Tìm hiểu khả năng dùng vật liệu XADO để khôi phục bề mặt cổ trục bằng phương pháp lăn miết, chương 3 potx

Chương 3:
Các hợp kim xử lý
nh
i
ệt
Sự biến đổi bền vững của các loại gốm đã được phát triển
thành trong
công
nghệ. Bằng cách bổ xung vào cấu trúc một
l
ượng nhỏ chất phụ gia, độ bền rắn
có
thể đạt được nhờ gia
t
ăng ứng suất dư có lợi. Zicon làm bền nhờ alumin (ZIA)
l
à
hợp kim gốc alumin tốt có chứa từ 10 – 20% Zicon. Việc điều
ch
ỉnh thêm
a
l
um
i
n
làm tăng độ bền và tính đàn hồi gấp 2-3
độ bền đứt gãy mà không làm tăng
t
ỷ
trọng của chúng. ZIA
không

được sử dụng ở trên 900
0
C vì khi đó sự dão vì
nh
i
ệ
t
sẽ tăng cao, các gốm khác cũng có độ bền tương tự như
Siliccon Vỉtide –
Z
i
con.
Bản thân Zicon cũng có thể bền vững nhờ bổ xung thêm
các chất phụ gia
và
xử lý nhiệt. Oxit Canxi, Magiê và Ytri
đã được sử dụng thành công trong
quy
trình này. Rõ ràng là
các chất phụ gia này được sử dụng để ổn định cấu trúc
l
ập
phương; Zicon sử dụng có hiệu quả khi nung. Ở nhiệt độ
đ
ông kết khi Zicon
kế
t
tụ và làm mát ở nhiệt độ thường pha
khối chuyển sang pha nếp uốn thì có sự
t

hay
đổi lớn về khối
lượng. Kết quả các ứng suất kéo sẽ làm mở rộng các vết nứt
t
rong
khối vật rắn Zicon đã ổn định hoàn toàn giữ được hình
khối nhưng có hệ số
g
i
ãn
nở vì nhiệt cao, đồng thời cũng có tỷ lệ giãn nhiệt thấp, kết
qu
ả là độ bền
xung
nhiệt
t
hấp.
Nếu số lượng các chất ổn định giảm thì Zicon được
ổn định từng
phần
(PSZ) sẽ được tạo ra biểu đồ của pha
Zicon – Magiê
được chỉ ra ở hình vẽ
1-8.
điều này chứng tỏ
việc bổ xung Magiê sẽ làm giảm nhiệt độ của khối cho đến
kh
i
thay đổi bằng tứ
pha.

Hình 1-8: Hệ thống biểu đồ pha của Zicon
– Magiê
ôxy
t
.
Bằng việc sử dụng hàm lượng 8 – 11% MgO trong
PSZ người ta có
t
hể
nung ở nhiệt độ thích hợp. Do sự thay
đổi các pha trong vật liệu này này
t
ương
đối chậm nên có
thể giới hạn bằng vật liệu khối có chứa một lượng tứ pha
nhấ
t
định. Vật liệu này có hệ số giãn nở vì nhiệt thấp hơn
Zicon do có độ giãn
khố
i
làm mát, vật liệu đã cho có độ bền
thấp. Tuy vậy, nếu vật liệu được nung
t
rong
khối và có độ
hoá già tăng cộng với phạm vi của tứ pha thì pha này có thể
chuyển
sang pha nếp uốn đơn khi tạo ra ứng suất cho các khu vực
nén, do đó sẽ tạo

sự
phát triển của các khe nứt. Độ bền đứt
t
ăng gấp 2 lần so với Các bua Silic.
Độ
cứng và tính chịu
mòn v
ẫn giữ
được.
Toàn bộ Zicon ở TZP đều có qua công đoạn nung bột
Zicon khác bi
ệt,
bở
i
vậy ngăn chặn được việc chuyển tiếp
qua pha nếp uốn đơn. ZTP có độ bền và
độ
cứng khá cao.
Nh
ững thuận lợi của gốm đang được sử dụng khá nhiều
trong
các
chi tiết có hao mòn phức tạp. Bao gồm: các ống
n
ối, các vấu cam, các đệm
k
í
n
chịu được nhiệt độ cao, các ổ
trục chịu nhiệt độ cao của bơm

