CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ BỀN BỀ MẶT

CHỈÅNG 11 : CẠC PHỈÅNG PHẠP HỌA BÃƯN BÃƯ MÀÛT


Bãư màût chi tiãút mạy l bäü pháûn cọ u cáưu cao nháút v quan trng nháút vç chụng
chëu tạc dủng ca ỉïng sút låïn nháút, chëu mi mn khi tiãúp xục do ma sạt, bë àn mn trong
mäi trỉåìng lm viãûc. Vç váûy viãûc họa bãưn bãư màût chi tiãút l u cáưu khäng thãø thiãúu âỉåüc
âäúi våïi sn pháøm. Cọ nhiãưu phỉång phạp họa bãưn bãư màût nhỉ : biãún dảng do bãư màût gáy ra
biãún cỉïng, täi bãư màût v họa nhiãût luûn.
11.1.TÄI BÃƯ MÀÛT :
11.1.1.Ngun l chung :
Bàòng cạch no âọ nung nọng tháût nhanh låïp bãư màût våïi chiãưu dy xạc âënh lãn
nhiãût âäü täi, trong khi pháưn låïn tiãút diãû
n sn pháøm khäng âỉåüc nung, nãn khi täi chè cọ låïp
bãư màût ny âỉåüc täi cỉïng. Cạc phỉång phạp nung nọng bãư màût gäưm cọ : nung nọng bàòng
dng âiãûn cm ỉïng cọ táưn säú cao, nung nọng bàòng ngn lỉía ä xy - axãtylen, nung nọng
trong cháút âiãûn phán, nung nọng bàòng tiãúp xục ...Trong âọ thỉåìng dng nháút l hai phỉång
phạp âáưu.


I: Täi hon ton.
II: Täi khäng hon ton.
III: Khäng âỉåüc täi.
I II III
A
C1
A
C3
0
C

Khong cạch tỉì bãư màût


Hçnh 11.1- Sỉû phán bäú nhiãût âäü tỉì bãư màût vo li

11.1.2.Täi bãư màût bàòng dng âiãûn cm ỉïng cọ táưn säú cao (täi cao táưn, täi cm ỉïng) :
1-Ngun l :
Ngun l ca nung nọng l dỉûa vo hiãûn tỉåüng cm ỉïng âiãûn tỉì : cho dng âiãûn
xoay chiãưu cọ táưn säú f chảy trong dáy dáùn (gi l vng cm ỉïng) s sinh ra trong khäng
gian xung quanh mäüt tỉì
trỉåìng biãún thiãn cọ cng táưn säú. Âàût chi tiãút thẹp trong tỉì trỉåìng
ny s sinh ra trãn bãư màût (våïi chiãưu sáu xạc âënh) mäüt dng âiãûn cm ỉïng (dng fucä)
nhanh chọng nung nong bãư màût lãn nhiãût âäü täi theo hiãûu ỉïng Jun - Lenxå. Máût âäü dng
âiãûn ca dng xoay chiãưu ch úu phán bäú trãn bãư màût våïi chiãưu sáu t lãû nghëch våïi táưn säú
ca nọ. Chiãưu sáu phán bäú dng âiãûn (chiãưu dy låïp nung nọng) âỉåüc tênh theo cäng thỉïc :

