tiểu luận môn học vật liệu kỹ thuật nhíp ô tô - thép đàn hồi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY

TIỂU LUẬN MƠN HỌC

VẬT LIỆU KỸ THUẬT
TÊN SẢN PHẨM:

NHÍP Ơ TƠ
THÉP ĐÀN HỒI

GVHD: Th.S Lê Văn Bình
SVTH:Trương Việt Tuấn
MSSV:51132181
Lớp: 51ckot

Nha Trang, tháng 1năm 2011
1


LỜI NĨI ĐẦU

Trước nay cơng nghiệp hiện đại ln là điểm tựa để thúc đẩy nền kinh tế của đất
nước phát triển, nói cách khác một nước phát triển là nước có nền cơng nghiệp hiện đại.
Trong đó phương tiện giao thơng là một ngành góp cơng rất lớn cho nền kinh tế của đất
nước và nhu cầu đi lại, trao đổi hàng hóa và dịch vụ của nhân dân. Nhưng bên cạnh đó
vẫn cịn để lại những vấn đề bức xúc về môi trường và cảnh quan… mà nhu cầu tiện lợi
hóa các phương tiện giao thơng là một trong những vấn đề ưu tiên hàng đầu của bất kỳ
một quốc gia nào trên thế giới. Vì vậy, với hồn cảnh nước ta hiện nay thì việc đẩy mạnh
cơng nghiệp chế tạo ô tô là một trong những giải pháp hiệu quả được chính phủ lựa
chọn. Với các tiến bộ vượt bậc của nền khoa học kỹ thuật, ô tô ra đời ngày càng hiện đại,

kết cấu gọn nhẹ và đặc biệt có tính năng ưu việt hơn so với trước kia. Để đạt được những
yêu cầu kỹ thuật cao trong quá trình chế tạo nhằm tạo được độ bền và khả năng lưu
thơng tốt thì những nhà chế tạo cũng đã phải tính đến vận tốc và tải trọng có thể đạt
đươc của ơ tơ vi vậy ta phải tính đến khả năng chịu đựng của hệ thống treo ơ tơ.Và một
trong những bộ phận đóng vai trị quan trọng trong hệ thống treo tơ đố là nhíp. Từ đó
cho thấy được vai trị quan trọng của nhíp trong ô tô.

Do kiến thưc về vật liệu kĩ thuật cịn hạn hẹp nên bài tiểu luận khơng tránh khỏi sai sót
kính mong thầy cho ý kiến để những bài tiểu luận sau được hoàn thiện.
Xin chân thành cảm ơn thầy LÊ VĂN BÌNH bộ mơn kỹ thuật tàu thủy và tập thể 51 ơt đã
giúp đỡ tơi hồn thành bài tiểu luận này.

Xin chân thành cảm ơn

2


Mục lục
trang
1:Tên sản phẩm ………………..................................................................................

5

-Ứng dụng trong thực tế …………………………………………………………….

5

- Khả năng thích nghi, khả năng thay thế……………….……... …………………..
-Ký hiệu của vât liệu theo TCVN hoặc tiêu chuẩn khác………………………….

8
9

2. Cấu trúc, tổ chức của vật liệu dùng để chế tạo sản phẩm…. ………………….

10

3.Cấu tạo sản phẩm…………………………………………………………………..

13

4.Các phương pháp tạo ra sản phẩm (hoặc vật liệu)
này trong thực tế………………………………………………….. …………………. 15
5.Hóa bền và nhiệt luyện:…………………………………………………………….

17

-Cho vật liệu chính………………………………………………... …………………

17

-Cho dụng cụ gia cơng, chế biến vật liệu chính trên……………………………….
6.Các phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm (vật liệu)……. ……………......

22

7.Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu; bảo hành sản phẩm………………………....

24

8.Giải quyết rác thải sau sử dụng………………………………...............................

26

9.Đề xuất……………………………………………………………………………

28

3


MÔN HỌC :VẬT LIỆU KĨ THUẬT

MỤC TIÊU:Trong thời đại kinh tế thị trường hiện nay nhu cầu đi lại của con người ngày
càng tăng lên Đó là thuận lợi và cũng là thách thức đối với nghành công ngiệp là một
sinh viên nghành kỹ thuật ô tô,nhưng hiểu biết về kết cấu ô tô là điều vô cùng cần thiết .

NỘI DUNG THỰC HIỆN:
1:Tên sản phẩm :nhíp ơ tơ

-Ứng dụng trong thực tế.
4


-, Nhíp ơtơ là bộ phận giảm xóc cho ơtơ
gồm các tấm thép được ghép lại. Toàn
bộ tải trọng phần trên của xe được đặt
lên khung nhờ các nhíp này. Bộ phận
nhíp ,nhờ có tính đàn hồi tốt nên giảm
được chấn động lên phần trên của xe

(nhất là khi đi trên đoạn đường gồ ghề).
Đồng thời, nhíp cũng phải chịu ứng
suất chu kì (ứng suất nén và kéo thay
đổi theo chu kì c). Chốt nhíp có tác dụng
trượt qua lại. Hai đầu
chốt được gắn trên giá và xoay được.

