Khóa luận Các phương pháp phục hồi và làm bền chi tiết máy

CHƯƠNG 6CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỤC HỒI VÀ LÀM BỀN CHI TIẾT MÁY Bài 6.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỤC HỒI CHI TIÊT MÁY 1.Khái niệm Phục hồi: Phục hồi có nghĩa là khôi phục lại kích thước, hình dáng ban đầu của chi tiết máy hoặc khôi phục một số tính chất cơ lý của chi tiết mà sau một thời gian hoạt động nó bị thay đổi hoặc bị mất khả năng làm việc. Ví dụ: Hàn các chi tiết bị gãy. Nếu nó thiếu kích thước thì ta hàn đắp, phun kim loại, mạ…. 2.Hàn kim loại Hàn kim loại được áp dụng rộng rãi khi sửa chữa tàu. Mối hàn được hình thành do kim loại hàn và que hàn nóng chảy hòa vào nhau. Người ta dùng phương pháp hàn để hàn các vết nứt, gãy, vỡ của các chi tiết bằng kim loại như nắp xylanh, nồi hơi, vỏ tàu….hoặc hàn đắp để phục hồi kích thước chi tiết của các thiết bị mài mòn, ăn mòn như vỏ tàu, cánh bơm, chân vịt… Phân loại Phân loại theo cách thức thực hiện Hàn chắp: dùng phương pháp hàn để hàn các vết nứt, gãy, vỡ của các chi tiết bằng kim loại như nắp xylanh, nồi hơi, vỏ tàu…. Hàn đắp: hàn đắp để phục hồi kích thước chi tiết của các thiết bị mài mòn, ăn mòn như vỏ tàu, cánh bơm, chân vịt… Phân loại theo nguồn năng lượng hàn Hàn điện (hồ quang): Là quá trình phóng điện giữa hai điện cực làm chảy kim loại gốc, kim loại hàn để cho chúng liên kết lại. Mối hàn tốt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như kim loại que hàn, kích thước que hàn, cường độ dòng điện hàn Hàn hơi (hàn axetilen) : Là quá trình hàn dưới ngọn lửa gió đá (oxi+axetilen), thường dùng để hàn đồng thau, đồng đỏ Quy trình công nghệ phục hồi chi tiết bằng phương pháp hàn bao gồm các công việc: Chuẩn bị chi tiết hàn Tiến hành hàn Nhiệt luyện và gia công cơ khí Kiểm tra Quá trình chuẩn bị chi tiết hàn quyết định phần lớn chất lượng hàn. Để làm khô sạch bề mặt có thể bằng cách nung nóng, dùng bàn chải thép, ghẻ lau để vệ sinh các muội than, cặn bẩn Trong quá trình hàn, các chi tiết xuất hiện ứng suất và biến dạng lớn. Do đó để khắc phục người ta thường đốt nóng sơ bộ trước chi tiết, lựa chọn hợp lý thứ tự các đường hàn. 2.Hàn kim loại Khi hàn vá các vết nứt công nghệ hàn như sau: trước tiên xác định chiều dài vết rạn nứt, ở hai đầu mút vết rạn nứt khoan lỗ  = 6  8mm để vết nứt không lan ra nữa và tiếp đến đục rãnh theo vết nứt. Rãnh đục theo dạng chữ V, chữ X hình chén tuỳ thuộc theo chiều dày kim loại và độ sâu vết nứt. Góc vát của rãnh cũng phụ thuộc chiều sâu vét nứt và chiều dày tấm kim loại. Thép hàn khi nguội tạo oxit làm rỗ mối hàn. Để khắc phục, người ta tiến hành hàn nhiều lớp, hết mỗi lớp phải gõ lớp oxit đi. 3.Phun Kim loại Phun kim loại được sử dụng để phục hồi các kích thước của chi tiết bị mòn và nâng cao khả năng làm việc của chúng. Thực chất của phương pháp này là phun kim loại nóng chảy (thép, đồng thau, đồng thanh, nhôm) lên chi tiết. Các giọt kim loại bay ra từ các thiết bị phun (súng phun) với tốc độ 100 300 m/giây sẽ được bẹp (dát mỏng) khi va đập vào chi tiết, làm đầy những chỗ không bằng phẳng của bề mặt