Các phương pháp nhiệt luyện thép

BÁO GIÁ,CẮT LẺ NHƯ YÊU CẦU	THAM KHẢO TRỰC TUYẾN	THÉP KHUÔN MẪU	THÉP GIÓ - THÉP DAO	THÉP CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Dưới đây là các phương pháp nhiệt luyện thép thông thường.

1. Tôi

Bằng cách nung thép đến điểm biến đổi trở lên, thép biến thành tổ chức austenite sau đó làm nguội nhanh để biến đổi thành tổ chức martensite, làm cho thép cứng chắc hơn mà không làm thay đổi hình dạng.
 

2. Ram

Bằng cách nung lại một lần nữa thép đã tôi, độ cứng của thép giảm đáng kể so với sau khi tôi nhưng độ đàn hồi gia tăng, chuyển thành thép cứng, thay đổi thành tổ chức có khả năng chịu ma sát ưu việt.
 

3. Ủ

Do thép bán cứng, thép cứng, thép hợp kim cứng đều là loại khó cắt nên thực hiện công đoạn này để cải thiện tổ chức đồng thời làm mềm thép.
 

4. Thường hóa

Thực hiện công đoạn này để chia nhỏ tổ chức, cân bằng cacbit, loại bỏ ứng lực tồn đọng từ đó dễ cắt hơn. Ngoài ra, do khả năng tôi tăng lên nên thực hiện công đoạn này để tiền xử lý tôi.

Nếu lơ là hoặc không chú ý công đoạn tôi - ram thì sẽ phát sinh lỗi trong khuôn và các loại dụng cụ gá như không đạt được đủ độ cứng, phát sinh vết nứt, phát sinh biến dạng và thay đổi theo thời gian. Ngoài ra, trong các sản phẩm gia công như linh kiện cơ cấu, công cụ gia công, linh kiện chức năng, v.v… có thể gặp các lỗi như bị gấp khúc, bị uốn cong sau khi được lắp vào máy, dẫn đến phàn nàn từ khách hàng.

Có thể tạo ra chất lượng phù hợp với mục đích sử dụng bằng cách thực hiện tôi - ram theo điều kiện nhiệt luyện tùy vào loại thép.

Công đoạn nhiệt luyện của thép thông thường như sau:

Quy trình nhiệt luyện thép

Trong nhiệt luyện, do kim loại được tăng lên nhiệt độ cao nên xảy ra hiện tượng “oxy hóa” kết hợp về mặt hóa học giữa thành phần nước và oxy trong không khí, hình thành oxide. Do đó, cần phải loại bỏ oxide này trong công đoạn sau bằng cách mài, v.v… Ngoài ra, có trường hợp khi đốt nóng thép sẽ xảy ra hiện tượng “khử cacbon” trong đó cacbon trên tầng mặt kết hợp với oxy trong không khí làm giảm lượng cacbon.

Với lò tôi của Thermal (Dòng A), có thể kiểm soát hiện tượng “oxy hóa, khử cacbon” này bằng cách tạo môi trường trường nitơ trong buồng đốt nóng.
Ngoài ra, cũng có trường hợp thêm khí metanol, propan tùy theo đối tượng nhiệt luyện.

5. Xử lý bề mặt:

Trong các sản phẩm gia công như linh kiện cơ cấu, công cụ gia công, linh kiện chức năng, v.v…, cũng có trường hợp không biến tổng thể thành độ cứng trung bình mà chỉ xử lý bề mặt tức là chỉ tăng cường độ cứng của bề mặt.

5.1 Tôi thấm cacbon

Là phương pháp nhiệt luyện chỉ biến bề mặt thành thép cacbon cao bằng cách dẫn khí nitơ, metanol, propan vào trong lò, cho thấm cacbon trên bề mặt thép bằng cách điện phân khí.
Bằng cách thực hiện tôi/ram trên chất liệu này sẽ tạo ra sản phẩm chắc chắn, có bề mặt cứng hơn, vùng sâu có độ cứng phù hợp. Đây là xử lý làm cứng bề mặt tương đối sâu, đang được sử dụng rộng rãi trong các linh kiện ô tô, v.v…
 

5.2 Nitro hóa

Dẫn khí amoniac, v.v… vào trong lò, nitơ thẩm thấu vào bề mặt thép nhờ điện phân khí, làm hình thành tầng nitro hóa sâu.
Có rất nhiều loại như nitro hóa cứng, nitro hóa mềm khí, nitro hóa plasma, v.v… Đây là xử lý làm cứng bề mặt tương đối cạn, cứng hơn cả phương pháp thấm cacbon, đang được sử dụng rộng rãi trong các linh kiện như ổ trục, bánh răng, trục xi lannh, v.v…

Thép Khuôn mẫu và Thép Chế tạo máy tiêu biểu thường sử dụng các phương pháp Nhiệt luyện - Xử lý nhiệt:

Có rất nhiều loại thép, phương pháp nhiệt luyện tùy theo mục đích của từng loại cũng khác nhau.
Bảng 1 và Bảng 2 dưới đây thể hiện đặc tính nhiệt luyện của thép làm khuôn và thép cấu tạo thành máy tiêu biểu theo JIS (Quy cách công nghiệp Nhật Bản).

