Luận văn thạc sĩ nghiên cứu lựa chọn công nghệ hàn đắp và công nghệ làm bền bề mặt để hồi phục các cổ trục bị hao mòn

Khái quát về sự hao mòn của các cổ trục 3

Điều kiện làm việc 3

Trong các thiết bị máy móc, trục là một chi tiết quan trọng, đóng vai trò đỡ các bộ phận quay như bánh răng, bánh đai và bánh xích Nó không chỉ truyền chuyển động mà còn truyền mô men xoắn dọc theo trục từ các chi tiết lắp trên nó đến các chi tiết khác, thực hiện cả hai nhiệm vụ này một cách hiệu quả.

Trục có khả năng chịu lực tác dụng từ lực ngang, lực dọc trục, mô men uốn và mô men xoắn Trong quá trình làm việc, trục thường gặp phải các hư hỏng như hỏng lỗ ren, mòn hoặc biến dạng các rãnh then, xoắn, cong vênh, nứt vỡ, thậm chí là gãy Tuy nhiên, hư hỏng phổ biến nhất là hao mòn vượt quá kích thước giới hạn tại các cổ trục.

Gối đỡ các chi tiết trục thường dùng là ổ trượt và ổ lăn Thông thường trong kết cấu máy, ổ lăn đ−ợc sử dụng rộng r^i hơn vì lý do

- Giá thành ổ lăn rẻ và chất l−ợng đảm bảo

- Chọn ổ lăn thay thế dễ dàng do ổ lăn chế tạo theo tiêu chuẩn

Trong điều kiện trục làm việc với vận tốc lớn và đường kính lớn, việc sử dụng ổ trượt giúp hạ giá thành Ổ trượt còn có ưu điểm chịu tải trọng chấn động, hoạt động êm ái và hiệu quả trong môi trường có ma sát.

Ổ trượt có khả năng hoạt động hiệu quả hơn trong môi trường có nhiệt độ thay đổi lớn so với ổ lăn, mặc dù ổ trượt có thể gặp phải mất mát do ma sát và mòn nhiều hơn.

Việc sử dụng gối trục bằng ổ trượt trong điều kiện tải trọng lớn và chế độ bôi trơn không hợp lý có thể dẫn đến tình trạng hao mòn nhanh và không đều ở các cổ trục Điều này đặc biệt quan trọng đối với các chi tiết trục có đường kính lớn hoặc trong máy móc quan trọng, vì việc phục hồi các cổ trục bị hao mòn giúp giảm đáng kể chi phí vật liệu và chi phí chế tạo phôi Do đó, cần nghiên cứu cẩn thận công nghệ sửa chữa phục hồi để cải thiện chất lượng và nâng cao tuổi thọ của các chi tiết trục.

Dạng hỏng và ph−ơng pháp hồi phục các cổ trục 4

Các cổ trục th−ờng gặp một số hỏng cơ bản sau:

Mệt mỏi vật liệu ở các cổ trục xảy ra do lực tác dụng lớn và kéo dài, dẫn đến sự hình thành vết nứt và bề mặt bị tróc rỗ Ngoài ra, tải trọng chấn động, dầu nhờn bẩn và bề mặt không nhẵn cũng góp phần gây mỏi Nếu không phát hiện và xử lý kịp thời hiện tượng này, sẽ dẫn đến hao mòn và hỏng hóc nhanh chóng tại các cổ trục.

Hao mòn cổ trục xảy ra do sự chuyển động tương đối giữa bề mặt cổ trục và ổ trượt, dẫn đến sự thay đổi về hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt của cổ trục.

Hao mòn là một yếu tố quan trọng làm thay đổi quan hệ giữa các cặp lắp ghép và vị trí tương đối của chúng, dẫn đến hỏng hóc Tốc độ hao mòn ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của chi tiết Nguyên nhân chính của hao mòn là ma sát, vì vậy việc nghiên cứu bản chất của ma sát và tác động của nó đến hao mòn là cần thiết để xác định giới hạn hao mòn và phát triển công nghệ phục hồi hợp lý.

* Các cổ trục khi bị hao mòn th−ờng đ−ợc hồi phục theo trình tự sau

Tháo trục khỏi vị trí làm việc và lắp đặt lại vào máy đánh bóng Sử dụng giấy giáp để làm sạch các vết bẩn, dầu mỡ và các cạnh sắc tại các cổ trục.

