Cn01_Nhóm 8 - Quy Trình Nhiệt Luyện Chế Tạo Nhíp Xe Ô Tô.pptx

Trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Khoa Khoa Học Ứng Dụng

Báo Cáo Bài Tập Lớn
Môn Vật Liệu Kỹ Thuật
Đề tài 11: Lập quy trình cơng
nghệ nhiệt luyện nhíp xe ơto
Giảng viên: thầy Trần Văn
Khải
Thành viên
MSSV
Phạm Nguyễn Như Thường
2153876
Cao Thị Hồng Ngọc
Phan Nguyễn Hồng Phúc

Nhóm 8 - Lớp CN01

2152802
2152247


I. Cơ sở lý thuyết
• Các phương pháp nhiệt luyện
• Lá nhíp ơ tơ
• Vật liệu thơng dụng
• Các loại máy chế tạo

II. Quy trình nhiệt luyện chế tạo nhíp xe ơ tơ
•
•

•
•
•
•
•

Lựa chọn vật liệu
Ủ
Dập nóng
Tơi
Tạo hình
Ram
Xử lý bề mặt


•

I. CƠ SỞ LÝ
THUYẾT
Khái qt q trình nhiệt luyện
Nung nóng kim loại, hợp kim đến một
nhiệt độ cụ thể

Giữ ở nhiệt độ đó trong một khoảng thời
gian thích hợp

Làm nguội với một tốc độ nhất định
Thay đổi tổ chức, dẫn đến tính chất cơ
học và các tính chất khác cũng thay
đổi

Các phương pháp nhiệt
luyện
Nhiệt luyện cơ bản
• Ủ, thường hóa
• Tơi, ram

Hóa nhiệt luyện (hóa
• Tơi bề mặt:
bền)
+ Tơi cảm ứng
+ Tơi bằng ngọn lửa mỏ hàn
• Hóa nhiệt luyện:
+ Thấm Cacbon, Thấm Nito
+ Thấm Xianua

Cơ nhiệt luyện


Định nghĩa

Nhíp xe ơ tơ là gì ?

Một số hình dạng của nhíp ơ tơ

• Nhíp ơ tơ là chi tiết đàn hồi được lắp đặt cho
ô tô để giảm xóc lên phần trên của xe.
• Gồm 2 loại: Nhíp ô tô chính và nhíp ô tô phụ

Định nghĩa

Nhíp xe ơ tơ là gì ?

Cấu tạo
• Các lá nhíp từ miếng thép lị xo uốn cong xếp chồng lên
nhau theo thứ tự từ ngắn đến dài, cố định bằng bulơng
hoặc đinh tán ở giữa.
• Nhíp ơ tơ càng dài thì mềm, lá nhíp càng nhiều thì càng
cứng và chịu được tải trọng lớn.


Định nghĩa

Nhíp xe ơ tơ là gì ?

Đặc điểm
• Giảm chấn, khống chế dao động nhờ ma sát giữa các
lá nhíp
• Độ bền tốt, chịu được trọng tải lớn
• Giữ cầu xe đúng vị trí


Vật
liệu
• Thép thấm C (thấm C + tơi và ram thấp)
• Thép hóa tốt (tơi + ram cao + (tơi bề mặt) )
• Thép đàn hồi ( Tơi + ram trung bình)
• Thép dụng cụ ( Tơi + ram thấp)

• Thép dụng cụ biến dạng nóng (Tơi + ram trung bình)


Vật liệu

50Si2, 60Si2,
70Si3A

60C2, 60SiMn

60Si2CrA, 60Si2Ni2A

Nhíp có chiều dày 18mm

Giới hạn đàn hồi cao

Độ thấm tôi lớn (trên 50mm)

Chống sự lớn lên của hạt khi tôi

Độ thấm tôi tốt

Chịu tải trọng nặng, quan trọng

Có xu thế thốt Cacbon khi nung

Khả năng chịu tải trọng lớn

=> Giảm độ bền mỏi

Chú ý chống thoát Cacbon
(do Si thúc đẩy thoát
Cacbon)


Vật liệu


• Các mác thép thông dụng hiện
nay:
Các loại thép Silic 55Si2 và 60Si2
Dần không đáp ứng được yêu cầu cần
thiết của oto hiện đại.
Nhược điểm :
• độ bền khơng đủ cao
• dễ bị quá nung.
50CrMnA, 50CrMnVA và 60SiCrMnA
Được ưa chuộng dạo gần đây.
Ưu điểm hơn thép Silic:
• có độ thấm tơi cao hơn
• khơng bị q nung khi tơi.


