Đồ án chế tạo bánh răng vòng bi

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật như cơ khí chế tạo máy,
công nghiệp hóa học, điện tử, tin học, công nghiệp ôtô xe máy… và đời sống hàng ngày
đều gắn bó và cần đến các vật liệu có tính đa dạng với chất lượng ngày càng cao.
Công nghệ nhiệt luyện là công nghệ làm thay đổi tính chất của vật liệu bằng cách
thay đổi cấu trúc của vật liệu. Đặc biệt là trong cơ khí chế tạo máy, nhiệt luyện đóng vai
trò quan trọng vì không những nó tạo cho chi tiết sau khi gia công có những tính chất cần
thiết như độ cứng, độ bền, độ dẻo, độ dai, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn…
Mà còn làm tăng tính công nghệ của vật liệu. Do đó có thể nói nhiệt luyện là một trong
những yếu tố quan trong quyết định đến chất lượng sản phẩm cơ khí.
Hiện nay, nhà nước ta đang có chủ trương nội địa hóa các thiết bị sản xuất máy móc
trong công nghiệp, đặc biệt là công nghệ sản xuất ô tô, xe máy, các loại động cơ nông
nghiệp… các chi tiết đều đòi hỏi yêu cầu về cơ tính và chất lượng. Để nâng cao chất
lượng cho các chi tiết này thì nhiệt luyện là một quá trình không thể thiếu trong quy trình
sản xuất.
Nhiệt luyện quyết định đến tuổi thọ của các sản phẩm. Thông qua nhiệt luyện các
chi tiết sẽ có tuổi thọ làm việc cao hơn, tiết kiệm kinh tế cho sản xuất.
Vì trình độ và thời gian có hạn nên đồ án của chúng em có nhiều sai sót. Rất mong
thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến xây dựng bản đồ án này để chúng em nhận được
thêm những kinh nghiệm khi làm việc thực tế. Chúng em xin chân thành cảm ơn sự giúp
đỡ tận tình của các thầy, cô trong bộ môn Vật liệu học, Xử lý nhiệt và bề mặt.
Hà Nội, Ngày 10 tháng 6 năm 2019

MỤC LỤC
1


2


DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

3


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XƯỞNG NHIỆT LUYỆN
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ LỰA CHỌN
VẬT LIỆU CHO CHI TIẾT
1.1.

BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG DẪN ĐỘNG TẢI TRỌNG LỚN

1.1.1 Đặc điểm
Bánh răng là chi tiết cơ khí có tác dụng phân phối, truyền và nhận dẫn chuyển động và
momen xoắn trong máy móc, thiết bị… bánh răng nói chung có cấu tạo từ hai phần: một
phần hình trụ tròn dẹt nên được gọi là bánh, phần còn lại gồm các múi hình răng khớp
với các răng của bánh răng còn lại, hoặc một chi tiết có hình dạng khác nhưng vẫn có các
răng, khi một phần chuyển động, các múi răng của phần này đẩy vào các múi răng của
phần kia, khiến phần kia chuyển động theo.
Có các loại bánh răng thường gặp như là: Bánh răng trụ thẳng, bánh răng trụ nghiêng,
bánh răng chữ V, bánh răng và thanh răng.
Trong đó, chi tiết nghiên cứu là bánh răng trụ thẳng tải trọng lớn.
Đặc điểm:
+ Cấu tạo của bánh răng trụ thẳng tải trọng lớn gồm 2 phần là trụ dẹt gọi là bánh và các
răng nằm song song với trục của bánh răng phía bên ngoài.
+ Bánh răng trụ dùng để truyền momen giữa hai trục song song.
1.1.2. Cấu tạo và kích thước

Hình 1: Bánh răng trụ thẳng dẫn động tải trọng

4


Hình 2: Bản vẽ bánh răng trụ thẳng dẫn động xe tải trọng lớn

5


1.1.3. Điều kiện làm việc và yêu cầu về cơ tính đối với chi tiết:
a. Điều kiện làm việc:
-

