Nhiệt luyện là một quá trình công nghệ quan trọng trong gia công kim loại, đặc biệt là thép. Quá trình này bao gồm việc nung nóng vật liệu đến một nhiệt độ nhất định, giữ nhiệt tại đó trong một khoảng thời gian thích hợp, sau đó làm nguội với tốc độ xác định để thay đổi cấu trúc và tính chất của vật liệu theo ý muốn.
CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH TRONG QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN
1. Nung nóng
- Mục đích: Làm cho các nguyên tử trong mạng tinh thể kim loại dao động mạnh, phá vỡ cấu trúc cũ và tạo điều kiện cho việc hình thành cấu trúc mới.
- Nhiệt độ nung: Tùy thuộc vào loại vật liệu và mục đích nhiệt luyện mà nhiệt độ nung sẽ khác nhau.
- Lò nung: Có nhiều loại lò nung khác nhau như lò điện trở, lò cảm ứng, lò khí…
2. Giữ nhiệt
- Mục đích: Cho phép các quá trình biến đổi cấu trúc diễn ra hoàn toàn.
- Thời gian giữ nhiệt: Tùy thuộc vào kích thước và loại vật liệu.
3. Làm nguội
- Mục đích: Ảnh hưởng đến tốc độ hình thành các pha mới và kích thước hạt tinh thể.
- Tốc độ làm nguội: Có thể làm nguội nhanh (trong nước, dầu) hoặc làm nguội chậm (trong không khí).
Các phương pháp nhiệt luyện phổ biến:
- Ủ: Làm giảm độ cứng, tăng độ dẻo, dễ gia công cắt gọt.
- Thường hóa: Làm tinh tế hạt, tăng độ bền, độ cứng.
- Tôi: Tăng độ cứng, độ bền, nhưng giảm độ dẻo.
- Ram: Kết hợp giữa tôi và ủ, tạo ra vật liệu có độ cứng vừa phải và độ dẻo tốt.
- Hóa nhiệt luyện: Kết hợp nhiệt luyện với việc khuếch tán các nguyên tố hóa học vào bề mặt vật liệu, tạo ra lớp bề mặt có độ cứng cao, chống mài mòn tốt.
Ứng dụng của nhiệt luyện:
- Tăng độ cứng: Các chi tiết máy như trục khuỷu, bánh răng.
- Tăng độ bền: Các cấu kiện chịu lực như lò xo, thanh truyền.
- Tăng độ dẻo: Các chi tiết dễ bị biến dạng như tấm, ống.
- Cải thiện khả năng chống mài mòn: Các chi tiết làm việc trong môi trường khắc nghiệt.
- Khử ứng suất: Loại bỏ ứng suất nội trong sau quá trình gia công.
Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả nhiệt luyện:
- Loại vật liệu: Thành phần hóa học, cấu trúc ban đầu.
- Nhiệt độ nung, thời gian giữ nhiệt, tốc độ làm nguội.
- Môi trường làm nguội.
- Kích thước và hình dạng của vật liệu.
Lưu ý: Quy trình nhiệt luyện là một quá trình phức tạp, đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm thực tế. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, cần tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật và sử dụng các thiết bị hiện đại.