Nhíp được làm bằng một số băng thép lò xo
uốn cong, được gọi là “lá nhíp”, các xếp
chồng lên nhau theo thứ tự từ ngắn nhất đến
dài nhất. Tập lá nhíp này được ép với nhau
bằng một bulông hoặc tán đinh ở giữa, và để
Nói chung, nhíp càng dài thì càng mềm. Số
lá nhíp càng nhiều thì nhíp càng cứng, chịu
được tải trọng lớn hơn. Tuy nhiên, nhíp
cứng sẽ ảnh hưởng đến độ êm,để cho các lá
không bị xô lệch, chúng được kẹp giữ ở một
số vị trí. Hai đầu lá dài nhất (lá nhíp chính)
được uốn cong vịng để lắp ghép với khung
xe

Điều kiện làm việc và yêu cầu cơ tính :
Nhíp ơ tơ làm việc trong điều kiện: chịu tải trọng tĩnh của xe và chịu va đập mạnh
nhưng không cho phép biến dạng dẻo.Khi xe chuyển động còn xuất hiện lực đổi dấu.Vi
vậy thép cần phải đạt được các yêu cầu như sau:
5


- Giới hạn đàn hồi cao,tức khả năng chống biến dạng dẻo cao(ở đây giới hạn bền là
khơng có ý nghĩa vì khơng cho phép biến dạng dẻo),do vậy ta cần quan tâm chủ yếu tới tỉ

lệ dh/ b càng gần tới 1 càng tốt , thường đạt trong giới hạn 0,85 0,95.
- Độ cứng khá cao trong khoảng HRC:35 45 là thích hợp ; độ dẻo , độ dai thấp dể
khơng xảy ra biến dạng dư trong q trình làm việc,nhưng nếu quá thấp thì chi tiết dễ bị
phá hỏng do q giịn.
+ Đặc điểm của nhíp:
- Bản thân nhíp đã có đủ độ cứng vững để giữ cho cầu xe ở đúng vị trí nên khơng cần sử
dụng các liên kết khác.
- Nhíp thực hiện được chức năng tự khống chế dao động thông qua ma sát giữa các lá
nhíp.
- Nhíp có đủ sức bền để chịu tải trọng nặng.
- Vì có ma sát giữa các lá nhíp nên nhíp khó hấp thu các rung động nhỏ từ mặt đường.
Bởi vậy nhíp thường được sử dụng cho các xe cỡ lớn, vận chuyển tải trọng nặng, nên cần
chú trọng đến độ bền hơn.
+ Độ võng của nhíp:
- Tác dụng của độ võng:
Khi nhíp bị uốn, độ võng làm cho các lá nhíp cọ vào nhau, và ma sát xuất hiện giữa các lá
nhíp sẽ nhanh chóng làm tắt dao động của nhíp. Ma sát này được gọi là ma sát giữa các lá
nhíp. Đó là một trong những đặc tính quan trọng nhất của nhíp. Tuy nhiên, ma sát này
cũng làm giảm độ chạy êm của xe, vì nó làm cho nhíp bị giảm tính chịu uốn. Vì vậy, nhíp
thường được sử dụng cho các xe tải.
Khi nhíp nẩy lên, độ võng giữ cho các lá nhíp khít với nhau, ngăn không cho đất, cát... lọt
vào giữa các lá nhíp và gây mài mịn.
- Biện pháp giảm ma sát giữa các lá nhíp
Đặt các miếng đệm chống ồn vào giữa các lá nhíp, ở phần đầu lá, để chúng dễ trượt lên
nhau. Mỗi lá nhíp cũng được làm vát hai đầu để chúng tạo ra một áp suất
thích hợp khi tiếp xúc với nhau

6

-Khả năng thích nghi, khả năng thay thế
Mác thép cacbon lị xo, nhíp thường được gọi là thép lị xo thơng dụng có mơđun đàn hồi
cao để hạn chế biến dạng đàn hồi. Nên chúng được sử dụng để chế tao các chi tiết đàn
hồi, chịu lực cao. Đây là các vật liệu có giá thành khơng cao nên được sử dụng rộng rãi
trong ngành chế tạo ô tô, máy kéo, trong vận tải đường sẳt và chế tạo máy công cụ.
Để đảm bảo khả năng làm việc của các phân tử đàn hồi chịu lực các thép lò xo cần phải
7