Chi tiết chịu mài mòn cao
Chịu ứng suất bề mặt lớn
Lõi chịu momen xoắn lớn
Tải trọng đặt vào chi tiết lớn
Làm việc liên tục
Chịu va đập trong quá trình làm việc

b. Yêu cầu cơ tính:
-

Độ cứng bề mặt: khoảng 60-62 HRC
Độ cứng trong lõi: 30-34 HRC
Giới hạn đàn hồi: 746 MPa
Độ dai va đập: 980 KJ.

cm −2

1.1.4. Lựa chọn vật liệu cho chi tiết

Dựa theo cấu trúc – tính chất đặc trưng , người ta phân biệt bốn nhóm vật liệu chính là:
Vật liệu kim loại, vật liệu polymer, vật liệu compozit, vật liệu ceramic. Trong đó, nhóm
vật liệu đáp ứng yêu cầu là vật liệu kim loại vì:
+ Vật liệu kim loại: Là nhóm vật liệu có nhiều cơ tính tổng hợp cao như độ bền, độ dai va
đập, độ cứng, chịu tải trọng lớn, bền nhiệt, chống lại được ma sát lớn… về tính công
nghệ có thể sử dụng các phương pháp nhiệt luyện để điều chỉnh cơ tính cho phù hợp, hơn
nữa có thể dễ dàng gia công tạo hình, vẻ ngoài có độ bóng cao, đẹp mắt.
+ Vật liệu polymer: là nhóm vật liệu có tính dẻo và đàn hồi cao, một số có tính dai bền có
thể kéo thành sợi nhưng không bền bằng vặt liệu kim loại, nữa là độ bền và độ cứng
thấp , dễ bắt lửa, khó sửa chữa, thường bị dão. Về tính công nghệ thì dễ tạo hình, tạo màu
sắc, giá thành rẻ.

6


+ Vật liệu ceramic ( vật liệu vô cơ ): vật liệu này có nguồn gốc vô cơ, là hợp chất giữa
kim loại, silic với á kim (oxit, nitrit, cacbit), bao gồm các khoáng vật đất xét, ximang,
thủy tinh. Nhóm vật liệu này có độ bền và tuổi thọ cao, chịu được nhiệt độ lớn. Tuy
nhiên, khó gia công ghép các chi tiết lại với nhau, giòn, dễ bị phá hủy dưới tác dụng cuẩ
tải trọng lớn.
+ Vật liệu compozit( hay gọi là vật liệu kết hợp ): nhóm vật liệu này được tạo thành do sự
kết hợp của hai hay cả ba vật liệu kể trên, mang hầu như các đặc tính tốt của các vật liệu
thành phần, đặc biệt là tính chịu kéo nén và tính chống ăn mòn. Về tính công nghệ thì chỉ
cần trộn các nguyên vật liệu lại theo một tỉ lệ phù hợp và nên trong khuôn với áp suất cao
.
Dựa vào yêu cầu về cơ tính cho thấy chi tiết cần có cơ tính tổng hợp cao nên chọn vật
liệu kim loại.
Trong các nhóm vật liệu kim loại như thép dụng cụ, thép xây dựng, thép chế tạp máy,
gang, … ta thấy thép chế tạo máy có khả năng chịu tải trọng tĩnh và động, có độ bền cao
và độ dai tốt phù hợp với điều kiện của tải trọng. Do đó, để gia công bánh răng, ta có các

mác thép thuộc nhóm thép chế tạo máy sau: 15Cr, 40Cr, 20CrV, 20CrNi, 20CrNi3,
18CrMnTi,… Theo điều kiện làm việc thì chi tiết chịu ứng suất bề mặt răng lớn, lõi chịu
ứng suất uốn, dễ bị phá hủy chân răng, bề mặt răng chịu mài mòn, xe tải trọng lớn nên
chi tiết cần có độ cứng ở bề mặt, độ bền, lõi có độ dẻo dai tương đối lớn để không bị phá
hủy. Do vậy, ta chọn mác thép 20CrNi3 là phù hợp
Bảng 1: Thành phần hóa học của thép 20CrNi3

