MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...
LỜI MỞ ĐẦU....
MỤC LỤC....
DANH MỤC BẢNG....
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN....
1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài....
1.1.1. Mục tiêu của đề tài....
1.1.2. Nhiệm vụ của đề tài....
1.2. Tổng quan về ô tô....
1.2.1. Giới thiệu khái quát về ôtô.....
1.2.2. Cấu tạo chung của ôtô....
1.3. Tổng quan về nhà máy BOSCH....
1.3.1. Tập đoàn BOSCH....
1.3.2. BOSCH Việt Nam....
1.4. Một số chi cần nhiệt luyện trong ô tô....
1.4.1. Nhóm chi tiết trong hộp số....
1.4.2. Nhóm chi tiết động cơ....
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ CHỌN VẬT LIỆU....
2.1. Nhóm chi tiết trong hộp số....
2.1.1. Dây đai truyền lực....
2.1.2. Nhóm bánh răng....
2.2. Nhóm chi tiết động cơ....
2.2.1. Piston....
2.2.2. Xéc măng....
2.3. Tổng quan về vật liệu đã chọn....
2.3.1. Tổng quan vật liệu sử dụng trong đề tài....
2.3.2. Đặc điểm, tính chất cơ bản của các mác thép đã chọn....
2.3.3. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim hoá đến tính chất của thép....
CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN....
3.1. Tổng quan về nhiệt luyện....
3.1.1. Khái niệm....
3.1.2. Tình hình và xu hướng phát triển của công nghệ xử lý bề mặt kim loại....
3.1.3. Những nét chung về nhiệt luyện đơn giản....
3.1.4. Những nét chung về nhiệt luyện đơn giản....
3.2. Các phương pháp nhiệt luyện....
3.2.1. Ủ....
3.2.2. Thường hóa.....
3.2.3. Ram.....
3.3. Các phương pháp hóa nhiệt luyện....
3.3.1. Thấm cacbon (C)....
3.3.2. Thấm xyanua....
3.3.3. Thấm lưu huỳnh (S)....
3.3.4. Thấm bo (B)....
3.3.5. Thấm crom (Cr)....
3.4.6. Thấm nhôm (Al)....
3.4.7. Thấm silic (Si)....
3.4.8. Thấm kẽm (Zn)....
3.4.9. Thấm titan (Ti)....
3.4.10. Thấm nitơ (N)....
3.5. Quá trình phát triển công nghệ thấm nitơ xung plasma trên thế giới....
3.5.1. Sự hình thành công nghệ ở các nước công nghiệp phát triển....
3.5.2. Các loại thiết bị cơ bản trên thế giới....
3.6. Quá trình phát triển công nghệ thấm nitơ xung plasma tại Việt Nam.....
3.7. Vật liệu chi tiết máy và các tính chất sau khi thấm nitơ....
3.7.1. Một số loại thép dùng để thấm nitơ....
3.7.2. Đối tượng được thấm nitơ plasma....
3.7.2. Kết quả sau khi thấm....
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP THẤM NITƠ....
4.1. Giới thiệu chung....
4.4.1. Khái niệm....
4.1.2. Phân loại....
4.2. Thấm nitơ thể khí thông thường....
4.3. Thấm nitơ thể lỏng....
4.3.1. Thấm nitơ thể lỏng thông thường....
4.3.2. Thấm nitơ thể lỏng nitarid.....
4.4. Thấm nitơ ion plasma....
4.4.1. Định nghĩa xung plasma....
4.4.2. Quá trình thấmnitơ plasma....
4.4.3. Sự phân lớp....
4.4.3. Quá trình eltropul....
4.5. So sánh ưu nhược điểm của công nghệ thấm nitơ plasma so với các phương pháp thấm nitơ thông thường....
4.6. Các thông số trong quá trình thấm nitơ ion plasma.....
4.6.1. Điện áp và mật độ dòng ion.....
4.6.2. Thời gian....
4.6.3. Nhiệt độ....
4.6.4. Thành phần hỗn hợp khí.....
4.7. Kết luận chương.....
CHƯƠNG 5. QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN CÁC CHI TIẾT TRONG Ô TÔ.....
5.1. Quy trình nhiệt luyện dây đai truyền lực....
5.1.1. Các công đoạn nhiệt luyện....
5.1.2. Quy trình nhiệt luyện chi tiết phiến thép.....
5.1.3. Quy trình nhiệt luyện chi tiết vòng thép.....
5.2. Quy trình nhiệt bánh răng vi sai.....
5.2.1. Các công đoạn nhiệt luyện.....
5.2.2. Quy trình nhiệt luyện chi tiết bánh răng vi sai....
5.3. Quy trình nhiệt luyện piston....
5.3.1. Các công đoạn nhiệt luyện....
5.3.2. Quy trình nhiệt luyện chi tiết các bước....
5.4. Quy trình nhiệt luyện xéc măng....
5.4.1. Các công đoạn nhiệt luyện.....
5.4.2. Quy trình nhiệt luyện chi tiết các bước....
CHƯƠNG 6: LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT HÀNG NĂM CHO XƯỞNG.....
6.1. Số liệu ban đầu cho bảng thiết kế....
6.1.1. Đặc tính của các chi tiết....
6.1.2. Kế hoạch sản xuất hàng năm.....
6.2. Lập quy trình sản xuất....
6.3. Tính toán sản lượng thực tế.....
6.4. Tính toán lựa chọn thiết bị....
CHƯƠNG 7. TRANG THIẾT BỊ TRONG XƯỞNG NHIỆT LUYỆN....
7.1. Các thiết bị chính của xưởng....
6.1.1. Lò buồng điện trở.....
6.1.2. Lò giếng điện trở.....
6.1.3. Các máy liên hợp tự động....
7.2. Các thiết bị phụcho phân xưởng....
7.2.1. Thiết bị nắn chi tiết.....
7.2.2. Bể tôi....
7.2.3. Bể ram....
7.2.4. Thiết bị rửa....
7.2.5. Thiết bị đo độ cứng....
CHƯƠNG 8. QUY HOẠCH MẶT BẰNG....
8.1. Yêu cầu chung....
8.1.1. Địa điểm xây dựng xưởng....
8.1.2. Hướng nhà xưởng....
8.1.3. Kiểu nhà xưởng.....
8.2. Bố trí mặt bằng....
8.3. Diện tích bố trí thiết bị....
8.3.1. Xác định diện tích và lập quy hoạch mặt bằng phân xường nhiệt luyện.....
8.3.2. Chọn kết cấu nhà xưởng.....
8.4. Tính số công nhân....
CHƯƠNG 9. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG XƯỞNG NHIỆT LUYỆN....
9.1. Khái quát về an toàn lao động.....
9.1.1. Khả năng làm việc và sự mệt mỏi của người lao động.....
9.1.2. Biện pháp giải quyết khi có tai nạn xảy ra....
9.1.3. Các biện pháp nâng cao điều kiện lao động....
9.2. Chỉ tiêu xây dựng....
9.3. Biện pháp trang bị bảo hộ lao động cho công nhân.....
9.3. An toàn cháy nổ.....
9.10. Tập trung sản xuất song hành với ý thức bảo vệ môi trường....
KẾT LUẬN....
1. Những vấn đề đạt được....
2. Đề xuất hướng phát triển....
TÀI LIỆU THAM KHẢO....
