Ví dụ về sản phẩm gia công áp lực

  • Ngày đăng: 2017-11-18 00:26:56
  • Lượt xem: 19863

Gia công kim loại bằng áp lực đã có từ rất lâu rồi nhưng nhu cầu của con người ngày ngày càng cao, chính vì vậy mà phương pháp gia công kim loại bằng áp lực ngày càng được cải tiến và hoàn chỉnh để đáp ứng nhu cầu của người người tiêu dùng trong ngành cơ khí hơn. Nhưng ngoài khả năng ứng dụng trong ngành cơ khi, gia công kim loại bằng áp lực còn được áp dụng trong ngành xây dựng, hàng tiêu dùng và cầu đường…

Gia công kim loại bằng áp lực là gì?

Gia công kim loại bằng áp lực là rèn tự do hoặc rèn khuôn hở, đó là một trong hai phương pháp rèn dập cơ bản. dựa vào tính bền dẻo  của kim loại ở thể rắn dưới tác dụng của ngoại lực chế tác ra bán thành phẩm, thành phẩm có kích thước chính xác tùy theo thiết kế và đó là bước chuẩn bị phôi cho gia công cơ khí.

Ví dụ về sản phẩm gia công áp lực

Ảnh demo quá trình gia công kim loại

Trong gia công kim loại bằng áp lực, chắc hẳn không thể không nhắc đến công nghệ sử dụng áp lực bắn tia nước để cắt kim loại, về công nghệ này để hiểu chi tiết hơn hay đọc bài viết giới thiệu công nghệ cắt kim loại bằng tia nước và ưu nhược điểm

Ứng dụng của gia công kim loại bằng áp lực

  1. Tính bền dẻo của kim loại ở thể rắn được áp dụng cho việc che lấp khuyết tật đúc ví dụ như : ổ khí, tổ chức kim loại mịn chặt, cơ tính của sản phẩm nâng cao…
  2. Gia công kim loại bằng áp lực có khả năng thay đổi tổ chức hạt thành tổ chức thớ, giúp  tăng cơ tính của mặt hàng.
  3. Gia công cơ khí kim loại bằng áp lực giúp cho chất lượng cơ lý lớp bên ngoài bền đẹp, độ bóng cao, độ chính xác của chi tiết cao hơn rõ rệt so với các chi tiết đúc.
  4. Bên cạnh đó vẫn có những điểm hạn chế như sau :
  • Gia công kim loại bằng áp lực không thể gia công được các chi tiết khó,  phức tạp.
  • Gia công kim loại bằng áp lực các hợp kim được sử dụng trong việc  rèn bị hạn chế, không thể  rèn  các kim loại dòn.
  • Phương pháp rèn là một trong những phương pháp cơ bản sản xuất ra phôi cho gia công cắt gọt những chi tiết quan trọng cần chịu lực lớn thường phải qua rèn.

Ví dụ về sản phẩm gia công áp lực

Quá trình gia công kim loại

Các sản phẩm của gia công kim loại bằng áp lực

  • Trong ngành luyện kim gia công kim loại bằng áp lực tạo ra sản phẩm là cán kéo ép.
  • Phương pháp gia công kim loại bằng cơ khí trong nghành cơ khí đó là : dập thể tích, rèn tự do,  dập tấm…
  • Phương pháp cán làm biến dạng giữa hai trục khuỷu quay của máy cán, phôi biến dạng và di chuyển nhờ trục quay liên tục uca3 trục cán và ma sát trục cán với phôi.
  • Phương pháp kéo chính là quá trình kéo phôi kim loại qua lỗ khuôn kéo làm cho giảm tiết diện ngang của phôi, chiều dài tăng .
  • Phương pháp ép dùng chày để ép kim loại đã  nung nóng sau đó đưa vào buồng ép qua lỗ khuôn ép có hình dáng kích thước có sẵn  của sản phẩm .
  • Rèn tự do: là một phuong pháp gia công áp lực chế tác ra các sản phẩm có hình dáng kích thước đã có sẵn nhờ sự biến dạng tự do dần dần về các hướng.
  • Dập thể tích  làm biến dạng trong lòng khuôn dập có kích thước, hình dạng đã định sẵn . Dập thể tích thường tiến thành ở trạng thái nóng dung trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.
  • Dập tấm làm ra chi tiết từ phôi kim loại dạng dập tấm do thường sản xuất ở trạng thái nguội nên còn gọi là dập nguội

Địa chỉ gia công kim loại bằng áp lực:

Cắt đục kim loại

Ắt hẳn sau khi đọc bài viết của chúng tôi quý vị đã hiểu rõ hơn về gia công kim loại bằng áp lực rồi chứ ạ. Vậy thì còn đợi gì mà không liên lạc ngay với CNC TUẤN KIỆT để đặt hàng và được tư vấn giải đáp mọi thắc mắc của mình. Nhanh tay lên nào!!!

Từ khóa: gia công kim loại bằng áp lực, lý thuyết gia công kim loại bằng áp lực, định nghĩa công nghệ gia công kim loại bằng áp lực, ứng dụng của gia công áp lực, giáo trình gia công áp lực, gia công áp lực là gì, ưu nhược điểm của phương pháp gia công áp lực, các sản phẩm của gia công áp lực, tài liệu gia công áp lực,gia cong kim loai bang ap luc, ly thuyet gia cong kim loai bang ap luc, dinh nghia cong nghe gia cong kim loai bang ap luc, ung dung cua gia cong ap luc, giao trinh gia cong ap luc, gia cong ap luc la gi, uu nhuoc diem cua phuong phap gia cong ap luc, cac san pham cua gia cong ap luc, tai lieu gia cong ap luc​

Sản phẩm c̠ủa̠ gia công áp lực được dùng nhiều trong các xưởng cơ khí; chế tạo hoặc sửa chữa chi tiết máy; trong các ngành xây dựng, kiến trúc, cầu đường, đồ dùng hàng ngày … Ví dụ : Tính khối lượng chi tiết rèn, dập trong ngành chế tạo máy bay chiếm đến 90%, ngành ôtô chiếm 80%, ngành máy hơi nước chiếm 60%.

Xem thêm : ...

Các phương pháp gia công áp lực bao gồm: cán, kéo sợi, ép kim loại, rèn tự do, rèn khuôn, dập tấm.Sản phẩm c̠ủa̠ gia công áp lực được dùng nhiều ...

Xem thêm : ...

Ví dụ : kim loại tạo thành thớ sau khi cán, kéo; kim loại mịn chặt hơn do lực ép ...Gia công áp lực gồm có các phơng pháp chính sau : Cán kim loại, kéo kim

Xem thêm : ...

Jun 9, 2022 · Phương pháp gia công áp lực kim loại: gia công kim loại bằng áp lực Ɩà: cán, lăn, kéo sợi, ép, rèn ѵà dập.đâʏ Ɩà những dạng cơ bản c̠ủa̠ gia ... Phương pháp gia công áp lực... · Những dạng cơ bản c̠ủa̠ gia... · Ép kim loại

Xem thêm : ...