δ
= 5030
f
ρ
µ
cm

161
Trong âọ : -
ρ
l âiãûn tråí sút (
.cmΩ
)
-
µ
l âäü tỉì tháøm (gaus/åcstec)
-f l táưn säú dng âiãûn, Hz
2-Chn táưn säú v thiãút bë :
Táưn säú quút âënh chiãưu dy låïp nung nọng do váûy quút âënh chiãưu sáu låïp täi
cỉïng. Thäng thỉåìng ngỉåìi ta thỉåìng chn diãûn têch låïp täi cỉïng bàòng khong 20% tiãút
diãûn. Cạc chi låïn cáưn låïp täi dy (4 - 5mm) ta dng mạy phạt âiãûn táưn säú cao våïi táưn säú tỉì
2500 âãún 8000 Hz, cọ cäng sút låïn, thỉåìng l tỉì 100 kW tråí lãn. Våïi cạc chi tiãút nh cáưn
låïp täi mng (1 - 2mm) ta dng cạc thiãút bë phạt dng âiãûn cọ táưn säú ráút cao tỉì 66000 âãún
250000 Hz, cọ cäng sút dỉåïi 100kW, thỉåìng tỉì 50 - 60kW. Tuy nhiãn thỉûc tãú åí Viãût Nam
thỉåìng dng thiãút bë phạt dng cao táưn, våïi cạc chi tiãút låïn cáưn chiãưu sáu täi dy ta tàng
thåìi gian giỉỵ nhiãût lãn tỉång ỉïng.
3-Cáúu tảo vng cm ỉïng v cạc phỉång phạp täi :
a-Cáúu tảo vng cm ỉïng :
Vng cm ỉïng lm bàòng äúng âäưng cọ cáúu tảo ph håüp våïi bãư màût chi tiãút cáưn täi,
bãn trong cọ nỉåïc lm ngüi. Khong cạc giỉỵa vng cm ỉïng våïi bãư màût chi tiãút tỉì 1,5 - 5
mm, khe håí ny cng nh cng âåỵ täøn hao cäng sút nung nọng.
b-Cạc phỉång phạp täi cm ỉïng :
-Täi bãư màût ngoi : Vng cm ỉïng bao quanh bãư màût chi tiãút, sau khi nung nọng
xong ta chuøn sang bäü pháûn lm ngüi hay nhụng nọ vo mäi trỉåì
ng täi.
-Täi bãư màût trong : Vng cm ỉïng cọ dảng tỉång ỉïng våïi bãư màût bãn trong (så mi

xy lanh...). Âi kãư âọ l bäü pháûn phun nỉåïc lm ngüi.
-Täi màût phàóng : Vng cm ỉïng cọ dảng tảo ra mäüt màût phàóng song song våïi bãư
màût cáưn täi v chuøn âäüng song phàõng våïi bãư màût âọ. Âi sau vng cm ỉïng l thiãút bë lm
ngüi. Dng täi bãư màût âáưu thanh ray bàng mạy nh...
-Täi tưn tỉû tỉìng pháưn riãng biãût : Dng cho cạc bạnh ràng låïn (m > 6) hay cäø trủc
khuu. Sau khi nung nọng tỉìng pháưn (tỉìng ràng hay tỉìng cäø khuu) tiãún hnh lm ngüi
chụng v phi thiãút kãú riãng thiãút bë lm viãûc theo chỉång trçnh.
-Täi trủc : Våïi cạc trủc d
i cọ bãư màût täi låïn ta dng phỉång phạp täi liãn tủc liãn
tiãúp. Vng cm ỉïng cọ cáúu tảo â nung nọng mäüt pháưn nh diãûn têch täi, âi kãư vng cm
ỉïng l vng phun lm ngüi. Thiãút bë ny chuøn âäüng trãn sút chiãưu di ca chi tiãút v
täi ton bäü bãư màût ca nọ.
4-Täø chỉïc v cå tênh ca thẹp khi täi cm ỉïng :
a-Thẹp âãø täi cm ỉïng :
Âãø âm bo u cáưu khi täi bãư màût cọ âäü cỉïng cao â chäúng mi mn, cn trong
li váùn â bãưn, do v dai cao âãø chëu va âáûp, thẹp dng täi cm ỉïng cọ lỉåüng cạc bon
trung bçnh tỉì 0,35 - 0,55%C. Nãúu l thẹp håüp kim thç thüc loải håü
p kim tháúp.
b-Täø chỉïc :
Nung nọng cm ỉïng cọ täúc âäü nung ráút nhanh tỉì hng chủc âãún hng tràm
0
C/s (l
nhiãût luûn täúc âäü 1,5 - 3
0
C/s), do váûy cọ cạc âàûc âiãøm sau :
-Nhiãût âäü chuøn biãún pha Ac
1
v Ac
3
âỉåüc náng cao lãn, do váûy nhiãût âäü täi phi

láúy cao hån täi thãø têch tỉì 100 - 200
0
C.