và bảo đảm sự liên kết cơ học của lớp kim loại phun với kim loại gốc. Chiều dày lớp kim loại phun có thể đạt từ 5 10mm. 3.Phun Kim loại Quá trình công nghệ phun kim loại gồm có: Chuẩn bị chi tiết Làm nóng chảy dây kim loại Tạo lớp phun, gia công chi tiết sau khi phun Kiểm tra chất lượng. Chuẩn bị bề mặt để bảo đảm sự liên kết của lớp phun với kim loại gốc, bảo đảm có độ dính bám tốt. Muốn vậy bề mặt chi tiết phải tạo có độ nhám, điều này thực hiện được bằng cách xử lý phun cát, bằng hạt vụn kim loại, bằng cách cắt thô, lăn chéo. Đặc biệt, sự liên kết của lớp phun với kim loại gốc sẽ tốt hơn, nếu phủ một lớp mô líp đen, lúc này mối liên kết trở thành liên kết phân tử do ở trạng thái nóng chảy môlípđen làm khuyếch tán tốt tất cả kim loại. 3.Phun kim loại Tạo lớp phun: Các đầu của dây kim loại (là dây dẫn) xuất hiện cung hồ quang điện làm dây kim loại nóng chảy. Dưới tác dụng của không khí nén (áp lực 5 6KG/cm2) các phần tử kim loại nóng chảy được bắn vào bề mặt chi tiết cần phun. 1.Dây kim loại. 2. Cơ cấu chuyển dây 3. Dây cáp điện 4.Cơ cấu dẫn hướng 5. Tia kim loại phun 3.Phun kim loại Khi phun kim loại bằng hồ quang điện, sự ion hóa mạnh của không khí làm kim loại nóng chảy bị ô xi hóa mạnh bởi các ô xi nguyên tử, các phần tử kim loại được bao phủ bởi màng mỏng ô xít, làm giảm độ bền mối liên kết. Mặt khác do sự ô xy hóa mạnh nên sự cháy các thành phần hợp kim cũng tương đối lớn (thí dụ các bon đến 40% mangan và silic đến 50%). Vì vậy khi phun kim loại bằng phương pháp điện hồ quang, người ta sử dụng dây có lượng chứa các thành phần hợp kim cao. Ưu điểm của phương pháp phun kim loại: Năng suất cao (12 kg/giờ) Có khả năng phun bất kỳ kim loại nào Có thể thay đổi độ dày lớp phun trong giới hạn lớn Không tạo độ gợn sóng, gồ ghề của chi tiết. Do lớp phun có độ cứng cao nên khả năng chống mài mòn tốt, mặt khác trên bề mặt phun có các lỗ nhỏ vi mao nên có khả năng giữ dầu bôi trơn trên bề mặt. 3.Phun kim loại Nhược điểm: Độ bền liên kết với kim loại gốc thấp hơn so với các phương pháp khác Một số lớn (%) các thành phần hợp kim bị cháy khi dùng phương pháp điện hồ quang. Song độ bền mỏi của các chi tiết được phục hồi bằng phương pháp phun kim loại giảm xuống một cách đáng kể, nguyên nhân do có một số lớn kết cấu vi mao dẫn là nguồn gốc hình thành các vết rạn nứt do mỏi, quá trình chuẩn bị chi tiết cũng có ảnh hưởng đến độ bền mỏi. Phun kim loại bằng máy cao tần 1.Máy phát tự cảm 2. Tia kim loại 3.Dây kim loại 4.Cơ cấu chuyển 5. Ống nước làm mát vào, ra Phun kim loại bằng máy phun dùng acetylen và Oxy. 1.Dây kim loại 2. Rãnh cấp Acetylen 3. Rãnh cấp Ôxy 4. Cơ cấu chuyển 4.Mạ Mạ: là quá trình phủ lên bề mặt chi tiết máy một lớp mỏng và bắm chắc trong môi trường điện ly. Mục đích là tăng tính chống mòn, mài mòn, phục hồi lại kích thước ban đầu cho chi tiết. Trong sửa chữa tàu thủy sử dụng các phương pháp phục hồi chi tiết bằng mạ điện sau đây: mạ thép, mạ kẽm, mạ thiếc, crom, Niken Ví dụ: Séc măng trên cùng mạ crom Sơmi mạ Niken, Crom để tăng độ cứng, khả năng chịu mài mòn Kim phun, vòi phun, cặp piston-plunger , các