Các phương pháp gia công áp lực bao gồm: cán, kéo sợi, ép kim loại, rèn tự do, rèn khuôn, dập tấm.Sản phẩm c̠ủa̠ gia công áp lực được dùng nhiều trong các ...

Xem thêm : ...

Quý khách hàng có nhu cầu sử dụng dịch vụ c̠ủa̠ AlphaTech vui lòng liên hệ tới hotline c̠ủa̠ chúng tôi để được tư vấn chi tiết nhất.Để tham khảo về gia công áp lực ...

Xem thêm : ...

Quang Trung nhận gia công các thiết bị, máy móc có thiêt kế phức tạp, kích thước lớn, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn ѵà giả đáp thắc mắc về sản phẩm.

Xem thêm : ...

Mar 8, 2016 · Công nghệ gia công áp lực - Chủng loại sản phẩm rấт phong phú, ...công áp lực VIỆN Cơ Khí - ĐHBK Hμ nôi Folie 24 Biến dạng Kéo-Nén Ví dụ ...

Xem thêm : ...

Các dạng cơ bản c̠ủa̠ gia công kim loại bằng áp lực: ...VN-J CORPORATION Ɩà nhà máy sản xuất cơ khí chính xác với các sản phẩm chính: Máy cắt Plasma CNC, máy hàn ...

Xem thêm : ...

Rating 5.0 (1)

Xem thêm : ...

Ví dụ về chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực

Xem thêm : ...

Vừa rồi, uống.vn đã gửi tới các bạn chi tiết về chủ đề Ví dụ về gia công áp lực ❤️️, hi vọng với thông tin hữu ích mà bài viết "Ví dụ về gia công áp lực " mang lại sẽ giúp các bạn trẻ quan tâm hơn về Ví dụ về gia công áp lực [ ❤️️❤️️ ] hiện nay. Hãy cùng uống.vn phát triển thêm nhiều bài viết hay về Ví dụ về gia công áp lực bạn nhé.