Xác định giới hạn hao mòn và kiểm tra kích thước thực của cổ trục là rất quan trọng Việc này giúp xác định mức độ hao mòn của các cổ trục và kích thước cần hồi phục, bao gồm cả lượng dư gia công cần thiết để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Gia công cơ khí là quá trình sửa chữa các sai lệch về hình dáng và kích thước của sản phẩm Trong đó, việc lắp trục lên máy tiện và tiện bóc một lớp kim loại trên cổ trục là rất quan trọng Lượng kim loại được bóc sẽ phụ thuộc vào mức độ hao mòn và đường kính của các cổ trục.

Để phục hồi kích thước cổ trục, cần đắp kim loại lên bề mặt cổ trục, bao gồm cả lượng dư gia công Lớp kim loại này phải có cơ tính và vật liệu tương đương với chi tiết trục để đảm bảo chất lượng và độ bền.

Trong đó: τ: Thời gian chi tiết làm việc bình thường

S max : Khe hở giới hạn lớn nhất

S min : Khe hở giới hạn nhỏ nhất

SBĐ: Khe hở lắp ráp ban đầu α: Biểu thị tốc độ tăng khe hở

Gia công cơ khí được thực hiện để đạt kích thước danh nghĩa cho việc lắp trục lên máy tiện Sau đó, tiến hành tiện cổ trục để đạt kích thước ban đầu, đồng thời cộng thêm lượng dư cần thiết để mài chính xác.

Nhiệt luyện là quá trình quan trọng để tăng cường độ bền cho bề mặt của lớp kim loại ở cổ trục Sau khi thực hiện nhiệt luyện, cần tiến hành ram để khử ứng suất dư Cuối cùng, cổ trục sẽ được mài bóng để đạt kích thước chính xác.

Quá trình hồi phục cổ trục hao mòn chủ yếu tập trung vào việc khôi phục cơ lý tính và kích thước ban đầu của chúng Để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của việc hồi phục, cần nghiên cứu các công nghệ ứng dụng trong việc tạo lớp kim loại đắp, cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng lớp kim loại hồi phục.

Khái quát các công nghệ hồi phục cổ trục bị hao mòn 6

ý nghĩa của việc hồi phục 6

Cổ trục trong máy nông nghiệp, máy công cụ, máy thi công cơ giới và phương tiện vận tải thường bị hao mòn và hỏng hóc sau quá trình làm việc, dẫn đến mất khả năng hoạt động Có hai phương án chính là thay mới và sửa chữa phục hồi Phương án thay mới chỉ áp dụng cho các loại trục phổ biến, dễ tìm và tiêu chuẩn hóa Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật và công nghệ vật liệu, việc phục hồi chi tiết trở nên khả thi và tiết kiệm chi phí hơn.

Hồi phục chi tiết bằng các phương pháp khác nhau có thể đạt độ tin cậy và độ bền lâu tương đương hoặc vượt trội hơn so với chi tiết mới Chi phí cho việc hồi phục thường dao động từ 35% đến 60% giá trị của chi tiết mới, tùy thuộc vào công nghệ và mức độ hao mòn Đặc biệt, đối với những chi tiết phức tạp, hiệu quả của quá trình hồi phục càng được nâng cao.

Khi phục hồi các cổ trục bị hao mòn, chỉ cần gia công những bề mặt hỏng, không cần gia công toàn bộ bề mặt Điều này giúp giảm đáng kể chi phí vật liệu và chi phí gia công cơ khí, đồng thời loại trừ hoàn toàn chi phí chế tạo phôi.

Phục hồi cổ trục hao mòn đóng vai trò quan trọng trong việc sửa chữa các chi tiết trục hỏng của máy móc, thiết bị ngoại nhập Điều này đặc biệt cần thiết khi phụ tùng thay thế chưa có sẵn trong nước.