có giới hạn đàn hồi, giới hạn mỏi và độ bền tích thốt cao. Các thép lị xo thường có hàm
lượng cacbon cao ( 0,5-0,7% ) được tôi và ram ở nhiệt độ 420-4500C thỏa mãn các yêu
cầu đó.
Thép được tơi ra tổ chức mactenxit có giới hạn đàn hồi không cao. Giới hạn đàn hồi được
nâng cao rõ rệt khi hình thành tổ chức trootxtit. Trong tổ chức này Ferit có mật độ cao các
lệch kém chuyển động do bị biến cứng pha mạnh. Ngồi ra chúng cịn bị phong tỏa có
hiệu quả bởi các hạt cacbít phân tán.
Ngồi các tính chất đàn hồi cao, ram ra tổ chức trootxtit bảo đảm nâng cao một chừng
mực nào đó độ dẻo và độ dai (đặc biệt trong các thép không có xu hướng rịn ram), nó
quan trọng để giảm độ nhạy cảm với sự tập trung ứng suất và tăng giới hạn mỏi.
Tôi đẳng nhiệt ra tổ chức bainit dưới cũng cho kết quả tốt. Nó cho phép có được cơ tính
cao khi chi tiết ít bị biến dạng.
Các lị xo khơng lớn và hình dạng ít phức tạp được chế tạo từ thép đã qua nhiệt luyện. Đối
với lò xo to địi hỏi lực quấn lớn thì dùng thép ở trạng thái ủ. Các chi tiết sau khi được chế
tạo bằng cách quấn nóng hay rập nóng sẽ được nhiệt luyện.
Thép để làm nhíp được cung cấp ở dạng băng, sau đó rập tạo hình và tơi, ram ( hiện nay
thường dùng lị chương trình tơi ram liên tục) sau đó bó.
Các mác thép cacbon bao gồm : C65, 70, 75, 80, 85, 65Mn, 70Mn (TCVN) được đặc
trưng bởi độ bền tích thốt khơng cao, đặc biệt khi nung nóng. Chúng khơng có lợi để làm
việc ở nhiệt độ trên 1000C. Do độ thấm tôi thấp nên các thép này được dùng các lị xo tiết
diện khơng lớn lắm.

Các thép lị xo, nhíp hợp kim thuộc về lớp peclít. Các nguyên tố hợp kim cơ bản trong
chúng là Si ( 1-3%), Mn (~1%). Trong các chi tiết có cơng dụng quan trong hơn thì thép
được hợp kim hóa them Cr (~1%) và Ni (<1,7%) các nguyên tố hợp kim u cầu phải có
ảnh hưởng ít tới giới hạn đàn hồi là tính chất chủ yếu của họ thép này. Quan trong hơn là
hợp kim hóa để nâng cao độ thấm tơi, độ bền tích thốt ứng suất và gới hạn mỏi. Do đó
hợp kim được sử dụng cho những phần tử đàn hồi kích thước lớn và đảm bảo cho chúng
làm việc lâu hơn và độ tin cậy cao hơn.
Các mác thép Silic 50Si2, 60Si2, 70Si3A được dùng làm lị xo hay nhíp có chiều dày 18
mm. Chúng có đặc điểm chống sự lớn lên của hạt khi tôi, nhưng lại có xu hướng dễ thốt
cacbon khi nung, đây là một dạng khuyết tật mặt rất nguy hiểm vì giảm độ bền mỏi. Mác
thép Si-Mn 60SiMnA đã hạn chế được nhược điểm này và được dùng để chế tạo các lị xo
có chiều dày nhỏ hơn 14 mm.
Các mác thép 50CrVA, 50CrMnVA có nhiệt độ ram cao hơn dịng thép Si và Si-Mn
khoảng 5200C, có khả năng chịu nhiệt cao hơn, độ dai cao hơn, ít nhạy cảm với nhát cắt.
Chúng được dùng làm nhíp các ơtơ nhẹ, lị xo xupáp và các lị xo có cơng dụng quan
trọng khác và nhiệt độ làm việc khoảng 3000C.
Các thép 60Si2CrA và 60Si2Ni2A đươc tôi thấu trong các tiết diện tương ứng là 50 và 80
mm và được dùng làm các lị xo và nhíp lớn có tải nặng và đặc biệt. Các tính chất của
thép được quyết định bởi hàm lượng Cacbon và nhiệt độ ram. Ram được tiến hành ở nhiệt
độ cao hơn một chút so với nhiệt độ ứng với giới hạn đàn hồi cực đại để đảm bảo độ dẻo
và dai.
Các mác thép 70Si3A, 60Si2CrA, 60Si2Ni2A có cơ tính cao nhất σb≥ 1800MPa; σ0,2 ≥
1600MPa; δ≥ 5%; Ψ ≥20%. Giới hạn đàn hồi đạt σ0,01=880 -1150 MPa, còn độ cứng đạt
8


40-48 HRC. Với độ bền và độ cứng như vậy, thép này nhạy cảm với sự tập trung ứng suất
cho nên trạng thái bề mặt có ảnh hưởng rất lớn đến độ bền mỏi. Khi khơng có khuyết tật
bề mặt giới hạn mỏi của thép khi uốn thấp hơn 500 MPa, cịn khi xoắn ~300MPa.
Kí hiệuVật liệu theo Ký hiệu của TCVN hoặc tiêu chuẩn khác.

