Trong chế tạo vỏ ống liều đạn pháo các hợp kim đồng L62, L68, L72, LK75-0,5 được sử dụng do vỏ ống liều dùng lại được sau một số lần bắn. Trong số đó hợp kim LK75-0,5 thường được sử dụng vì có độ bền chống nứt, chống ăn mòn do môi trường bảo quản cao hơn các loại còn lại.
Rolling processing of copper alloy LK 75-0,5
Nguyễn Khải Hoàn
Cục Khoa học-công nghệ và môi trường, Bộ Quốc phòng
Nguyễn Tài Minh
Trung tâm Công nghệ, Tổng cục CNQP
Tóm tắt
Giới thiệu kết quả nghiên cứu công nghệ gia công biến dạng hợp kim đồng LK 75-0,5 phục vụ chế tạo vỏ ống liều đạn pháo.
Abstract
This paper presents the result of deformation process for copper alloy LK75-0,5. This technology is used for production of cartridge case.
1. Đặt vấn đề
Trong chế tạo vỏ ống liều đạn pháo các hợp kim đồng L62, L68, L72, LK75-0,5 được sử dụng do vỏ ống liều dùng lại được sau một số lần bắn. Trong số đó hợp kim LK75-0,5 thường được sử dụng vì có độ bền chống nứt, chống ăn mòn do môi trường bảo quản cao hơn các loại còn lại. Hơn nữa, do có tính bôi trơn (nhờ Si trong thành phần hoá học) khi dập vuốt biến mỏng thành nên được dùng để sản xuất các loại vỏ đầu đạn pháo cỡ lớn.
Hợp kim LK 75-0,5 thuộc hệ Cu-Zn-Si mặc dù được dùng rộng rãi để chế tạo vỏ ống liều đạn pháo nhưng không có tài liệu nào cho biết các chế độ gia công biến dạng và nhiệt luyện đã sử dụng trong quá trình gia công. Để có thể sử dụng hợp kim này trong sản xuất các phôi dạng tấm phải tiến hành các bước nghiên cứu về gia công biến dạng và xử lý nhiệt tương ứng.
Mục tiêu của nghiên cứu này là xác lập các chế độ công nghệ nền về ủ đồng đều hoá thành phần, gia công biến dạng (cán), ủ kết tinh lại mẫu vật liệu để định hướng cho công nghệ sản xuất quy mô công nghiệp các loại vỏ ống liều đạn pháo.
2. Thực nghiệm
2.1. Ủ đồng đều hoá thành phần
Các mẫu có kích thước 120 x 30 x 10mm chế tạo từ phôi đúc có thành phần hoá học tương đương mác LK 75-0,5 theo tiêu chuẩn GOST B16520-70 của Nga được ủ đồng nhất trong lò PH 32 có quạt đối lưu không khí vận tốc 9 m/s.
2.2. Công nghệ cán
Các mẫu phôi sau khi ủ đồng nhất được nghiên cứu về ảnh hưởng của công nghệ cán trên máy cán 2 trục. Đường kính trục cán Φ = 200 mm, L = 400 mm.
2.3. Ủ kết tinh lại
Lò PH 32 được dùng để ủ kết tinh lại các mẫu nghiên cứu sau khi được cán với tỷ lệ biến dạng khác nhau.
2.4. Khảo sát vật liệu
Xác định độ cứng (HB), giới hạn bền kéo trên các thiết bị: máy đo độ cứng HPO-250 (CHLB Đức), máy thử kéo nén ZD-40 (CHLB Đức). ảnh tổ chức kim tương được chụp trên kính hiển vi quang học OLIMPUS (Nhật Bản), Axiovert (CHLB Đức).
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của chế độ ủ đồng đều hoá thành phần
Biết rằng thành phần hoá học của phôi được đúc trong khuôn kim loại có làm nguội cưỡng bức không đồng nhất. Độ cứng trung bình phôi từ hợp kim LK 75-0,5 khi dùng phương pháp đúc nêu trên là 69-70 HB. Tổ chức kim tương là tổ chức nhánh cây điển hình với trục nhánh cây là dung dịch rắn Cu (Zn, Si) (hình 1). Tổ chức này có độ dẻo thấp, do vậy ủ đồng đều hoá vật đúc từ hợp kim LK 75-0,5 là khâu bắt buộc trước khi được biến dạng dẻo.
Mục đích của ủ đồng đều hoá vật đúc là loại bỏ tổ chức nhánh cây san bằng thành phần trong toàn thể tích mẫu nghiên cứu tạo cho mẫu có tính chất đồng đều và độ dẻo. Đã tiến hành nghiên cứu các chế độ ủ, kết quả được trình bày ở bảng 1.
| TT | Nhiệt độ (°C) | Thời gian (h) | Chế độ nguội | Độ cứng (HB) | Ghi chú |
| 1 | 550 | 2 | Cùng lò | ||
| 2 | 550 | 3 | nt | 60 | |
| 3 | 600 | 1 | nt | ||
| 4 | 600 | 1 | nt | 54 | |
| 5 | 650 | 1 | nt | Bề mặt mẫu bị oxy hoá |
Bảng 1. Ảnh hưởng của chế độ ủ đồng đều hoá tới cơ tính của mẫu hợp kim LK 75-0,5 sau khi đúc
Mẫu ủ ở 550°C kể cả sau 3 giờ, trong tổ chức vẫn còn tổ chức nhánh cây (hình 2). Mẫu ủ ở 600°C sau 1,5 giờ đã hoàn toàn không còn tổ chức nhánh cây, kéo dài thời gian ủ tới 3 giờ hạt tinh thể gồm các hạt đa cạnh có thể có đối tinh (hình 3). Nếu ủ ở 650°C bề mặt mẫu đã bị ôxy hoá.
Trong thực tế sản xuất thời gian ủ cụ thể cho mỗi loại sản phẩm còn phải căn cứ vào hình dạng, kích thước, cách sắp xếp của chúng ở trong lò để quyết định. Chế độ ủ đồng nhất với T = 600°C, τ = 1,5 h được coi là hợp lý và đã được chọn để tiến hành nghiên cứu bước gia công biến dạng tiếp theo.