Các ph−ơng pháp phục hồi cổ trục bị hao mòn 7

Công nghệ phục hồi rất đa dạng, và hiệu quả cùng chất lượng phục hồi phụ thuộc vào phương pháp được áp dụng Việc lựa chọn công nghệ phục hồi đúng không chỉ giúp khôi phục các tính chất ban đầu của chi tiết mà còn có thể nâng cao một số tính chất khác Quyết định về công nghệ phục hồi cần dựa vào đặc điểm kết cấu, giá trị hao mòn và điều kiện làm việc của các cổ trục.

Cổ trục có những đặc điểm kết cấu công nghệ quan trọng, bao gồm hình dáng hình học và kích thước, loại vật liệu sử dụng, quy trình xử lý nhiệt, độ cứng bề mặt, độ chính xác trong chế tạo, độ bóng bề mặt và chế độ lắp ghép Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ bền của cổ trục trong ứng dụng thực tế.

* Điều kiện làm việc phụ thuộc vào đặc tính chịu tải trọng, loại và dạng ma sát, giá trị hao mòn sau thời gian sử dụng

Trong quá trình chế tạo, phôi được sử dụng làm nguyên vật liệu để tạo ra các chi tiết, trong khi đó, phôi cũng chính là chi tiết cần phục hồi Quá trình phục hồi nhằm khôi phục khả năng đã mất của các cổ trục, và việc áp dụng phương pháp hồi phục hợp lý sẽ đảm bảo tuổi thọ cũng như giá thành hợp lý cho các chi tiết.

1.2.2.1 Hồi phục cổ trục hao mòn bằng ph−ơng pháp hàn

Hàn là công nghệ quan trọng trong việc khôi phục các chi tiết máy bị hao mòn và hỏng, giúp phục hồi hình dáng và kích thước của chúng Trên thế giới, tỷ lệ chi tiết hỏng được phục hồi bằng phương pháp hàn lên đến 60% - 70% Tại Việt Nam, công nghệ hàn ngày càng được áp dụng rộng rãi, nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vật liệu, cho phép phục hồi hiệu quả các chi tiết quan trọng với chất lượng cao và tiết kiệm chi phí.

Phục hồi chi tiết bằng hàn là phương pháp phổ biến trong sửa chữa, giúp khôi phục nhiều loại hư hỏng như nứt, gãy, vỡ và hao mòn kích thước lớn Thiết bị hàn đơn giản và dễ dàng vận chuyển, đồng thời hàn đắp lớp kim loại tạo ra độ bám dính tốt, mang lại hiệu quả cao trong quá trình phục hồi.

Có khả năng kiểm soát độ bền và độ cứng của lớp hàn, đồng thời lớp kim loại đắp lớn giúp dễ dàng hơn trong quá trình gia công cơ khí sau khi hàn.

Hàn phục hồi các cổ trục bị hao mòn có thể áp dụng các phương pháp như hàn hơi, hàn điện hồ quang và hàn trong môi trường khí bảo vệ Yêu cầu quan trọng nhất đối với lớp hàn đắp là đảm bảo độ bám chắc vào lớp kim loại cơ bản, đồng thời đạt được độ bền, khả năng chịu mài mòn và các yêu cầu cơ tính khác Khi thực hiện hàn, cần chú ý đến một số vấn đề quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Khi chọn vật liệu que hàn, cần đảm bảo rằng nó tương đương với vật liệu chế tạo cổ trục Việc nắm vững đặc điểm hóa học của que hàn so với vật liệu cổ trục là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ bền của mối hàn.

Để đảm bảo chất lượng hàn tốt nhất, việc chuẩn bị bề mặt chi tiết trước khi hàn là rất quan trọng Cần tẩy sạch dầu, gỉ sắt và các vết nứt trên bề mặt Đối với những chi tiết đã qua quá trình nhiệt luyện, cần thực hiện ủ trước khi tiến hành hàn đắp.

Trong trường hợp lớp hàn đắp có bề dày lớn, cần chia thành nhiều lớp để thực hiện hàn đắp Để tiết kiệm kim loại quý, các lớp dưới cùng có thể được hàn bằng que hàn có tỷ lệ cacbon thấp.

Trước khi tiến hành hàn, việc nung nóng chi tiết là rất quan trọng Điều này không chỉ giúp giảm ứng suất bên trong mà còn cải thiện khả năng nóng chảy tại vị trí hàn, từ đó làm tăng tốc độ hàn và nâng cao năng suất.