162
T
täi cm ỉïng
= T
täi thãø têch
+ (100 - 200
0
C)












a)Så âäư nung nọng cm ỉïng b)Täi khi nung nọng ton bäü bãư màût täi
Hçnh 11.2-Nung nọng v täi bãư màût bàòng dng âiãûn táưn säú cao
c)Täi khi nung nọng liãn tủc-liãn tiãúp 1)Chi tiãút täi 2)Vng cm ỉïng
3)Vng lm ngüi 4)Âỉåìng sỉïc tỉì.

-Do âäü qụa nung cao nãn täúc âäü chuøn biãún pha ráút nhanh, thåìi gian chuøn biãún

ráút ngàõn (thỉåìng cåỵ hng chủc giáy), hảt austenit ráút nh mën nãn nháûn âỉåüc mactenxit
hçnh kim ráút nh mën (mactenxit áøn têch).
Vç váûy âãø bo âm hảt nh mën khi täi cm ỉïng v âm bo giåïi hản chy, âäü dai
cao phi nhiãût luûn họa täút trỉåïc cọ täø chỉïc xoocbit ram. Sau khi täi cm ỉïng bãư màût l
mactenxit hçnh kim nh mën, trong li l xoocbit ram.
c-Cå tênh :
Sau khi täi cm ỉïng tiãún hnh ram tháúp, bãư màû
t thẹp cọ âäü cỉïng 50 - 58HRC
chäúng mi mn khạ täút, trong li âäü cỉïng 30 - 40HRC cọ giåïi hản chy v âäü dai cao. Âiãưu
âàûc biãût l sau khi täi cm ỉìng tảo cho bãư màût låïp ỉïng sút nẹn dỉ âãún 800MPa náng cao
mảnh giåïi hản mi.
5-Ỉu nhỉåüc âiãøm :
Täi cm ỉïng l phỉång phạp täi bãư màût cọ hiãûu qu kinh tãú k thût cao nãn âỉåüc
sỉí dủng ráút räüng ri trong sn xút cå khê.
a-Ỉu âiãøm : Täi cm ỉïng cọ khạ nhiãưu ỉu âiãøm so våïi täi thãø têch.
-Nàng sút cao : do thåìi gian nung ngàõn vç chè nung mäüt låïp mng trãn bãư màût v
nhiãût lỉåüng âỉåüc tảo ra ngay trong kim loải.
-Cháút lỉåüng täút : do thåìi gian nung ngàõn nãn hản chãú täúi âa ä xy họ
a v thọat cạc
bon. Bãn cảnh âọ cn âiãưu chènh âỉåüc chãú âäü âiãûn, nhiãût âäü nung, thåìi gian nung mäüt cạch
chênh xạc nãn âm bo cháút lỉåüng âäưng âãưu. Âäü cỉïng cao hån täi thỉåìng khong tỉì 1 -
3HRC, âỉåüc gi l siãu âäü cỉïng.
-Dãù tỉû âäüng họa, cå khê họa, gim nhẻ âiãưu kiãûn lao âäüng cho cäng nhán
-Thêch håüp våïi sn xút hng loảt låïn (trong cạc nh mạy chãú tảo âäüng cå, ä tä,
mạy kẹo ...cọ quy mä låïn)
b-Nhỉåüc âiãøm : Tuy nhiãn täi cm ỉïng cng cọ nhỉåüc âiãøm nháút âënh.

163
-Khọ ạp dủng cho cạc chi tiãút cọ hçnh dạng bãư màût phỉïc tảp hay sỉû thay âäøi âäüt
ngäüt vãư tiãút diãûn do khọ chãú tảo vng cm ỉïng ph håüp.

