Bánh răng thay thế làm đúng bản vẽ, đúng vật liệu, và mòn hết răng sau ba tháng. Bản vẽ có ghi yêu cầu độ cứng bề mặt, nhưng xưởng gia công xong giao thẳng mà không qua nhiệt luyện.
Bốn công đoạn
Ủ — nung rồi nguội chậm. Làm mềm vật liệu để dễ gia công, khử ứng suất dư sau đúc hoặc hàn.
Thường hoá — nung rồi nguội trong không khí. Làm đều tổ chức, cải thiện cơ tính so với trạng thái đúc.
Tôi — nung rồi nguội nhanh. Làm cứng, nhưng đồng thời làm giòn và sinh ứng suất lớn.
Ram — nung lại ở nhiệt độ thấp hơn sau khi tôi. Giảm giòn, giảm ứng suất, đổi lại giảm một phần độ cứng.
Tôi và ram gần như luôn đi cùng nhau. Chi tiết tôi mà không ram là chi tiết cứng và giòn, dễ nứt vỡ khi chịu va đập.
Tôi xuyên tâm hay thấm bề mặt
| Yêu cầu chi tiết | Phương án |
|---|---|
| Cứng đều toàn tiết diện | Tôi xuyên tâm, dùng thép có khả năng tôi thấu |
| Bề mặt cứng chống mòn, lõi dẻo chịu va đập | Thấm cacbon rồi tôi, hoặc tôi cao tần |
| Chỉ một vùng cần cứng | Tôi cao tần cục bộ |
| Chống mòn nhẹ, không chịu tải lớn | Thấm nitơ |
Bánh răng và trục là ví dụ điển hình của nhóm thứ hai: răng cần cứng để chống mòn, nhưng lõi phải dẻo để không gãy khi chịu tải va đập. Tôi xuyên tâm một bánh răng lớn thường cho ra chi tiết dễ nứt chân răng.
Biến dạng khi nhiệt luyện
Chi tiết thay đổi kích thước và có thể cong khi tôi. Đây là lý do quy trình thường là: gia công thô, nhiệt luyện, rồi gia công tinh — để lượng dư cho nguyên công sau nhiệt luyện.
Với chi tiết dung sai chặt sau nhiệt luyện, nguyên công tinh thường là mài, vì dao cắt gọt thông thường không ăn được vật liệu đã tôi.
Bỏ qua thứ tự này — gia công tinh xong mới đem đi tôi — là cách làm hỏng chi tiết ở bước cuối cùng, khi đã tốn hết công.
Ghi yêu cầu lên bản vẽ
- Độ cứng yêu cầu, dạng khoảng chứ không một giá trị.
- Vùng nào cần cứng, nếu chỉ cứng cục bộ.
- Chiều sâu lớp thấm, nếu thấm bề mặt.
- Vùng nào không được cứng — ví dụ ren, để còn taro lại được.
Mục cuối hay bị quên và gây rắc rối thật: một chi tiết tôi cả phần ren thì không sửa ren được nữa khi bị hỏng.
Nghiệm thu
Đo độ cứng ở vị trí bản vẽ chỉ định, nhiều điểm chứ không một điểm. Với lớp thấm, chiều sâu lớp phải kiểm bằng cắt mẫu — chỉ đo độ cứng bề mặt không cho biết lớp cứng dày bao nhiêu, và lớp quá mỏng sẽ bong khi chịu tải.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao tôi phải đi kèm ram?
Vì tôi làm cứng nhưng đồng thời làm giòn và sinh ứng suất dư rất lớn. Chi tiết tôi mà không ram dễ nứt vỡ khi chịu va đập, và có thể nứt ngay trong quá trình bảo quản do ứng suất bên trong. Ram nung lại ở nhiệt độ thấp hơn để giảm giòn và giảm ứng suất, đổi lại mất một phần độ cứng.
Khi nào thấm bề mặt thay vì tôi xuyên tâm?
Khi chi tiết cần bề mặt cứng chống mòn nhưng lõi phải dẻo để chịu va đập — bánh răng và trục là ví dụ điển hình. Tôi xuyên tâm một bánh răng lớn thường cho ra chi tiết dễ nứt chân răng, vì lõi cứng và giòn không hấp thụ được tải va đập truyền qua răng.
Nhiệt luyện trước hay sau khi gia công tinh?
Trước. Quy trình đúng là gia công thô, nhiệt luyện, rồi gia công tinh, vì chi tiết thay đổi kích thước và có thể cong khi tôi. Phải để lượng dư cho nguyên công sau nhiệt luyện, và với dung sai chặt thì nguyên công đó thường là mài vì dao cắt gọt thường không ăn được vật liệu đã tôi.