1.2.2.2 Hồi phục cổ trục hao mòn bằng ph−ơng pháp phun kim loại

Phun kim loại là phương pháp hồi phục tiên tiến đã được áp dụng trong nhiều thập kỷ qua trên toàn thế giới Tại Việt Nam, kỹ thuật này đã được thí điểm tại một số cơ sở sửa chữa và đã đạt được những kết quả khả quan bước đầu.

Có ba phương pháp phun kim loại chính: phun kim loại dùng dòng điện, phun kim loại dùng hơi và phun kim loại dùng dòng điện cao tần Nguyên lý hoạt động của các phương pháp này là sử dụng kim loại nóng chảy, được phun thành các hạt bụi nhỏ (kích thước từ 0,001mm đến 0,05mm) lên bề mặt cổ trục cần phục hồi dưới tác dụng của luồng không khí nén.

Phục hồi cổ trục bằng phun kim loại là một quy trình hiệu quả, trong đó lớp kim loại dày từ 0,2mm đến 10mm được phun lên bề mặt cổ trục Công nghệ này cho phép phun kim loại mà không làm nóng quá mức, giúp tránh biến dạng và thay đổi cấu trúc kim loại Điều này có thể áp dụng cho các cổ trục với vật liệu và đường kính khác nhau, giúp phục hồi những cổ trục bị hao mòn nặng, khắc phục khuyết tật trong quá trình chế tạo, cũng như cung cấp lớp phủ chống han gỉ và đáp ứng các yêu cầu đặc biệt khác.

Phương pháp phun kim loại có nhược điểm là yêu cầu kỹ thuật tiên tiến và thiết bị phức tạp, tốn kém Lượng kim loại hao tổn khi phun phủ lên tới 30%, thậm chí có thể lên đến 78% đối với các cổ trục nhỏ Kim loại đắp thường chứa nhiều lỗ rỗ và oxit, trong khi tốc độ phun cao có thể tạo ra khả năng biến cứng bề mặt, làm giảm tính gia công cơ khí sau phục hồi Mặc dù khả năng chống mài mòn của kim loại đắp trong điều kiện bôi trơn rất tốt, nhưng lại kém trong điều kiện ma sát khô Hơn nữa, thành phần hóa học của lớp phun phủ khác biệt đáng kể so với kim loại nền, do mất đi một lượng lớn C, Si, Mn, dẫn đến giảm cơ tính của lớp kim loại đắp Để cải thiện chất lượng lớp kim loại sau khi phun, cần chú ý đến một số vấn đề nhất định.

Lựa chọn công nghệ hàn đắp để hồi phục cổ trục hao mòn 11 1 Một số phương pháp hàn đắp 11

Có nhiều phương pháp hàn khác nhau để phục hồi chi tiết, bao gồm hàn hơi, hàn hồ quang điện, hàn tự động, hàn bán tự động dưới lớp thuốc và hàn trong môi trường khí bảo vệ.

1.2.3.1 Một số phương pháp hàn đắp

Hàn hồ quang điện là phương pháp phục hồi phổ biến, dễ vận hành và tiết kiệm thời gian chuẩn bị Thiết bị hàn này linh hoạt, phù hợp với nhiều loại chi tiết, đặc biệt là những chi tiết có bề mặt phức tạp.

Phương pháp hàn đắp hồ quang điện đã được áp dụng rộng rãi để hàn đắp các bề mặt chịu mài mòn và yêu cầu độ cứng cao Việc chọn đúng chủng loại que hàn là rất quan trọng, vì có nhiều loại que hàn đặc biệt được chế tạo để phục hồi các chi tiết, bao gồm que hàn cho thép có cường độ cao, thép chống ăn mòn, thép làm việc ở nhiệt độ thấp và thép làm việc ở nhiệt độ cao.

Hàn đắp tự động và nửa tự động dưới lớp thuốc bảo vệ giúp tăng năng suất, cải thiện điều kiện lao động và nâng cao chất lượng hàn đắp, đồng thời giảm tiêu hao điện năng và vật liệu hàn, phù hợp cho các chi tiết hồi phục dạng trục So với hàn hồ quang tay, phương pháp này cho phép dễ dàng hợp kim hóa kim loại mối hàn, từ đó nâng cao cơ tính, khả năng chịu mài mòn và va đập của chi tiết sau hồi phục Có ba phương pháp hợp kim hóa: sử dụng dây hợp kim, dây lõi thuốc hoặc thuốc hàn gốm, và việc lựa chọn phương án phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu hợp kim hóa, nguyên tố hợp kim, điều kiện vật liệu và điều kiện thao tác hàn.