-Hiãûu qu kinh tãú tháúp khi sn xút âån chiãúc v hng loảt nh.
Nung nọng cm ỉïng cn âỉåüc sỉí dủng khạ räüng ri trong k thût nhỉ :
+Náúu chy váût liãûu kim loải trong âục v luûn kim.
+Luûn vng âãø tảo tảo ra cạc ngun täú siãu sảch.
+Nung nọng âãø gia cäng ạp lỉûc : cạn, ẹp...
+Hn cạc äúng, dạn nylon, cháút do...
11.1.3.Täi ngn lỉía :
Phỉång phạp ny sỉí dủng ngn lỉía ca häùn håü
p ä xy - axãtylen trong thiãút bë hn
khê. Ngn lỉía ny cọ nhiãût âäü ráút cao, âãún 3000
0
C nãn nhanh chọng nung nọng bãư màût thẹp
lãn nhiãût âäü täi. Phỉång phạp ny dng âãø täi cạc chi tiãút låïn, u cáưu låïp täi bãư màût dy
(âãún 10mm v låïn hån ) m khäng täi cm ỉïng âỉåüc nhỉ : cạc bạnh ràng låïn, mäüt säú loải
trủc...
Täi ngn lỉía ráút âån gin, báút cỉï xỉåíng cå khê no cng thỉûc hiãûn âỉåüc. Tuy
nhiãn cháút lỉåüng khọ âm bo : thiãúu nhiãût, quạ nhiãût, dãù tảo ra di ram phủ cå tênh khäng
âm bo.
11.2.HỌA NHIÃÛT LUÛN :
11.2.1.Âënh nghéa v mủc âêch :
1-Âënh nghéa :
Họa nhiãût luûn l phỉång phạp lm bo ha cạc ngun täú â cho (C,N, H, B, Cr,
Al...) vo bãư màût thẹp âãø lm thay âäøi thnh pháưn họa hc, do âọ
lm thay âäøi täø chỉïc v
âảt âỉåüc tênh cháút theo quy âënh.
2-Mủc âêch : Họa nhiãût luûn nhàòm âảt âỉåüc cạc mủc âêch sau âáy
-Náng cao âäü cỉïng, tênh chäúng mi mn v âäü bãưn mi cho thẹp. Våïi
mủc âêch ny âảt âỉåüc cao hån so våïi täi bãư màût.
-Náng cao tênh chäúng àn mn âiãûn họa, họa hc (chäúng ä xy họa åí nhiãût
âäü cao). Tuy nhiãn mủc âêch ny êt thỉûc hiãûn do nhiãût âäü quạ cao, thåìi gian quạ di, chi phê

låïn nãn giạ thnh cao.
2-Cạc quạ trçnh xy ra :
Âãø tiãún hnh họa nhiãût luûn ngỉåìi ta cho chi tiãút thẹp vo mäi trỉåìng giu cạc
ngun täú cáưn khúch tạn v nung nọng âãún nhiãût âäü cáưn thiãút. Khi giỉỵ tải nhiãû
t âäü ny s
xy ra cạc quạ trçnh sau âáy :
a-Phán họa : l quạ trçnh phán têch cạc phán tỉí ca cháút khúch tạn tảo nãn cạc ngun tỉí
cọ tênh hoảt âäüng mảnh.
b-Háúp thủ : sau âọ cạc ngun tỉí hoảt âỉåüc háúp thủ vo bãư màût thẹp cọ näưng âäü cao tảo ra
sỉû chãnh lãûch vãư näưng âäü giỉỵa bãư màût v li (gradien näưng âäü hỉåïng vo li)
c-Khúch tạn : ngun tỉí hoảt åí låïp háúp thủ s âi sáu vo bãn trong theo cå chãú khúch tạn
v tảo ra låïp tháúm cọ chiãưu sáu nháút âënh.
Trong ba quạ trçnh trãn thç quạ trçnh khúch tạn l quan trng nháút vç nọ quút
âënh kãút qu ca họa nhiãût luûn.
3-Cạ
c úu täú nh hỉåíng :

164
Nhiãût âäü v thåìi gian nh hỉåíng ráút låïn âãún khúch tạn v chiãưu dy låïp tháúm.
Nhiãût âäü : cng cao chuøn âäüng nhiãût ca ngun tỉí cng låïn, täúc âäü khúch tạn cng
mảnh nãn låïp tháúm cng chọng âảt chiãưu sáu quy âënh. Mäúi quan hãû nhỉ sau :
D = A.e
-(Q/KT)

