Ngoài ra do đùn ép nhôm nhiều giờ, cấu trúc và thành phần bề mặt khuôn cững có những thay đổi đáng chú ý.
Hình 5. Vùng bề mặt khuôn (x10000)
Ảnh chụp tổ chức tế vi và kết quả phân tích EDS trên hình 5 và 6 cho thấy: tổ chức lớp thấm phóng đại 10000 lần do lực ép trong quá trình làm việc đã tạo nên tổ chức thớ. Tổ chức này đã triệt tiêu các lỗ xốp thường gặp trên bề mặt lớp thấm nitơ. Người thiết kế phải tính tới điều này khi thiết kế lỗ khuôn.
Kết quả phân tích microzôn 10 điểm từ bề mặt vào (hình 5) của khuôn cũ đã qua 5 lần thấm lại (mẫu lấy từ khuôn bong của nhà máy) cho thấy trong lõi chỉ quan sát thấy các nguyên tố có mặt trong thép SKD61 (Fe, Cr, V, Mo,… (hình 7). ở sát bề mặt, ngoài các nguyên tố hợp kim hoá của thép, còn thấy có nhôm (hình 6). Điều đó chứng tỏ rằng ở nhiệt độ đùn ép (450-500°C), sau nhiều giờ tiếp xúc, nhôm có khả năng khuếch tán vào bề mặt khuôn. Tuy có mặt với một lượng rất nhỏ nhưng nhôm cũng có vai trò nhất định trong quá trình thấm lại nitơ và sự ôxy hoá bề mặt khuôn ở nhiệt độ cao.
Hình 7. Phổ EDS bề mặt (tương đương điểm b trên hình 5)
Hình 6. Phổ EDS trong lõi (tương ứng điểm a trên hình 5)
4. Kết luận
Khi thấm lại nitơ nhiều lần, chiều dày lớp thấm tăng, độ cứng lõi giảm đáng kể do khuôn chịu nung nóng trong nhiều giờ.
Khuôn đùn ép nhiều giờ có cấu trúc và thành phần bề mặt thay đổi.
Số lần thực hiện thấm lại khuôn phải căn cứ vào nhiều yếu tố trong đó nhiệt luyện trước khi thấm và quan trọng nhất: Nếu nhiệt luyện đúng chế độ (tôi rà ram thích hợp) thì khuôn có thể thấm lại đến 10 lần để kéo dài tuổi thọ khuôn [1].
Khuôn mới nên thấm nitơ theo công nghệ 2 cấp.
Chế độ thấm lại nitơ cho khuôn cũ nên là: Thấm 1 cấp ở 530°C và độ phân huỷ NH3 nên nhỏ để lớp thấm đạt được độ cứng cao bù vào phần lớp thấm đã bị mài mòn trong quá trình đùn ép. Sau mỗi lần thấm lại, chiều dày lớp thấm tăng thêm (tuy không tăng tuyến tính theo thời gian thấm), do đó thời gian thấm khuôn cũng phụ thuộc vào số lần thấm lại, số lần thấm lại càng lớn, thời gian thấm càng nên ngắn để chiều dày lớp thấm của những lần thấm sau không trở nên quá lớn.
[symple_box color=”gray” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- http://irv.moi.gov.vn; Nitex communicator, May 2000
- UDDEHOLM, Nichtrostender Stabstahl 2000
- Lê Thị Chiều, Nguyễn Văn Tư, Báo cáo đề tài “Nghiên cứu lớp thấm nitơ cho khuôn đùn ép” (Thực hiện theo hợp đồng với nhà máy Nhôm Đông Anh 11/2006)
- Nguyễn Văn Tư, Xử lý bề mặt, nxb ĐHBK, 1999
- Lê Thị Chiều, Khảo sát và phân tích nguyên nhân các sai hỏng phổ biến khi sử dụng khuôn đùn ép khung nhôm xây dung Tạp chí Khoa học công nghệ Kim loại, 5/2006
- ASM Committee on gas carburizing, carbonitriding and nitriding, 1990
[/symple_box]
[symple_box color=”red” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Cám ơn
Bài báo này được thực hiện với sự giúp đỡ của Nhà máy Nhôm- TCT Cơ khí Đông Anh
[/symple_box][symple_clear_floats]