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay với sự nghiệp Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước đang diễn ra mạnh mẽ, với nền kinh tế thị trường đang phát triển với nhịp độ cao. Các ngành công nghiệp như: Cơ khí, ô tô, khai thác mỏ, chế biến, ngành hàng không … được đánh giá là có tốc độ phát triển nhanh. Nhưng song song với sự phát triển đó có nhữngyêu cầu bức thiết được đặt ra nhằm phát huy nội lực trong nước đó là việc nội địa hoá các sản phẩm, trang thiết bị nhậpngoại.
Lực lượng kỹ thuật, công nghệ trong nước ngày càng được bổ sung đông đảo với tính hội nhập cao.Cùng với sự có mặt các trang thiết bị công nghiệp được nhập khẩu từ các nước tiên tiến trên thế giới, việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo các trang thiết bị để thay thế hàng nhập ngoại, phát huy nội lực trong nước đang trở lên cần thiết.
Công nghệ nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất của vật liệu (chủ yếu là vật liệu kim loại) bằng cách thay đổi cấu trúc bên trong mà không làm thay đổi hình dáng và kích thước của chitiết.
Trên thực tế, hiếm có vật phẩm kim loại nào được chế tạo mà lại không trải qua quá trình xử lý nhiệt, quá trình mà ở đó kim loại được nung nóng và làm nguội dưới một chế độ được kiểm soát nghiêm ngặt nhằm cải thiện các tính chất cũng như tuổi thọ của vật liệu. Nhiệt luyện có thể làm mềm kim loại để tăng cường khả năng tạo hình. Nó cũng có thể làm các chi tiết trở nên cứng hơn, để cải thiện độ bền. Công nghệ này còn có khả năng phủ những bề mặt rất cứng lên trên nền mềm, để tăng khả năng chống mài mòn. Nó còn có thể tạo ra lớp chống ăn mòn trên bề mặt chi tiết, để bảo vệ chi tiết khỏi các tác nhân có hại từ môi trường. Và, nhiệt luyện còn có thể làm cho các vật liệu giòn trở nên dẻo daihơn.
Các chi tiết qua nhiệt luyện thường đóng vai trò rất quan trọng đối với hoạt động của các loại ôtô, máy bay, tàu vũ trụ, máy vi tính và các loại máy móc khác trong công nghiệp. Tính chất và khả năng làm việc của các loại dụng cụ cắt, bánh răng, trục cam, trục khuỷu,... phụ thuộc hoàn toàn vào nhiệt luyện. Những sản phẩm này hầu hết được chế tạo từ thép bao gồm các loại đã qua cán dạng thanh hay ống cũng như các chi tiết qua đúc, rèn, hàn, gia công cơ khí, ép, dập hay kéo. Với các phương pháp nhiệt luyện thông thường như: ủ, thường hoá, tôi ram…các chi tiết sau nhiệt luyện vẫn bị các khuyết tật: biến dạng và nứt, oxy hoá, độ cứng không đạt (cao quá hoặc thấp quá), tính giòn cao. Hay với các phương pháp thấm nitơ, cácbon thông thường có sử dụng các khí độc, muối độc gây hại cho con người và làm ô nhiễm môitrường.
Từ những thực tế trên, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu, thí nghiêm và áp dụng vào thực tiễn thành công một công nghệ nhiệt luyện mới: Công nghệ thấm Nitơ xung plasma. Trong nhiều năm qua công nghệ thấm này được ứng dụng rộng rãi trên thế giới đáp ứng được đòi hỏi ngày càng cao của các chi tiết máy: giới hạn bền mỏi tăng, biến dạng giảm, sức bền, sức cản được cải thiện, độ cứng bề mặt cao mà lõi dẻo dai, bề mặt ít gồ ghề…Việc áp dụng công nghệ thấm Nitơ xung plasma mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn nhờ tăng tuổi thọ của các chi tiết, máy móc. Hơn nữa đây là công nghệ nhiệt luyện mới không làm ô nhiễm môitrường xung quanh.
Nhưng hiện nay công nghệ thấm Nitơ xung plasma còn là hoàn toàn mới mẻ với Việt Nam, nó chưa được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Vì vậy, nhiệm vụ của đề tài: “Nhiệt luyện các chi tiết ô tô tại nhà máy BOSCH bằng phương pháp plasma và thiết kế phân xưởng nhiệt luyện”nhằm tìm hiểu sâu hơn nghành công nghệ nhiệt luyện mới này.
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN
1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
1.1.1. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thấm Nitơ plasma vào việc nâng cao chất lượng bề mặt một số vật liệu dụng trong chế tạo máy, mở rộng khả năng công nghệ thấm Nitơ plasma trong nước.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ như: Vật liệu, nhiệt độ thấm và thời gian thấm đến chất lượng thấm Nitơ.
1.1.2. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu bản chất công nghệ thấm Ni-tơ xung plasma.
- Thiết lập quy trình công nghệ mẫu cho một số chi tiết.
1.2. Tổng quan về ô tô
1.2.1. Giới thiệu khái quát về ôtô
1.2.1.1. Định nghĩa về ôtô
Ô tô hay xe hơi là loại phương tiện giao thông chạy bằng bốn bánh có chở theo động cơ của chính nó.
1.2.1.2. Lịch sử phát triển ôtô
Chiếc xe hơi chạy bằng động cơ xăng được Karl Benz phát minh ra ở Đức năm 1885. Mặc dù Karl Benz được công nhận là người sáng tạo ra chiếc xe hơi hiện đại, nhiều kỹ sư người Đức khác cũng đã làm việc để chế tạo ra những chiếc xe hơi khác trong cùng thời gian.
1.2.2. Cấu tạo chung của ôtô
Xe ô tô bao gồm 03 phần chính : động cơ - gầm - điện.
- Động cơ ô tô : là nguồn lực chủ yếu của ôtô.
- Gầm ô tô bao gồm có:
+ Hệ thống truyền lực.
+ Hệ thống chuyển động.
1.2. Tổng quan về nhà máy BOSCH
1.2.1. Tập đoàn BOSCH
Tập đoàn Bosch là nhà cung cấp dịch vụ và công nghệ hàng đầu thế giới. Bosch tuyển dụng khoảng 390.000 cộng sự trên toàn cầu (tính đến 31/12/2016). Theo số liệu sơ bộ, tập đoàn đạt doanh thu 73,1 tỷ euro trong năm 2016.
Là tập đoàn tiên phong về Internet Vạn Vật (IoT), Bosch cung ứng các giải pháp tiên tiến cho nhà ở thông minh, thành phố thông minh, giao thông kết nối và công nghiệp kết nối. Với thế mạnh chuyên môn trong lĩnh vực công nghệ cảm biến, phần mềm, dịch vụ, cũng như nền tảng IoT Cloud, Bosch đem đến cho khách hàng các giải pháp kết nối, đa lĩnh vực.
1.2.2. BOSCH Việt Nam
Bosch bắt đầu hoạt động tại Việt Nam năm 1994. Công ty TNHH Bosch Việt Nam có trụ sở chính tại TP. Hồ Chí Minh, hai văn phòng chi nhánh ở Hà Nội và Đà Nẵng cùng nhà máy Gasoline Systems sản xuất dây đai truyền lực biến đổi liên tục (CVT) tại tỉnh Đồng Nai. Ngoài ra, Bosch cũng vận hành một trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ và các giải pháp doanh nghiệp (Công ty TNHH Robert Bosch Engineering & Business Solutions Việt Nam) và Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Công nghệ Ô tô tại TP. Hồ Chí Minh.
