4/10.
Loại lị
CЩ3 – 2,4/10

Đường kính làm
việc,mm
200

Chiều cao làm
việc,mm
400

Nhiệt độ làm việc
tối đa,oC
1000

Nhiệt độ làm việc là 900oC.

Đồ gá chế tạo bằng thép chịu nhiệt có hình dạng và kích thước như sau:

Khối lượng gá: Ggá ≈ 2,77 kg.
Diện tích xung quanh của gá: Fgá ≈ 0,173 m2.
Phơi dạng hình trụ có kích thước như sau:

Khối lượng mỗi chi tiết: Gct ≈ 0,784kg
Diện tích xung quanh mỗi chi tiết: Fct ≈ 0,0178 m2
Mỗi gá chứa 17 chi tiết.
Trọng lượng mẻ nung G = Ggá + Gct ≈ 13 kg.
Diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt: F = Fgá + Fct ≈ 0,404 m2.


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện
Hệ số truyền nhiệt tổng hợp:
3
 T 
α = 0,03 * C th 
 + (10 − 15)
 100 
4,9
C th =

1 F1  1
Với
 + 1
+
ε 1 F2  ε 2



ε 1 = 0,4 là độ đen của vật nung
ε 2 = 0,75 là độ đen của tường lị
F1 = 0,404 m2 là diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt
F2 = 0,314 m2 là diện tích bề mặt trong của lị
T = 900 + 273 = 1173oC
4,9
C th =
≈ 1,67
1
0,409  1

Do đó
kcal/m2*h*độ4
+
+ 1

0,4 0,314  0,75 
3
 1175 
α = 0,03 * 1,67
 + 10 = 90 kcal/m2*h*độ
100


α * X 90 * 0,02
=
= 0,082 < 0,25
Bio =
λ
22

Thời gian nung tính theo cơng thức:
t lo − t đo
GC
τn = K
2,3 lg o
Fα
t l − t co
Với:
C = 0,133kcal/kg*độ : nhiệt dung
G = 13kg : khối lượng mẻ nung
k = 1,4 : hệ số sắp xếp
t lo = 900: nhiệt độ lò
t đo = 30 : nhiệt độ chi tiết lúc đầu
t co = 850: nhiệt độ lúc cuối
F = 0,404 m2 diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt
13 * 0,133
900 − 30
2,3 lg
= 12 phút
Do đó: τ n = 1,4
0,404 * 90
900 − 850
Thời gian nung là 12 phút.
 Theo công thức kinh nghiệm:
τn = K*a*D
Trong đó:
K = 1,4: hệ số sắp xếp
D = 21 : đường kính chi tiết
a = 40 – 50 s/mm : hằng số thực nghiệm
Do đó thời gian nung là τn = ( 19,6 – 24,5 )ph

 Vậy ta chọn thời gian nung là 20 ph

20


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

21



Thời gian giữ đẳng nhiệt: chế độ nhiệt luyện thích hợp nhất dùng cho khi tiện với
tốc độ cắt lớn là:
Sau khi nung đến 850oC ta tiến hành giữ đẳng nhiệt ở nhiệt độ này trong thời gian
4h, sau đó ta làm nguội nhanh bằng cách chuyển sang lị khác có nhiệt độ 730 – 750 oC
hoặc giảm nhiệt độ lò xuống 730 – 750oC và giữ ở nhiệt độ này 2h.( Theo sổ tay tra cứu
nhiệt luyện Smưcốv ). Tổ chức đạt được là Peclit hại với cacbit nhỏ phân bố đều.
 Thời gian làm nguội:
Sau khi giữ đẳng nhiệt ta làm nguội tới 500 – 600 oC cùng lò với Vng khoảng 30 –
40oC/h, cuối cùng làm ngi trong khơng khí.
o
C
850

Ac1 = 820

730 – 750
Cùng lị 30 – 40oC/h
500 – 600
Khơng khí

τ

0

4h

2h

VII.2 Tơi:
Thiết bị nung là các lò: C – 25, C – 45, C – 50. Có thể ghép lại thành lị muối
nhiều cấp:
Kiểu lị

Cơng suất
KW

Nhiệt độ
làm việc,

C – 25
C – 45
C – 50

25/15
45/20
50/10

1300
850
600


Kích thước khoảng khơng làm việc,mm
Chiều rộng
Chiều cao
hay đường
Chiềi dài
hay chiều
kính
sâu
330
–
475
340
–
600
600
900
450

Năng suất
cực đại,
90
200
100

Lị C – 25: chứa hỗn hợp muối 30%KCl + 70%BaCl 2 để nung lên 850oC. Khử oxy
bằng Fe – Si.
Lò C – 45: chứa muối 100%BaCl 2 để nung lên tới nhiệt độ tôi 1280 oC. Khử oxy
bằng Fe – Si.
Lò C – 50 : chứa hỗn hợp muối 33,3%KCl + 33,3%NaCl + 33,3% BaCl 2 ( hoặc là