Hàn đắp hồ quang trong môi trường khí bảo vệ có nhiều phương pháp, bao gồm hàn bằng điện cực nóng chảy và không nóng chảy, hàn một hồ quang và hàn nhiều hồ quang Trong số đó, phương pháp hàn đắp bán tự động và tự động sử dụng điện cực nóng chảy là phổ biến nhất.

Hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ cho phép cơ khí hoá và tự động hoá quá trình hàn ở mọi vị trí không gian phù hợp với bề mặt chi tiết hàn Việc cơ khí hoá hàn đắp trên các chi tiết nhỏ không chỉ tăng năng suất lao động mà còn nâng cao hiệu quả gấp 3 đến 5 lần so với phương pháp hàn truyền thống.

Hàn điện xỉ là phương pháp hàn hiệu quả cho các chi tiết có chiều dày lớn, mang lại năng suất cao và chất lượng mối hàn tốt Trong ngành công nghiệp, phương pháp này thường được sử dụng để hàn nối các loại thép cacbon, thép hợp kim, nhôm và nhiều kim loại khác Ngoài ra, hàn điện xỉ còn được ứng dụng trong phục hồi, cho phép hàn đắp các bề mặt phẳng, trụ và côn với lớp đắp có độ dày lớn.

Trong hàn điện xỉ, mức tiêu hao thuốc hàn do bay hơi và tạo lớp xỉ lỏng chỉ chiếm dưới 5% khối lượng kim loại đắp, giảm 15 đến 20 lần so với hàn dưới lớp thuốc Điều này cũng giúp giảm tiêu thụ điện năng do giảm năng lượng cần thiết để làm nóng chảy thuốc hàn Bể hàn sâu và kéo dài thời gian tồn tại tạo điều kiện cho khí và tạp chất thoát ra, từ đó giảm thiểu khuyết tật như rỗ khí và nứt Việc nung nóng và làm nguội chậm vùng ảnh hưởng nhiệt giúp loại trừ hiện tượng tôi, tạo ra kích thước hạt và chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt lớn hơn nhiều so với các phương pháp khác.

Hàn đắp bằng Plasma là một phương pháp hàn tiên tiến với nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm khả năng tạo ra nhiệt độ cao và tập trung nhiệt, cho phép hàn nối các chi tiết với lớp hàn mỏng chỉ khoảng 0,1 mm Phương pháp này mang lại hiệu quả cao trong việc hàn các vật liệu khác nhau.

Hàn Plasma có khả năng hiệu quả trong việc đắp các lớp đồng chì, đồng đỏ và đồng thau lên thép, với lượng sắt không vượt quá 0,5% Phương pháp hàn Plasma bao gồm hai kỹ thuật chính.

Hàn đắp Plasma sử dụng vật liệu hàn dạng bột cho phép điều chỉnh thành phần kim loại của lớp hàn một cách linh hoạt, đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết Phương pháp này thường được áp dụng để đắp các cổ trục chịu mài mòn bằng bột kim loại hợp kim cứng đặc biệt Trong quá trình hàn, lớp đắp chủ yếu sử dụng kim loại bổ sung, trong khi kim loại cơ bản ít tham gia vào việc hình thành mối hàn.

Hàn đắp Plasma sử dụng dây kim loại đặc và thiết bị hàn tự động, giúp cấp dây hàn một cách tự động vào bể hàn Phương pháp này cho phép thêm vật liệu bổ sung vào khu vực ngoài dây hàn, từ đó nâng cao năng suất và giải quyết vấn đề hợp kim hóa mối hàn.

1.2.3.2 Hồi phục cổ trục bằng hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ

Trong kỹ thuật hiện đại, hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ đóng vai trò quan trọng, cho phép hàn các loại thép thông thường, thép không gỉ, hợp kim đặc biệt và kim loại hiếm như titan và môlipđen Khí bảo vệ được cấp liên tục vào vùng cháy hồ quang, tạo lớp bảo vệ vững chắc cho kim loại hàn đắp, ngăn chặn tác động của không khí và giảm thiểu khuyết tật Điều này cũng giúp cản trở việc thoát C và các nguyên tố hợp kim khác, từ đó nâng cao cơ tính và chất lượng lớp kim loại đắp.