7

%C

%Si

%Mn

%P

%S

%Cr

%Ni

%Cu

0,17-0,24

0,17-0,37

0,3-0,6

<0,035

<0,035

0,6-0,9

2,75-3,15

<0,3


Vai trò của các nguyên tố:
Thép 20CrNi3 với tỉ lệ Ni\Cr = 3 thì độ thấm tôi rất cao, tôi thấu được các tiết diện đến
100 mm và cao hơn. Đặc biệt, thép được dùng làm các chi tiết thấm cacbon rất quan
trọng: chịu tải trọng nặng và bị mài mòn mạnh, hình dạng lớn và phức tạp, yêu cầu độ tin
cậy cao như các chi tiết trong máy bay, ô tô mà các hư hỏng có thể gây tai nạn chết
người.
+ Nguyên tố Cacbon: Cacbon là nguyên tố cơ bản nhất quyết định cơ tính và cả tính công
nghệ của thép. Với hàm lượng cacbon từ 0,17-0,24% thì đảm bảo được độ dẻo, độ dai
cao của lõi ở cả trạng thái tôi + ram thấp để đạt được độ bền cao nhất.
+ Nguyên tố Crôm: Crôm là nguyên tố tạo cacbit trung bình, nó được dùng rất nhiều
trong hầu hết các loại thép hợp kim. Crôm làm tăng độ thấm tôi, tăng độ bền của lõi và
của lớp thấm cacbon. Crôm làm tăng tốc độ thấm cacbon.
+ Nguyên tố Niken: Niken có tác dụng tăng độ thấm tôi, làm tăng độ bền và độ dẻo của
thép
Bảng 2: Bảng mác thép tương đương thép 20CrNi3
Tiêu chuẩn
Trung quốc
Nga

Nhật bản

Mác thép
20CrNi3
20XH3
SNC815

%C

%Si

%Mn

%P

%S

%Cr

%Ni

%Cu

0,17-0,24

0,17-0,37

0,3-0,6

< 0,035

< 0,035

0,6-0,9

2,75-3,15

< 0,3

0,17-0,24

0,17-0,37

0,3-0,6

< 0,035

< 0,035

0,6-0,9

2,75-3,15

< 0,3

0,12-0,18

0,15-0,35

0,35-0,65

< 0,03

< 0,03

0,7-1,0

3,0-3,5

Mác thép thay thế:
Nếu cần thay thế mác thép 20CrNi3 thì chọn mác thép thay thế là 20CrNi2Mo.
Mác thép 20CrNi2Mo có thêm 0,2-0,3% Mo có tác dụng chủ yếu là để nâng cao hơn nữa
độ thấm tôi nên đặc tính của mác thép 20CrNi2Mo cũng giống như mác 20CrNi3 nhưng
có tính thấm tôi cao hơn, còn cách nhiệt luyện thì như nhau.

1.2. VÒNG BI
1.2.1 Giới thiệu, đặc điểm
8

-


Ngày nay, vòng bi được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều các loại máy móc của nhiều
ngành nghề khác nhau như: phương tiện giao thông, máy móc công nghiệp, máy móc
nông nghiệp, thiết bị khoa học, ..v.v..

Hình 3: Ổ bi
Vòng bi là chi tiết truyền động cơ khí quan trọng và phổ biến được tiêu chuẩn hóa ở
phạm vi toàn cầu. Nhiệm vụ của vòng bi là đảm bảo cho sự di chuyển cũng như chuyển
động quay trong các máy móc động cơ được dễ dàng hơn nhờ vào việc giảm ma sát cản

trở sự chuyển động. Vòng bi là chi tiết giúp máy móc thiết bị có thể hoạt động quay, di
chuyển ở tốc độ cao với trọng lượng lớn một cách dễ dàng và hiệu quả.
1.2.2 Thành phần cấu tạo của vòng bi