Tiêu chuẩn

Mác thép

Việt Nam
(TCVN)

60Si2Ni2A

Nga
( Γ OCT)

A877

42 ÷
48
HRC

60C2H2A

Mỹ
(ASTM)

Độ
cứng

σs

δs

Mpa

Mpa

(%) (%)

≥

≥

363 ÷
429
HB

ak

τb
/Mpa

1660 1500
1471 1324

48 ÷
55
HRC

ψ

σb

8

30

2070
1230 1080

9

24,5

20

1620

÷

Nhật
(JIS)

SUP6

Trung Quốc
(GB)

60Si2CrVA

1860 1665

6

20

Đức
(DIN)

60SiCr7

1320 1130

6

30

÷

1570

[Bảng tham khảo một số loại vật liệu chế tạo nhíp]
VẬT LIỆU CHẾ TẠO NHÍP TRUNG QUỐC
Vật liệu b] (KG/cm2)σ[ %δ
85 8000 10
9

21

1225


65Mn 8500 12

55Si2Mn 9500 12
60Si2Mn 9500 12
60Si2MnA 9500 13
60Si2CrA 11000 12
50CrVA 9500 12 (OCT 14959-69)ΓTHÉP NHÍP LỊ XO (THEO
Vật liệu b] (KG/cm2)σ[ %δ ]
50C2 1200 6
55C2 1300 6
55C2A 1300 6
60C2 1300 6
60C2A 1600 6
70C3A 1800 6
Γ50x 1300 7
AΓ50x 1300 7
PΓ55x 1400 5
AΦΓ50X 1300 6
AΦ50X 1300 8
50XCA 1350 6
60C2XA 1800 5
AΦ60C2X 1900 5, 60C2H2A 1750 6
65C2BA 1900 5, AΓ60C 1600 6
Sự khác nhau giữa thành phần của các mác thép là do nguyên tố hợp kim được sử dụng ở
các nước là khác nhau . Như ở Mỹ thì khơng sử dụng nguyên tố hợp kim Ni mà sử dụng
thay vào đó là nguyên tố Mo , ở một số nước cũng như vậy.

10


2.Cấu trúc, tổ chức của vật liệu dùng để chế tạo sản phẩm.

Đây là loại thép có thành phần cácbon nằm trong khoảng 0,5 – 0,7%, sau tôi và ram trung
bình có giới hạn đàn hồi cao. Thép này chun dùng để chế tạo các chi tiết đàn hồi: lò xo,
nhíp,…nên được gọi là thép đàn hồi.
Thành phần hố học:
- Cácbon: Các phần tử đàn hồi khơng cho phép có biến dạng dẻo cũng như bị phá huỷ
giòn khi làm việc nên thành phần các bon của thép đàn hồi không được quá thấp cũng
như không được quá cao. Khoảng thành phần cácbon hợp lý của loại thép này là 0,5 –
0,7%(thường gặp 0,55 – 0,65%).
- Nguyên tố hợp kim: Các nguyên tố Mn, Si cho vào thép đàn hồi với mục đích nâng cao
tính đàn hồi. Các nguyên tố khác như Cr, Ni, V được cho vào với mục đích ổn định tính
đàn hồi của thép.
Các mác thép-ứng dụng và nhiệt luyện thép đàn hồi:
Bảng sau trình bày kí hiệu, thành phần, các ứng dụng và qui trình nhiệt luyện một số
mác thép đàn hồi.

11


ĐỐI VỚI THÉP ĐÃ CHỌN : 60Si2Ni2A
Nhiệt độ chảy hoàn toàn và các nhiệt độ quan trọng như: nhiệt độ ủ,thường hố và tơi.
Nhiệt độ chảy hồn tồn :
Do khi mua về thép này chỉ cần phải tiến hành tôi và ram hoặc đã được tôi và ram ,nên ta quan
tâm tới nhiệt độ tôi và ram.
Nhiệt độ tôi :880 ° C
Nhiệt độ ram:420 ° C
Nhiệt luyện và cơ tính của các thép tương đương
Tiêu chuẩn
Mác thép
Nhiệt độ
Môi trường

Nhiệt độ
Tôi( ° C)
Tơi( ° C)
Ram( ° C)
Việt Nam
60Si2Ni2A
880
dầu
420
(TCVN)
Nga
60C2H2A
870
dầu
470
( Γ OCT)
Mỹ
A877
(ASTM)
Nhật
SUP6
830 ÷ 860
dầu
480 ÷ 530
(JIS)
Trung Quốc
60Si2CrVA
850
dầu
410

(GB)
Đức(DIN)
60SiCr7
830 ÷ 860
dầu
350 ÷ 550

12


3.Cấu tạo
Nhíp thường có cấu tạo như hình vẽ

Đầu nhíp:đầu dạng hình vng ;đầu dạng hình thang ;đầu dạng trái xoan.