nước.
Các vật liệu PSZ đang được nghiên cứu sử dụng nhiều
trong các
động
cơ
điêzen.Thực nghiệm đã chỉ ra rằng ngay cả
các vật liệu có độ bền đứt và độ
bền
cao, tốc độ tới hạn của
nhi
ệt cơ học không bền vững thấp hơn vận tốc của
p
itt
ông
tiêu chuẩn được quy định trong đông cơ cấp tiến. Kết quả là
t
ạo ra độ va
cham
nhiệt (xung nhiệt) bởi các đỉnh nhiệt xuất
h
i
ện.
I.3.4 Các công cụ bằng hợp
kim
gốm
Gốm đang được ứng dụng như các vật liệu công cụ có
tốc độ cao nhất,
t
ốc
độ di chuyển cao làm việc gia công cơ

khí rất khó khăn do đó, tỷ lệ loại bỏ cao
và
khó khăn khi sử
dụng đối với các vật liệu cơ học. Đặc tính ưu điểm của gốm
l
à
mang đến độ bền tức thời, và tính chịu mài mòn
cao.
Hai loại hợp kim thường được sử dụng để cắt kim loại:
Alimin và
S
ili
con
nitride. Do có độ giòn, mà các vật liệu này
được bổ sung thêm để tạo ra một
công
cụ có thể chịu được
các điều kiện gia
công.
 Alumin: là chất phụ gia kèm với Các bua Titan,
Zinco và Các
bua
Silic.Một trong những chất phụ gia được
sử dụng là “hợp kim đen” hoặc
a
l
um
i
n
có 25 – 40% Tic. Nó

làm tăng độ cứng và nhiệt dẫn của Alumin. Alumin
rắn
chuyển sang Zicon (ZTA) được tạo ra nhờ bổ sung thêm
10 – 20%
Z
i
con
Alumin với hàm lượng Zicon cao hơn cả
lượng Các bua tungsten cũng được
sử
dụng cho các vật liệu
gia công, c
ũng như Các bua Silic được tăng cứng
bở
i
A
l
um
i
n.
2
m
m
/
r
g
e
k
,
)

V
H
(
s
Silicon nitride: là sự hoà trộn thích hợp của các đặc tính
c
ơ học ở nhiệt
độ
cao, tỷ lệ với độ bền xung nhiệt, nhiệt dẫn
hầu như tăng gấp đôi so với so
vớ
i
Alumin – Tic và tính giãn
nhiệt khoảng ½. Do đó, như đã nói trước đây, tính
ch
ị
u
nhiệt
tỷ lệ thuận với tốc độ dẫn nhiệt và tỷ lệ nghịch với tính giãn
nhiệt.
S
ili
con
nitride ở nhiều dạng nhờ các chất phụ gia khác
nhau đòi hỏi làm tăng độ
nung.
Alumin và Silic là các chất
ph
ụ gia phổ biến nhất được sử
dụng.

SIALONS là một chuỗi các thành phần hợp nhất của
Silicon nitride
và
Alumin. Một ưu thế được lấy ra từ việc sử
dụng Alumin chính là tính trơ của
nó.
Sự có mặt của Alumin
đã hạn chế được sự tái tạo hao mòn do phản ứng hoá
học
giữa công cụ và chi tiết gia công. mặc dù SIALONS không
cứng như
cácbua
Titan có bổ xung thêm Alumin. Tính chịu
mòn của nó và độ bền nhiệt là rất
t
ố
t
.
Độ bền nhiệt của một
s
ố vật liệu gia công đã được nêu trong biểu đồ ở (hình
vẽ
1-9.)
Đ
ộ
c
g
n
ứ
k

c
i
V
Hình 1-9: Độ bền nhiệt của một số hợp kim vật liệu
công
cụ
Chú ý rằng SIALONS vẫn duy trì được độ cứng tốt hơn các
v
ật liệu khác
t
ừ
600
0
C –
1000
0
C.
Điều này chứng tỏ rằng Silicon nitride sẽ phản ứng
với thép khi nhiệt
độ
tăng. Bởi vậy SIALONS thường
không sử dụng được để cắt thép. Alumin-Tic
t
h
ì
thích hợp
hơn để cắt các hợp kim cao cấp, SIALON và SIC được tăng
c
ứng
nhờ

cho thêm Alumin đều có thể được sử
dụng.