Tỉì âọ ta tháúy ràòng nhiãût âäü l úu täú quan trng nháút lm tàng chiãưu dy låïp tháúm khi tiãún
hnh hạa nhiãût luûn.
Thåìi gian : ÅÍ nhiãût âäü cäú âënh, kẹo di thåìi gian s náng cao chiãưu sáu låïp tháúm
tuy nhiãn hiãûu qu khäng mảnh bàòng nhiãût âäü. Quan hãû ny nhỉ sau :
1/2
.k

δ τ
=
(k l hãû säú,
τ
l thåìi gian)
11.2.2.Tháúm cạc bon :
1-Âënh nghéa v mủc âêch :
Tháúm cạc bon l phỉång phạp lm bo ha cạc bon vo bãư màût thẹp cạc bon tháúp
(%C 0,25%) âãø sau khi nhiãût luûn bãư màût cọ âäü cỉïng cao, tênh chäúng mi mn låïn, cn
trog li váùn do v dai.
≤
Mủc âêch ca tháúm cạc bon l lm cho bãư màût thẹp cọ âäü cỉïng âãún 60 - 64 HRC
tênh chäúng mi mn cao, chëu mi täút, cn trong li bãưn, do dai våïi âäü cỉïng 30 - 40 HRC
chëu ún, xồõn v va âáûp täút.
Sau khi tháúm cạc bon hm lỉåüng cạc bon åí låï bãư màût khong 0,80 - 1,00% l ph
håüp nháút, cn trong li cọ hảt nh
mën, khäng cọ phe rit tỉû do. Tháúm cạc bon l phỉång
phạp họa nhiãût luûn âỉåüc sỉí dủng ráút láu âåìi v ráút phäø biãún åí Viãût Nam. Ty theo cháút
tháúm ngỉåìi ta chia ra tháúm cạc bon thãø ràõn, thãø khê v thãø lng (hiãûn tải khäng sỉí dủng vç
quạ âäüc hải).
2-Tháúm cạc bon thãø ràõn :
a-Cháút tháúm :
Gäưm cọ than gäù âỉåüc xay nh âãún cåỵ 3 - 5 mm chiãúm 85 - 90%, cháút xục tạc
(BaCO
3
, Na
2
CO
3
, K

2
CO
3
...) våïi t lãû 10 - 15%. Âàût chi tiãút vo häüp kên cọ chỉïa âáưy cháút
tháúm v cho vo l náng lãn âãún nhiãût âäü cáưn thiãút.
b-Nhiãût âäü tháúm v thåìi gian tháúm :
Ngun tàõc chn nhiãût âäü tháúm cạc bon l âãún trảng thại hon ton l austenit âãø
cọ kh nàng ba ha lỉåüng cạc bon cao nháút cọ thãø âỉåüc.Våïi thẹp bn cháút hảt låïn nhiãût âäü
tháúm tỉì 900 - 920
0
C thẹp bn cháút hảt nh nhiãût âäü tháúm âãún 950
0
C. Nhiãût âäü tháúm cng
cao chiãưu sáu låïp tháúm cng låïn.
Thåìi gian tháúm cạc bon âỉåüc quút âënh båíi chiãưu sáu låïp tháúm, giạ trë ny âỉåüc
quy âënh khi thiãút kãú chi tiãút. Våïi nhiãût âäü cäú âënh thåìi gian tháúm cng tàng chiãưu sáu tháúm
s cng låïn cọ ba cạch tênh thåìi gian tháúm :
- Theo cäng thỉïc :
k
δ τ
= våïi k l hãû säú phủ thüc vo nhiãût âäü th úm, á
τ
l thåìi
gian tháúm (giỉỵ nhiãût h), ,
δ
l chiãưu sáu tháúm (mm).
- Tra bng cho trỉåïc trong säø tay nhiãût luûn.
- Theo kinh nghiãûm : tháúm åí 900
0
C cỉï 0,20 mm/1h thåìi gian giỉỵ nhiãût.

c-Cạc quạ trçnh xy ra :
-Than chạy thiãúu ä xy :
2C + O
2
= 2CO

165