Thép tròn đặc - Dịch vụ gia công nhiệt luyện và xử lý nhiệt

Nhiệt luyện và xử lý nhiệt là gì?

Nhiệt luyện và xử lý nhiệt thép là quá trình nâng thép đến nhiệt độ xác định sau đó giữ nhiệt trong một khoảng thời gian thích hợp và làm nguội với tốc độ đã được tính toán để nhận được sản phẩm có cơ lý tính theo yêu cầu nhằm mục đích tăng độ cứng, tăng độ chịu mài mòn của thép.

Nhiệt luyện và xử lý nhiệt được chia thành 2 loại bao gồm:

- Nhiệt luyện thông thường: đây là loại nhiệt luyện thường gặp, phương pháp đơn thuần tác động nhiệt độ để làm biến đổi tính chất của thép (như ủ, thường hóa, ram…)

- Hóa nhiệt luyện: là nhiệt luyện nhưng có kèm theo thay đổi về thành phần hóa học trên bề mặt vật liệu và tiếp tục nhiệt luyện với đơn hoặc đa nguyên tố carbon, nitro

Các phương pháp nhiệt luyện và xử lý nhiệt phổ biến:

1. Tôi chân không

 - Tôi chân không (Vacuum Quenching) là phương pháp nhiệt luyện thép trong môi trường Nitơ, trong quá trình xử lý khí oxi sẽ được đẩy ra. Vì vậy sẽ không có quá trình oxi hóa trong quá trình nhiệt luyện
Nhiệt độ tôi chân không từ 1000 độ C đến 1200 độ C,phương pháp nhiệt chân không được áp dụng để xử lý các lọa thép đặc chủng: SKD11, SKD61, SLD, DC53, DAC, SKH51…
 - Đặc tính của phương pháp nhiệt chân không: làm tăng độ bền sản phẩm, đảm bảo tính chính xác kích thước sản phẩm sau khi nhiệt luyện.

2. Thấm carbon  

Xử lý tôi thấm Carbon (carburizing) là phương pháp xử lý cho sản phẩm vật liệu thép vào trong lò có môi trường bao gồm hỗn hợp khí với thành phần chính Co,N2,H2 được cấp thêm khí enrich, nâng nhiệt đạt nhiệt độ khoảng trên dưới 900℃, cho các bon thấm vào bề mặt vật liệu, sau đó tiến hành tôi làm cứng hóa sản phẩm.
   Vật liệu thép hợp kim hàm lượng carbon thấp, thép carbon thấp có tính gia công tốt được gia công cơ khí để tạo thành hình dáng sản phẩm mong muốn, sau khi xử lý tôi thấm Carbon sẽ hình thành trên bề mặt sản phẩm tầng cứng hóa cacbon.
   Hơn nữa, tổ chức phần lõi của sản phẩm xử lý nhiệt vẫn mềm dẻo, tổng thể sản phẩm có tính dẻo dai tốt đảm bảo độ cứng chịu va đập, đồng thời bề mặt sản phẩm lại có độ cứng cao, nhờ đó sản phẩm chịu mài mòn tốt, chịu được cường độ làm việc cao. Khác với thông thường sản phẩm, sản phẩm xử lý thấm Carbon có cả hai đặc tính trái ngược nhau bề mặt cứng nhưng lõi dẻo dai.
Tùy theo chương trình xử lý, mức độ thấm của vật liệu, chiều sâu thấm hiệu quả (case depth effective) trung bình trong khoảng 0.3 – 0.5mm/HV513 (HV550)

3. Thấm nitơ

Xử lý thấm Nitơ thể khí (Nitriding) là phương pháp xử lý cho sản phẩm vào trong lò có môi trường khí hỗn hợp gồm NH₃, N₂, CO₂, nâng nhiệt độ đạt 530 - 600℃, tiến hành thấm các bon bằng thành phần C phân giải từ CO₂, khiến hình thành trên bề mặt sản phẩm lớp phủ (lớp trắng – compound layer) có tầng sâu thấm 5 – 20 μm tạo bởi do các bon hóa của sắt.
    Lớp thấm được hình thành mật thiết có độ cứng cao và chịu lực tốt, nâng cao tính chịu mài mòn cho bề mặt sản phẩm. Hơn nữa, do bề mặt được bao phủ bởi tầng sâu thấm giúp nâng cao tính chống ăn mòn. Độ cứng bề mặt đạt được phụ thuộc vào chủng loại thép, với vật liệu thép thông thường độ cứng bề mặt đạt HV400-600, độ cứng có thể đạt được cao nhất là khoảng 900HV

4. Tôi trui nhúng dầu nhiệt luyện thép

Là phương pháp nhiệt luyện thép trong môi trường dầu nhiệt luyện thép, dầu tôi được cho là môi trường thường dùng có tốc độ nguội thấp, gồm các loại dầu khoáng. Tốc độ nguội đạt 100°C/s đến 150°C/s. Tốc độ nguội chậm nên tránh được cong vênh và nứt.

Tôi thép bằng dầu là phương pháp phổ biến nhất vì một số loại dầu có thể làm nguội nhanh chóng nhưng không có rủi ro như nước hay một số chất kiềm khác. Tuy nhiên dùng dầu cũng có các rủi ro vì chúng dễ cháy. Do đó quan trọng là người thợ kim loại cần biết giới hạn của các loại dầu về nhiệt độ và trọng lượng tải để tránh hỏa hoạn. Còn lại, độ cứng của sắt, thép trải qua tôi bằng dầu đạt độ cứng tối ưu.

Quá trình nhúng dầu tôi thép

5. Ram

Ram (Tempering) là một phương pháp nhiệt luyện thép bao gồm quá trình nung nóng chi tiết đã tôi đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn, sau đó giữ nhiệt một thời gian cần thiết để martensite và austenite dư phân hoá thành các tổ chức thích hợp rồi làm nguội. Ram là quá trình tiếp theo sau khi tôi để điều chỉnh (giảm) độ cứng sau của thép.