Bài giảng Gia công kim loại bằng áp lực Chơng 2 gia công kim loại bằng áp lực 2.1 Khái niệm về gia công kim loại bằng áp lực GCKL bằng áp lực là phơng pháp làm biến dạng phôi để tạo nên nhứng sản phẩm có hình dạng và kích thớc theo yêu cầu . Sản phẩm của GCAL đợc dùng nhiều trong ngành chế tạo máy hoặc sửa chữa máy; trong các ngành điện, điện tử, tin học, xây dựng, kiến trúc, cầu đờng và trong công nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng ... 2.1.1 Đặc điểm Kim loại gia công ở thể rắn, sau khi gia công không những thay đổi hình dáng, kích thớc mà còn thay đổi cả cơ tính, lý tính, hoá tính của kim loại nh kim loại mịn chặt hơn, hạt đồng đều, khử các khuyết tật do đúc gây nên nh rỗ khí, rỗ co v.v..., nâng cao cơ tính và tuổi bền của chi tiết v.v ... Ví dụ : kim loại tạo thành thớ sau khi cán, kéo; kim loại mịn chặt hơn do lực ép khi dập, ... GCAL có thể thực hiện ở trạng thái nguội đối với kim loại có tính dẻo cao nh đồng (Cu), nhôm (Al),... Để tăng tính dẻo ngời ta phải tiến hành nung nóng trớc khi gia công đối với kim loại khó biến dạng, kim loại có độ bền cao. Khi nung nóng có thể xảy ra hiện tợng ôxy hoá tạo nên lớp vảy sắt , làm hao phí kim loại, tăng ma sát trong thành khuôn; Có thể xảy ra hiện tợng mất các bon, hiện tợng cháy, nứt nẻ, hiện tợng quá nhiệt làm thay đổi tính chất của vật liệu. Nên cần chọn chế độ nung : thời gian nung và khoảng thời gian nung hợp lý. Khi gia công tinh thờng ngời ta gia công nguội vì độ chính xác cao. GCAL là một quá trình sản xuất cho phép ta nhận các chi tiết có kích thớc chính xác, chất lợng bề mặt chi tiết tốt, lợng phế liệu thấp và chúng có tính cơ học cao so với các vật đúc. Gia công kim loại bằng áp lực cho năng suất cao vì có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá cao. Nh các máy chế tạo ren ốc vít, nút chai,... 2.1.2 Các phơng pháp gia công kim loại bằng áp lực Gia công áp lực gồm có các phơng pháp chính sau : Cán kim loại, kéo kim loại, ép kim loại, rèn tự do, Rèn khuôn ( hay còn gọi là dập thể tích, dập khối) và dập tấm. 2.2- Khái niệm về biến dạng của kim loại. 2.2.1 Ngoại lực và nội lực trong gia công áp lực a. Ngoại lực: Lực tác dụng chính , phản lực, lực quán tính , lực ma sát ... Lực tác dụng chính: là lực tác dụng lên kim loại làm biến dạng nó thông qua dụng cụ gia công: đầu búa, khuôn rèn, . . . Nhiều lực tác dụng chính có thể quy về 1 lực tổng hợp. Biến dạng của vật phụ thuộc vào: cờng độ lực, phơng chiều và điểm đặt của lực tác dụng. 42 R P FMS(lực ma sát)Lực quá tính Hình 2-1 Sơ đồ tác dụng lực Phản lực và lực ma sát Phản lực (R): là lực luôn thẳng góc với mặt tựa và ngợc chiều với lực tác dụng chính. Phản lực thờng sinh ra trên bộ phận cố định của thiết bị và thẳng góc với mặt tựa của thiết bị. Khi tính phản lực ta cần tính đến lực ma sát vì nó ảnh hởng lớn đến quá trình biến dạng. Lực ma sát (Fms): ngợc chiều với sự dịch chuyển trong kim loại và có trị số: Fms = fR f - Hệ số ma sát R - lực pháp tuyến; P Pba Hình 2-2 a, Biến dạng toàn bộ b,Biến dạng một phần Lực quán tính : Là lực sinh ra do sự di động không đều của các chất điểm trong vật thể khi biến dạng. (Hay nói cách khác là do biến dạng không đều và tốc độ biến dạng không đều). Trị số của lực quán tính: F = m.a m - khối lợng của vật chuyển động; a - Gia tốc của chất điểm chuyển động Vì nghiên cứu về gia tốc chuyển động của các chất điểm rất phức tạp nên khi tính toán ngời ta đa ra những hệ số bằng thực nghiệm để tính giá trị gần đúng của nó. Trọng lực : là lực hút của trái đất đối với mọi vật. Lợng biến dạng của kim loại phụ thuộc vào trọng lực. 43Khi búa đập từ trên xuống Khi búa đập từ trên xuốngKhi búa đập từ dới lên Vật cần gia công Hình 2-3 Sự biến dạng của kim loại phụ thuộc vào trọng lực b. Nội lực: Nội lực là lực sinh ra bên trong vật thể trong khi gia công và tồn tại trong vật thể sau khi gia công. Nội lực này cân bằng với nhau, nên nó chỉ gây ra 1 ứng suất bên trong vật thể. Nếu ứng suất bên trong lớn hơn giới hạn bền thì vật có thể bị phá huỷ, nứt nẻ,... Nguyên nhân sinh ra nội lực: Do lực tác dụng không đều; Do sự nung nóng không đều; Sự biến dạng giữa các bộ phận không đều; Tổ chức kim loại bị thay đổi; Do tác dụng của các hiện tợng lý hoá; Nội lực có khả năng làm giảm độ bền, làm ảnh hởng đến khả năng làm việc của kết cấu cho nên sau khi gia công cần khử bỏ các nội lực. Nội lực có thể khử bỏ hoặc giảm băng các phơng pháp nhiệt luyện hoặc gia công cơ học. 2.2.2 Khái niệm về các loại biến dạng Trong quá trình gia công ngời ta lợi dụng biến dạng dẻo của kim loại để tạo ra những sản phẩm có hình dạng và kích thớc theo yêu cầu. Để xác định quy trình công nghệ gia công hợp lý và khoa học chúng ta cần biết cơ sở lý thuyết của quá trình biến dạng kim loại khi gia công. Sự tạo nên hình dáng của vật thể hay sản phẩm phụ thuộc vào mức độ biến dạng của kim loại . Trong gia công áp lực có ba loại biến dạng: biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và biến dạng phá huỷ. a- Biến dạng đàn hồi : là biến dạng mà sau khi thôi tác dụng nó sẽ trở về trạng thái ban đầu của vật thể. b- Biến dạng dẻo : là biến dạng mà sau khi khử bỏ lực tác dụng kim loại không trở về hình dạng và trạng thái ban đầu của nó. Khi ta tác dụng vào vật thể một lực, vật thể bị biến dạng. Lợng biến dạng còn tồn tại sau khi ta khử bỏ tải trọng gọi là biến dạng d. Biến dạng d xuất hiện khi ứng suất bên trong vật thể vợt quá giới hạn đàn hồi. Quá trình biến dạng d mà trong đó trên các phần của vật thể không có sự phá huỷ thô đại (nứt nẻ) gọi là quá trình biến dạng dẽo. Trong biến dạng dẻo luôn tồn tại biến dạng đàn hồi, nên ta cần tính đến lợng biến dạng này khi thiết lập quy