Bài giảng Gia công áp lực - Chương 1: Vật liệu sử dụng trong công nghệ dập tạo hình khối - Nguyễn Trung Kiên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ
B/M GIA CÔNG ÁP LỰC
Chương 1
Vật liệu sử dụng trong công nghệ
dập tạo hình khối
Nguyễn Trung Kiên
Hà nội, 26.07.2010
NỘI DUNG
1. Các loại vật liệu phôi
2. Ký hiệu vật liệu phôi dập khối
3. Vật liệu khuôn dập
4. Phương pháp cắt phôi
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
2
26.07.2010
Mục đích
Giúp sinh viên nắm được:
- Các loại vật liệu sử dụng trong dập khối
- Đặc tính vật liệu cũng như các khuyết tật
- Các phương pháp cắt phôi
- Vật liệu dùng để làm khuôn dập
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
3
26.07.2010
1. VẬT LiỆU PHÔI
* Mọi vật liệu kim loại có tính dẻo đều có thể dập ở
một nhiệt độ nhất định
* Vật liệu để rèn và dập khối rất đa dạng, gồm:
- Các loại thép các bon
- Các loại thép hợp kim
- Kim loại mầu và hợp kim màu như hợp kim
nhôm, magiê, đồng và một số hợp kim niken,
titan…
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
4
26.07.2010
C¸c d¹ng ph«I chñ yÕu
Ph«I thÐp ®óc
ph«I thÐp c¸n ®Þnh h×nh
ph«I rÌn
ph«I thÐp tÊm
ph«I qua gia c«ng c¬
ph«I ®óc
c¸c lo¹i ph«I kh¸c
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
5
26.07.2010
1.1 Phôi đúc (thỏi đúc, gù đúc)
a. Hình dạng và khối lượng
•Phôi thép đúc (thỏi đúc) dùng cho rèn có khối lượng từ
200 kg đến 350 tấn. Thỏi đúc (hình 3.2) thường gồm 3
phần: phần đầu 1, phần giữa 2 và phần đuôi 3.
•Phần đầu và phần đuôi là những phần có nhiều khuyết
tật nên phải cắt bỏ trước khi rèn. Phần giữa có dạng hình
tháp cụt có từ 6 đến 12 cạnh với độ côn từ 0030’ đến 10.
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
6
26.07.2010
Phôi đúc (thỏi đúc, gù đúc)
b. Cấu trúc tinh
thể của thỏi đúc
- Vùng ngoài cùng
- Vùng trung gian
- Vùng lõi
c. Các loại khuyết
tật của thỏi đúc
- Lõm co và rỗ co
- Rỗ khí
- Thiên tích
- Sẹo, nứt
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
7
26.07.2010
1.2. Phôi cán định hình
•Phôi thép cán hình gồm các loại có tiết diện đơn giản
như hình tròn, vuông, lục lăng, chữ nhật, tam giác đến
các loại có tiết diện phức tạp.
•Các phôi thép cán định hình có kích thước theo tiêu
chuẩn quy định.
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
8
26.07.2010
1.3. Phôi thép cán chu kỳ
Một vài dạng phôi cán chu kỳ:
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
9
26.07.2010
1.4. Phôi thép hợp kim và kim loại mầu
a. Phôi thép hợp kim
• Để chế tạo ra những chi tiết chịu tải trọng cao
trong các kết cấu, người ta sử dụng các thép hợp
kim làm phôi dập.
• Các thép hợp kim kết cấu có thể phân theo nguyên
tố hợp kim: gồm các thép Crôm(15X, 20X, … 50X);
Thép Crôm – Niken: (20XH; 40XH; 45XH; 50XH);
Thép Crôm – Silic – Mangan, 20XΓC; 25 XΓC; 30
XΓC; XΓC…)
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
10
26.07.2010
b. Kim loại màu và hợp kim của chúng
Hiện nay trong chế tạo máy nói chung và gia công
áp lực nói riêng người ta sử dụng nhiều kim loại
màu và hợp kim của chúng.
+ Nhôm và hợp kim nhôm: Phôi của kim loại này
thường được cung cấp dưới dạng các thỏi qua công
nghệ ép với các đường kính và chiều dài khác nhau.
Hợp kim nhôm thường rèn ở nhiệt độ 400 ÷ 480oC
và sản phẩm của chúng được sử dụng trong công
nghiệp ô tô, máy kéo, hàng không, đóng tàu.
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
11
26.07.2010
+ Đồng: là kim loại màu có tính dẻo tốt. Kim loại này có thể
gia công áp lực ở trạng thái nóng hoặc nguội. Nếu biến dạng
nóng thì khoảng nhiệt độ dập là 700 ÷ 800oC.
• La tông: là hợp kim đồng, kẽm và một số nguyên tố khác.
Hợp kim này có tính rèn tốt trong khoảng nhiệt độ 650 ÷
750oC.
• Brông: hợp kim đồng với thiếc, nhôm, silic và các nguyên tố
khác. Trong sản xuất rèn dập chủ yếu sử dụng hai loại brông:
brông nhôm (rèn ở nhiệt độ 750 ÷ 900oC) và brông Berili
(nhiệt độ rèn 700 ÷ 800oC)
La tông và brông được cung cấp dưới dạng thanh qua cán hoặc
ép.
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
12
26.07.2010
Titan: là kim loại có độ bền cao, nó
nhẹ nên được sử dụng nhiều trong công
nghiệp hàng không vũ trụ.