 

Thép khuôn mẫu tiêu biểu:

Loại thép	Chiều dày thành hữu hiệu (mm)			Đặc tính thép khuôn					Mục đích sử dụng chính
	Làm mát bằng nước	Làm mát bằng dầu	Làm mát bằng không khí	Khả năng chịu mài mòn	Độ bền nhiệt độ cao	Tính bền	Biến dạng nhiệt luyện	Tính có thể cắt bằng máy công cụ
SK3	20	10	-	2	1	2	1	9	Loại đơn giản không sản xuất hàng loạt
SKS3	-	70	5	4	2~3	4~5	4~5	8	Loại thông thường
SKD11	-	510	140	7~8	6	3~4	8~9	3	Loại chính xác và chịu tải cao
SKD1	-	160	20	8~9	5	2	7~8	2~3	Khuôn kéo
SKD61	-	360	100	3~4	6	9	8	7~8	Loại vòng co, ép nén
SKH9	-	60	10	7	7~8	4~5	4	6	Máy dập đúc ép nén

 

Lưu ý 1) Chiều dày thành hữu hiệu là chiều dày thành đạt được độ cứng vùng trung tâm HRC60 sau khi tôi

Lưu ý 2) Giá trị của đặc tính thép khuôn xấu nhất là 1, tốt nhất là 9

 

Thép chế tạo máy tiêu biểu:

Ký hiệu JIS(3		Đường kính hữu hiệu(3 [mm]	Nhiệt luyện [℃]		Độ cứng JIS [HB]	Độ cứng thiết kế (4 HRC	Mục đích sử dụng chính
Mới	Cũ
S25C		-	Thường hóa	Làm mát bằng không khí 870~920	116~174	-	Sản phẩm rèn lạnh, sản phẩm thấm cacbon tải trọng nhẹ
S35C		-	Thường hóa	Làm mát bằng không khí 840~890	149~207	-	Sản phẩm không cần làm sạch
S45C		< 35	Nhiệt luyện	Làm mát bằng nước 830~880, làm mát nhanh 550~650	179~255	14*~26	Sản phẩm nhiệt luyện tải trọng nhẹ, sản phẩm tôi tần số cao
S55C		< 40	Nhiệt luyện	Làm mát bằng nước 810~860, làm mát nhanh 550~650	212~277	20*~29	Sản phẩm nhiệt luyện tải trọng nhẹ
SCr415	SCr21	< 30	Tôi	Làm mát bằng dầu 850~900, làm mát bằng không khí 150~200	217~302	-	Sản phẩm thấm cacbon cỡ nhỏ
SCr420	SCr22	< 35	Tôi	Làm mát bằng dầu 850~900, làm mát bằng không khí 150~200	235~321	-	Sản phẩm thấm cacbon thông thường
SCr440	SCr4	< 45	Nhiệt luyện	Làm mát bằng dầu 830~880, làm mát nhanh 520~620	269~331	28~36	Sản phẩm làm sạch thông thường
SCM420	SCM22	< 45	Tôi	Làm mát bằng dầu 850~900, làm mát bằng không khí 150~200	262~352	-	Sản phẩm thấm cacbn tải trọng nặng
SCM435	SCM3	< 60	Nhiệt luyện	Làm mát bằng dầu 830~880, làm mát nhanh 530~630	269~331	28~36	Sản phẩm tôi tần số cao tải trọng nặng
SCM440	SCM4	< 65	Nhiệt luyện	Làm mát bằng dầu 830~880, làm mát nhanh 530~630	285~352	30~38	Sản phẩm làm sạch tải trọng nặng
SCM445	SCM5	< 70	Nhiệt luyện	Làm mát bằng dầu 830~880, làm mát nhanh 530~630	302~363	32~38*	Sản phẩm làm sạch tải trọng nặng
SNCM420	SNCM23	< 50	Tôi	Làm mát bằng dầu 850~900 sơ cấp, làm mát bằng không khí 150~200	293~375	-	Sản phẩm thấm cacbon đặc biệt cần có tính cứng rắn
				Làm mát bằng dầu 770~820 thứ cấp, làm mát bằng không khí 150~200

 

Lưu ý 1) Ngoài các loại ở trên, còn còn trường hợp sử dụng các loại thép cấu tạo sau đây:

1. Thép mangan (thép tăng cường Mn để có thể tôi bằng dầu cho S38C chẳng hạn như SMn438)
2. Thép Bo (thép thêm B vào SCr440 để tạo tính tôi tương đương SCM440 chẳng hạn như SCrB440)
3. Thép thêm chì dễ cắt (Thép thêm Pb vào SCM420 để tạo tính dễ cắt chẳng hạn như SCM420L. Tuy nhiên, không phù hợp cho bánh răng tải trọng cao có ứng lực Hertz từ 200kgf/mm2 trở lên)

Lưu ý 2) Trường hợp thép hợp kim dùng cho ô tô, do thép H đảm bảo tính tôi nên ký hiệu sẽ là SCr415H chẳng hạn

Lưu ý 3) Do đường kính tối đa bảo vệ tính chất cơ học thể hiện trong JIS nên phải sử dụng trong phạm vi này

Lưu ý 4) Độ cứng chỉ định trong bản vẽ thiết kế có khi vượt qua giới hạn trên dưới so với độ cứng trong JIS như tại dấu *.