trình gia công cho hợp lý . c- Biến dạng phá huỷ : là biến dạng mà sau khi khử bỏ lực tác dụng trên bề mặt kim loại tồn tại các vết nứt thô đại hay kim loại bị nứt, gẫy, phá huỷ. 44 Gia công áp lực là phơng pháp làm biến dạng dẻo vật liệu nhằm chế tạo sản phẩm hay tạo phôi cho gia công cơ khí, nâng cao cơ tính cho vật liệu, loại trừ khuyết tật do đúc sinh ra, giảm lợng d gia công cơ, nâng cao độ chính xác cho quá trình gia công cơ ( các loại thép tấm, thép đờng ray, thép góc (V) thép tròn,...; đồng thời bằng phơng pháp này ta cũng có thể chế tạo các loại chi tiết nh : nút chai, nắp hộp, loong đựng dầu mở, đựng nớc hoa quả ,... Gia công kim loại bằng áp lực là quá trình lợi dụng giai đoạn biến dạng dẻo của kim loại nên ta chủ yếu tìm hiểu một số vấn đề liên quan đến quá trình biến dạng dẽo mà thôi. Kim loại là một đa tinh thể vì vậy để xét biến dạng dẽo của kim loại ta lần lợt xét biến dạng dẽo trong đơn tinh thể và sau đó là biến dạng trong đa tinh thể. d- Biến dạng dẻo trong đơn tinh thể Qua nhiều công trình nghiên cứu và thực nghiệm cho thấy thực chất của biến dạng trong đơn tinh thể là sự trợt và song tinh. Sự trợt: Trong đơn tinh thể kim loại, các nguyên tử sắp xếp theo một trật tự xác định, mỗi nguyên tử luôn dao động xung quanh một vị trí cân bằng của nó (a). ba Hình 2-4 Sơ đồ biến dạng trong đơn tinh thể c d Khi tác dụng lên đơn tinh thể thì đơn tinh thể chịu 2 ứng suất: ứng suất pháp và ứng suất tiếp. Khi tác dụng lên tinh thể một tải trọng kéo nén thuần tuý tức là véc tơ của ứng suất pháp thẳng góc với mặt tinh thể thì khi tải trọng tăng, khoảng cách giữa các phân tử tăng. Nếu ứng suất pháp nhỏ hơn giới hạn đàn hồi thì sau khi khử bỏ tải trọng , các nguyên tử sẽ trở về vị trí cân bằng. Nếu ứng suất pháp lớn hơn giới hạn đàn hồi thì lúc đó mối liên kết giữa các nguyên tử bị phá vở. Nh vậy với tải trọng kéo nén thuần tuý, tinh thể chỉ tồn tại biến dạng đàn hồi hay biến dạng phá huỷ. Dới tác dụng của lực P không thẳng góc với mặt phẳng trợt (mặt phảng tinh thể) lực P đợc phân ra hai thành phần: + Theo phơng pháp tuyến + Theo phơng tiếp tuyến; 45 PP2P1 Hình 2- 5 Sơ đồ nguyên lý gây nên sự trợt P1 thẳng góc với mặt trợt gây ra ứng suất pháp ( tải trọng kéo nén thuần tuý) và do đó nó chỉ gây ra biến dạng đàn hồi . Lực P2 nằm trên mặt trợt (ứng suất tiếp) là lực xê dịch gây nên sự trợt & là lực duy nhất gây nên biến dạng d. Dới tác dụng của phân lực P2 các lớp nguyên tử sẽ trợt lên nhau . Theo hình thức trợt, một phần đơn tinh thể dịch chuyển song song với phần còn lại theo một mặt phẳng nhất định, mặt phẳng này gọi là mặt trợt (c). Trên mặt trợt, các nguyên tử kim loại dịch chuyển tơng đối với nhau một khoảng đúng bằng số nguyên lần thông số mạng, sau dịch chuyển các nguyên tử kim loại ở vị trí cân bằng mới, bởi vậy sau khi thôi tác dụng lực kim loại không trở về trạng thái ban đầu. Nh vậy: Trợt là nguyên nhân cơ bản gây nên biến dạng dẽo. ứng suất tiếp lớn nhất mà đạt đợc sự trợt gọi là ứng suất tiếp tới hạn . Những mặt phẳng của mạng tinh thể xảy ra sự trợt gọi là mặt trợt . Sự trợt xảy ra một cách tuần tự từ mặt trợt này đến mặt trợt khác . ( Mặt trợt sinh ra ở mặt nào có mật độ nguyên tử nhiều nhất vì ở đó khoảng cách giữa các nguyên tử nhỏ nhất. Song tinh Theo hình thức song tinh, một phần tinh thể vừa trợt vừa quay đến một vị trí mới đối xứng với phần còn lại qua một mặt phẳng gọi là mặt song tinh (d). Các nguyên tử kim loại trên mỗi mặt di chuyển một khoảng tỉ lệ với khoảng cách đến mặt song tinh. Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trợt là hình thức chủ yếu gây ra biến dạng dẻo trong kim loại, các mặt trợt là các mặt phẳng có mật độ nguyên tử cao nhất. Biến dạng dẻo do song tinh gây ra rất bé, nhng khi có song tinh, trợt sẽ xẩy ra thuận lợi hơn. e- Biến dạng trong đơn tinh thể Biến dạng dẻo của đa tinh thể: kim loại và hợp kim là tập hợp của nhiều đơn tinh thể (hạt tinh thể), cấu trúc của chúng đợc gọi là cấu trúc đa tinh thể. Trong đa tinh thể, biến dạng dẻo có hai dạng: biến dạng trong nội bộ hạt và biến dạng ở vùng tinh giới hạt. Sự biến dạng trong nội bộ hạt do trợt và song tinh. Đầu tiên sự trợt xẩy ra ở các hạt có mặt trợt tạo với hớng của ứng suất chính một góc bằng hoặc xấp xỉ 45o, sau đó mới đến các mặt khác. Nh vậy, biến dạng dẻo trong kim loại đa tinh thể xẩy ra không đồng thời và không đồng đều. Dới tác dụng của ngoại lực, biên giới hạt của các tinh thể cũng bị biến dạng, khi đó các hạt trợt và quay tơng đối với nhau. Do sự trợt và quay của các hạt, trong các hạt lại xuất hiện các mặt trợt thuận lợi mới, giúp cho biến dạng trong kim loại tiếp tục phất triển. 462.3 Các hiện tợng xảy ra khi biến dạng dẻo. 2.3.1 Hiện tợng biến cứng Trong quá trình biến dạng dẻo phát sinh ra các hiện tợng sau: Thay đổi hình dạng của đơn tinh thể của đơn tinh thể. Hớng của đa tinh thể thay đổi từ vô hớng quay về trục tác dụng của lực tác dụng do đó tinh thể bị kéo dài theo hớng đó từ vô hớng thànhcó hớng nhất định. Gây nên ứng suất d - do biến dạng không đều cùng lúc & biến dạng trong nội bộ hạt tinh thể không đều. Các ứng suất này có thể tồn tại và làm cho vật thể bị cong vênh, nứt .. sau khi biến dạng. 2.3.2 Hiện tợng biến mềm Là quá trình biến kim loại từ trạng thái mất cân bằng có thế năng tự do cao (do biến cứng) về trạng thái cân bằng (có thế năng bé) nhờ sự nung nóng , tạo điều kiện phục hồi liên kết do sự nát vụn trong kim loại. Tuỳ theo nhiệt độ nung nóng quá trình biến mềm có thể chia thành 2 giai đoạn: 2.3.3 Giai đoạn phục hồi Nhờ sự nung nóng đến nhiệt độ nhất định , các nguyên tử bắt đầu dao động và trở về vị trí cân bằng bền, phục hồi lại lý tính cơ tính và hoá tính