1.3. Một số chi cần nhiệt luyện trong ô tô
1.3.1. Nhóm chi tiết trong hộp số
1.3.1.1. Dây đai truyền lực
Đây là loại dây phức hợp được làm từ một vài vòng lá thép mỏng kết hợp cùng với những phiến thép khoảng 400 cái có độ cứng cao, được tạo hình ôm chặt lấy 2 vòng lá push-belt kim loại. Nhờ thiết kế này, dây đai rất linh hoạt và đồng thời ổn định như một thanh thép rắn.
1.3.1.2. Nhóm bánh răng
Bánh răng là một bộ phận cơ khí quay được có các răng được cắt có thể khớp nhau với một bộ phận khác răng khác để truyền mô-men quay. Các răng trên hai bánh răng khớp nhau đều có hình dạng giống nhau và cùng mô đun.
13.2. Nhóm chi tiết động cơ
1.3.2.1. Trục khuỷu
Trục khuỷu là một phần của động cơ dùng để biến đổi chuyển động tịnh tiến của piston thành chuyển động quay. Nó nhận lực từ piston để tạo ra mô men quay sinh công đưa ra bộ phận công tác và nhận năng lượng từ bánh đà truyền lại cho piston để thực hiện các quá trình sinh công. Trục khuỷu thường sử dụng trong động cơ được thể hiện như hình sau.
1.2.3.3. Xéc măng
Công dụng: Xéc măng dùng để bao kín buồng cháy không cho khí cháy lọt xuống đáy dầu và không cho dầu lọt vào buồng cháy. Truyền phần lớn lượng nhiệt từ đầu piston sang thành xilanh rồi ra nước làm mát hoặc không khí để làm mát động cơ.
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ CHỌN VẬT LIỆU
2.1. Nhóm chi tiết trong hộp số
2.1.1. Dây đai truyền lực
2.1.1.1. Điều kiện làm việc của dây đai truyền lực
Dây đai làm việc trong môi trường dầu mỡ và chịu kéo với cường độ cao. Yêu cầu dây đai phải có độ bền mỏi cao và chịu được ma sát cao.
2.1.1.2. Vật liệu chế tạo dây đai truyền lực
Thép Niken-maraging 18% là thép hóa già mactenzit với hàm lượng Niken18%. Làm việc tốt trong các thành phần cơ điện với độ bền mỏi cao cùng với sự ổn định về tính chất trong suốt quá trình xử lí nhiệt.
2.1.2. Nhóm bánh răng
2.1.2.1. Điều kiện làm việc của bánh răng
Các bánh răng trong hốp số làm việc chịu uốn khi truyền momen xoắn cực đại hay phanh đột ngột, dễ gây phá hủy ở chân răng theo góc lượn.
Chịu uốn dưới tác động của tải trọng thay đổi theo chu kỳ, gây ra ứng suất mỏi phá hủy ở tiết diện, nguy hiểm nhất là ở chân răng.
2.1.2.2. Vật liệu chế tạo bánh răng
Nhằm để thỏa yêu cầu trên thì độ cứng tốt nhất ở bề mặt là 59-63 HRC, nếu độ cứng vượt quá 63 HRC thì chi tiết dễ bị phá hủy dòn, còn nếu thấp hơn 59 HRC thì độ bền tiếp xúc cho phép giảm đi và tính chống mài mòn cũng giảm đi. Nếu độ cứng bề mặt quyết định độ bền tiếp xúc và tính chống mài mòn thì độ cứng lõi lại quyết định độ bền chung của bánh răng. Khi độ cứng của lõi tăng thì giới hạn bền uốn, giới hạn chảy tăng lên, do đó làm giảm khả năng biến dạng và hóa hủy dẻo của chi tiết khi làm việc.
2.2. Nhóm chi tiết động cơ
2.2.1. Piston
2.2.1.1. Điều kiện làm việc của Piston
Piston có điều kiện làm việc rất nặng nhọc vừa chịu tải trọng cơ học vừa chịu tải trọng nhiệt. Ngoài ra piston còn chịu ma sát và ăn mòn.
Tải trọng cơ học:Trong quá trình cháy, khí hổn hợp cháy sinh ra áp suất rất lớn trong buồng cháy, trong chu kỳ công tác áp suất khí thể thay đổi rất lớn vì vậy lực khí thể có tính chất va đập.
2.2.1.2. Vật liệu chế tạo piston
Vật liệu chế tạo piston phải đáp ứng điều kiện làm việc của nó đó là có độ bền cao, chịu được nhiệt độ cao, độ biến dạng dài nhỏ, ma sát nhỏ.
Tất nhiên không có loại vật liệu nào đáp ứng đồng thời các yêu cầu trên. Do đó cần chọn vật liệu tối ưu nhất, so với hợp kim gang thì hợp kim nhôm có độ bền thấp hơn, độ biến dạng dài lớn hơn những hợp kim nhôm có khối lượng riêng nhỏ hơn và cũng có tính đúc tốt như gang. Do đó chọn hợp kim nhôm làm vật liệu chế tạo Piston.
2.2.2. Xéc măng
2.2.2.1. Điều kiện làm việc của xéc măng
Nhiệm vụ: Xéc măng khí có nhiệm vụ bao kín buồng cháy, ngăn không cho khí cháy lọt xuống cacte, còn xéc măng dầu có nhiệm vụ ngăn không cho dầu nhờn sục lên buồng cháy.
Xéc măng khí làm việc trong điều kiện chịu nhiệt độ cao, áp suất va đập lớn, ma sát mài mòn nhiều và chịu ăn mòn hóa học. Và ngoài ra khi động cơ làm việc xéc măng cũng chịu ứng suất uốn.
2.2.2.2. Vật liệu chế tạo piston xéc măng
Với điều kiện làm việc như trên vật liệu chế tạo xéc măng phải có đầy đủ tính chất như sau:
- Có tính chịu mài mòn tốt ở điều kiện ma sát tới hạn.
- Có hệ số ma sát nhỏ đối với mặt xilanh.
CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN
3.1. Tổng quan về nhiệt luyện
3.1.1. Khái niệm
Nhiệt luyện là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật chất nhằm làm thay đổi vi cấu trúc chất rắn, đôi khi tác động làm thay đổi thành phần hóa học, đặc tính của vật liệu. Chủ yếu của ứng dụng nhiệt luyện là thuộc về ngành luyện kim. Nhiệt luyện cũng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như ngành sản xuất thủy tinh.
3.1.2. Tình hình và xu hướng phát triển của công nghệ xử lý bề mặt kim loại
Từ cuối thế kỉ XVIII đã bắt đầu xuất hiện những công nghệ xử lý bề mặt như: Mạ, tráng men, bọc lót cao su. Để chống ăn mòn và những phương pháp để cải thiện bề mặt kim loaị như nhiệt luyện (Tôi, ram, ủ, thường hóa, thấm C, thấm N..).