ti van trượt bị mòn mạ cho khít lại 4.Mạ Quá trình công nghệ để mạ điện lên chi tiết gồm có: Chuẩn bị bề mặt, Cách li các bề mặt không cần mạ, Phủ lớp mạ bằng điện phân, Rửa trung hòa làm sạch và đôi khi đánh bóng bề mặt. 4.Mạ Chuẩn bị bề mặt người tiến hành làm sạch bằng cát, mài nhẵn bóng. Người ta sử dụng phương pháp điện hóa để làm sạch bề mặt, lúc này chi tiết đóng vai trò anốt (dương cực) để tạo dương cực tan khi cho dòng điện đi qua. Dung dịch điện phân có thể sử dụng là axit sunfuaric (H­2SO4) 15% hoặc anhydrit crômic CrO3. Mật độ dòng điện ở anốt (ở cực dương) từ 30 50 A/dm2, nhiệt độ từ 20 400C. Thời gian xử lý bề mặt từ 1 2 phút. Việc tẩy rửa chi tiết cũng có thể áp dụng phương pháp hóa học với dung dịch axit clohydric HCl 10% hoặc axit sunfuaric H2SO4 20 40% trong thời gian 20 30 phút 4.Mạ Quy trình mạ Trong bể chứa dung dịch điện phân người ta treo chi tiết và kim loại mạ ngập trong dung dịch điện phân Khi cấp nguồn một chiều vào, kim loại mạ sẽ được giải phóng và bám lên bề mặt chi tiết mạ Mối liên kết giữa kim loại gốc và kim loại mạ là mối liên kết ion Rửa, trung hòa, làm sạch: Sau khi kết thúc quá trình mạ tiến hành Rửa chi tiết bằng nước Trung hòa dung dịch Kiềm Rửa lại bằng nước Thổi khô bằng không khí nén 4.Mạ Phân loại Mạ Điện: 1. Mạ thép: - Đó là kết quả của sự kết tủa sắt vào chi tiết trong quá trình điện phân các muối của sắt (muối clorat và muối sun phát của sắt). Ví dụ chất điện phân clorat (FeCL2). Lúc này thép các bon thấp được dùng làm dương cực (anốt). 2. Mạ crôm: Crôm điện phân có độ cứng lớn (đến HB 1100), hệ số ma sát thấp và tính chống ăn mòn, chống rỉ cao vì vậy, mạ crôm được sử dụng để phục hồi các chi tiết quan trọng có độ mòn nhỏ để nhằm nâng cao độ chống mòn - rỉ, trang trí. Quá trình mạ crôm được thực hiện từ dung dịch điện phân anhidrit crôm (150 250g CrO3 trong 1 lít nước của axít crômic mạnh) sự điện phân được thực hiện với các dương cực chì không hòa tan. 3. Mạ niken: Mạ niken được dùng để tạo lớp phủ chống ăn mòn, gỉ và để trang trí, chất điện ly thường dùng để mạ niken là:Sun phát niken ngậm nước (NiSO4.7H2O) Chất điện phân niken rất nhạy cảm đối với các tạp chất kim loại và nồng độ pH. Nếu trong chất điện phân có lẫn sắt, đồng kẽm hoặc chì thì lớp mạ sẽ kém chất lượng, có thể bị tróc nứt 4. Mạ kẽm: Kẽm có điện thế âm rất cao nên có tác dụng bảo vệ cho kim loại gốc khỏi bị ăn mòn điện hóa, lớp kẽm bị ăn mòn trước, kim loại gốc được bảo vệ. Lớp mạ càng dày thời gian phục vụ của chi tiết càng dài. Mạ kẽm cũng có thể thực hiện bằng phương pháp nóng: nhúng chi tiết đã được chuẩn bị trước vào kẽm nóng chảy. Phương pháp này tiêu hao lượng kẽm lớn và lớp mạ không bằng phẳng. 