nh cũ. Giai đoạn này không làm thay đổi hớng và hình dạng của đơn tinh thể cũng nh không thể phục hồi sự phá hoại do sự biến dạng gây nên giữa các đơn tinh thể mà chỉ khử đợc ứng suất d. còn cấu trúc mạng tinh thể không có sự thay đổi. 2.3.4 Giai đoạn kết tinh lại là quá trình mà trong đó nhờ tác dụng của nhiệt độ, cấu trúc cảu mạng tinh thể bị thay đổi , nảy nở và phát triển nhiều mầm mới . Đối với kim loại nguyên chất: Tk.t.l. >= 0,4 Tnc Kết quả của quá trình kết tinh lại Khử ứng suất d; Thay đổi hình dạng kích thớc của hạt; Phá vở tính dị hớng của kim loại Làm đồng đều thành phần hoá học ( do khuyếch tán ) làm mất khe hở giữa các hạt, nâng cao tính chặt chẻ giữa các phần của kim loại. Giảm khả năng chống biến dạng, tăng tính dẽo, thay đổi cơ, lý, hoá tính của kim loại. 2.4. Các yếu tố ảnh hởng đến tính dẻo và biến dạng của kim loại Tính dẻo của kim loại là khả năng biến dạng dẻo của kim loại dớc tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ. Tính dẻo của kim loại phụ thuộc vào hàng loạt nhân tố khác nhau: thành phần và tổ chức của kim loại, nhiệt độ, trạng thái ứng suất chính, ứng suất d, ma sát ngoài, lực quán tính, tốc độ biến dạng ... 2.4.1 ảnh hởng của thành phần và tổ chức kim loại Các kim loại khác nhau có kiểu mạng tinh thể, lực liên kết giữa các nguyên tử khác nhau do đó tính dẻo của chúng cũng khác nhau, chẳng hạn đồng, nhôm dẻo hơn sắt. Đối với các hợp kim, kiểu mạng thờng phức tạp, xô lệch mạng lớn, một số nguyên tố tạo các hạt cứng trong tổ chức cản trở sự biến dạng do đó tính dẻo giảm. Thông 47thờng kim loại sạch và hợp kim có cấu trúc một pha dẻo hơn hợp kim có cấu trúc nhiều pha. Các tạp chất thờng tập trung ở biên giới hạt, làm tăng xô lệch mạng cũng làm giảm tính dẻo của kim loại. 2.4.2 ảnh hởng của nhiệt độ Tính dẻo của kim loại phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, hầu hết kim loại khi tăng nhiệt độ, tính dẻo tăng. Khi tăng nhiệt độ, dao động nhiệt của các nguyên tử tăng, đồng thời xô lệch mạng giảm, khả năng khuếch tán của các nguyên tử tăng làm cho tổ chức đồng đều hơn. Một số kim loại và hợp kim ở nhiệt độ thờng tồn tại ở pha kém dẻo, khi ở nhiệt độ cao chuyển biến thù hình thành pha có độ dẻo cao. Khi ta nung thép từ 20ữ1000C thì độ dẻo tăng chậm nhng từ 100ữ4000C độ dẻo giảm nhanh, độ giòn tăng (đối với thép hợp kim độ dẻo giảm đến 6000C), quá nhiệt độ này thì độ dẻo tăng nhanh. ở nhiệt độ rèn nếu hàm lợng cácbon trong thép càng cao thì sức chống biến dạng càng lớn. 2.4.3 ảnh hởng của ứng suất d Khi kim loại bị biến dạng nhiều, các hạt tinh thể bị vỡ vụn, xô lệch mạng tăng, ứng suất d lớn làm cho tính dẻo kim loại giảm mạnh (hiện tợng biến cứng). Khi nhiệt độ kim loại đạt từ 0,25 - 0,30Tnc(nhiệt độ nóng chảy), ứng suất d và xô lệch mạng giảm làm cho tính dẻo kim loại phục hồi trở lại (hiện tợng phục hồi). Nếu nhiệt độ nung đạt tới 0,4Tnc trong kim loại bắt đầu xuất hiện quá trình kết tinh lại, tổ chức kim loại sau kết tinh lại có hạt đồng đều và lớn hơn, mạng tinh thể hoàn thiện hơn nên độ dẻo tăng. Hình 2- 6 ứng suất sinh ra sau khi biến dạng Ví dụ sau khi biến dạng cong vật thể chịu ứng suất nén ở mặt trên và ứng suất kéo ở mặt dới. 2.4.4 ảnh hởng của trạng thái ứng suất chính Trạng thái ứng suất chính cũng ảnh hởng đáng kể đến tính dẻo của kim loại. Qua thực nghiệm ngời ta thấy rằng kim loại chịu ứng suất nén khối có tính dẻo cao hơn khi chịu ứng suất nén mặt, nén đờng hoặc chịu ứng suất kéo. ứng suất d, ma sát ngoài làm thay đổi trạng thái ứng suất chính trong kim loại nên tính dẻo của kim loại cũng giảm. Giả sử trong vật hoàn toàn không có ứng suất tiếp thì vật thể chịu 3 ứng suất chính sau: 481 2 3 1 2 1 Hình 2-7 Biểu diễn các loại ứng suất khi biến dạng - ứng suất đờng: max= 1/2; - ứng suất mặt: max= (1 - 2)/2; - ứng suất khối: max= (max - min)/2; Nếu 1 = 2 = 3 thì = 0 không có biến dạng, ứng suất chính để kim loại biến dạng dẻo là giới hạn chảy ch. Hình 2-8 ảnh hởng của trạng thái ứng suất đến tính dẻo của kim loại Tính dẻo tăng từ trạng thái kéo khối đến nén khối 2.4.5 ảnh hởng của tốc độ biến dạng Sau khi rèn dập, các hạt kim loại bị biến dạng do chịu tác dụng mọi phía nên chai cứng hơn, sức chống lại sự biến dạng của kim loại sẽ lớn hơn, đồng thời khi nhiệt độ nguội dần sẽ kết tinh lại nh cũ. Nếu tốc độ biến dạng nhanh hơn tốc độ kết tinh lại thì các hạt kim loại bị chai cha kịp trỡ lại trạng thái ban đầu mà lại tiếp tục biến dạng, do đó ứng suất trong khối kim loại sẽ lớn, hạt kim loại bị dòn và có thể bị nứt. Nếu lấy 2 khối kim loại nh nhau cùng nung đến nhiệt độ nhất định rồi rèn trên máy búa và máy ép, ta thấy tốc độ biến dạng trên máy búa lớn hơn nhng độ biến dạng tổng cộng trên máy ép lớn hơn. 492.5. Một số định luật áp dụng trong gia công áp lực 2.5.1 . Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại khi biến dạng dẻo Khi biến dạng dẻo của kim loại xảy ra đồng thời đã có biến dạng đàn hồi tồn tại. Quan hệ giữa chúng qua định luật Hooke. Khi biến dạng kích thớc của kim loại so với kích thớc sau khi thôi tác dụng khác nhau. Biến dạng đàn hồi Biến dạng dẻo Hình 2- 9 Hình dáng chi tiết trớc và sau khi biến dạng 2.5.2. Định luật ứng suất d Trong quá trình biến dạng dẻo kim lọai vì ảnh hởng của các nhân tố nh: nhiệt độ không đều, tổ chức kim loại không đều, lực biến dạng phân bố không đều, ma sát ngoài v.v... đều làm cho kim loại sinh ra ứng suất d. " Bên trong bất cứ kim loại biến dạng dẻo nào cũng đều sinh ra ứng suất d cân bằng với nhau " Sau khi thôi lực tác dụng, ứng suất d vẫn còn tồn tại. Khi phân tích trạng thái ứng suất chính cần phải tính đến ứng suất d. Trớc khi biến dạng a. b. C Hình 2- 10 Nội lực khi uốn