3.1.3. Những nét chung về nhiệt luyện đơn giản
3.1.3.1. Khái niệm
Là nung nóng thép đến một nhiệt độ xác định, giữ nhiệt độ tại đó trong một thời gian thích hợp rồi sau đó làm nguội với tốc độ qui định để làm thay đổi tổ chức tế vi từ đó thay đổi cơ tính của thép theo ý muốn.
3.1.3.2. Các thông số của quá trình nhiệt luyện
Bất kỳ một hình thức nhiệt luyện nào cũng bao gồm ba yếu tố quan trọng đó là: nhiệt độ nung, thời gian giữ nhiệt và tốc độ làm nguội từ nhiệt độ quy định đến nhiệt độ bình thường.
Như vậy, trong nhiệt luyện có hai vấn đề quan trọng là nhiệt độ và thời gian. Trong quá trình nhiệt luyện nếu thay đổi nhiệt độ và thời gian thì cơ lý tính của chi tiết sẽ thay đổi rất nhiều.
3.1.4. Những nét chung về hóa nhiệt luyện
3.1.4.1. Khái niệm
Hóa nhiệt luyện là phương pháp nhiệt làm bão hòa (khuếch tán) vào bề mặt của thép một hay nhiều nguyên tố để làm thay đổi thành phần hóa học, do đó làm thay đổi tổ chức và thính chất của lớp bề mặt theo mục đích nhất định.
3.1.4.3. Đặc điểm và mục đích của hóa nhiệt luyện
Có nhiều phương pháp hóa nhiệt luyện. Dựa vào đặc tính thay đổi thành phần hóa học, các dạng hóa nhiệt luyện có thể chia làm ba nhóm:
- Làm bão hòa bằng các a kim.
- Làm bão hòa bằng các kim loại.
- Tách các nguyên tố ra khỏi kim loại bằng khuếch tán.
3.1.4.5. Động học của quá trình thấm
Trong ba quá trình nối tiếp nhau khi tạo lớp thấm bề mặt: Khuếch tán thể khí để cung cấp chất thấm lên bề mặt, phản ứng trên bề mặt, phản ứng trên bề mặt và khuếch tán thể rắn để thấm sâu vào bên trong. Nếu quá trình nào chậm nhất sẽ quyết định động học của qúa trình thấm do đó, có thể giả thuyết ba khả năng:
- Nếu khuếch tán thể khí là quá trình chậm nhất thì phản ứng hóa học và khuếch tán thể rắn vào sâu bề mặt chi tiết ở cân bằng. Khi đó động học quá trình thấm sẽ tuyến tính theo thời gian.
- Nếu phản ứng hóa học trên bề mặt (bao gồm cả hấp thụ và phản ứng xảy ra trên bề mặt) chậm nhất và quyết định động học quá trình thấm, tương tự như trên khuếch tán thể khí và khuếch tán thể rắn phải ở trạng thái cân bằng. Khi đó động học quá trình thấm cũng tuyến tính theo thời gian và sự hình thành các hợp chất hóa học trên bề mặt chi tiết.
3.2. Các phương pháp nhiệt luyện
3.2.1. Ủ
Ủ là phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định (từ 200 - 10000C), giữ nhiệt lâu rồi làm nguội chậm cùng với lò để đạt được tổ chức ổn định.
- Mục đích của ủ là:
+ Làm giảm độ cứng để dễ tiến hành gia công cắt.
+ Làm tăng độ dẻo để dễ tiến hành rập, cán và kéo thép ở trạng thái nguội.
3.2.2. Thường hóa
- Là phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn Austenit (A3 +(30 - 50oC) hay Acm + (30 - 50oC)) giữ nhiệt rồi làm nguội tiếp theo trong không khí tĩnh để Austenit phân hóa thành peclit phân tán thành xocbit với độ cứng tương đối thấp.
3.2.3. Ram
Ram là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã tôi dưới các nhiệt độ nhiệt độ tới hạn (AC1), giữ nhiệt độ ở một thời gian và làm nguội. Nhằm để mactenxit và austenit dư phân hóa thành các tổ chức thách hợp phù hợp với điều kiện làm việc quy định.
Mục đích của ram thép là làm giảm hoặc làm mất các ứng suất dư sau khi tôi đến mức cần thiết để đáp ứng điều kiện làm việc lâu dài của sản phẩm cơ khí mà vẫn duy trì cơ tính sau khi tôi.
3.3. Các phương pháp hóa nhiệt luyện
3.3.1. Thấm cacbon (C)
Thấm cacbon là quá trình bão hòa bề mặt chi tiết nguyên tố cacbon để sau khi thấm và nhiệt luyện thu được bề mặt chi tiết có độ cứng cao, độ chống mài mòn cao, độ chống xâm thực, độ bền mòn cao. Các tính chất trên đạt trong khi vẫn giữ nguyên được phần lõi.
3.3.2. Thấm xyanua
Thấm xyanua là quá trình làm bão hòa bề mặt chi tiết đồng thời hai nguyên tố cacbon (C) và nitơ (N) trong môi trường muối nóng chảy có chứa xyanua nhằm tăng dộ cứng, độ chống mài mòn, độ chống ăn mòn và độ bền nóng của chi tiết. Viện công nghệ đã nghiên cứu áp dụng thấm xyanua nhiệt độ thấp cho dụng cụ cắt bằng thép gió.
Để tiến hành thấm xyanua cho dụng cụ cắt tại nhà máy dụng cụ số I đã xây lắp dây chuyền thấm xyanua. Thấm xyanua nhiệt độ cao được viện công nghệ nghiên cứu áp dụng cho chi tiết máy kéo Bông sen 12. Các chi tiết như trục, xích, bạc trong, bạc ngoài, chế tạo bằng thép 20X.
3.2.5. Thấmcrom (Cr)
Thấm Crôm là qúa trình bão hòa bề mặt của chi tiết bằng nguyên tố Crôm nhằm tăng độ cứng, độ chống mài mòn bề mặt, độ chống ăn mòn, chống xâm thực và chống gây ôxy hóa ở nhiệt độ cao.
3.2.8. Thấm kẽm (Zn)
Thấm kẽm là quá trình bão hòa bề mặt chi tiết bằng nguyên tố kẽm nhằm tăng độ chống ăn mòn của chi tiết trong môi trường không khí hoặc khí nóng (300-5500C ) có chứa HCl .
Các phương pháp công nghệ thấm kẽm: Thấm kẽm nóng chảy, thấm kẽm thể rắn, thấm kẽm thể khí, phủ kẽm và thấm kẽm điện phân.
3.2.9. Thấm titan (Ti)
Thấm titan lá quá trình làm bão hòa bề mặt chi tiết bằng nguyên tố titan nhằm nâng cao độ chống ăn mòn, độ chống xâm thực, độ cứng của bề mặt và độ chống mài mòn, độ bền nóng của chi tiết. Thấm titan áp dụng cho các loại thép các bon và hợp kim gang , các hợp kim mầu trên cơ sở đồng (Cu) và nhôm (Al).
3.3. Quá trình phát triển công nghệ thấm nitơ xung plasma trên thế giới
3.3.1. Sự hình thành công nghệ ở các nước công nghiệp phát triển
Quy trình nitriding, phát triển lần đầu tiên vào năm 1900, liên tục đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp ứng dụng. Cùng với chất dẫn xuất nitrocarburizing trong quy trình, nitrding thường được sử dụng trong sản xuất chế tạo cơ cấu chi tiết máy và các hệ thống phát điện turbine.