5. Tráng thiếc: Tráng thiếc nhằm mục đích bảo vệ chi tiết hoạt động trong môi trường điện hóa khỏi bị ăn mòn, cũng như khi tráng babít cho các ổ đỡ người ta tiến hành tráng trước 1 lớp thiếc. Tráng thiếc có thể thực hiện bằng phương pháp nóng hay phương pháp mạ điện phân. Mạ điện phân tốt hơn vì nó tiết kiệm được nguyên liệu, nhất là khi mạ những chi tiết phức tạp, Mặt khác lớp mạ không bị xốp. 4.Mạ Ưu điểm: Mạ được lớp kim loại rất mỏng Có thể mạ bất cứ kim loại nào (chỉ cần điều kiện kim loại mạ và kim loại cấu tạo nên chi tiết có vị trí phù hợp trong dãy điện hóa học) Tiết kiệm kim loại Lực liên kết giữa kim loại mạ và kim loại gốc là rất lớn do đây là mối liên kết ion. Nhược điểm: Trước lúc mạ cần xử lý bề mặt chi tiết thật chính xác vì sau khi mạ ít khi gia công lại Tốc độ mạ chậm Giá thành cao Việc tẩy rửa chi tiết cũng có thể áp dụng phương pháp hóa học với dung dịch axit clohydric HCl 10% hoặc axit sunfuaric H2SO4 20 40% trong thời gian 20 30 phút 5. Phục hồi các chi tiết bằng gia công biến dạng và biến dạng dẻo Khi bị quá tải cục bộ tĩnh lực và động lực, các chi tiết của các thiết bị sẽ bị biến dạng quá giới hạn cho phép. Các chi tiết hư hỏng như thế có thể được phục hồi sửa chữa bằng các phương pháp cơ học, nhiệt và cơ - nhiệt. Việc lựa chọn phương pháp sửa chữa phụ thuộc vào đại lượng biến dạng, kích thước chi tiết và tính chất vật lý của kim loại chi tiết. 5.1 Phục hồi các chi tiết bằng gia công biến dạng Sửa chữa bằng phương pháp cơ giới (uốn nguội): Chẳng hạn chi tiết trục có độ võng f0 được kiểm tra nhờ các dụng cụ, thiết bị đo, sẽ được uốn về phía ngược lại 1 lượng f1 nhờ thiết bị nén ép. Đại lượng f1 phải lớn hơn f0 vì rằng sau khi thôi các lực sẽ xuất hiện các lực biến dạng ngược lại do đàn hồi của trục. Tuy nhiên các phương pháp tính toán hiện tại để xác định đại lượng phải uốn f1­ là rất khó khăn và không chính xác. Vì vậy, quá trình nắn nên thực hiện nhiều lần để giảm dần độ võng của chi tiét. Sau khi sửa chữa uốn nguội cần phải ram chi tiết ở nhiệt độ cao đốt nóng đến nhiệt độ từ 600  6500C để khử các ứng suất do nắn gây ra. 5.1 Phục hồi các chi tiết bằng gia công biến dạng Phương pháp nắn nhiệt: Phương pháp này đốt nóng các thành phần giới hạn của chi tiết (của trục) từ phía lồi. Nhờ kết quả đốt nóng phần kim loại ở đó được giãn nở ra, nhưng sự tác động ngược lại (chống lại) của các phần nguội bên cạnh và nó bị nén đàn hồi. Ứng suất này gây ra những lực dọc trục có mômen ngược chiều với chiều cong của trục làm cho trục thẳng ra. Thực nghiệm cho thấy rằng hiệu quả của việc sửa chữa theo phương pháp này phụ thuộc vào mức độ cố định chặt các đầu trục; khi cố định cứng, độ cong được khắc phục nhanh hơn so với khi các đầu của trục để tự do (nhanh hơn 5  10 lần). Nhiệt độ tối ưu để đốt nóng đối với các chi tiết bằng thép là 750  8500C Phương pháp nhiệt - cơ học: Phương pháp này kết hợp của 2 phương pháp trên, được thực hiện bằng cách đốt nóng đều đặn chi tiết theo toàn bộ tiết diện bị biến dạng cùng với việc sửa chữa điều chỉnh tiếp theo do ngoại lực. 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng biến dạng dẻo Biến dạng dẻo: Biến dạng dẻo là sự phân bố lại kim loại cho phép bổ sung kim loại bị hao hụt ở các phần làm việc bị mòn của chi tiết. Sự biến dạng này được thực hiện bằng các phương pháp sau: bằng chồn, ép nén, nong, ấn lún, lăn khía nhám và bằng kéo dãn. 