Đầu lá nhíp thường được uốn cong để cố định băng chôt treo

13


Các lá nhíp được định vị với nhau bằng bu lông xuyên tâm 1 và hạn chế dịch chuyển
ngang bằng các tấm ốp nhíp 3, và cả bộ nhíp được cố định lên xe nhờ quang treo 2.
Đầu lá nhíp cái thường được uốn cong để cố định lá nhíp bằng chốt treo. Tuy nhiên, cũng
có loại nhíp thay cho việc uốn các đầu nhíp, người ta dùng giá bắt nhíp và bu lơng kéo.

Bộ nhíp được ghép lại với nhau tư nhưng lá nhíp dài ngắn khác nhau:
Nếu là nhíp chế tạo bởi một thanh đặc có chiều dày khơng đổi sẽ rất khỏe nhưng lại kém
đàn hồi.
Nếu nhíp có chiều dày bé thì có khả năng đàn hồi nhưng lại yếu.
Do vậy cấu trúc nhíp nhiều lá và có tiết diện thay đổi là tối ưu hơn cả về hai phương diện

kể trên. Để tạo cấu trúc như thế, nhà chế tạo phải làm nhiều lá nhíp ghép lại với nhau, độ
cong và chiều dài các lá nhíp cũng khác nhau.

14


4.Các phương pháp tạo ra sản phẩm (hoặc vật liệu) này trong thực tế.
Gồm ba bước chính:
- Tạo Phơi: Có nhiệm vụ Tạo hình sản phẩm
- gia cơng cơ khí: Có nhiệm vụ gia cơng bề mặt, tạo độ cong, uốn dập.
- nhiệt luyện hồn chỉnh: Có nhiệm vụ nhiệt luyện, sơn phủ, lắp sản phẩm và hoàn
thiện
(từ phân xưởng gia cơng cơ khí chuyển sang)
Sau khi kết thúc q trình sản xuất ở phân xưởng Nhiệt luyện hồn chỉnh những sản phẩm
hoàn thành được bộ phận KCS (bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm) Xác nhận phù hợp
với tiêu chuẩn kỹ thuật quy định và ghi rõ số lượng thực tế của từng loại sản phẩm, đồng
thời ký vào biên bản kiểm tra chất lượng lúc đó mới tiến hành nhập kho thành phẩm của
công ty.
Sản phẩm của cơng ty tuy sản xuất nhiều loại sản phẩm (nhíp ô tô, phụ kiện đường sắt và
các sản phẩm cơ khí khác) các loại sản phẩm này kiểu dáng có khác nhau nhưng cùng
gần như sản xuất trên một dây chuyền, sản phẩm đều được sản xuất theo một quy trình
khép kín từ đầu đến cuối phần lớn máy móc thiết bị đều được nhập ngoại chủ yếu là của:
Liên Xơ (cũ), Trung Quốc, Đức, các thiết bị chính gồm :
+ Băng chuyền
+ Máy cán, cắt ,uốn, tiện, phay, đột dập. . .
+ lò nhiệt luyện, máy thử độ cứng và các thiết bị máy móc khác.
Q trình sản xuất cơng ty cũng chỉ sử dụng ít chủng loại vật liệu. Vật liệu chính được
nhập từ nước ngồi là chủ yếu .

15

Máy cán nhíp

16


5:Hóa bền và nhiệt luyện:
-Cho vật liệu chính.
TƠI BỀ MẶT THÉP
Nguyên lý chung
- Là phương pháp nung nóng thật nhanh bề mặt với chiều sâu nhất định lên nhiệt độ tơi,
khi đó phần lớn tiết diện (lõi) khơng được nung nóng. Khi làm nguội nhanh chỉ có bề mặt
được tơi cứng cịn lõi vẫn mềm.
0,55%C÷- Áp dụng đối với thép Cacbon trung bình 0,35
Gồm các phương pháp sau:
- Nung nóng bằng dịng điện cảm ứng có tần số cao;
- Nung nóng bằng bằng ngọn lửa hỗn hợp khí Axetylen – Oxy;
- Nung nóng trong chất điện phân;
- Nung nóng trong muối hoặc kim loại nóng chảy.
+ TƠI BỀ MẶT THÉP
. Tơi bằng dịng điện cảm ứng có tần số cao
- Dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ
Nguyên lý nung nóng bề mặt
tỉ lệ nghịch với tần số f của nó theo cơng thức:∆ - Chiều sâu của lớp bề mặt có dịng điện
chạy qua
: chiều sâu lớp bề mặt có mật độ dịng điện cảm ứng cao, cm;∆
.cm;Ω: điện trở suất của kim loại nung, ρ
: độ từ thẩm của kim loại nung m/A;µ
f: tần số của dịng điện Hz