3.3.2. Các loại thiết bị cơ bản trên thế giới
3.3.2.1. Lò hình chuông
- Có khả năng chứa tải trọng cho cả chi tiết lớn hoặc nhỏ.
- Sự trộn lẫn tốt.
- Dễ dàng mang chi tiết vào lò.
3.3.2.2. Lò 2 đáy
- Đặc điểm cơ bản giống như lò hình chuông.
- Trong khi xử lý ở đáy này thì chi tiết cho ra ở đáy kia.
3.3.2.4. Lò thấm của hãng Aldridge
Lò thấm của hãng Aldridge thường có kích thước làm việc của lò là:
- Đường kính 1000mm.
- Chiều cao 1600mm.
3.4. Quá trình phát triển công nghệ thấm nitơ xung plasma tại Việt Nam
Hiện nay công nghệ thấm nitơ xung plasma tại Việt nam nhìn chung đang có tiến triển và được áp dụng rộng rãi hơn trong công nghệ tạo vật liệu cho các nghành công nghiệp như: Cơ khí, khai thác mỏ, chế biến, ngành hàng không … được đánh giá là có tốc độ phát triển nhanh. Nhưng song song với sự phát triển đó có những yêu cầu bức thiết được đặt ra nhằm phát huy nội lực trong nước đó là việc nội địa hoá các sản phẩm, trang thiết bị nhập ngoại.
3.5. Vật liệu chi tiết máy và các tính chất sau khi thấm nitơ
3.5.1. Một số loại thép dùng để thấm nitơ
3.5.1.1. Các chi tiết thép cacbon
Thép cacbon được thấm nitơ để tăng khả năng chống ăn mòn trong môi trường không khí như ốc, vít, bánh răng cỡ nhỏ. Quá trình này có thể thay thế mạ kẽm, mạ niken hoặc mạ đồng. Để giảm độ giòn của chi tiết trước khi thấm cần thường hóa hoặc tôi cải thiện. Với lớp thấm 0,015 - 0,030 mm lớp nitrit có khả năng chống được ăn mòn không khí ẩm, trong nước chảy, dầu bẩn, xăng, hơi nóng, dung dịch kiềm loãng và các môi trường khác.
3.5.1.2. Các chi tiết thép hợp kim
Để thấm nitơ thường dùng thép hợp kim đặc biệt với các nguyên tố như: Cr, Mo, Al chúng có ái lực với nitơ mạnh hơn sắt và các nitrit này không những có độ cứng cao như nitrit sắt mà còn có tính phân tán cao, chắc, không tróc. Khi thấm nitơ cho thép hợp kim sẽ tạo thành những nitrit hợp kim nhỏ mịn (Cr2N, Mo2N, AlN...) nên làm tăng đọ cứng và tính chống mài mòn.
3.5.2. Đối tượng được thấm nitơ plasma
Các chi tiết, dụng cụ của tất cả các ngành đều là đối tượng được thấm nitơ plasma như:
- Các bánh răng trong các máy móc xây dựng, công nghiệp tự động đòi hởi độ bền mỏi tăng, sự biến dạng giảm, cần thiết phải mài sau khi nhiệt luyện để đạt kích thước đúng.
- Các chi tiết của đọng cơ đốt trong: trục khuỷu, trục cam, pinhoonh, thanh dẫn, bánh răng... cần tính chống mài mòn, sức bền mỏi được cải thiện.
3.5.3. Kết quả sau khi thấm
Chi tiết sau khi thấm nitơ plasma có lớp phủ ngoài cứng, độ cứng trên bề mặt chi tiết giảm dần theo chiều sâu đến lõi.Sự thay đổi cơ tính đấy được thể hiện như hình minh họa sau.
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP THẤM NITƠ
4.1. Giới thiệu chung
4.4.1. Khái niệm
Thấm nitơ là phương pháp nhiệt luyện làm bão hoà (thấm và khuếch tán) nitơ vào bề mặt chi tiết ở một chiều sâu nhất định. Thấm nitơ là nguyên công cuối cùng nhằm mục đích chủ yếu là:
- Làm tăng độ cứng, tính chống mài mòn.
- Tăng độ bền mỏi.
- Tăng khả năng chống ăn mòn trong các môi trường không khí, hơi, nước ...
4.1.2. Phân loại
- Theo điều kiện nung nóng và giữu nhiệt độ có:
+ Thấm nitơ đẳng nhiệt: Quá trình thấm chỉ giữ nhiệt ở một nhiệt độ thích hợp nhằm đạt được kết quả tốt (độ cứng cao và không có phá giòn).
+ Thấm nitơ nhiều cấp: Quá trình tiến hành ở nhiều nhiệt độ. Thấm nitơ nhiều cấp có tác dụng nâng cao hiệu quả của quá trình thấm (tăng chiều sâu lớp thấm, giảm thời gian thấm).
4.2. Thấm nitơ thể khí thông thường
Quá trình thấm nitơ ở thể khí được tiến hành bằng cách nung nóng chi tiết trong dòng khí amoniắc (NH3) ở nhiệt độ 480 ÷ 6500C là nhiệt độ tại đó nó bị phân huỷ mạnh nhất. Bề mặt chi tiết được bão hoà bằng nitơ nguyên tử tách ra từ amôniăc theo phản ứng:
2NH3 → 3H2 + 2N
Nitơ nguyên tử có hoạt tính cao bị hấp thụ và khuếch tán vào bề mặt thép.
Lượng nitơ hoạt tính hấp thụ trên bề mặt kim loại phụ thuộc vào độ phân giải NH3. Độ phân giải NH3 phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và lượng NH3 đưa vào lò.
4.4. Thấm nitơ ion plasma
Thấm nitơ plasma hay thấm nitơ ion là công nghệ nhiệt luyện tiên tiến nhất. Quá trình thấm được thực hiện trong lò chân không ở áp suất thấp với hỗn hợp các khí H2, N2, CH4 và Ar. Dưới điện thế cao các khí bị ion hoá tạo dòng plasma. Ion nitơ được gia tốc trong quá trình plasma và va chạm với mẫu vật. Quá trình bắn phá ion này làm nung nóng, làm sạch và tạo một lớp cứng chống mài mòn tốt, tăng giới hạn bền mỏi.
4.5. So sánh ưu nhược điểm của công nghệ thấm nitơ plasma so với các phương pháp thấm nitơ thông thường
So với thấm nitơ trong lò muối và thấm nitơ thể khí thông thường thì thấm nitơ plasma có những ưu điểm sau:
- Chất lượng bề mặt tốt hơn, khả năng chống mài mòn tốt hơn, không bị giòn, xấu, nứt gãy do đó không phải mài bỏ hay làm sạch lớp trắng giòn như trong các phương pháp thấm nitơ thông thường
-Thấm được những chi tiết có hình dáng phức tạp mà các phương pháp thấm nitơ cũ không thể thấm được một cách đồng đều.
- Khí sử dụng trong quá trình là N2, H2 do đó ít ảnh hưởng đến chất lượng của bề mặt cuối cùng. Thấm nitơ trong lò muối và thể khí thông thường sử dụng NH3 và phốt phát làm bề mặt bị gồ ghề, nhám.