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng biến dạng dẻo Biến dạng dẻo: Chồn được thực hiện bằng ấn ép dẻo và được sử dụng để biến đổi kích thước của chi tiết trong mặt phẳng vuông góc với đường tác dụng của lực. Bằng phương pháp chồn có thể tăng đường kính ngoài của chi tiết hình trụ đặc hoặc rỗng, hoặc giảm đường kính trong của chi tiết rỗng 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng biến dạng dẻo Biến dạng dẻo: Việc nén ép (d) cho phép giảm đường kính trong và ngoài của các chi tiết hình trụ rỗng. Việc nong (e) cho phép tăng đường kính trong và ngoài. 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa Bản chất của phương pháp là gia công cơ khí, khắc phục tất cả các khuyết tật bề mặt của một chi tiết, cũng như phục hồi hình dạng chi tiết từ một cặp tiếp xúc. Ví dụ: Đường kính của chi tiết thứ nhất là xilanh, sau khi tiến hành tiện, đường kính sẽ được tăng đến một trong những kích thước sửa chữa cụ thể. Chi tiết thứ hai của mối liên hệ lắp ráp là piston. Trong trường hợp này được thay bằng piston sửa chữa được chế tạo theo kích thước sửa chữa tương ứng. Sự lựa chọn các kích thước sửa chữa được quyết định bởi các điều kiện sử dụng, cường độ mòn và đặc tính bền vững của chi tiết được gia công. 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa Nếu sau một thời gian giữa các lần sửa chữa, độ mòn của chi tiết trục (cổ trục) là iBmm. Lượng dư gia công là B, thì sau lần sửa chữa thứ nhất, đường kính cổ trục sẽ là: d1 = d0 - 2 (in + B) = d0 - r d0- đường kính ban đầu của cổ trục (mm) d1- đường kính cổ trục sau khi tiện lần thứ nhất (mm) r = 2(in + B) - Phạm vi sửa chữa 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa Đường kính cổ trục d1- được gọi là kích thước sửa chữa lần thứ nhất của chi tiết đã cho. Như vậy, tương ứng đối với bạc phải có đường kính nhỏ hơn một lượng r (điều này đạt được bằng cách thay thế bạc đỡ hay đúc lại bạc 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa Khi sửa chữa lần thứ hai, đường kính cổ trục được xác định theo công thức: d2 = d1 - r = d0 - 2r Trong đó: d2- Kích thước sửa chữa lần thứ 2 của trục (mm). Trục có thể được tiện đến một đường kính nào đó dK, đường kính này xác định theo các điều kiện độ bền. Khi đó số lần sửa chữa n lớn nhất (n = nmax - số lần chi tiết có thể được thực hiện sửa chữa trong thời gian sử dụng) sẽ là: Phương pháp phục hồi các chi tiết, bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa (còn gọi là phương pháp tiêu chuẩn) được áp dụng khi sửa chữa động cơ đốt trong, các máy phụ, các thiết bị khác,... 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa Khi sửa chữa lần thứ hai, đường kính cổ trục được xác định theo công thức: d2 = d1 - r = d0 - 2r Trong đó: d2- Kích thước sửa chữa lần thứ 2 của trục (mm). Trục có thể được tiện đến một đường kính nào đó dK, đường kính này xác định theo các điều kiện độ bền. Khi đó số lần sửa chữa n lớn nhất (n = nmax - số lần chi tiết có thể được thực hiện sửa chữa trong thời gian sử dụng) sẽ là: 5.2 Phục hồi các chi tiết bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa Phương pháp phục hồi các chi tiết, bằng cách chuyển sang kích thước sửa chữa (còn gọi là phương pháp tiêu chuẩn) được áp dụng khi sửa chữa động cơ đốt trong, các máy phụ, các thiết bị khác,... BÀI 7.