Tơi bằng dịng điện cảm ứng có tần số cao
Chọn tần số và thiết bị
- Tần số dòng điện quyết định chiều dày lớp nung nóng do đó quyết định chiều sâu lớp tơi
cứng;
- Thường chọn diện tích lớp tơi cứng bằng 20% tiết diện;
- Chiều dày lớp tôi tương ứng với thiết bị có tần số và cơng suất như sau:
100kW;≥ 8000Hz, P ÷ 5mm cần f = 2500 ÷ = 4 ∆
100kW.÷ 250000Hz, P = 50 ÷ 2mm cần f = 66000 ÷ = 1
Tơi bằng dịng điện cảm ứng có tần số cao
Các phương pháp tơi
- Nung nóng rồi làm nguội tồn bề mặt, áp dụng cho các bề mặt tơi nhỏ;
- Nung nóng rồi làm nguội tuần tự từng phần riêng biệt, áp dụng khi tôi bánh răng, trục
khửu;
- Nung nóng rồi làm nguội liên tục liên tiếp, áp dụng đối với các chi tiết dài.
Tôi bằng dịng điện cảm ứng có tần số cao
Tổ chức và tính chất của thép sau khi tơi cảm ứng
Nhiệt độ chuyển biến pha Ac1, Ac3 nâng cao lên do vậy độ tôi phải lấy cao hơn so với
tôi thể tích thơng thường là 100
17


nhỏ mịn nên sau khi tôi được M rất nhỏ mịn;γ- Độ quá nhiệt cao nên tốc độ chuyển biến
pha khi nung rất nhanh, thời gian chuyển ngắn hạt
- Để đảm bảo hạt nhỏ sau khi tôi cảm ứng trước đó thép phải được nhiệt luyện tơi + ram
cao thành X ram tổ chức sau khi tôi cảm ứng là bề mặt M hình kim nhỏ mịn lõi X ram.
Tơi bằng dịng điện cảm ứng có tần số cao
* Cơ tính
- Sau khi tơi cảm ứng thép có cơ tính là:
62HRC;÷+ Bề mặt độ cứng đạt 55
30HRC;÷+ Lõi dẻo dai khoảng 20

+ Lớp bề mặt chịu ứng suất nén dư có thể tới 800N/mm2.
Do đó chi tiết sau tơi có những đặc điểm dau:⇒
+ Vừa chịu được ma sát, mài mòn vừa chịu tải trọng tĩnh và va dập cao, rất thích hợp với
bánh răng trục truyền, chốt trục khuỷu,…
+ Chịu mỏi cao;
+ Chịu uốn, xoắn tốt.
Tơi bằng dịng điện cảm ứng có tần số cao
Ưu, nhược điểm
* Ưu điểm
- Năng suất cao do thời gian nóng ngắn;
- Chất lượng tốt: tránh được các khuyết tật như Ơxy hố, thốt cacbon, độ biến dạng thấp;
- Dễ cơ khí hố, tự động hố.
Tơi cảm ứng được đáp ứng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt lớn cho các chi tiết mà bề
mặt khơng q phức tạp.⇒
* Nhược điểm
- Khó áp dụng cho các chi tiết có hình dáng phức tạp, tiết diện thay đổi đột ngột;
- Khi sản xuất đơn chiếc hàng loạt nhỏ, tính kinh tế thấp.
CÁC PHƯƠNG PHÁP HỐ BỀN BỀ MẶT
HỐ NHIỆT LUỆN
. Ngun lý chung
- Hố nhiệt luyện là phương pháp nhiệt luyện như thấm, bão hoà nguyên tố hoá học vào
bề mặt của thép bằng cách khuếch tán ở trạng thái nguyên tử từ môi trường bên ngoài vào
và ở nhiệt độ cao, để làm thay đổi thành phần hố học do đó làm biến đổi tổ chức và tính
chất của lớp bề mặt theo mục đích đã định.
Định nghĩa và mục đích
Nguyên lý chung
Mục đích:
+ Nâng cao độ cứng, tính trống mài mịn và độ bền mỏi của chi tiết với hiệu quả cao so
với tôi bề mặt như thấm Cacbon, Ni-tơ, Cacbon – Nitơ;
+ Nâng cao tính chống ăn mịn điện hố và hố học như thấm Crơm, Al, Si.