• Titan và hợp kim của nó được cung
cấp dưới dạng thanh cán hoặc ép.
• Khoảng nhiệt độ dập của nó 850 ÷
1100oC.
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
13
26.07.2010
2. Vật liệu để rèn và dập khối
Thép các bon thông thường:
Mác thép
Cơ tính
Lĩnh vực sử dụng
Giới hạn
bền σb
Giới hạn
chảy σS
(N/mm2)
Độ dãn
dài δ (%)
(N/mm2)
15
20
25
30
35
370
410
440
480
520
220
250
260
290
310
27
25
23
21
20
Thấm C để sản xuất: Bu lông, ốc, vít
Tay đòn, thanh giăng, nắp xi lanh, móc kéo
Trục, xi lanh, thân máy tiện, bánh đà
Trục, li hợp, bu lông, ốc vít
Trục, xi lanh máy ép, bánh đà, trục tuốc
bin…
40
45
50
570
600
630
320
340
350
19
16
14
Trục khuỷu, bánh răng, nếu có nhiệt luyện:
tay biên, bánh răng
Trục bánh răng, piston, thanh răng, đĩa ma
sát, li hợp…
Bánh răng, piston, trục cán, bánh tàu hỏa
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
14
26.07.2010
2. Vật liệu để rèn và dập khối
Thép các bon, hợp kim
Mác thép
Cơ tính
Lĩnh vực sử dụng
Giới hạn bền σb
Giới hạn chảy σS
Độ dãn dài δ
(N/mm2)
(N/mm2)
(%)
55
60
640
650
360
370
12
10
Dập ở trạng thái nóng để tạo các chi tiết
như thép 50
trục cán, khuỷu, vòng đàn hồi; giảm
chấn, lò xo
65
660
400
380
230
10
24
nhíp, lò xo
trục cam; khớp li hợp, cánh quạt, ống
15Γ
hàn
430
550
600
250
290
330
22
15
14
trục cam; khớp li hợp, cánh quạt, ống
20Γ
30Γ
40Γ
hàn
Chi tiết kẹp, pêđan phanh, thanh điều
khiển tay lái
trục khuỷu, tay biên, trục trước, tay
phanh
650
700
370
380
11
9
Đĩa ma sát, bánh răng, trục bánh răng
50Γ
60Γ
Đĩa ma sát, lò xo xúp páp, giảm chấn tàu
hỏa
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
15
26.07.2010
2. Vật liệu để rèn và dập khối
Mác thép
Cơ tính
Lĩnh vực sử dụng
Giới hạn
bền σb
Giới hạn
chảy σS
(N/mm2)
Độ dãn
dài δ (%)
(N/mm2)
750
700
800
900
950
100
110
400
500
600
700
750
800
900
8
10
10
11
10
9
Vòng đàn hồi, lò xo
Bánh răng, trục, trục phân phối
ty đẩy
65Γ
15X
20X
30X
35X
40X
50X
Trục, bánh răng, cam quay
Bánh răng vi sai, bánh vit
Trục khuỷu, khớp nối, cam
8
Trục máy phát điện, bánh răng, lò xo, trục
cán nóng
20XH
40XH
800
600
800
10
10
Bánh răng điezen, hộp giảm tốc, then hoa
1000
Trục máy lớn, bánh răng, ổ đỡ, trục then,
roto
50XH
33XC
1100
850
850
650
8
Chi tiết lớn chế tạo motor
13
Chi tiết cần độ bền cao và dẻo dai – trục
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
16
26.07.2010
2. Vật liệu để rèn và dập khối
Mác thép
Cơ tính
Lĩnh vực sử dụng
Giới hạn
bền σb
Giới hạn
chảy σS
(N/mm2)
Độ dãn
dài δ (%)
(N/mm2)
40XC
1250
800
1050
600
12
10
Trục khuỷu, trục lệch tâm
Cán pisston, các chi tiết hàn chịu tải trọng
25XΓC
cao
110
115
800
950
950
85
90
10
10
12
11
11
Trục, bánh răng, con lăn, sup páp
Các chi tiết quan trọng, trục bánh răng
Chi tiết cần thấm C, ống của nồi hơi
Đĩa, trục dẫn động, khớp vô lăng;
30XΓC
35XΓC
20XM
30XM
35XM
600
750
800
Trục, Rôto, chi tiết kẹp, tuốc bin hơi nước,
trục khuỷu
18XHBA
25XHBA
1150
1100
850
950
12
11
Chi tiết có độ bền cao, trục khuỷu, bánh
răng, bu lông chịu lực
Trục và tay biên động cơ, bu lông chịu lực,
Rô to, trục tuốc bin nước, các chi tiết chịu
tải lớn
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
17
26.07.2010
3. Vật liệu làm khuôn
Hệ thống tiêu chuẩn AISI/SAE :
trong đó 2 số đầu chỉ loại thép, 2 số cuối cùng chỉ phần
vạn cacbon:
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
18
26.07.2010
Ký hiệu vật liệu
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
19
26.07.2010
Ký hiệu vật liệu
CÔNG NGHỆ DẬP TẠO HÌNH KHỐI – NGUYỄN TRUNG KIÊN
20
26.07.2010
Tải về để xem bản đầy đủ
43 trang
19240
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Gia công áp lực - Chương 1: Vật liệu sử dụng trong công nghệ dập tạo hình khối - Nguyễn Trung Kiên", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_gia_cong_ap_luc_chuong_1_vat_lieu_su_dung_trong_co.pdf