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM BỀN CHI TIÊT MÁY 1.Khái niệm Làm bền: Là quá trình làm tăng khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn của chi tiết. Có thể áp dụng cho chế tạo mới hoặc sau khi gia công, sửa chữa Ví dụ: tôi, mạ, thấm…. 2.Gia công nhiệt hóa học (Thấm): Được thực hiện dựa trên hiện tượng nếu ta thay đổi thành phần hóa học của kim loại sẽ làm thay đổi tính chất của nó. Người ta có thể dùng các chất như N, C, S để thấm vào kim loại bề mặt của chi tiết nhằm làm tăng khả năng chống mài mòn, ăn mòn, chịu tải, chịu nhiệt độ cao… của chi tiết. 2.Gia công nhiệt hóa học (Thấm): Thấm Cácbon: Là quá trình làm giàu cácbon trên bề mặt chi tiết nhằm tăng tính chống mài mòn, tăng độ bền cho bề mặt chi tiết. Phương pháp này thường được áp dụng cho các chi tiết như cam, cần đẩy supap, piston, bánh răng… Tuy nhiên phương pháp này có hạn chế là nếu hàm lượng cácbon quá nhiều sẽ gây giòn chi tiết, giảm tính dẻo. 2.Gia công nhiệt hóa học (Thấm): Phương pháp thấm Cácbon: Cho chi tiết vào môi trường của các hợp chất cácbon ở các trạng thái rắn lỏng khí (than củi, khí cacbon, CH4, hoặc muối cácbonat thể lỏng) Dưới tác dụng của nhiệt độ (850-950 độ C) hợp chất này phân hủy và các nguyên tử cácbon sẽ khuyếch tán vào bề mặt chi tiết với độ sâu 1-2mm và hàm lượng cacbon sẽ tăng từ 0,1-1%) Vì quá trình thấm tiến hành ở nhiệt độ cao nên sau khi thấm cácbon các chi tiết phải được tôi, ram lại để tránh các ứng suất xuất hiện bên trong chi tiết và làm tăng độ cứng cho chi tiết. 2.Gia công nhiệt hóa học (Thấm): Thấm Nitơ: Ứng dụng cho các chi tiết làm bằng thép. Thấm ở thể lỏng hoặc thể khí Quá trình thấm Nito ở thể khí: Môi trường là amoniac NH3 với nhiệt độ 520-650 độ C, thời gian từ 12-100 giờ. Chiều sâu lớp thấm đạt 0,1mm/h Phương pháp này có ưu điểm so với phương pháp thấm Cacbon như sau: Nhiệt độ thấm thấp nên sau khi thấm xong không cần tôi lại Độ cứng bề mặt cao, chống mài mòn tốt. 2.Gia công nhiệt hóa học (Thấm): Thấm hỗn hợp (C+N, S+N, C+N+S) Quá trình thấm được tiến hành bằng cách nung chi tiết trong môi trường rắn, lỏng, khí. Nhiệt độ thấm và thời gian thấm phụ thuộc vào loại thép, chiều sâu lớp thấm và hình dạng của chi tiết. Lưu ý: Điều khác nhau cơ bản giữa các phương pháp thấm, phương pháp mạ là các nguyên tử của chất thấm khuyếch tán vào lớp bề mặt của chi tiết. Vì vậy cấu trúc tinh thể trên bề mặt chi tiết không thay đổi, chỉ có hiện tượng xô lệch mạng tinh thể. Các nguyên tử thấm làm thay đổi tính chất cơ lý bề mặt chứ không làm thay đổi cơ tính bên trong chi tiết. 3. Phương pháp tôi bề mặt Áp dụng cho các chi tiết làm việc ở các phụ tải thay đổi, cần làm bền lớp bề mặt mà bên trong chi tiết vẫn giữ tính dẻo Ví dụ: Supap, Ắc piston, bulong biên, lò xo… Quy trình tôi: Nung nóng nhanh chi tiết bằng dòng cao tần hay bằng lửa axetilen Giữ nhiệt để hoàn thành quá trình chuyển biến pha Làm nguội nhanh bằng nước hoặc dầu nhơn Sau đó ram để khử ứng suất trong bể LO ở nhiệt độ 180-200 