9


Hình 4: Cấu tạo vòng bi
Cấu tạo của vòng bi thường có 5 thành phần chính, đó là: vòng ngoài, vòng trong, con
lăn, vòng cách và phớt.
Vòng ngoài và vòng trong: vòng ngoài được lắp cố định với vỏ máy, vòng trong được lắp
cố định với trục máy.
Con lăn: có nhiều dạng con lăn, ứng với mỗi dạng này sẽ có cách gọi vòng bi khác nhau,
ví dụ: con lăn cầu (vòng bi cầu), con lăn trụ (vòng bi trụ), ..v.v..
Vòng cách: dùng để định vị viên bi tại những khoảng cách cố định giữa các rãnh bi.
Phớt: có nhiều loại vòng bi được trang bị thêm phớt với mục đích giữ mỡ và chắn bụi.
1.2.3 Chức năng chính của vòng bi.
Vòng bi là chi tiết máy rất quan trọng nhờ vào những đặc điểm ưu việt của nó. Vòng bi
có 4 chức năng chính như sau:
Chịu lực, chịu tải: chỉ với một chiếc vòng bi nhỏ có thể chống đỡ và chịu tác dụng về lực
theo nhiều hướng khác nhau tùy theo cấu tạo của chúng cho từng môi trường làm việc
chuyên biệt.
Giảm ma sát giữa các bộ phận chuyển động quay: lực ma sát tác động trực tiếp làm suy
giảm nguồn lực ban đầu của máy, do vậy hiệu suất lao động giảm. Nhờ có vòng bi sẽ
giúp thiết bị giảm lực ma sát rất lớn khiến cho tốc độ quay nhanh hơn.
10


Hỗ trợ xoay cho các bộ phận của máy cũng tức là truyền chuyển động: mang lại cho máy
sự hoạt động liên tiếp, ổn định của chi tiết máy cũng như sự phụ thuộc trong chuỗi quy

trình làm việc của máy.
Định vị trục, định vị chi tiết quay: giúp máy hay các chi tiết không bị rời xa vị trí hoạt
động, qua đó nâng cao hiệu suất làm việc.
1.2.4 Điều kiện làm việc:
Các bề mặt làm việc của vòng bi chịu ứng suất tiếp xúc cao với số lượng chu trình rất
lớn, do trượt lăn với nhau nên ở từng thời điểm chúng bị mài mòn điểm. Để đảm bảo điều
kiện làm việc như vậy thép ổ lăn phải đạt được các yêu cầu sau:
Độ cứng và tính chống mài mòn cao: 61 ± 1 HRC
Cơ tính phải thật đồng nhất, tuyệt đối không có điểm mềm để tránh mài mòn điểm, gây
nên rỗ. Bởi vậy, vòng bi phải được tôi thấu.
Độ bền mỏi tiếp xúc cao.
1.2.5 Lựa chọn vật liệu làm chi tiết
Từ điều kiện làm việc suy ra các yêu cầu về mác thép.
+ %C đến 1%: bảo đảm sau khi tôi có độ cứng cao và tính chống mài mòn tốt.
+ Không có điểm mềm: %S<0,02; %P<0,027 (ít), không rỗ xốp.
+ Nguyên tố hợp kim: %Cr 0,6-1,5; đôi khi có Mn, Si, Mo (tang tính thấm tôi, nhỏ hạt)
+ Tổ chức thép đồng nhất, cacbit phân bố đều, nhỏ mịn.
Dựa vào các yêu cầu của thành phần hóa học như trên, lựa chọn mác thép: OL100Cr2
(ЩХ15 theo tiêu chuẩn Nga)
Bảng 3 Thành phần hóa học thép OL100Cr2 và mác thép tương đương
Mác thép
OL100Cr2

Thành phần hóa học (%)
C
Cr
Mn
0,95 - 1,3 0,2 –

Si

0,17 –

P
<0,027

S
<0,02

Fe
Còn lại

52100

1,05
0,98 –

1,65
1,3 –

0,4
0,25 –

0,37
0,15 –

0.025

0.025

Còn lại

(AISI)

1,1

1,6

0,45

o,3

1.2.6 Mác thép thay thế.
11


Nếu cần thay thế mác thép OL100Cr2 thì chọn mác thép thay thế là OL100Cr2SiMn.
Mác thép OL100Cr2SiMn có thêm Si và Mn có tác dụng chủ yếu là để nâng cao hơn nữa
độ thấm tôi nên đặc tính của mác thép OL100Cr2SiMn cũng giống như mác OL100Cr2
nhưng có tính thấm tôi cao hơn, còn cách nhiệt luyện thì như nhau.