Các giai đoạn hố nhiệt luyện
Khi tiến hành hoá nhiệt luyện người ta đặt chi tiết thép vào mơi trường (rắn, lỏng, hoặc
khí) có khả năng phân hoá ra nguyên tử hoặc nguyên tố cần thấm (khuyếch tán) rồi nung
nóng đến nhiệt độ thích hợp. Các giai đoạn nối tiếp nhau xảy ra như sau:
18


Ngun lý chung
+ Phân hố:
- Là q trình phân tích phân tử, tạo nên nguyên tử hoạt của nguyên tố cần định thấm.
+ Hấp thụ:
- Là giai đoạn nguyên tử hoạt được hấp thụ vào bề mặt thép với nồng độ cao, tạo ra độ
chênh lệch nồng độ giữa bề mặt và lõi.
+ Khuyếch tán:
- Là giai đoạn nguyên tử hoạt ở lớp hấp thụ sẽ đi sâu vào bên trong theo cơ chế khuyếch
tán, tạo nên lớp thấm với chiều sâu nhất định.
Nguyên lý chung
Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian
+ Nhiệt độ
- Nhiệt độ càng cao, chuyển động nhiệt của nguyên tử càng mạnh, tốc độ khuyếch tán
càng lớn, lớp thấm càng chóng đạt chiều sâu quy định.
+ Thời gian
- Ở nhiệt độ cố định, kéo dài thời gian cũng giúp nâng cao chiều sâu lớp thấm;
- Chiều sâu lớp thấm phụ thuộc vào thời gian theo quan hệ:
HOÁ NHIỆT LUỆN
Thấm Cacbon
+ Định nghĩa
0,25%C) làm bề mặt có thành phần Cacbon cao tới 1,2%C.÷- Là phương pháp hố nhiệt
luyện làm bão hồ (thấm, khuyếch tán) Cacbon vào bề mặt của thép Cacbon thấp (0,1
a, Định nghĩa và mục đích – Yêu cầu đối với lớp thấm

+ Mục đích
40.÷ 64 với tính chống mài mịn cao, chịu mỏi tốt, còn lõi vẫn dẻo và dai với độ cứng
HRC 30 ÷- Làm cho bề mặt đạt độ cứng tới HRC 60
+ Yêu cầu đối với lớp thấm
1,0%;÷- Đối với bề mặt: Lượng Cacbon đạt được từ 0,8
40.÷- Đối với lõi có tổ chức hạt nhỏ, khơng có F tự do, HRC 30
Thấm Cacbon
Nhiệt độ và thời gian thấm Cacbon
* Nhiệt độ thấm
9500C:÷Thơng thường lấy nhiệt độ thấm Cacbon là 900
9500C;÷+ Đối với thép bản chất hạt nhỏ T0t = 930
9200C.÷+ Đối với thép bản chất hạt to T0t = 900
* Thời gian thấm
Thời gian thấm phụ thuộc vào hai yếu tố sau:
+ Chiều sâu thấm;
1,8;÷ 1,4; 1,5 ÷ 0,8; 0,9 ÷- Các mức thấm: 0,5
- Đối với bánh răng chiều sâu lớp thấm được tính như sau:
Thấm Cacbon
+ Tốc độ thấm;
- Phụ thuộc vào môi trường thấm và nhiệt độ thấm
- Theo kinh nghiệm, nếu thấm ở 9000C thì thời gian thấm (gồm cả thời gian nâng và giữ
19


nhiệt) được tính theo mức 1 giờ cho 0,1 mm chiều sâu lớp thấm.
Thấm Cacbon
Chất thấm và quá trình xảy ra
* Chất thấm ở thể rắn
- Chất thấm chủ yếu là than gỗ.
2C +O2 → 2CO

2CO → CO2 + Cng.tử
C nguyên tử được hấp thụ và khuyếch tán vào bề mặt thép để tạo thành lớp thấm.
1,3)÷(C)0,1→0,8→(1,2γ(C) → FeγCng.tử + Fe
Đặc điểm:
+ Thời gian dài, khó cơ khí hố;
+ Chất lượng thấp, hạt lớn, giịn, dễ tróc
Thấm Cacbon
* Chất thấm ở thể khí
- Chất thấm chủ yếu là CO và CH4, C2H6 hoặc dầu hoả,...
CH4 → 2H4+ Cng.tử
C nguyên tử được hấp thụ và khuyếch tán vào bề mặt thép để tạo thành lớp thấm.
Đặc điểm:
+ Cơ khí hố và tự động hoá cao;
+ Chất lượng tốt, năng suất cao.
* Chất thấm ở thể lỏng
- Chất thấm chủ yếu là các muối Na2CO3, NaCl, SiC.
Hiện nay phương pháp này ít dùng vì SiC độc, khó thao tác, năng suất thấp.
Thấm Cacbon
Nhiệt luyện sau thấm
- Chi tiết sau khi thấm Cacbon có thành phần Cacbon ở bề mặt cao nhưng độ cứng và tính
chống mài mịn chưa cao hạt lớn, thép giòn.
- Sau khi thấm Cacbon cần phải qua các dạng nhiệt luyện sau:
+ Tôi hai lần và ram một thấp;
+ Tơi một lần và ram thấp;
+ Thường hố rồi tơi một.
Thấm Cacbon
Cơng dụng
- Chi tiết thấm qua Cacbon có sự khác nhau lớn về cơ tính giữa bề mặt và lõi nên chỉ áp
dụng cho các chi tiết quan trọng;
- Thấm Cacbon làm thay đổi về thành phần ở lớp bề mặt;