thanh thép a/ Thanh thẳng ; b/ ứng suất kéo nằm ở phía trên thanh, ứng suất nén nằm phía dới thanh; c/ ứng suất kéo nằm ở phía dới thanh , ứng suất nén nằm phía trên thanh. (Nội lực làm giảm khả năng chịu lực của thanh) 502.5.3. Định luật thể tích không đổi " Thể tích của vật thể trớc khi biến dạng bằng thể tích sau khi biến dạng" H.B.L = h.b.l ln ln lnHhBbLl++=0 1+ 2+ 3 = 0 với: 1, 2, 3 - biến dạng thẳng hoặc ứng biến chính. Từ các công thức trên ta có kết luận: Khi tồn tại cả 3 ứng biến chính thì dấu của 1 ứng biến chính phải khác dấu với dấu của 2 ứng biến chính kia, và trị số bằng tổng của 2 ứng biến chính kia. Khi có 1 ứng biến chính bằng 0, hai ứng biến chính còn lại phải ngợc dấu và giá trị tuyệt đối của chúng bằng nhau. ví dụ: Khi chồn 1 khối kim loại thì độ cao giảm đi (1< 0) do đó: 2+ 3 = 1 21311+= Nếu 2106= , thì 3104= , nghĩa là sau khi chồn có 60% chuyển theo chiều rộng và 40% chuyển theo chiều dài. ứng dụng định luật này để tính toán phôi hoặc xác định mức độ biến dạng. 2.5.4. Định luật trở lực bé nhất Trong quá trình biến dạng, các chất điểm của vật thể sẽ di chuyển theo hớng nào có trở lực bé nhất. Khi ma sát ngoài trên các hớng của mặt tiếp xúc đều nhau thì một chất điểm nào đó trong vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hớng có pháp tuyến nhỏ nhất. Khi lợng biến dạng càng lớn tiết diện sẽ chuyển dần sang hình tròn làm cho chu vi của vật nhỏ nhất. Ví dụ: Khi vuốt, bớc vuốt phải nhỏ hơn chiều rộng phôi. Hình 2- 11 Hình dáng của phôi sau khi chồn 512.6 Nung nóng kim loại khi gia công áp lực Khi gia công áp lực có thể phải nung nóng. Nung nóng kim loại trớc khi GCAL nhằm nâng cao tính dẻo và giảm khả năng chống biến dạng của chúng, tạo điều kiện thuận tiện cho quá trình biến dạng. Nung nóng kim loại là một trong những khâu quan trọng ảnh hởng đến tính kinh tế kỹ thuật của sản xuất. Chọn chế độ nung hợp lý sẽ làm tăng cao chất lợng sản phẩm, giảm hao phí kim loại, giảm sức lao động, giảm hao mòn thiết bị và giảm giá thành sản phẩm, nâng cao năng suất lao động. 2.6.1. Những hiện tợng xảy ra khi nung Thay đổi độ dẻo Khi nung đến nhiệt độ rèn , độ dẻo tăng , độ cứng và độ bền giảm. Đối với thép các bon và thép hợp kim thấp : Từ 20 -100oC - độ dẽo tăng chậm; Từ 200-600 oC độ dẻo giảm dần; ở nhiệt độ 500 - 550 oC thép bị dòn; Khi T > 600oC độ dẻo tăng nhanh; Thay đổi độ dẫn nhiệt Thép các bon : độ dẫn nhiệt giảm khi nhiệt độ tăng tới 800-850 oC. Thép hợp kim ( tuỳ theo thành phần các nguyên tố) Thép chứa nhiều Cr, Ni có độ dẫn nhiết tăng dần khi nhiệt độ tăng. Kim loại có độ dẫn nhiệt càng lớn thì thời gian nung càng ít. Hiện tợng ôxyhoá Kim loại khi nung trong lò, do tiếp xúc với không khí, khí lò nên bề mặt nó dễ bị ôxyhoá và tạo nên lớp vảy sắt. Sự mất mát kim loại đến 4 ữ 6%, còn làm hao mòn thiết bị, giảm chất lợng chi tiết v.v... Quá trình ôxy hoá xảy ra do sự khuyết tán của nguyên tử ôxy vào lớp kim loại và sự khuyết tán của nguyên tử kim loại qua lớp ôxyt ở mặt ngoài vật nung để tạo thành 3 lớp vảy sắt: FeO - Fe3O4 - Fe2O3. Nhiệt độ nung trên 5700c lớp vảy sắt tăng mạnh và trên 10000C lớp vảy sắt dày đặc phủ kín mặt ngoài vật nung, nhiệt độ tiếp tục tăng lớp ôxyt này bị cháy, đồng thời tạo nên lớp ôxyt mới. Ôxy hoá có thể do ôxy của không khí hoặc do oxy có trong khí CO2, trong hơi nớc H2O. Fe2O3Fe3O4FeO Kim loại cơ bản (thép) Hình 2- 12 Sơ đồ cấu tạo lớp vảy sắt Nếu nhiệt độ tăng thì lớp oxit trên bị cháy và hình thành lớp ôxit mới. 2 Fe + O2 = 2FeO 6 FeO + O2 = 2 Fe3O44 Fe3O4 + O2 = 6 Fe2O3; 52Lớp bên ngoài rất mỏng Fe2O3 chiếm khoảng 2 % toàn bộ chiều dày; Lớp Fe3O4 chiếm khoảng 18% Hiện tợng mất cácbon Hiện tợng mất cácbon trên bề mặt của vật nung sẽ làm thay đổi cơ tính của chi tiết, có khi tạo nên cong vênh, nứt nẻ khi tôi. Quá trình mất các bon là do các chất khí O2, CO2, H2O, H2... tác dụng với cácbít sắt Fe3C của thép: 2Fe3C + O2 = 6Fe + 2CO ặ 2CO +O2ặ2CO2; Fe3C + CO2 = 3Fe + 2CO ặ -/- Fe3C + H2O = 3Fe + CO + H2 ặ -/- Fe3C + 2H2 = 3Fe + CH4 ặ -/- Tác dụng mạnh nhất là H2O rồi đến CO2, O2, H2... Để giảm sự mất C có thể dùng chất sơn phủ lên bề mặt vật nung. Hiện tợng quá nhiệt Khi nung thép quá nhiệt độ tới hạn (T > Tđ - 150) oC và giữ lâu thì kích thớc hạt ôstenit càng lớn, làm cho tính dẻo của kim loại giảm nhiều, có thể tạo nên nứt nẻ khi gia công hoặc giảm tính dẻo của chi tiết sau này. Đối với thép cacbon nhiệt độ quá nhiệt dới đờng đặc khoảng 1500 trở lên. Thép các bon kết cấu (%C <0,4%) Nhiệt độ quá nhiệt khoảng 1300 oC; (%C >0,4%) 1150 oC Thép hợp kim 20X, 40X 1050-1100 oC (TCVN 20Cr, 40Cr) Hiện tợng này đợc khắc phục bằng phơng pháp ủ. Loại quá nhiệt nhiều có thể phải tiến hành ủ từ 2 - 6 lần. Hiện tợng cháy Khi kim loại nung trên nhiệt độ quá nhiệt (gần đờng đặc) vật nung bị phá huỷ tinh giới của các hạt do vùng tinh giới bị ôxy hoá mãnh liệt. Kết quả làm mất tính liên tục của kim loại, dẫn đến phá huỷ hoàn toàn độ bền và độ dẻo của kim loại. Tinh giới hạt kim loại Hình 2- 13 Tinh giới hạt bị oxy hoá và phá huỷ Nhiệt độ cháy của một số thép nh sau : Y12, Y13 (TCVN - CD120, CD 130) nhiệt độ cháy là 1200 oC 45, 2X13 (TCVN - C45,1Cr13) 1350 oC Sau khi bị cháy thì kim loại phải vứt đi hoặc cắt bỏ phần bị cháy. Nứt nẻ: Hiện tợng nứt nẻ xuất hiện bên ngoài hoặc bên trong kim loại. Nguyên nhân: Do ứng suất nhiệt sinh ra vì sự nung không đều, tốc độ nung không hợp lý v.v...