Hàn đắp trong môi trường khí bảo vệ có một số nhược điểm, bao gồm yêu cầu kỹ thuật cao và nhiệt độ hàn cao, dẫn đến sự thay đổi cấu trúc kim loại cơ bản Điều này có thể tạo ra ứng suất, gây ra biến dạng, nứt hoặc vỡ chi tiết Hơn nữa, chất lượng mối hàn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, làm cho việc kiểm soát và đánh giá trở nên khó khăn.

Khi ứng dụng công nghệ hàn trong môi trường khí bảo vệ, việc hàn hồi phục các cổ trục bị hao mòn và hỏng hóc do quá trình làm việc là rất quan trọng Do đó, cần tính toán đầy đủ các yếu tố liên quan để đảm bảo hiệu quả và chất lượng của quá trình hàn.

Các công nghệ làm bền bề mặt 14

Làm bền bề mặt bằng nhiệt là phương pháp gia công kim loại bằng cách thay đổi cấu trúc bên trong để tăng độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn Quá trình này yêu cầu nung nóng kim loại hoặc hợp kim đến nhiệt độ tôi, cụ thể là t0 tôi = Ac3 + (30 đến 50) °C đối với thép trước cùng tích, và t0 tôi = Ac1 + (30 đến 50) °C đối với thép sau cùng tích Sau khi giữ nhiệt đủ thời gian để peclit chuyển thành ôstenit, cần làm nguội nhanh hơn vận tốc nguội tới hạn để chuyển đổi ôstenit thành mactenxit, từ đó nâng cao tính chất cơ học của vật liệu.

Làm bền bề mặt bằng hoá nhiệt luyện là quá trình sử dụng nhiệt độ để thấm các chất như C, Ni, lưu huỳnh, hay xianua vào lớp bề mặt của chi tiết, nhằm thay đổi tổ chức và cấu trúc hóa học của nó Sau đó, chi tiết sẽ được tôi để cải thiện khả năng chịu nhiệt, chống ăn mòn, chống mài mòn, cũng như nâng cao độ cứng, độ bền và giới hạn mỏi Thông thường, sau khi tôi, chi tiết sẽ được ram để giảm ứng suất và tăng cường độ cứng, độ bền Trong quá trình thấm, có ba quá trình chính diễn ra: phân hoá, hấp thụ và khuyếch tán Quá trình phân hoá giúp chất hoà tan chuyển thành dạng nguyên tử tự do, dễ hòa tan vào mạng tinh thể của dung môi Quá trình hấp thụ cho phép nguyên tử tự do xâm nhập vào mạng tinh thể bề mặt chi tiết, trong khi quá trình khuyếch tán giúp chất hoà tan lan tỏa sâu vào lớp bề mặt để đồng đều nồng độ.

Làm bền bề mặt bằng cơ học là phương pháp gia công áp lực giúp nâng cao độ cứng và độ bền của kim loại Quá trình này làm cho cấu trúc kim loại trở nên chặt chẽ và mịn màng, đồng thời tạo ra tổ chức dạng thớ, giúp ép chặt các vết nứt nhỏ và rỗ khí, từ đó nâng cao độ bóng bề mặt Dưới tác động của ngoại lực, mạng tinh thể kim loại sẽ bị biến dạng đàn hồi và sau đó là biến dạng dẻo Khi không còn ngoại lực, mạng tinh thể sẽ trở về trạng thái biến dạng dẻo Quá trình này làm thay đổi tính chất kim loại, tăng độ cứng và độ bền nhưng giảm độ dẻo dai Việc tạo thớ trong kim loại có tác dụng tăng cường độ bền khi giảm ứng suất cắt vuông góc theo chiều dọc thớ và ứng suất kéo ngang thớ.