Một số loại máy chế tạo

Lị gia nhiệt nhíp ngắn

Hệ thống cấp phơi tự động

Máy phun bi

Lị gia nhiệt nhíp dài


II. QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN
CHẾ TẠO LÁ NHÍP


1. Lựa chọn vật liệu
• Vật liệu làm nhíp ơ tô phải là chất liệu thép đàn hồi ( chịu tải trọng chu kì,
chịu va đập cao, khơng cho phép biến đạng dẻo )
• Loại thép làm nhíp ơ tơ có thành phần chính là Carbon ~ 0.5% – 0.75%,
được tơi luyện và ram trung bình.
• Lõi có độ cứng 25-30 HRC chịu uốn, xoắn, va đập
• Bề mặt có độ cứng 55-60 HRC chịu mài mịn tốt
• u cầu cơ tính: Giới hạn đàn hồi, giới hạn mỏi cao


1. Lựa chọn vật liệu

Thép đàn hồi
60Si2Ni2A

• Nhíp ơ tơ thuộc loại vật liệu đàn hồi => %C từ 0.55 đến 0.65%
( Nếu <0.55% : độ cứng, dẻo dai lớn; %C> 0.7%: Sau tơi, ram cứng, giịn, tính đàn
hồi thấp)
• Chi tiết cần gia công, chế tạo => Chọn Mn, Si độ cứng, đàn hồi tốt
( hàm lượng lớn -> chi tiết cứng, giòn; hàm Si nhỏ -> độ dẻo cao, dễ biến dạng)
• Nâng cao độ thấm tơi, đảm bảo giới hạn đàn hồi => Chọn Cr, Ni (hàm lượng <
0.4%)

1.1. Đặc điểm mác thép

Thép đàn hồi
60Si2Ni2A

a. Xác định nhiệt độ chảy hoàn toàn và các nhiệt độ xử lý quan trọng đối với vật liệu như: nhiệt
độ ủ, thường hóa, tơi.... Đối với mác théo này ta sử dụng phương pháp tơi và ram
• Nhiệt độ chảy hồn tồn xác định theo giản đồ pha: ~ 1538℃
• Nhiệt độ tôi (theo “Sách tra cứu mác thép, gang thông dụng - 1997"): 880℃
• Nhiệt độ ram (theo “Sách tra cứu mác thép, gang thơng dụng - 1997"): 420℃
• Nhiệt độ ủ (theo “Sổ tay nhiệt luyện - tập 2"): 820℃ trong dầu
b. Dựa trên giản đồ pha, xác định vật liệu có cùng thành phần C với mác vật liệu đã chọn:
• Thép có cùng thành phần cacbon với thép 60Si2Ni2A là thép C60


2. Ủ
Về nhiệt luyện sơ bộ, thép làm nhíp được ủ ở 730 độ C trước khi đưa vào máy dập
nóng, thu được tổ chức gồm Austenit và Ferit --> thuận lợi cho việc tạo ra Peclit hạt
sau khi ủ cầu hóa ở cơng đoạn nhiệt luyện kết thúc.

3. Dập nóng
Thép được dập nóng ở nhiệt độ 850 - 900 độ C với tổ chức khi đó hồn tồn là Austenite
như vậy ta ổn định được thành phần tổ chức; giảm bớt độ cứng, độ bền, giúp tiết kiệm
năng lượng và thời gian. Ngay khi dập ở trạng thái nóng, nhíp được đưa vào tơi và ram
trung bình để tạo nhíp đàn hồi cao


4. Tơi (Quenching)

Đường cong làm nguội thép lý tưởng

• Làm nguội thép nhanh trong khoảng nhiệt Austenit
kém ổn dịnh nhất (500℃-600℃) để khơng kịp
phân hóa thành Ferit - Xementit => Làm nguội
thép với tốc độ > V_th để thu tổ hợp Mactenxit
• Tốc độ nguội khi tơi trong dầu nhỏ hơn => ít biến
dạng, nứt sau tơi nhưng độ cứng kém

• Uốn cong tới hình dạng nhất định
• Đạt tới nhiệt độ tơi, ép các lá thép vào
gá định hình
• Nhúng dầu làm nguội với tốc độ lớn
• Thiết diện có tổ chức Mactenxit


5. Ram (Tempering)
Bắt buộc Ram sau khi Tôi
=> Giảm ứng suất dư, giúp thép
khơng q giịn, cơ tính phù hợp với
điều kiện làm việc

• Ram nhiệt độ trung bình (300℃-450℃) đảm
bảo điều kiện tải trọng và va đập của nhíp.
• Ram giúp ứng suất nội được khử hoàn toàn, giới
hạn đàn hồi cao nhất, tăng độ dẻo dai cho nhíp.
• Sau ram cần làm nguội với nước, tránh giòn
ram.
Ram trong gá định hình

• Một số công nghệ xử lý bề mặt:
Tôi cảm ứng
Rút ngắn thời gian nhiệt luyện

Cơ nhiệt luyện ở nhiệt độ
thấp/cao
Cán sơ với máy cán ở nhiệt độ cao hơn

Nâng cao giới hạn mỏi

950℃ -> Tôi ngay để không kết tinh
lại, phân hóa trung gian ->

Làm nguội đẳng nhiệt

Ram ngay ở các nhiệt độ khác nhau.

Dùng sau khi Austenit hóa

=> Giới hạn bền, mỏi tăng gấp đơi,

=> có tổ chức Bainit, tăng tính đàn hồi khơng biến dạng, giảm số lượng lá
thép
Phun bi
Làm chai bề mặt chi tiết
=> Nâng cao được sức bền mỏi của nhíp.

Mài bóng bề mặt
Làm mất các vết nứt tế vi là nguồn

gốc đầu tiên gây các vết nứt mỏi.