công nghệ kim loại nung nóng kim loại để gia công áp lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CÔNG NGHỆ KIM LOẠI
METAL TECHNOLOGY
MMH: METE330126 - SỐ TC: 3 LT+BTL: 3 TN 0 TH 0
TRÌNH ĐỘ: ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG.


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY


PHẦN 2
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BẰNG ÁP LỰC

Chương
1

Chương
2

Chương
3

Chương

Khái
niệm

Nung
nóng kim
loại để
gia công

Cán và
kéo.

Rèn tự do
và rèn
khuôn

4

Chương
5
Dập tấm


Chương 2
NUNG NÓNG KIM LOẠI ĐỂ
GIA CÔNG ÁP LỰC
2.1 Mục đích của nung
nóng
2.2 Những hiện tượng xảy
ra khi nung nóng

Chương 2

2.3 Chế độ nung
2.4 Thiết bị nung nóng
2.5 Làm nguội sau khi gia
công áp lực


2.1 Mục đích của nung nóng.
− Nâng cao tính dẻo, giảm khả năng biến cứng 
thuận tiện biến dạng  giảm công suất thiết bị.

− Dao động nhiệt của các nguyên tử kim loại càng
lớn  dễ thực hiện quá trình trượt và song tinh.
− Có hiện tượng chuyển biến pha  làm cho khả
năng biến dạng dễ hơn.


2.2 Những hiện tượng xảy ra khi nung nóng.

Hiện tượng ôxy hóa
Hiện tượng thoát cacbon
Hiện tượng quá nhiệt
Hiện tượng cháy kim loại
Hiện tượng nứt


Hiện tượng ôxy hóa.
Khi nung nóng ở nhiệt độ cao kim loại dễ bị ôxy
hóa tạo một lớp oxit kim loại, bong ra khỏi bề mặt làm hao
hụt kích thước, khối lượng phôi. Do vậy khi tính toán
phôi phải kể đến lượng ôxy hóa.

Hiện tượng thoát Cacbon.
Khi nung thép các chất khí như O2, CO2, H2,
H2O,...có trong môi trường khí lò dễ tác dụng với Fe3C
của thép làm giảm hàm lượng cacbon trên bề mặt thép,
nhưng không giảm kích thước.

Làm ảnh hưởng tới cơ tính của bề mặt phôi (làm
giảm độ bền, độ cứng)


Hiện tượng quá nhiệt.
Khi nung kim loại lên gần nhiệt độ đường đặc (t0
chảy - 15000) làm cho độ dẻo giảm, độ cứng tăng lên, gia
công dễ bị nứt  ở đó độ hạt kim loại quá lớn  ủ kim
loại.


Hiện tượng cháy kim loại.
Là hiện tượng khi nung kim loại lên nhiệt độ trên
vùng quá nhiệt phần kim loại ở biên giới hạt sẽ bị cháy
phát ra hoa lửa (thép) hoặc sủi bọt (Cu+Al).


Hiện tượng nứt.
−

Khi nung thép cacbon cao, thép hợp kim nếu nung

với tốc độ nhanh thì sẽ làm nứt phôi  hiện tượng truyền
nhiệt của kim loại kém, độ dẫn nhiệt và độ dẻo kém.
−

Khi kết thúc gia công ở nhiệt độ quá thấp cũng gây

nứt phôi  hiện tượng biến cứng của bề mặt kim loại.
− Đối với thép cacbon thấp, kim loại và hợp kim màu có
thể nung với tốc độ bất kì.


2.3 Chế độ nung.
Nhiệt
độ
nung

Chế độ
nung
Tốc độ
nung

Thời
gian
nung


2.3.1 Nhiệt độ nung kim loại
Chọn nhiệt độ gia công cần bảo đảm kim loại dẻo
nhất, chất lượng vật nung, kim loại biến dạng tốt nhất và
hao phí ít nhất. Có 3 phương pháp xác định nhiệt độ nung:



Dựa vào giản đồ trạng thái. (H-167)



Dựa vào công thức kinh nghiệm.



Dựa vào màu sắc phôi:

° Thép màu sáng trắng

phôi quá nhiệt.

° Thép màu vàng rơm

t0BĐGC= t0nung

° Thép màu tím hoa cà

t0KTGC , t0KTGC > 0.25 Tnc


2.3.1 Nhiệt độ nung kim loại
Dựa vào màu sắc phôi


2.3.1 Nhiệt độ nung kim loại

Nhiệt độ rèn, dập của một số kim loại và chỉ thị màu theo nhiệt độ

Vật liệu

Nhiệt độ bắt đầu

Nhiệt độ kết thúc

Thép C thấp

1250°C

780°C

Thép dụng cụ

1000°C

800°C

Thép gió

1150°C

900°C

Hợp kim đồng

700°C

500°C

Nhôm

500°C

300°C

Đỏ tối

650°C

Đỏ sáng

900°C

Đỏ sậm

750°C

Vàng sậm

1050°C

Đỏ sơri tươi 800°C

Vàng rơm

1150°C

Đỏ tươi

Sáng trắng

1300°C

850°C


2.3.1 Nhiệt độ nung kim loại


Dựa vào giản đồ trạng thái. (H-167)


2.3.2 Thời gian nung.
Chế độ nung hợp lí cần bảo đảm nung kim loại đến nhiệt
độ cần thiết trong một khoảng thời gian cho phép nhỏ nhất.
tnung=  . . K . D . D

(giờ)

 : Hệ số sắp xếp phôi trong lò.
 : Hệ số kích thước phôi

L
 
D

K : Hệ số truyền nhiệt kim loại.

D : Đường kính phôi hoặc chiều dài cạnh ngắn nhất của
phôi.


2.3.3 Tốc độ nung.
Tốc độ nung ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng
nung. Có 2 giai đoạn để xác định tốc độ nung:
Giai đoạn nhiệt độ thấp (thép từ 8000÷8500): tính
dẻo thấp, sự nung nóng phụ thuộc tính truyền nhiệt của
kim loại. Nung chậm để tránh kim loại bị nứt, biến dạng.
Giai đoạn nhiệt độ cao (> 8500C): cần nung nhanh
để giảm sự ô xy hóa, tính dẻo của kim loại tăng nên không
sợ nứt, nhưng tốc độ ôxi hóa mạnh. Tốc độ nung giai đoạn
này có thể tra trong bảng của sổ tay rèn dập.


2.4 Thiết bị nung nóng.
• Lò phản xạ (lò buồng): Nhiên liệu sử dụng là than đá.
• Lò điện : Có 3 loại:
− Lò điện trở .
− Lò điện cảm ứng .
− Lò dùng năng lượng điện phân .


2.5 Làm nguội sau khi gia công áp lực
• Là một công việc rất quan trọng để đảm bảo chất lượng
vật gia công.
• Gồm 2 giai đoạn:
• - Làm nguội trong khi rèn dập: Là quá trình phôi truyền
nhiệt ra môi trường, dụng cụ gia công…

• - Làm nguội sau khi gia công: Nếu làm nguội không tốt
sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm, như cong vênh, nứt
nẻ…
•
Đối với chi tiết nhỏ: Xếp vào lò chứa vôi bột hay lò có
nhiệt độ thấp hơn để làm nguội chậm.
•
Đối với chi tiết lớn (D=500->1500mm): Đặt trong
không khí, phủ cát áo bảo vệ bằng amiăng, đặt cách vật 50
->120 mm để làm nguội chậm.