ứng suất nhiệt này cùng với ứng suất d sẵn có của phôi (cán, đúc) khi vợt qua giới hạn bền của kim loại sẽ gây ra nứt nẻ. Đối với thép thờng xảy ra nứt nẻ ở t0 < 8000C. 532.6.2 Chế độ nung kim loại Yêu cầu đối với chế độ nung là phải thoả mản các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế. Đạt tính dẻo cao, không có khuyết tật và chi phí ít. Chọn khoảng nhiệt độ nung: Yêu cầu: Đảm bảo kim loại dẻo nhất. Kim loại biến dạng tốt và hao phí ít nhất. Chất lợng vật nung phải đợc bảo đảm. Đối với thép cácbon dựa trên giản đồ Fe-C để chọn khoảng nhiệt độ nung khi GCAL 7271147911 Vùng gia công áp lực Vùng quá nhiệt Vùng cháy Hình 2- 14 Sơ đồ chọn khoảng nhiệt độ gia công đối với thép các bon Thời gian nung phụ thuộc vào hình dạng , kích thớc, độ phức tạp của phôi, các tính chất của vật liệu, phơng pháp nung, phơng pháp xếp phôi liệu vào lò , ... Chế độ nung hợp lý cần đảm bảo nung kim loại đến nhiệt độ cần thiết trong một thời gian cho phép nhỏ nhất. Nhiệt độ phải phân bố đều trên toàn bộ tiết diện phôi. Căn cứ vào giản đồ trạng thái sắt các bon ( ứng dụng cho thép các bon ) Ví dụ : Đối với thép các bon (Thép trớc cùng tích %C < 0,8%): Nhiệt độ bắt đầu gia công TbđGC = Tđặc - ( 150 ... 200 ) oC Nhiệt độ kết thúc gia công Tktgc = TAr3 + ( 20 ... 40 )oC Đối với thép sau cùng tích Sở dĩ phải kết thúc dới đờng Acm và trên Ac1 vì: Nếu trên Acm thì mặc dù kim loại ở trạng thái 1 pha có tính dẻo cao , nhng khi nguội sẽ tiết ra xêmentít (Fe3C) ở dạng lới làm giảm tính dẻo. Nếu kết thúc dới Acm thì lúc gia công xêmentít bị vở vụn ra khi gia công ở dạng hạt nên vật gia công vẫn có độ bền và độ dẻo cao. Đối với thép trớc cùng tích: Nếu kết thúc gia công dới đờng Ac3 thì mặc dù kim loại ở trạng thái 2 pha nhng pha fe rít có độ dẻo cao nên vẫn gia công đợc không ảnh hởng đến chất lợng sản phẩm. 54ứng với mỗi kim loại và hợp kim có một khoảng nhiệt độ nung xác định . Chúng ta có thể tham khảo trong các sổ tay về rèn dập hay gia công áp lực. Thời gian nung Thời gian nung cần phải chọn hợp lý để đảm bảo: Yêu cầu kỹ thuật: Nhiệt độ phân bố đều, chất lợng vật nung đảm bảo tốt không nứt nẻ, không bị biến dạng cong vênh, không có khuyết tật,... Yêu cầu kinh tế: nung chi tiết nhanh, không hao phí nhiều kim loại, năng suất cao, giảm lợng nhiên liệu... Thời gian nung phụ thuộc: 1. Tính chất của kim loại (Tính dẫn nhiệt, tính dẫn nhiệt cao thì thời gian nung càng nhanh; 2. Kích thớc của vật nung: Kích thớc lớn ( tiết diện ngang lớn ) thì thời gian nung lớn; nhng bề mặt lớn thì thời gian nung cần càng nhỏ . 3. Trạng thái bề mặt; Hình dạng của phôi càng phức tạp thì thời gian nung càng lớn; 4. Nhiệt độ của lò: Nhiệt độ lò càng cao thì thời gian nung càng nhỏ. Hiệu số giữa nhiệt độ bề mặt và của tâm kim loại càng lớn thì thời gian nung càng nhỏ. 5. Phơng pháp xếp phôi; Thời gian nung có thể tính theo công thức thực nghiệm: Khi nung trong lò buồng : tKNUNG=...3/ 2Dt - Thời gian nung tính bằng giờ (h) - hệ số xếp phôi; - Hệ số độ dài tơng đối; D - Đờng kính hay cạnh ngắn của tiết diện phôi (m) K - Hệ số nguyên liệu: K = 10 Nếu thép chứa các bon C < 0,4 % K = 12,5 C > 0,4 % K = 20,0 Thép hợp kim cao Phơng pháp xế phôi Hệ số xếp phôi Hệ số xếp phôi Phơng pháp xế phôi 11,4 1,3 1,4 2 D 2 D2,0 4 Hình 2- 15 Sự phụ thuộc thời gian nung và phơng pháp xếp phôi 552.6.3 Các phơng pháp nung phôi liệu khi gia công áp lực : Nung trong các thiết bị đơn giản nh lò rèn thủ công, lò phản xạ, lò buồng đốt than, lò điện, ... Các phơng pháp nung phôi liệu khi gia công áp lực : Nung trong các thiết bị đơn giản nh lò rèn thủ công, lò phản xạ, lò buồng đốt than, lò điện, ... Lò rèn thủ công a. Lò rèn thủ công có kết cấu đơn giản nhng nung nóng không đều, cháy hao lớn, khó khống chế nhiệt độ, năng suất và hiệu suất nhiệt thấp, chủ yếu dùng trong các phân xởng nhỏ. 5436721 Hình 2-16 Sơ đồ nguyên lý lò rèn thủ công 1 - ống gió; 2- giá đỡ lò đốt; 3- lò đốt; 4- than trong lò nung; 5- Ghi lò; 6 - chụp lò; 7 ống khói. Không khí thổi theo cửa gió 1 theo ống dẫn qua ghi lò 5 để đốt cháy nhiên liệu 4 (than) trong buồng lò 3 (đợc cờng lực nhờ vỏ lò bằng thép 2), bụi và khói theo nón 6 qua ống khói 7 ra ngoài. Lò này đơn giản, rẻ tiền nhng không khống chế đợc nhiệt độ, năng suất nung thấp, hao tốn kim loại nhiều, nhiệt độ vật nung không đều v.v...chỉ dùng trong các phân xởng sửa chữa để nung vật nhỏ. b. Lò buồng (lò phản xạ) Là lò có nhiệt độ khoảng không gian công tác của lò đồng nhất. Lò buồng là một buồng kín, khống chế đợc nhiệt độ nung, có thể xếp nhiều phôi, sự hao phí kim loại ít, phôi không trực tiếp tiếp xúc với nhiên liệu. Lò buồng thuộc loại lò hoạt động chu kỳ, có thể dùng nhiên liệu (than đá, khí đốt, dầu) hoặc điện trở. Trên hình sau trình bày sơ đồ một lò buồng dùng nhiên liệu rắn. 56 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 2-17 Sơ đồ nguyên lý lò phản xạ 1- cửa lấy xĩ; 2- ghi lò; 3- cửa vào than; 4- than; 5- tờng ngăn;6- sàn lò; 7- cửa công tác; 8- phôi nung; 9- bộ thu hồi nhiệt; 10- cống khói. Kim loại chất vào lò và lấy ra bằng cửa công tác 7. Nhiên liệu rắn đặt trên ghi lò 2 sau khi đốt nhiệt lợng nung nóng buồng đốt và vật nung 8. Khí cháy sẽ theo kênh khói 9 và thoát qua ống khói 10 ra ngoài. Sự điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh lợng nhiên liệu và lợng gió. Ưu điểm của lò buồng: nhiệt độ nung khá đồng đều, kim loại không tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa nên cháy hao giảm, thao tác vận hành dễ. Nhợc điểm chủ yếu là lò làm việc theo chu kỳ, tổn thất nhiệt do tích nhiệt cao. Lò buồng thích hợp với các phân xởng sản lợng tơng đối lớn. 572.7 Cán kim loại 2.7.1 Khái niệm chung về cán kim loại a. Khái niệm : Cán kim loại là quá trình biến dạng kim loại giữa hai trục cán có khe hở nhỏ hơn chiều cao của phôi, kết quả làm cho phôi giảm chiều cao , chiều dài và chiều rộng tăng. Hình dạng của sản phẩm do hình dạng của khe hở giữa hai trục cán quyết định. Cán kim loại đợc