1.3. ĐĨA CƯA
1.3.1. Đặc điểm
Lưỡi cưa là một công cụ cắt xoay có hình lưỡi cắt tròn được thiết kế làm lưỡi cắt cho máy
cưa cắt và gia công các vật liệu gỗ.
Lưỡi cưa được làm từ thép công cụ tinh chế, nó được xử lý nhiệt, làm thẳng, căng, và mài
trước khi mang ra sử dụng.
- Trọng lượng mỗi chi tiết : 500 ( g).

Hình 5: Đĩa cưa

12


Hình 6: Bản vẽ đĩa cưa
1.3.2 Điều kiện làm việc và yêu cầu cơ tính
Khi sử dụng lưỡi cưa cắt gỗ, lưỡi cưa sẽ tiếp xúc trực tiếp với gỗ chịu ma sát nhiều nên sẽ
bị bào mòn. Quá trình ma sát khi cắt có sinh nhiệt nhưng không lớn.
-

Cần độ cứng đảm bảo để có thể cắt gọt 40-42HRC
Chịu mài mòn
Làm việc liên tục
Tính cứng nóng

Dựa vào điều kiện làm việc và các chỉ tiêu cơ tính thì chi tiết phải có độ cứng, độ bền,
tính cứng nóng đàn hồi và tính chống mài mòn cao để đảm bảo không hoặc ít bị ăn mòn,
không bị giòn gãy trong quá trình làm việc.
1.3.3. Lựa chọn vật liệu
13


Dựa vào điều kiện làm việc và các chỉ tiêu cơ tính thì chi tiết phải có độ cứng, độ bền,
tính cứng nóng đàn hồi và tính chống mài mòn cao để đảm bảo không hoặc ít bị ăn mòn,
không bị giòn gãy trong quá trình làm việc.
Vật liệu lựa chọn : 65Mn Thường được sử dụng để làm lưỡi cưa.
Bảng 4: Thành phần hóa học của thép 65Mn

65Mn

C(%)

Si(%)

Mn(%)

P(%)

S(%)

Cr(%)

0.62-0.70%

0.17-0.37% 0.90-1.20% 0.035% max 0.035% max 0.035% max

Mác 65Mn
-

0.6-0.7% C : Cacbon là nguyên tố cơ bản nhất quyết định cơ tính và cả tính công
nghệ của thép. Với hàm lượng cacbon từ 0,6-0,7% thì đảm bảo được độ cứng, độ

-

dẻo dai, tính chống mài mòn để phù hợp với điều kiện làm việc.
0.35% max Cr: Cr được sử dụng khá nhiều trong hầu hết các thép hợp kim. Cr là
nguyên tố tạo cacbit trung bình, có khả năng làm tăng tính thấm tôi, tăng tốc độ
thấm Cacbon. Nhờ có crom nên thép chịu được tác dụng ăn mòn và oxi hoá thông

-

thường.
0.9-1.2% Mn: Có ảnh hưởng tốt đến cơ tính, nâng cao độ bền và độ cứng làm tăng

-

cơ tính của thép
0.2-0.4% Si: để khử oxy triệt để trong thép ở trạng thái lỏng. Và cũng giúp nâng
cao 1 phần cơ tính của thép nhưng không đáng kể.

Mác thép thay thế : 85CrV hoặc CD80A

14


CHƯƠNG 2: QUI TRÌNH GIA CÔNG CHẾ TẠO VÀ NHIỆT LUYỆN
TỔNG QUÁT
2.1. BÁNH RĂNG TRỤ THẲNG DẪN ĐỘNG TẢI TRỌNG LỚN
2.1.1. Qui trình gia công chế tạo

Nhiệt luyện

Cắt phôi

Tổng kiểm tra

luyện sơ bộ

Mài răng

và đóng gói

Xọc răng

Tiện thô

Tiện tinh lỗ ở

các bề mặt

tâm bánh răng

Nhiệt luyện
kết thúc

Thấm
Cacbon

Kiểm tra
răng và rửa

Hình 7: qui trình chế tạo bánh răng trụ thẳng dẫn động tải trọng lớn

+ Bước 1: Cắt phôi

Đầu tiên, ta dùng cưa tự động sẽ cắt thanh thép thành các mảnh có độ dày phù hợp với độ
dày của bánh răng mà cần tạo ra.
+ Bước 2: nhiệt luyện sơ bộ
Do thép có hàm lượng cacbon thấp (0,17-0,24%) nên loại thép này nếu ủ hoàn toàn sẽ
đạt độ cứng quá thấp, qua dẻo nên khó gia công. Nhưng nếu thường hóa sẽ có độ cứng
cao hơn, thích hợp để gia công do phoi giòn hơn, dễ gãy hơn.