4.6. Các thông số trong quá trình thấm nitơ ion plasma
Các tính chất của lớp bề mặt (độ cứng, độ nhám, độ sạch), chiều sâu lớp thấm, tính chất lớp thấm, độ cứng tế vi của vật liệu… chịu ảnh hưởng của các thông số đầu vào như điện áp - mật độ dòng, thời gian thấm, nhiệt độ thấm, thành phần hỗn hợp khí và áp suất khí. Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số và từ đó chọn được chế độ thấm thích hợp.
4.7. Kết luận chương
Ở phần chường này em đã tìm hiểu và giải quyết được các nội dung như sau:
- Tìm hiểu được một số phương pháp thấm nitơ: Nitơ thể khí, thể lỏng Nitarid, thể ion plasma.
+ Quá trình thấm nitơ ở thể khí được tiến hành bằng cách nung nóng chi tiết trong dòng khí amoniắc (NH3) ở nhiệt độ 480 ÷ 650oC là nhiệt độ tại đó nó bị phân huỷ mạnh nhất.
+ Nitarid là công nghệ xử lý bề mặt trên cơ sở hoá nhiệt luyện ở nhiệt độ thấp, nhằm bão hoà bề mặt sắt thép bằng nguyên tố nitơ trong môi trường nóng chảy.
-Trong thấm nitơ thể ion plasma đã tìm hiểu được quá trình thấm nitơ plasma, định nghĩa về xung plasma, tìm hiểu về quá trình eltropuls.
CHƯƠNG 5. QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN CÁC CHI TIẾT TRONG Ô TÔ
5.1. Quy trình nhiệt luyện dây đai truyền lực
5.1.1. Các công đoạn nhiệt luyện
Sơ đồ khối khái quát các công đoạn nhiệt luyện dây đai truyền lực được thể hiện như hình.
5.1.2. Quy trình nhiệt luyện chi tiết phiến thép
5.1.2.1. Ủ phiến thép ở nhiệt độ 820oC
Phiến thép thép sau khi dậpvà xử lí bavia cần được phun rửa trước quá trình ủ.
- Chu vi: 300 mm.
- Cao: h = 126 mm.
- Bề dày phiến thép: 0.3 mm.
- Bán kính vòng ôm: r1 = 72 mm.
-Bán kính các cạnh: r2 = 4 mm.
Số lượng phiến thép 1 mẻ: n = 150 phiến thép
Trọng lượng cả mẻ: G = 30 kg
Diện tích xung quanh 1 phiến thép: Fct = 140000 mm2 = 0.14 m
Diện tích xung quanh cả mẻ nung: F = 0.14 x 150 = 21m2
5.1.2.2. Gia công cơ khí
- Khoan 2 lỗ trên phiến thép.
Ở nguyên công này, ta tiến hành gá các chi tiết trồng lên nhau và định vị trên bàn từ để tiến hành khoan 2 lỗ của các phiến thép. Ta có thể trồng từ 5 đến 10 phiến thép trên một lần khoan.
- Phay contour các mặt xung quanh.
Ở nguyên công này ta tiến hành gá các phiến thép trồng lên nhau như nguyên công 1. Định vị trên bàn máy có từ tính kết hợp với 2 lỗ đã gia công. Sau đó ta tiến hành phay contour theo biên dạng của chi tiết để đạt kích thước yêu cầu và ta có phiến thép cần đạt như hình sau.
5.1.3. Quy trình nhiệt luyện chi tiết vòng thép
5.1.3.1. Ủ vòng ở nhiệt độ 820oC
Sau khi ta cắt vòng, kéo dãn vòngthép thì ta có có hình dạng và kích thước như sau:
- Chu vi: 700 mm.
- Cao: 12.5 mm.
- Bề dày ống: 0.18 mm.
Do quá trình ủ vòng mỏng rất nhanh, nên nhiệm vụ chính của lò này là làm đồng đều thành phần tổ chức của chi tiết vòng ở cạnh biên (sau quá trình cắt và mài vòng).
5.1.3.2.Gia công cơ khí (tinh chỉnh vòng)
Các thép vòng trên được đưa đi tinh chỉnh kĩ càng, vì sau quá trình này các thép vòng không có sự thay đổi về kích thước, hình dạng hay khối lượng nữa.
Các vòng được mang đi kéo cho gần bằng với kích thước của chi tiết cuối cùng. Cũng kéo như qua trình trên nhưng lần này vòng được tinh chỉnh kĩ càng hơn vì ở giai đoạn này vòng mềm dễ kéo. Mỗi lần kéo 1 lượt 12 vòng xếp chồng lên nhau trên băng tải.
Mỗi vòng có hình dạng như nhau nhưng độ giản hơn nhau vài chục angtrong, to dần từ trên xuống. Cuối cùng ta có thép vòng cấn đạt như hình sau.
5.1.3.3.Hóa gìa vòng ở 480oC
Thép vòng có kích thước cơ bản sau:
-Chu vi: 700 mm.
-Bề dày môi vòng: 0.18 mm.
5.1.3.4.Oxi hóa thép vòng
Các thép vòng sau khi hóa già được chuyểntrên băng tải qua1 lò đốt nóng ngoài trời, nhiệt độ khoảng 450oC, nhiệm vụ giai đoạn này là oxi hóa bề mặt vòng làm cầu nối cho quá trình thấm nitơ plasma sau này được thuận lợi. Qúa trình này được thể hiện qua sơ đồ sau.
5.3. Quy trình nhiệt luyện piston
Bản vẽ chung chi tiết piston nhiệt luyên được thể hiện như hình sau.
5.3.1. Các công đoạn nhiệt luyện
Sơ đồ khối khái quát các công đoạn nhiệt luyện piston được thể hiện như hình.
5.3.2. Quy trình nhiệt luyện chi tiết các bước
5.3.2.1. Tôi
Piston được chọn để tôi là piston Mazda B2500 2.5L SOHC 8V L4. Các thống số cơ bản của piston được thể hiện như bảng sau.
5.3.2.2. Hóa già
Nhìn chung, nhiệt độ hóa già càng cao thì độ bền hợp kim càng thấp. Còn ảnh hưởng của thời gian hóa già như sau: ban đầu độ cứng, độ bền của hợp kim ngày càng tăng đến một đỉnh điểm thì độ cứng và độ bền lại giảm xuống. Tùy vào mục đích của hợp kim mà người ta xây dựng chế độ nhiệt luyện hợp lý.
CHƯƠNG 6: LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT HÀNG NĂM CHO XƯỞNG
Trong chương này sẽ trình bày các số liệu về tổng sản lượng phân xưởng và chương trình sản xuất trong năm của phân xưởng
Yêu cầu đặt ra là mỗi năm nhiệt luyện:
- Đối với chi tiết dây đai truyền lực: 100000 bộ dây đai. Do đó ta tính được sản lượng phải sản xuất là: 100000 x 2 = 200000 dây.
- Đối với chi tiết bánh răng: 100000 chi tiết.
- Đối với chi tiết piston: 100000 chi tiết.
- Đối với chi tiết xéc măng: 100000 chi tiết.
Trong phân xưởng, việc đáp ứng yêu cầu sản lượng đặt ra phải tính đến chi tiết dự trữ. Chi tiết dự trữ để cho trường hợp bị hư hỏng, và được tính bằng 5% số sản lượng yêu cầu.
6.1. Số liệu ban đầu cho bảng thiết kế
6.1.1. Đặc tính của các chi tiết
Đặc tính của các chi tiết cần nhiệt luyện trong phân xưởng được thể hiện như bảng sau.