độ C 4. Phương pháp biến cứng bề mặt: Phương pháp này không làm thay đổi thành phần chi tiết. Ta tác động bằng các lực cơ học để mạng tinh thể ở bề mặt chi tiết sắp xếp lại mà không làm thay đổi hình dạng và kích thước của chi tiết Phun cát: gồm phun cát khô và phun cát ướt Dùng năng lượng dòng không khí nén phun các hạt cát với tốc độ lớn vào bề mặt kim loại. Khi va đập động năng lớn của hạt cát gây biến dạng lớp bề mặt. Mức độ và chiều sâu lớp bề mặt tùy thuộc vào tốc độ, áp lực khí nén. Phun kim loại: Về nguyên lý và mục đích tương tự phun cát, chỉ khác nhau hiệu quả phương pháp. 4. Phương pháp biến cứng bề mặt: Phương pháp này không làm thay đổi thành phần chi tiết. Ta tác động bằng các lực cơ học để mạng tinh thể ở bề mặt chi tiết sắp xếp lại mà không làm thay đổi hình dạng và kích thước của chi tiết Phun cát: Gồm phun cát khô và phun cát ướt Dùng năng lượng dòng không khí nén phun các hạt cát với tốc độ lớn vào bề mặt kim loại. Khi va đập động năng lớn của hạt cát gây biến dạng lớp bề mặt. Mức độ và chiều sâu lớp bề mặt tùy thuộc vào tốc độ, áp lực khí nén. 4. Phương pháp biến cứng bề mặt: Phun kim loại: Về nguyên lý và mục đích tương tự phun cát, chỉ khác nhau hiệu quả phương pháp. Lăn, ép: Dùng con lăn, trục ép bằng thép có độ cứng cao Gây biến dạng bề mặt cần hóa bền với lực ép nhất định. Ưu điểm: tạo nên bề mặt bền, cứng, có giới hạn mỏi cao Nhược: chỉ hóa bền các bề mặt đơn giản. 5. Phương pháp bảo vệ bề mặt Dùng các loại sơn như sơn chịu nhiệt, sơn chịu dầu, sơn chống gỉ để quét lên bề mặt kim loại cần bảo vệ Dùng Kẽm chống ăn mòn khi có các chi tiết hoạt động trong môi trường điện ly Với các cặp chi tiết chuyển động tương đối với nhau, tráng kẽm, thiếc, babit, hợp kim Pb-Cu...để chống ăn mòn. BÀI 7.3 SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT BẰNG GANG Phương pháp thanh giằng Hiện nay những chi tiết bằng gang hư hỏng được sửa chữa bằng cách hàn hoặc bằng các mối ghép đặc biệt - đó là thanh giằng. Hàn gang như đã trình bày ở phần trên. áp dụng phương pháp thanh giằng để sửa chữa một số chi tiết bằng gang là do việc hàn trong một số trường hợp rất khó thực hiện, giá thành hàn quá cao và đòi hỏi nhiều công sức. Thực chất của phương pháp lắp thanh giằng như sau: Theo chiều dọc của vết rạn nứt làm thành các ổ ngang có kích thước như là kích thước thanh giằng cách nhau một khoảng S (hình 1-43). Muốn thế người ta dùng khoan, khoan các lỗ có đường kính bằng đường kính phần lồi của thanh giằng với độ sâu nhỏ hơn chiều dày của chi tiết 4 10mm. Sau đó đặt các thanh giằng vào các ổ và tán dẹt ra. Kích thước thanh giằng phụ thuộc vào chiều sâu ổ. Số lượng thanh giằng và ổ phụ thuộc vào chiều dài vết rạn nứt. Vật liệu thanh giằng chọn theo điều kiện công tác của chi tiết. Đối với những chi tiết làm việc trong những điều kiện nhiệt độ áp lực cao và bị ăn mòn (nắp, sơmi xilanh, vỏ bơm, vỏ tua bin, vỏ máy,...) thanh giằng được chế tạo từ thép hợp kim. BÀI 7.4 SỬA CHỮA CÁC CHI TIẾT ĐÚC BẰNG HỢP KIM ĐỠ SÁT Hợp kim đỡ sát dùng trong các chi tiết máy tàu thủy thường là hợp kim babít và hợp kim đồng