50%KNO3 + 50%Na2CO3 ) dùng làm nguội đến nhiệt độ 500 – 550oC.
Khi nhúng chi tiết vào lò muối để tránh sự biến dạng do thay đổi nhiệt đột ngột
nên nhúng chi tiết vào khoảng 2 – 4s rồi đưa ra 2 – 4s vài lần trước khi giữ nhiệt.
Đồ gá dạng giỏ được làm từ thép chịu nhiệt, sườn là khung thép để tăng bền và
xung quanh là lưới thép có hình dạng và kích thước như sau:


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

22

Lưới căng đáy 2



Hệ số sắp xếp là KSX = 1,7
Thời gian nung:
Thời gian nung tính theo cơng thức sau:
τn = KSX* K*V/F
Trong đó:
τn : thời gian nung, phút
V : thể tích vật nung, cm3
F : diện tích vật nung, cm2
K : tổng số các yếu tố đặc trưng cho điều kiện nung nóng
Loại thép
Thép gió

Nhiệt độ nung,oC
500 – 600
800 – 900

1200 – 1300

Môi trường nung
Muối nóng chảy

K
7
10
5

Chi tiết mũi khoan có dạng hình trụ, được nung nóng từ mọi phía nên:
V
Dl
2 * 25
W= =
=
≈ 0,48
F 4l + 2 D 4 * 25 + 2 * 2
Với: D = 2cm , đường kính mũi khoan
l = 25cm , chiều dài phần được nung
Do đó thời gian nung chi tiết trong các lò muối là:
Trong lò C – 25: τn = 1,7*10*0,48 = 8,16 phút
Trong lò C – 45: τn = 1,7*5*0,48 = 4,08 phút
 Thời gian giữ: lấy khoảng 1/2 thời gian nung.
Do đó:
Thời gian nung chi tiết trong lò C – 25 để chi tiết đạt đến nhiệt độ 850 oC là 12,24
phút.
Thời gian nung chi tiết trong C – 45 để chi tiết đạt đến nhiệt độ 1280 oC là 6,12
phút.
 Thời gian giữ khi tôi phân cấp:

Tôi phân cấp bằng cách nhúng chi tiết vào lò C – 50 để làm nguội đồng đều nhiệt
độ chi tiết với nhiệt độ muối ( 500 – 550 )oC, thời gian giữ nhiệt là 5 phút.
 Thời gian làm nguội:


ĐAMH: Cơng nghệ nhiệt luyện

23

Làm nguội trong khơng khí nên khơng tính thời gian.
VII.3 Ram: 3 lần ở 560oC
Nung trong lò muối C – 50 chứa hỗn hợp muối 50%KCl + 50%Na2CO3..
 Thời gian nung:
τn = 1,7*7*0,48 = 5,7 phút
 Thời gian giữ:
Thời gian ram có thể tính theo cơng thức kinh nghiệm sau:
t = aD + b ( phút )
Trong đó:
D :Kích thước có ích của chi tiết
a : hệ số nung nóng ( ph/mm)
b : hệ số phụ, thường 20 – 30 ph
Hệ số nung của lò muối a = 0,5 – 0,8ph/mm
Do đó: t = 30 – 46ph
 Căn cứ vào kinh nghiệm thực tế thì thời gian ram lấy từ 1 – 3h và dựa vào giản
đồ biểu diễn sự phụ thuộc độ cứng vào nhiệt độ ram và thời gian ram ta chọn thời gian
ram là 1h.
o

C


1280

850

Ac1 = 820

500 – 550

20

560

560

560

1h

1h

1h

Khơng khí
τ

γdư( %)

30

HRC


62

15
64

5
64,5

2
64,65

 Thời gian làm nguội:
Làm nguội trong khơng khí nên khơng tính thời gian làm nguội.
VII.4 Thấm Xianua:
Nhúng chi tiết vào lò C – 50 chứa hỗn hợp muối có thành phần 50%NaCN +
32%Na2CO3 + 18%NaCl.
 Thời gian nung:
τn = 1,7*7*0,48 = 5,7 phút
 Thời gian giữ:


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

24

Thời gian giữ ở nhiệt độ 540oC là 15 phút thì chiều dày lớp thấm là 0,02mm.
( Sách tra cứu về nhiệt luyện Smưcôv).

mm

4

0,08

3

0,06
2

0,04

1

0,02
0

60

120

180

240

300

ph

Sự phụ thuộc chiều sâu lớp thấm Xianua vào thời gian quá trình ở 560oC. Lượng
chứa NaCN trong bể: 1 – 10%, 2 – 18%, 3 – 50%, 4 – 90%.

 Thời gian làm nguội:
Làm nguội ngồi khơng khí cùng gá nên khơng tính thời gian. Sau đó khử độc
cùng gá.
o

C
540

Khơng khí
15phút

τ

-------------- Hết ------------


ĐAMH: Công nghệ nhiệt luyện

25