Nhiệt luyện và làm cứng bề mặt
Các quy trình này thay đổi những gì chi tiết kim loại đã hoàn thiện làm được, không phải hình dạng của nó. Nung và làm nguội có kiểm soát, nguyên tử được thấm vào bề mặt, hoặc hàng triệu va chạm nhỏ làm chi tiết cứng hơn, dai hơn hoặc bền hơn dưới tải lặp lại. Chúng thường đến gần cuối lộ trình, sau khi chi tiết đã được tạo hình hoặc gia công.
Ý tưởng chính
Độ bền của kim loại phụ thuộc vào cách các nguyên tử bên trong được sắp xếp, và sự sắp xếp đó có thể được thay đổi mà không đổi hình dạng bên ngoài. Hãy nghĩ đến ổ bánh mì: cùng một khối bột trở nên mềm hay giòn tùy cách bạn nướng. Nhiệt luyện thay đổi toàn bộ chi tiết; thấm cứng bề mặt chỉ thay đổi lớp da dày từ một phần milimet đến vài milimet; phun bi gia cường ép bề mặt để vết nứt mỏi khó lan rộng. Ba tính chất liên tục quay lại: độ cứng (chống xước và mài mòn), độ dai (chống nứt dưới va đập) và tuổi thọ mỏi (số chu kỳ tải mà chi tiết chịu được).
So sánh song song
| Quy trình | Tóm tắt một dòng | Phù hợp nhất với | Cỡ lô | Độ chính xác |
|---|---|---|---|---|
| 12.1Nhiệt luyện (tôi, ram, ủ) | Nung, tôi và ram (hoặc làm nguội chậm) cả chi tiết | Làm thép cứng và dai, hoặc mềm để gia công | Từng chi tiết đến dây chuyền liên tục | Giữ nguyên hình dạng; biến dạng nhẹ, thường mài sau đó |
| 12.2Thấm cacbon và thấm nitơ (tôi bề mặt) | Cacbon hoặc nitơ khuếch tán vào bề mặt | Bánh răng và trục: lớp da cứng trên lõi dai | Lô lò hàng trăm đến hàng nghìn | Thấm nitơ: trong vòng vài phần trăm mm; thấm cacbon: biến dạng nhẹ |
| 12.3Phun bi | Bề mặt được đập bằng những viên bi nhỏ để giữ nó ở trạng thái bị nén | Lò xo, bánh răng, chi tiết tuabin chịu tải lặp lại | Từng chi tiết đến hàng triệu lò xo | Hình dạng về cơ bản không đổi |
Cách chọn trong họ này
- Cả chi tiết phải cứng hoặc bền xuyên suốt: nhiệt luyện (tôi và ram).
- Chi tiết phải mềm để gia công hoặc uốn trước: ủ, rồi tôi sau nếu cần.
- Bề mặt phải chống mài mòn trong khi lõi chống va đập: thấm cứng bề mặt.
- Biến dạng phải ở mức tối thiểu: thấm nitơ thay vì thấm cacbon.
- Chi tiết hỏng do mỏi (nứt sau nhiều chu kỳ): thêm phun bi gia cường, thường sau khi tôi.
Từ khóa
- Độ cứng
- khả năng chống trầy xước, lõm và mài mòn.
- Độ dai
- khả năng hấp thụ va đập mà không nứt.
- Tôi
- làm nguội nhanh trong nước, dầu hoặc polymer để khóa độ cứng.
- Ram
- nung lại nhẹ nhàng sau khi tôi, đánh đổi một chút độ cứng lấy độ dai.
- Ủ
- nung rồi làm nguội rất chậm để kim loại mềm.
- Lớp thấm
- lớp da ngoài đã cứng của chi tiết thấm cứng bề mặt.
- Ứng suất nén dư
- một lực ép còn lại bên trong bề mặt giữ cho vết nứt khép kín.
- Mỏi
- nứt chậm dưới nhiều tải lặp lại, dù nhỏ.
Dùng thử
Đưa AI vào công việc CAD của bạn.
Dựng chi tiết, tạo bản vẽ và tự động hóa công việc lặp lại ngay trong phần mềm CAD của bạn.