chì. Yêu cầu đối với các hợp kim đỡ sát dùng để rót các ổ đỡ và các mặt trượt, cần có những tính chất sau đây: Độ cứng đủ để đỡ, độ dẻo và độ bám tốt, có khả năng giữ được chất bôi trơn trên bề mặt, có hệ số ma sát nhỏ, nhiệt độ nóng chảy thấp, có tính dẫn nhiệt tốt, khả năng chống ăn mòn cao. Phụ thuộc vào mức độ hư hỏng của lớp kim loại ba bít để chọn phương án sửa chữa tráng lại ổ đỡ hay hàn đắp. Dùng điện cực than hàn đắp babít: Nếu trên lớp ba bít có hiện tượng bong tróc, nứt rỗ và có các khuyết tật khác chiếm không quá 25 30% bề mặt máng lót, thì được phép dùng điện cực than để hàn đắp sửa lại Khi sửa chữa, trước tiên ta xác định phạm vi khuyết tật. Nơi bị bong babít cần dũi đục cho tới tận kim loại gốc của máng lót. Các vết nứt, rỗ, lỗ hổng và các khuyết tật khác được dũa đục cho tới kim loại lành lặn, sau đó vệ sinh tẩy sạch dầu mỡ. Chỗ để hàn đắp cho ăn mòn bằng axit clohydric đặc rồi rửa nước và làm khô. Dùng điện cực than hàn đắp babít: Tiếp đến, chỗ đã được ăn mòn sẽ được tráng thiếc Dùng điện cực than đốt nóng chảy babit Á83 (đường kính que 6 10mm) để hàn đắp. Sau khi hàn, tiến hành gia công cơ, kiểm tra chất lượng hàn bằng cách quan sát bên ngoài và dùng phương pháp siêu âm,... Nếu trên lớp ba bít có hiện tượng bong tróc, nứt rỗ và có các khuyết tật khác chiếm hơn 25 30% bề mặt máng lót, thì ta phải tráng lại lớp Babit. Tráng babít: Ổ đỡ được tráng ba bít bằng phương pháp thủ công trên bệ hoặc trong đồ gá, bằng phương pháp li tâm hoặc bằng áp lực. Tráng bằng áp lực cho kết quả tốt nhất nên được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn, nhưng đòi hỏi phải có trang bị phức tạp. Chất lượng tráng thủ công kém hơn so với các phương pháp khác. Đồ gá để tráng bao gồm bộ đỡ 3, máng lót 2 đã ghép chặt với dưỡng 1, dưỡng này qui định chiều dày của lớp tráng. Kiểm tra chất lượng lớp Babit Các máng lót rót babít coi như đạt yêu cầu nếu chúng đảm bảo các chuẩn sau: - Màu sắc bề mặt babít bạc mờ. Nếu có màu vàng xanh hay xám sẫm là có hiện tượng quá nung khi rót,trường hợp này cần phải rót lại. - Không có lẫn tạp chất, kim loại những chỗ cong có cấu trúc hạt nhỏ,không có hiện tượng tạo lớp. - Trên mặt máng lót không được có những vết rỗ lớn, những chỗ thiếu ba bít. - Khi gõ tiếng nghe không bị rè, để đảm bảo mối liên kết giữa máng lót và babít + Gia công máng lót sau khi tráng lại. Sau khi kiểm tra chất lượng babít ta chuyển sang gia công cơ máng lót. Đầu tiên ta kiểm tra, gia công bề mặt ngăn cách phía trên của máng lót bằng cách gọt bớt những lớp babít dư thừa và rà bề mặt đó theo vết sơn trên bàn rà. Bề mặt ngăn cách phải song song với đường sinh của mặt lưng máng lót. Kiểm tra độ phẳng, độ tiếp xúc của chi tiết Việc kiểm tra được thực hiện bằng đồng hồ so dò trên bàn rà Độ không song song không được vượt quá 0,01mm trên 100mm chiều dài máng lót Tiến hành kiểm tra sơ bộ độ tiếp xúc giữa hợp kim ba bít với thân máng lót. Sau đó kiểm tra lại độ tiếp xúc lưng của máng lót và bệ đỡ theo các vết sơn và thước lá dày 0,05mm không được lọt sâu vào giữa máng lót và ổ đỡ phía mặt phân cách quá 5 10mm