15


+ Bước 3: Tiện thô các bề mặt

Sau khi thường hóa, mẫu thép sẽ được đưa vào tiện thô bề mặt bằng máy tiện CNC được
điều khiển bằng máy tính. Ở đây, các lưỡi dao sẽ tuần tự cắt thép theo các nguyên công
đã được lập trình sẵn để có hình dạng nhất định.
+ Bước 4: Tiện tinh lỗ ở tâm bánh răng

Tiếp theo là tiện lỗ ở tâm bánh răng. Máy sẽ khoan một lỗ ở giữa tâm phôi. Nước màu
trắng mà ta nhìn thấy đó là Emoxy chất làm mát để ngăn ngừa việc quá nóng khi tiện lỗ.

+ Bước 5: Xọc răng

16


Lưỡi dao màu vàng xoáy để cắt răng ăn khớp ngoài của bánh răng, đồng thời bánh răng
cũng xoay và tịnh tiến lên dần để dao có thể cắt hết chiều dài của răng. Ở đây, lưỡi dao
chắc chắn làm từ vật liệu cứng hơn bánh răng và không thể cắt 1 nhát là được mà cần
lưỡi dao và bánh răng cùng xoay và cắt mỗi lần một ít cho đến khi đạt được độ cao răng
như yêu cầu.
+ Bước 6: Kiểm tra răng và rửa sạch

17


Sau khi xọc răng, ta sẽ kiểm tra răng bằng cảm biến và loại ra các bánh răng chưa đạt
chất lượng. Rồi mang đi rửa để chuẩn bị gia công tiếp theo.

+ Bước 7: Thấm cacbon

18


Sau khi bánh răng được rửa sạch thì sẽ được mang đến lò thấm cacbon để thấm cacbon
cho bánh răng.
Quy trình này sẽ được trình bày cụ thể ở mục 2.1.2
+ Bước 8: Nhiệt luyện kết thúc:
Quy trình này bao gồm tôi + ram thấp sẽ được trình bày cụ thể ở mục 2.1.2
+ Bước 9: Mài răng

19


Do quá trình thấm cacbon và nhiệt luyện kết thúc phần nào làm biến dạng các răng nên ta
cho vào máy mài CNC để khôi phục lại các thông số chính xác.
+ Bước 10: Tổng kiểm tra và đóng gói
2.1.2. Lựa chọn công nghệ xử lý nhiệt
Quá trình nhiệt luyện bánh răng

Nhiệt luyện

bao gồm:
Nhiệt luyện sơ bộ

Thường hóa

Hóa bền bề

Nhiệt luyện kết

mặt

thúc

Thấm

Tôi + ram thấp

cacbon

Bảng 5: nhiệt độ các quá trình nhiệt luyện
Nhiệt luyện
Thường hóa
Thấm C
Tôi
Ram

Nhiệt độ
860±10ᵒC
900÷920ᵒC
820±10ᵒC (nguội trong dầu )
180±10ᵒC

a. Nhiệt luyện sơ bộ ( thường hóa ):
Thường hóa là phương pháp nhiệt luyện bao gồm nung nóng thép đến trạng thái hoàn
toàn là austenite (cao hơn Ac3 hay Acm ), giữ nhiệt rồi làm nguội tiếp theo trong không khí
tĩnh để austenit phân hóa thành tổ chức gần ổn định: peclit phân tán hay xoocbit với độ

cứng phù hợp để gia công cho thép cacbon thấp.
Chi tiết bánh răng trụ thẳng tải trọng lớn làm bằng vật liệu 20CrNi3 có hàm lượng
cacbon thấp ( 0,17÷0,24) nên nếua ủ hoàn toàn sẽ đạt độ cứng quá thấp, quá dẻo, phoi
20


khó gãy nên khó cắt gọt. Nhưng nếu thường hóa sẽ có độ cứng cao hơn, thích hợp với gia
công cắt gọt hơn do phoi giòn hơn, dễ gãy hơn.
Nhiệt độ thường hóa: 840÷879