* Làm bền bề mặt bằng nhiệt - cơ có lợi thế là kết hợp đ−ợc những

Phương pháp tôi bề mặt kết hợp với biến dạng dẻo mang lại nhiều ưu điểm nổi bật Khi bề mặt kim loại được nung đến nhiệt độ tôi và đồng thời trải qua biến dạng dẻo, cấu trúc tinh thể bị xô lệch, dẫn đến hình thành hạt nhỏ và định hướng Kết quả là, lớp bề mặt kim loại sẽ có mactenxit nhỏ mịn với tính dị hướng, và mật độ lệch mạng tăng gấp đôi so với quá trình tôi bề mặt thuần túy Điều này không chỉ làm tăng độ bền và độ cứng bề mặt mà còn giữ nguyên độ dẻo dai của kim loại bên trong.

Làm bền bề mặt bằng tia la-de là phương pháp dựa trên sự thay đổi vật lý trong lớp kim loại khi bị chiếu xạ Tia la-de, với bước sóng ngắn và khả năng đi thẳng, không bị ảnh hưởng bởi điện trường, có thể được điều chỉnh hướng đi và hội tụ bằng hệ thống quang học Khi chùm tia la-de hội tụ lên bề mặt kim loại, năng lượng sẽ được hấp thụ, phụ thuộc vào bản chất tia la-de, tình trạng bề mặt và lớp đắp Việc xác định trường nhiệt độ trong kim loại giúp tìm ra các thông số quan trọng như nhiệt độ nung, tốc độ nung và nguội, từ đó tối ưu hóa trang bị la-de và chế độ làm việc Đặc biệt, với thép có hàm lượng carbon thấp, phương pháp này có thể tăng độ cứng lên gấp 3 lần và giảm độ biến dạng của chi tiết đến mức tối thiểu.

Lựa chọn công nghệ làm bền 16

Để cải thiện cơ tính và độ bền của cổ trục, việc xử lý nhiệt sau khi đắp phục hồi là cần thiết nhằm giảm ứng suất dư và tăng độ tin cậy Nhiệt luyện đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và kéo dài tuổi thọ của cổ trục trong quá trình sử dụng lâu dài.

Nhiệt luyện sau khi hàn giúp khử ứng suất từ 70% đến 90%, đồng thời ổn định tổ chức lớp kim loại đắp và nâng cao khả năng chống mài mòn Cấu trúc kim loại sau quá trình nhiệt luyện được phân bố hợp lý từ tâm ra ngoài bề mặt.

Nhiệt luyện là công nghệ sử dụng nhiệt để biến đổi cấu trúc và ứng suất bên trong kim loại và hợp kim, nhằm tăng cường độ bền Quá trình này không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà còn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như tốc độ nung nóng, tốc độ làm nguội và các yếu tố môi trường.

Tôi cao tần là phương pháp phổ biến và hiệu quả để làm bền bề mặt các cổ trục bằng cách sử dụng nhiệt Nguyên lý hoạt động dựa trên mật độ dòng điện xoay chiều không đồng đều theo tiết diện ngang của dây dẫn, với mật độ giảm dần vào tâm Khi sử dụng dòng điện có tần số cao, sự phân bố này càng trở nên không đồng đều Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để nhiệt luyện bề mặt trục và các chi tiết máy tương tự.

Nhiệt luyện bề mặt cổ trục bằng dòng cảm ứng tần số cao có thể tăng độ cứng từ 6 đến 8 HRC so với phương pháp tôi truyền thống Độ cứng này đạt được không chỉ nhờ vào sự chuyển biến pha đặc biệt trong quá trình nung mà còn do tốc độ làm nguội thép lớn trong vùng chuyển biến mactenxit, giúp ngăn ngừa quá trình ram mactenxit và cố định hàm lượng carbon trong dung dịch đặc Sự hình thành hạt mactenxit nhỏ góp phần làm tăng cường độ cơ tính của lớp tôi bề mặt.

Công tác sửa chữa, phục hồi tại tr−ờng trung học công nghiệp Việt Đức - Thái Nguyên 17

Trường trung học công nghiệp Việt Đức là cơ sở đào tạo công nhân lành nghề bậc 3/7 và kỹ thuật viên trung cấp duy nhất tại tỉnh Thái Nguyên Trường có hai trung tâm dịch vụ sửa chữa ô tô và máy nông nghiệp được đầu tư theo dự án "Đào tạo nghề tại Việt Nam" của Cộng hòa Liên bang Đức Với trang thiết bị đa dạng và phong phú, trường cung cấp cả thiết bị mới hiện đại lẫn những thiết bị cũ cần thiết cho việc thực tập của học sinh, mặc dù một số thiết bị đã cũ và cần sửa chữa hồi phục do sử dụng lâu dài.

