Biến dạng khi nhiệt luyện: khử ứng suất, lượng dư và chiến lược chuẩn
Không ai ngạc nhiên khi chi tiết dịch chuyển trong lúc nhiệt luyện. Điều làm mọi người ngạc nhiên là bao nhiêu phần chi phí cuối cùng được quyết định bởi những lựa chọn trước khi chi tiết vào lò.
Có ba lựa chọn: chừa bao nhiêu lượng dư, có khử ứng suất hay không, và sau đó sẽ định vị lại từ những bề mặt nào.
Chuyển động đến từ đâu
Có hai cơ chế, và đáng tách riêng vì cách khắc phục khác nhau.
Thay đổi thể tích do chuyển pha. Austenite chuyển thành martensite, và martensite chiếm thể tích lớn hơn. Mọi chi tiết đều nở ra. Với thép khuôn điển hình, mức này vào khoảng 0.1-0.2% theo chiều dài, điều chỉnh bởi lượng austenite dư và bởi ram. Nó nhìn chung đồng đều và nhìn chung dự đoán được, nên có thể lên kế hoạch cho nó.
Biến dạng do chênh lệch nhiệt và ứng suất dư. Chi tiết nóng lên và nguội đi không đều, các phần khác nhau chuyển pha ở các thời điểm khác nhau, và ứng suất dư bị khóa lại từ cán, rèn hay phay thô được giải phóng. Điều này không đồng đều và không dự đoán được chi tiết. Đây chính là thứ làm cong tấm phẳng thành hình bánh khoai tây.
Khử ứng suất nhắm vào cơ chế thứ hai.
Khử ứng suất, và vì sao phay thô là cái kích hoạt
Khối cán hoặc rèn tới nơi với ứng suất bên trong. Phay thô lấy đi vật liệu không đối xứng, làm mất cân bằng ứng suất đó, và khối dịch chuyển: có khi ngay lập tức, có khi trong lò.
Trình tự tiêu chuẩn cho chi tiết tôi thấu:
- Phay thô, chừa lượng dư rộng rãi: thường 2-3 mm mỗi bên cho khối lớn.
- Khử ứng suất. Nung tới 600-675 °C, giữ khoảng một giờ cho mỗi 25 mm tiết diện, làm nguội chậm. Chi tiết dịch chuyển ở bước này, theo cách có kiểm soát, nơi nó không gây hại.
- Phay bán tinh, làm sạch những gì đã dịch và chừa lượng dư nhiệt luyện thực sự.
- Tôi và ram.
- Gia công tinh hoặc mài.
Bỏ qua bước 2 trên chi tiết lớn hoặc bất đối xứng là nguyên nhân phổ biến nhất khiến khối từ lò ra không cứu vãn được.
Với chi tiết đã tôi và đang được mài tinh, khử ứng suất nhiệt độ thấp sau mài thô (thường thấp hơn nhiệt độ ram 25-55 °C) loại bỏ ứng suất do mài mà không ảnh hưởng độ cứng.
Chừa bao nhiêu lượng dư
Đây là con số mà các xưởng muốn thấy nhất trên bản vẽ, và cũng là con số thường thiếu nhất.
Hướng dẫn sơ bộ cho lượng dư sau nhiệt luyện:
| Loại chi tiết | Lượng dư mỗi bên |
|---|---|
| Nhỏ, đơn giản, tôi trong không khí (A2, D2) | 0.1-0.2 mm |
| Khối trung bình, tôi trong không khí | 0.2-0.4 mm |
| Tấm lớn (>300 mm), tôi trong không khí | 0.4-0.8 mm |
| Tôi trong dầu (O1, S7 tiết diện dày) | 0.3-1.0 mm |
| Tiết diện mỏng hoặc bất đối xứng, mọi mác | Cộng thêm 50-100% |
Mác tôi trong không khí biến dạng ít hơn nhiều so với mác tôi trong dầu: đó là lập luận trung tâm trong O1 và A2. Chọn mác tôi trong không khí thường rẻ hơn việc trả tiền để gia công loại bỏ biến dạng của tôi dầu.
Hai dạng sai sót cần tránh:
Lượng dư quá ít. Chi tiết dịch nhiều hơn lượng đã chừa, một chỗ lõm không làm sạch được, và khối trở thành phế phẩm sau tất cả công sức đã bỏ vào.
Lượng dư quá nhiều. Khi đó phải phay cứng hoặc mài 1 mm thép 60 HRC khỏi mọi mặt. Chậm, đắt, và đưa nhiệt vào chi tiết. Xem gia công sau nhiệt luyện.
Chiến lược chuẩn: phần mà ai cũng quên
Đây là sai sót tốn kém nhất mà ít được bàn tới nhất.
Quý khách gia công một chi tiết có các đặc điểm được ghi kích thước từ hai mặt chuẩn. Nó đi nhiệt luyện. Khi về, các mặt chuẩn đã dịch chuyển: không còn phẳng, không còn vuông góc với nhau, và không còn ở chỗ cũ.
Xưởng giờ phải thiết lập lại chuẩn trước khi gia công tinh bất cứ thứ gì. Nếu quý khách chưa nói cách làm, họ sẽ tự chọn. Nếu cách họ chọn khác với cách dung sai của quý khách được tham chiếu, mọi kích thước đều được đo từ sai vị trí và chi tiết trượt khi đo kiểm dù hình học vẫn ổn.
Việc cần làm:
Chỉ định rõ các chuẩn sau nhiệt luyện. Một ghi chú: “sau nhiệt luyện, thiết lập lại chuẩn A và B bằng mài; cho phép lượng dư 0.3 mm ở cả hai.”
Chừa nhiều lượng dư hơn ở các mặt chuẩn so với bất kỳ chỗ nào khác. Chúng phải sạch hoàn toàn, vì mọi thứ khác tham chiếu vào chúng.
Nếu có thể, hãy chọn chuẩn lớn, phẳng và trên vật liệu đặc. Chuẩn ở một gờ mỏng sẽ dịch nhiều hơn chuẩn ở tiết diện dày 40 mm.
Cân nhắc chuẩn hy sinh. Một đặc điểm thêm vào (một mặt gia công, một cặp lỗ doa) chỉ tồn tại để định vị chi tiết sau nhiệt luyện và được loại bỏ ở cuối. Với khuôn mẫu phức tạp, đó là thông lệ và đáng đánh đổi lượng vật liệu.
Nên ghi gì trên bản vẽ
Một ghi chú nhiệt luyện ngắn gồm bốn ý:
NHIỆT LUYỆN
1. Phay thô, khử ứng suất 650 °C, 1 giờ / 25 mm tiết diện, nguội chậm.
2. Tôi và ram tới 58-60 HRC. Ram hai lần.
3. Lượng dư sau NL: 0.3 mm mỗi bên; 0.5 mm ở chuẩn A và B.
4. Thiết lập lại chuẩn A và B bằng mài trước khi gia công tinh.Bốn dòng. Chúng loại bỏ phần lớn sự mơ hồ làm báo giá thép đã tôi chênh nhau rất xa, và chặn các dạng hỏng biến một khối 30 giờ công thành phế phẩm.
Hãy gửi ghi chú này cùng bản vẽ qua RFQ, và báo giá từ các xưởng khác nhau sẽ so sánh trực tiếp được, vì tất cả đều tính giá cùng một kế hoạch.