860±10

Không khí

Thời gian
Hình 8: sơ đồ nhiệt luyện sơ bộ bánh răng trụ thẳng dẫn động
xe tải trọng lớn
Sau khi thường hóa tạo ra tổ chức peclit phân tán hay xoocbit làm thép khá bền, cứng
nhưng cũng đủ dẻo, dai đáp ứng tốt nguyên công gia công chi tiết.
b. Thấm Cacbon
Thấm cacbon là phương pháp hóa - nhiệt luyện bao gồm làm bão hòa cacbon vào bề mặt
của thép có hàm lượng cacbon thấp (0,1÷0,25%) rồi tiếp theo tôi và ram thấp làm bề mặt
có độ cứng, tính chống mai mòn cao (do lượng cacbon cao), còn lõi có độ bền tốt và dẻo
dai (do lượng cacbon thấp như cũ).
Chi tiết cần có độ cứng và tính chống mài mòn cao ở bề mặt, nên với hàm lượng cacbon
thấp ban đầu (0,17÷0,24%) sau khi thấm lượng cacbon sẽ tăng lên (0,8-1,00%) làm chi
21


tiết đủ cứng và đảm bảo tính chống mai mòn và chịu tải tốt hơn. Ngoài ra, thấm cacbon

cũng tạo nên lớp ứng suất nên dư nên cũng làm tăng giới hạn mỏi. chính vì vậy, thấm
cacbon thường được áp dụng cho các chi tiết làm việc trong điều kiện nặng.
Nhiệt độ thấm: 900÷920

910 ±

Không khí

Thời gian
Hình 9: Sơ đồ thấm C bánh răng trụ thẳng dẫn động xe tải trọng lớn
c. Nhiệt luyện kết thúc ( Tôi + Ram thấp )
Để đạt mục đích tính chống mài mòn cao, chịu mỏi tốt, còn lõi bền và dẻo dai sau khi
thấm cacbon cân phải tôi + ram thấp.
Tôi: Sau khi nung nóng có hai pha austenite đã nghèo hợp kim (nâng cao điểm Ms) và
cacbit phân tán nên sau làm nguội được nhiều mactenxit, cacbit phân tán và ít austenite
dư nên vừa đảm bảo độ cứng cao (60÷62HRC) vừa chống mài mòn cao.
Ram thấp: Để giảm ứng suất
Nhiệt độ tôi: 805÷835 (làm nguội trong dầu)
22


Nhiệt độ ram: 150÷180

805÷835

150÷180

Thời gian
Hình 10: Sơ đồ nhiệt luyện kết thúc bánh răng trụ thẳng dẫn động xe tải trọng lớn
2.2. VÒNG BI

2.2.1. Quy trình chế tạo vòng bi

Chế tạo vành

Tiện

Xử lý nhiệt

vòng bi thô

Lắp ráp và kiểm tra
chất lượng

Hình 11: Qui trình chế tạo vòng bi
23

Mài


2.2.1.1 Chế tạo vòng bi thô

Ban đầu, phôi thép được nung nóng, sau đó các đoạn thép cắt được dập bằng máy và tạo
thành các vòng trong và vòng ngoài. Lúc này, chúng đang là 2 loại vòng tách rời nhau.
Những hình hình dáng đã được định sẵn được tạo ra bằng phương pháp rèn nóng.

24


2.2.1.2 Tiện vành

Vòng trong và vòng ngoài đều được gia công bằng máy tiện. Nguyên công tiện tạo ra
hình dáng, kích thước cơ bản của vòng bạc ngoài và bạc trong của vòng bi.
Các mặt cạnh ngoài được mài trước, sau đó là khâu tiện lõi, vạt cạnh và tiện rãnh bi. Các
khâu tiện vành ngoài tương tự như vậy.
Sau khi đã được kiểm tra, người ta đánh dấu phân loại vòng bi sau đó chuyển tới công
đoạn tiếp theo.

25