Trong những năm qua, nhà trường đã chủ động tiến hành sửa chữa các thiết bị hiện có nhằm duy trì hoạt động hiệu quả của máy móc.

Nhà trường thường xuyên nhận bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị máy móc, ô tô, máy kéo từ bên ngoài Việc phục hồi chi tiết trục và cổ trục chiếm từ 20% đến 30% khối lượng công việc, trong đó hao mòn tại các cổ trục là nguyên nhân chủ yếu gây hỏng hóc Trong quá trình sửa chữa, nhà trường có nhiều thuận lợi đáng kể.

- Có chuyên ngành đào tạo về công nghệ sửa chữa

- Có các thiết bị gia công cơ khí, kể cả các thiết bị chuyên dùng và thiết bị gia công tự động, đảm bảo độ chính xác cao

- Có một số thiết bị kiểm tra, kiểm định chất l−ợng

Việc sửa chữa các thiết bị máy móc và ô tô, máy kéo gặp nhiều khó khăn do nguồn gốc khác nhau của chúng Đặc biệt, việc thay thế các chi tiết hỏng hóc thường không có sẵn, buộc người thợ phải tự chế tạo hoặc phục hồi từ các chi tiết cũ.

Trong công tác sửa chữa phục hồi, nhà trường đã hợp tác chặt chẽ với các công ty trong khu công nghiệp Sông Công và các viện nghiên cứu chế tạo máy công cụ Sự hỗ trợ kỹ thuật từ các chuyên gia Đức và giảng viên của Đại học Công nghiệp Thái Nguyên cùng Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội đã giúp duy trì hoạt động ổn định của thiết bị máy móc Điều này không chỉ đảm bảo chất lượng đào tạo mà còn đáp ứng nhu cầu sửa chữa của các cơ sở sản xuất ngoài nhà trường Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đạt được, vẫn còn một số vấn đề cần khắc phục trong công tác sửa chữa phục hồi của nhà trường trong những năm qua.

Tuổi thọ của các chi tiết máy hoặc cụm chi tiết sau khi sửa chữa và phục hồi thường không đạt yêu cầu cao, bởi vì vẫn thiếu những biện pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng và hiệu quả trong quá trình sửa chữa và phục hồi.

Các chi tiết sau khi sửa chữa và phục hồi thường không được kiểm tra đánh giá chất lượng một cách kỹ lưỡng, không được kiểm tra về độ cứng, tổ chức vật liệu và khả năng bền hoá, dẫn đến hiệu quả phục hồi chưa đạt yêu cầu cao.

Một số chi tiết trục khi các cổ trục bị hao mòn có thể phục hồi bằng trang thiết bị máy móc hiện có và đội ngũ kỹ thuật sẵn có Tuy nhiên, việc tổ chức thực hiện phục hồi này thường phụ thuộc vào sự hỗ trợ từ bên ngoài.

- Ch−a đầu t− nhiều trong công tác nghiên cứu về công nghệ phục hồi chi tiết máy trong điều kiện thực tế của tr−ờng

Trước những thách thức thực tế, nhà trường đã đầu tư mạnh mẽ vào trang thiết bị hiện đại, từ máy hàn, gia công cơ khí đến thiết bị kiểm tra, tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu và sửa chữa phục hồi chi tiết máy Đặc biệt, công nghệ hàn phục hồi trong môi trường khí bảo vệ đang dần thay thế hàn hồ quang thông thường, cùng với các thiết bị đo và kiểm tra, đảm bảo hiệu quả cho công tác sửa chữa tại chỗ.

Nhà trường cần tận dụng tối đa các điều kiện hiện có để cải thiện quy trình sửa chữa và phục hồi thiết bị, nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong đào tạo công nhân và kỹ thuật viên Đồng thời, việc này cũng giúp đáp ứng nhu cầu sửa chữa và phục hồi từ các cơ sở sản xuất kinh doanh bên ngoài.