- Áp dụng cho các chi tiết có hinh dáng bất kỳ và lớp thấm nói chung đều;
- Tạo ra ứng suất nén dư ở bề mặt nên nâng cao giới hạn mỏi.
Các phương pháp thấm khác
- Thấm Nitơ
- Thấm Nitơ - Cacbon
- Tham khác: Thấm Bo, Cr, Al, Si

20


Bảng nhiệt độ theo tiêu chuẩn Din (ĐỨC)
Mác thép Nhiệt ủ(C ) Thường Tơi
Ram
độ
hố
(° C ) (° C )
tạo
(° C )
hình
( ° C)
60SiCr7 830
640
850
830
350

÷

÷

÷

÷

÷

900

680

880

860

550

Gia
Độ cứng
cơng sau ủ
nóng ( ° C )
(° C )
850

÷

1050

LỊ TƠI ,RAM (ĐHNT)
21

255HB


6.Các phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm (vật liệu).
Nhíp chính Nhíp phụ
Trọng lượng tác dụng lên nhíp (P) KG
Khoảng cách tâm hai mõ nhíp mm
Số lá nhíp lá
Hệ số dạng nhíp (1-1.5) 1.2 1.2 1.2
Chiều rộng các lá nhíp mm
Chiều dày các lá nhíp mm
Lực tác dụng lên một bộ nhíp trước được xác định theo cơng thức:
PT = (Z1-m1)/2 (kG)
Lực tác dụng lên một bộ nhíp sau được xác định theo cơng thức:
PS = (Z2-m2)/2 (kG)
Trong đó :
- Zn – Trọng lượng phân bố lên cầu thứ n
- mn – Trọng lượng phần không được treo ở cầu thứ n
[Tính tốn bền nhíp trước]
Ứng suất trung bình phát sinh ở nhíp trước được xác định theo cơng thức:
m = (PT*L)/(4*Wn)σ
Trong đó:
- L – Chiều dài lá nhíp chính
- PT – Lực tác dụng lên nhíp trước
- Wn – Mô men chống uốn
(bi*ti2)/6ΣWn =
Theo phương pháp giả định phân bố ứng suất thì:
- Ứng suất lớn nhất phát sinh trong lá nhíp thứ nhất:
mσ1 = 0,7*σ
- Ứng suất lớn nhất phát sinh trong lá nhíp thứ hai:

mσ2 = 0,85*σ
- Ứng suất lớn nhất phát sinh trong lá nhíp cuối:
mσc = 0,9*σ
- Ứng suất lớn nhất phát sinh trong các lá nhíp cịn lại:
cl = (Mm - M1 - M2 - Mc)/Wnσ
- Mơ men uốn trung bình là: Mm = P.L/4
1 * (b1*t12)/6σ1 * W1 = σM1 =
2 * (b2*t22)/6σ2 * W2 = σM2 =
c * (bc*tc2)/6σc * Wc = σMc =
[Tính tốn bền nhíp sau (nhíp chính + nhíp phụ)]
22


Xác định độ cứng của nhíp chính và nhíp phụ
- Độ cứng của nhíp chính
Cc = (48*E*Jc)/Lc3
(bic*tic3)/12 (cm4)ΣJc =
E = 2.05*106
- Độ cứng của nhíp phụ
Cp = (48*E*Jp)/Lp3
(bip*tip3)/12 (cm4)ΣJp =
Xác định lực tác dụng lên nhíp chính và nhíp phụ
= Pc + Pp = Cc*(f0+f)+Cp*fΣP
Trong đó:
f0 - Khe hở giữa nhíp phụ với gối đỡ khi khơng tải
f - Độ võng của nhíp chính và nhíp phụ khi đầy tải
-Cc*f0)/(Cc+Cp)Σf = (P
Lực tác dụng lên nhíp chính
Pc = Cc*(f+f0)
Lực tác dụng lên nhíp phụ

- PcΣPp = Cp*f = P
*Sau khi xác định được lực tác dụng lên nhíp chính và nhíp phụ ta tiến hành tính tốn bền
nhíp chính và nhíp phụ. Xác định các ứng suất tương tự như phần xác định ứng suất cho
nhíp trước.
Ngồi ra ta con kiểm tra đánh giá nhíp bằng dụng cụ đo chuyên dung như các máy đo độ
cứng

23


Hệ thống máy đo độ cứng

7.Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu; bảo hành sản phẩm.
Để chống ăn mòn và bảo vệ vật liêụ nhà sản xuất đã sử dụng các biện pháp hóa bền nhiệt
luện như:
-Tơi
-Ram
-phun bi biến cứng bề mặt
-Thấm cacbon
-Thấm ni tơ
-sơn điện li…..
Mục đích nâng cao độ cứng,tính chống mài mịn và độ bền mỏi của chi tiết

Máy phun bi công nghiệp

24


Hệ thống bể thấm nito

Lò thấm cacbon

25