6.1.2. Kế hoạch sản xuất hàng năm
Kế hoạch sản xuất giữ vai trò rất quan trọng vì cả nhà máy, công ty sẽ phải vận hành theo kế hoạch sản xuất được lập. Hiểu được ý nghĩa của kế hoạch sản xuất, phương pháp lập và quản lý kế hoạch sản xuất hiệu quả sẽ giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu quả sản xuất của mình từ đó tăng cao lợi nhuận.
6.2. Lập quy trình sản xuất
Quy trình sản xuất là một quá trình hoàn chỉnh trong đó kết quả là tạo ra sản phẩm cần thiết để bán ra trên thị trường. Ta có quy trình sản xuất trong phân xưởng được thể hiện như bảng sau.
6.3. Tính toán sản lượng thực tế
Ta có thể xác định được thời thực tế qua năm như sau:
- Thời gian làm việc của thiết bị là thứ hai đến thứ bảy.
- Mỗi năm có 52 ngày chủ nhật, 12 ngày nghĩ lễ + tết.
- Mỗi ngày làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ.
- Số ngày làm việc : 365 - 52 - 12 =301 ngày
6.4. Tính toán lựa chọn thiết bị
Chọn và tính toán thiết bị là một khâu quan trọng trong thiết kế phân xưởng nhiệt luyện. Thiết bị chọn hợp lý mới đảm bảo chính xác quy trình nhiệt luyện, chất lượng sản phẩm tốt, năng suất cao, giá thành hạ. Chọn thiết bị phụ thuộc vào các yếu tố:
- Đặc tính sản suất: Sản xuất đơn chiếc, từng loạt hay hàng loạt.
- Đặc điểm của quá trình công nghệ: Thiết bị chính và thiết bị phụ
CHƯƠNG 7. TRANG THIẾT BỊ TRONG XƯỞNG NHIỆT LUYỆN
Phần này chủ yếu nêu những thiết bị có thể dùng trong xưởng sao cho phù hợp, không có dư thừa, lãng phí, đồng thời đảm bảo được sản lượng yêu cầu. Các thiết bị chọn phải đạt chất lượng sản phẩm cao, giá thành hạ, an toàn lao động tốt. Những thiết bị chính phải phù hợp với qui trình công nghệ đã nêu, đồng thời chọn dữ trữ các thiết bị hiện đại khác phù hợp với sản lượng đã cho.
7.1. Các thiết bị chính của xưởng
Các thiết bị chính của xưởng nhiệt luyện được khái quát qua sơ đồ khối sau.
6.1.1. Lò buồng điện trở
Lò buồng điện trở được dùng rất phổ biến trong phân xưởng nhiệt luyện của các nhà máy cơ khí, nó có thể dùng nhiệt luyện các chi tiết lớn, nhỏ, trung bình, sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt.
6.1.2. Lò giếng điện trở
Lò giếng điện trở là loạilò cũng được dùng nhiều trong phân xưởng nhiệt luyện, nhất là các thiết bị ram thường được chế tạo theo loại này. Có thể dùng lò giếng để ủ, tôi, ram…Chiều sâu buồng làm việc thường lớn hơn đường kính một vài lần. Các lò giếng cỡ nhỏ và vừa dùng để ủ và ram các chi tiết nhỏ thì chiều sâu và đường kính lò xấp xỉ nhau.
6.1.3. Các máy liên hợp tự động
Khi thiết kế các máy liên hợp tự động hoặc các dây chuyền sản xuất cần phải chú ý tới việc cơ khí hóa và tự động hóa các khâu sản xuất sau:
- Các bộ phận dẫn tới chi tiết lò, chất và dỡ các chi tiết từ lò ra và vào lò, thùng rữa, thùng tôi và các bộ phận liên quan tới quy trình công nghệ khác (tủ sấy, máy làm nguội, máy đo độ cứng bằng từ tính và bằng ostenit dư, máy làm nguội, cần nâng, máy đóng bao gói…)
- Di chuyển các vật liệu, nhiên liệu và các chất lỏng dùng cho khi tôi, thùng thấm cacbon và các thiết bị phụ tùng, gá lắp khác.
7.2. Các thiết bị phụcho phân xưởng
Các thiết bị phụ của xưởng nhiệt luyện được khái quát qua sơ đồ khối sau.
7.2.1. Thiết bị nắn chi tiết
Trong thực tế sản xuất sử dụng nhiều loại dụng cụ và thiết bị nắn sản phẩm. Đối với chi tiết nhỏ, mỏng, có hình dáng phức tạp thường nắn máy bằng tay (sản xuất đơn chiếc), còn trong sản xuất hàng loạt người ta thường nắn bằng máy như: máy ép kiểu visme hay máy ép thủy lực…
7.2.3. Bể ram
Bể ram là loại thiết bị rất đơn giản và được sử dụng rộng rãi. Nó gồm một thùng chứa dầu và bộ phận cấp nhiệt. Thường làm bằng tole có dạng vuông, tròn, chữ nhật. Khi cần ram chi thiết lớn hay số lượng nhiều thì thùng dầu có dạng như bể chứa nước (gọi là bể chứa dầu).
7.2.5. Thiết bị đo độ cứng
Trong các loại máy đo độ cứng thì máy đo độ cứng Rocoen loại xách tay thường được dùng nhiều trong sản xuất.
Máy hoạt động như sau: Quay mặt số của đồng hồ đưa về điểm quy ước, kẹp chi tiết giữa vật ấn (chóp kim cương hoặc bi) và tấm đặt bằng cách xoay vô lăng tới kim đồng hồ chỉ tải trọng trước (vật thứ nhất của phía phải của điểm qui ước). Vặn thang đo về 0, tiếp tục xoay vô lăng tạo lực kiểm tra bởi sức căng của khung lực. Sau đó xoay ngược bánh xe lại tới khi kim đồng hồ chỉ tải trọng trước và đọc thang đo trị số HRC, HRB…
CHƯƠNG 8. QUY HOẠCH MẶT BẰNG
8.1. Yêu cầu chung
8.1.1. Địa điểm xây dựng xưởng
Chọn theo quy hoạch chung của khu công nghiệp hay của nhà máy. Trong khả năng có thể được, chọn vị trí xây dựng nhà xưởng ở nơi có nền đất cao, dễ thoát nước, cấu trúc nền đất thuận lợi để đơn giản hơn cho việc bảo quản thiết bị, nguyên vật liệu, chi tiết và xây dựng sau này.
8.2. Bố trí mặt bằng
Mặt bằng xưởng nhiệt luyện được bố trí trên nguyên tắc: Đường vận chuyển của các chi tiết nhiệt luyện từ khi nhập xưởng đến khi xuất xưởng phải đơn giản nhất trong số các dạng có thể và đảm bảo các quy định về diện tích cho thiết bị và diện tích phô vô sản xuất.
8.3. Diện tích bố trí thiết bị
8.3.1. Xác định diện tích và lập quy hoạch mặt bằng phân xường nhiệt luyện
Diện tích bố trí thiết bị trong phân xưởng có thể được xác định như sau:
Diện tích toàn xưởng = Diện tích bố trí thiết bị + Diện tích phô.