sử dụng rộng rãi vì nó không chỉ làm thay đổi hình dạng của phôi mà còn nâng cao chất lợng phôi kim loại : Phá huỷ tổ chức kim loại đúc có nhiều khuyết tật, tổ chức dạng nhánh cây có nhiều rổ khí, ... tạo nên tổ chức mới có độ chắc, hạt nhỏ mịn chặt hơn, độ bền cao, khắc phục đợc các khuyết tật trong kim loại. b. Sơ đồ quá trình cán kim loại Hình 2-18 Sơ đồ nguyên lý cán kim loại DAA P IBAABN T T AABBLRCHo H 21 3 1 - phôi; 2 - sản phẩm; 3 - trục cán Ho, H1 - chiều cao trớc và sau khi cán. Bo, B1 - chiều rộng trớc và sau khi cán. Lo, L1 - Chiều dài trớc và sau khi cán. Vùng ABB'A' - gọi là vùng biến dạng; Cung AB,A'B' tiếp xúc với trục cán gọi là cung ăn ( hay cung tiếp xúc). Góc - gọi là góc ăn hay góc tiếp xúc; Góc - gọi là góc ma sát; c. Các thông số đặc trng cho quá trình cán Hệ số kéo dài : 2111===FFLLooà Hệ số giãn rộng : oBB1= Hệ số ép : 11HHRo= 58Lợng ép tuyệt đối : H = Ho - H1 = D ( 1 - Cos ) Lợng giãn dài tơng đối : L = L1 - Lo Lợng giãn rộng tuyệt đối : B = B1 - Bo d. Điều kiện cán vào Khi kim loại tiếp xúc với trục cán tại hai điểm A A' mỗi phía của trục cán tác dụng lên vật cán 2 lực : * Phản lực N; * Lực ma sát T T = f.N * Hệ số ma sát f = T/ N = tg Để phôi đi qua đợc khe hở giữa hai trục cán lực Tx cần lớn hơn lực Nx Tx > Nx Tx = T Cos = f.N.Cos Nx = NSin f.N.Cos > NSin ==> f > Sin/ Cos f > tg mà f = tg tg > tg > Khi đạt đến quá trình cán thành (Phôi đã qua khỏi 2 trục cán), vị trí của lực hớng tâm P sẽ dịch chuyển dần về phía sản phẩm đi ra. Nếu áp lực của vùng biến dạng tác dụng lên cung ăn đều nhau và đối xứng qua trục đi qua điểm giữa cung ăn thì phản lực ( lực hớng tâm P ) sẽ chia vùng biến dạng ra làm 2 phần và có góc ăn ' = / 2 Khi vật đã cán vào giữa trục cán thì góc ăn sẽ nhỏ dần đến khi vật cán đã hoàn toàn vào trong 2 trục cán thì góc ăn chỉ còn bằng /2 . Điều này chứng tỏ khi đã cán thành thì góc ma sát chỉ cần lớn hơn /2 cũng đủ để quá trình cán hoạt động bình thờng. Hiện tợng này gọi là hiện tợng ma sát thừa. Để bảo đảm điều kiện cán vào đồng thời sử dụng ma sát thừa khi cán thành ngời ta thực hiện một số biện pháp nh: Tăng hệ số ma sát bằng cách khoét rãnh, hàn vết lên trên trục cán, bôi các chất tăng ma sát,... Để nhanh chóng đạt điều kiện cán thành ngời ta tăng tốc độ cấp phôi ban đầu vào trục cán hoặc rèn nhỏ đầu phôi cán lại. Thay đổi độ hở giữa hai trục cán từ lớn, sau đó giảm dần cho đên khi đạt khe hở theo yêu cầu . Tức là từ góc " lớn" đến " bé" . Nh vậy quá trình cán có 3 giai đoạn : Giai đoạn trục cán bắt đầu cuốn phôi. Giai đoạn này không ổn định, vì điều kiện biến dạng của phôi bị thay đổi liên tục. Giai đoạn cán thành ( ổn định ) điều kiện biến dạng = const; 59 Giai đoạn kết thúc cán khi phôi gần ra khỏi trục cán điều kiện biến dạng cũng thay đổi. Để đơn giản hoá khi nghiên cứu quá trình cán ngời ta thừa nhận một số yếu tố liên quan đến quá trình trên nh sau 2 trục cán là hình trụ, có đờng kính bằng nhau; Hai trục quay cùng vận tốc góc, (cùng số vòng quay); Có trạng thái bề mặt nh nhau (có nghĩa là có cùng hệ số ma sát); Không tính đến quá trình biến dạng đàn hồi của trục cán; Phôi có kích thớc tiết diện ngang không thay đổi trên toàn bộ chiều dài b,h = const Các điều kiện khác cũng phải giống nhau ( tổ chức kim loại, nhiệt độ, thành phần hoá học, công nghệ bôi trơn, trạng thái bề mặt, ...) 2.7.2. Sản phẩm cán Sản phẩm cán rất đa dạng, đợc phân ra bốn nhóm chính: dạng hình, dạng tấm, dạng ống và dạng đặc biệt. Loại hình: Các sản phẩm dạng hình đợc chia ra Loại hình đơn giản : dạng (a), gồm có thanh, thỏi tiết diện tròn, vuông, chữ nhật, lục giác, bán nguyệt tiết diện vuông , chữ nhật, tròn, lục giác, ... Loại hình phức tạp : dạng hình phức tạp (b) có tiết diện chữ V, U, I, T, Z ... Hình 2-19. Một số loại sản phẩm cán 60Loại tấm: Các sản phẩm dạng tấm đợc phân loại theo chiều dày của tấm thành: Mỏng: S = 0,2ữ3,75 mm; B = 600ữ2200 mm. Dày: S = 4,0ữ60 mm; B = 600ữ5000 mm; L = 4000ữ12000mm. Cuộn: S = 0,2ữ2 mm; B = 200ữ1500 mm; L = 4000ữ60.000 mm. Loại ống: Các sản phẩm dạng ống đợc phân ra: ống không có mối hàn và ống có mối hàn. ống không hàn đợc cán từ phôi thỏi có đờng kính = 5ữ426 mm, chiều dày thành ống S S = 0,5ữ40 mm). ống có mối hàn đợc chế tạo bằng cách cuốn tấm thành ống sau đó cán để hàn giáp mối với nhau. Loại này có đờng kính ngoài đến 720 mm và chiều dày đến 14 mm. 2.7.3 Các bộ phận chủ yếu của máy cán 1 2 3 4 5 6 5 4 7 Hình 2- 20 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo máy cán 1. Trục cán 2. Trục các- đăng 3. Hộp phân lực 4. Khớp nối 5. Bánh đà 6. Hộp giảm tốc 7. Động cơ Hình 2- 21 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo một máy cán thép hình 61 Hình 2- 22 Hình dáng bên ngoài bộ truyền cho các trục cán Phân loại máy cán : Căn cứ theo số lợng trục cán & cách bố trí chúng + Máy cán 2 trục; + Máy cán 3 trục; + Máy cán 2 trục kép có công dụng nh máy cán 3 trục; + Máy cán nhiều trục; 4, 6,12, 20, ... Hình 2 - 23 Sơ đồ máy cán nhiều trục 62Theo công dụng + Máy cán phôi; + Máy cán thép định hình; + Máy cán thép tấm; + Máy cán ống; + Máy cán đặc biệt nh cán răn, cán bi, cán vành xe,... Hình 2 - 24 Sơ đồ nguyên lý máy cán bi thép Căn Cứ theo sự bố trí trục cán ngời ta chia ra : + Máy cán đơn + Máy cán đờng thẳng : + Máy cán 2 cấp : + Máy cán nhiều cấp : + Máy cán bán liên tục : + Máy cán liên tục : Hình 2 - 25 Sơ đồ bố trí các trục trong 1 dây chuyền cán 63Error! H×nh 2-20 S¬ ®å nguyªn lý m¸y c¸n bi thÐp H×nh 2-26 S¬ ®å c«ng nghÖ bè trÝ trôc c¸n H×nh 2-27 S¬ ®å nguyªn lý bè trÝ c¸c trôc c¸n H×nh 2 - 28 S¬ ®å cÊu t¹o trôc c¸n 64 H×nh 2-29 S¬ ®å nguyªn lý m¸y c¸n thÐp thái H×nh 2- 30 S¬ ®å nguyªn lý m¸y c¸n thÐp ®Þnh h×nh 65