Tổng diện tích bố trí thiết bị = 791 m2
Diện tích phô SSp cần cho sản xuất là đường đi, diện tích văn phòng, diện tích kho chứa
SSp = 50%SStb = 0.5 x 791 = 396 m2
Diện tích toàn xưởng là SSx = SStb + SSp = 791 + 396 = 1187m2
.3.2. Chọn kết cấu nhà xưởng
Phân xưởng nhiệt luyện thường chọn kiểu nhà công nghiệp một tầng có một hoặc nhiều nhịp, các kích thước cơ bản về nhịp, chiều dài, chiều rộng, chiều cao khi thiết kế có thể tra theo bảng tiêu chuẩn. Nhà xưởng được thiết kế rất rộng nên ta chi theo khu vực quản lý tạo lối thoát nước riêng cho từng khu vực, tạo các cửa sổ và các cửa chính rộng thoáng để tận dụng ánh sang và gió tự nhiên từ ngoài đưa vào.
8.4. Tính số công nhân
Số công nhân làm việc trong phân xưởng làm việc tự động hóa với các băng chuyền liên tục. Do tự động hóa phương thức sản xuất, nên số lượng công nhân được giảm rất nhiều, xưởng làm việc 3 ca mỗi ca 8h.
Trình độ đại học: 60 người
Trình độ công nhân khoảng : 600.
Mỗi ca gồm khoảng 20 người trình độ đại học và 200 công nhân thao tác và vận hành máy.
CHƯƠNG 9. AN TOÀN LAO ĐỘNG TRONG XƯỞNG NHIỆT LUYỆN
9.1. Khái quát về an toàn lao động
An toàn lao động trong công nghiệp nói chung và trong phân xưởng nhiệt luyện nói riêng nó có tầm quan trọng rất lớn và đó là:
- Đảm bảo sức khỏe cho người lao động.
- Nâng cao năng suất lao động dẫn đến tăng hiệu quả kinh tế, giá thành sản phẩm hạ, chất lượng sản phẩm đảm bảo.
9.1.1. Khả năng làm việc và sự mệt mỏi của người lao động
Người lao động nói chung và người công nhân trong phân xưởng nhiệt luyện nói riêng. Họ có khả năng làm việc rất đa dạng và chăm chỉ, cũng xuất phát từ vấn đề này mà trong quãng thời gian lao động của họ thường thấy:
- Mỗi người hít thở không khí trung bình 3l/ph
- Ở điều kiện lao động nặng nhọc phải 3-5l/ph (không khí sạch)
9.1.2. Biện pháp giải quyết khi có tai nạn xảy ra
Ngoài các biện pháp kỹ thuật xử lý, xưởng phải có văn bản tại chỗ kèm theo sự giám sát của công an khu vực. Dạng văn bản phải đầy đủ và có thể viết như sau:
1. Tên phân xưởng
2. Địa chỉ phân xưởng
3. Ngành
9. Thâm niên công tác
10. Đã học qua lớp an toàn lao động chưa? Khi nào?
11. Trường hợp xảy ra tai nạn xảy ra vào thời gian nào?
9.2. Chỉ tiêu xây dựng
Tiêu chuẩn tính toán kích thước các trang thiết bị sản xuất và các khu vực hành chính liên quan, khi tính toán phải đảm bảo an toàn tuyệt đối. Dưới đây là các chỉ tiêu ta cần tuân thủ khi tính toán và thiết kế về lĩnh vực xây dựng:
- Các tiêu chuẩn về kích thước mặt bằngbao gồm: Kích thước đường vận chuyển cho các loại xe, cửa ra vào, vị trí đứng thao tác công nhân, khoảng cách giữa các thiết bị, giữa các phân xưởng với nhau...
- Tiêu chuẩn thông số tối thiểu của an toàn như: tốc độ, áp suất, điện áp...
9.3. Biện pháp trang bị bảo hộ lao động cho công nhân
Bảo vệ cá nhân theo tùy điều kiện sản xuất mà trang bị thiết bị bảo hộ lao động: có thể là bảo vệ thân thể, đầu, tay, chân, hệ hô hấp, mắt, tai.
Để bảo vệ, phải có quần áo chuyên dùng không ảnh hưởng đến tác động bên ngoài như cơ khí, hóa chất, nguồn nhiệt... Vải may áo quần tùy thuộc từng khu vực mà có loại đặc thù.
9.5. Tập trung sản xuất song hành với ý thức bảo vệ môi trường
Trong quá trình sản xuất, lượng chất thải rắn, lỏng, khí thải ra môi trường là rất lớn, đặc biệt là với xưởng nhiệt luyện. Chính vì vậy khi tiến hành sản xuất trong phân xưởng nhiệt luyện ta cần phải tuân thủ theo các điều khoản và yêu cầu cần thiết của tổ chức môi trường đưa ra. Nhằm lượng chất thải từ trong nhà máy thải ra môi trường là ít nhất.
KẾT LUẬN
1. Những vấn đề đạt được
- Đã nghiên cứu ứng dụng công nghệ thấm Nitơ plasma vào việc nâng cao chất lượng bề mặt một số vật liệu dụng trong nghành chế tạo máy, công nghệ ô tô… mở rộng khả năng công nghệ thấm Nitơ plasma trong nước.
- Đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ như: Vật liệu, nhiệt độ thấm và thời gian thấm đến chất lượng thấm Nitơ.
- Đã thực hiện thấm nitơ plasma trên thép đã được nhiệt luyện sơ bộ, xây dựng quy trình công nghệ thấm Nitơplasma với vật liệu đã chọn.
- Đã lập được quy trình sản xuất hàng năm, trang thiết bị công nghệ, cũng như việc quy hoạch mặt bằng và an toàn lao động trong phân xưởng nhiệt luyện.
2. Đề xuất hướng phát triển
- Do hạn chế về thời gian nên chưa thực nghiệm được trên nhiều loại vật liệu khác nhau do vậy cần tiếp tục được nghiên cứu công nghệ thấm Nitơ plasma cho nhiều loại vật liệu và sản phẩm khác nhau, từ đó xây dựng được bộ quy trình thấm cho từng loại vật liệu cụthể.
- Đây là công nghệ hoàn toàn mới ở Việt Nam, do vậy cần được tạo điều kiện để có thể ứng dụng rộng rãi trên thịtrường.
- Cần xây dựng các xưởng nhiệt luyện với trang thiết bị công nghệ hiện đại tiếp thu từ các nước trên thế giới để đưa công nghệ nhiệt luyên thấm Nitơ plasma vào công nghệ chế tạo vật liệu tại nước ta rộng rãi hơn. Có thể xây dựng các mô hình đào tạo trong các trường đại học, cao đăng và trung học trên cả nước.
- Cần phải xây dựng được quy trình an toàn lao động sản xuất và vệ sinh môi trường đối các phân xưởng nhiệt luyện.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất (2000), Công nghệ nhiệt luyện.
NXB Giáo dục, HàNội.
[2]. Nguyễn Phú Ấp (1994), Côngng hệ hóa nhiệt luyện trong chế tạo máy.
NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[3]. Nghiêm Hùng (1979), Vật liệu học cơ sở.
Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[4]. Nghiêm Hùng (1979), Kim loại học và nhiệt luyện.
Nxb Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà nội.
[5]. A. A. Smưcôv (1973), Sách tra cứu về nhiệt luyện.
NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ LUẬN VĂN"