Trường Đại Học Nha Trang
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
Đồ án MÔN HỌC
VẬT LIỆU KỸ THUẬT
TÊN SẢN PHẨM:
MŨI KHOAN BẰNG THÉP GIÓ
THÉP GIÓ
GVHD:Th.S Lê Văn Bình
SVTH: Tăng Đình Thanh
MSSV: 51131374
Lớp : 51CKCT
Trong thực tế cuộc sống hiện nay, việc sản xuất ra của cải vật chất được thay thế bởi máy
móc là xu hướng tất yếu của xã hội nhằm giải phóng sức lao động của con người .
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 1GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
Một hệ thống sản xuất tự động giúp sản phẩm có chất lượng cao ,sản phẩm đồng đều, cho
phép thay đổi kiểu dáng sản xuất 1 cách linh hoạt phù hợp với nhu cầu của con người là điều
tất yếu của cuộc sống, nhưng vẫn đảm bảo về mặt kinh tế và thời gian chuyển đổi mẫu mã linh
hoạt ….là một điều cấp thiết đối với nền sản xuất công nghiệp hiện đại .
Như chúng ta đã biết vật liệu học là môn khoa học được ứng dụng về quan hệ giữa các
thành phần, cấu tạo và tính chất của vật liệu, nhằm giải quyết những vấn đề kỹ thuật quan
trọng trong ngành kỹ thuật (cơ khí,đóng tàu…), liên quan đến việc tiết kiệm vật liệu, giảm
khối lượng thiết bị máy móc và dụng cụ, nâng cao độ chính xác, độ tin cậy và khả năng làm
việc của máy .Để hiểu rõ hơn những đặc điểm trên thì chúng ta sẽ đi vào một mẫu cụ thể được
làm từ thép gió là “MŨI KHOAN”.
Với mục đích làm quen và tiếp cận với các thiết bị sản xuất tiên tiến, con người đã biết
dùng mũi khoan để khoan lỗ trên những vật thể cứng như:sắt ,thép, đá, bê tông,…nhằm có thể
biết được độ bền, độ cứng bên trong của vật thể.
Mũi khoan có rất nhiều công dụng trong cuộc sống, nó giúp cho con người biết ở đâu có
nước, ở đâu có nước sạch, giúp con người khoan lỗ nhưng vật thể cứng mà bằng dụng cụ thô
sơ (bằng tay)không thể làm được .vậy có thể nói mũi khoan là thiết bị máy móc rất có ích với
con người trong cuộc sống hiện đại ngay nay .
Trong thực tế có rất nhiều loại mũi khoan và mỗi loại mũi khoan được làm từ những vật
liệu khác nhau như:thép (thép gió, thép dụng cụ ), đá…, và được sử dụng đối với những vật
thể khác nhau có độ cứng, độ bền khác nhau cho nên trong cuộc sống chúng ta phải biết lựa
chọn những mũi khoan thích hợp để dùng vào nhưng vật thể thích hợp .
*MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ MŨI KHOAN TỪ THÉP GIÓ
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 2GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
1.Nội dung thực hiện .
+ Tên sản phẩm : “mũi khoan” là một thiết bị được dùng rất phổ biến trong cuộc sống của
chúng ta hiện nay.Và hiện nay có rất nhiều loại mũi khoan được làm từ nhiều loại vật liệu
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 3GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
khác nhau nhưng em thấy loại mũi khoan được làm từ thép gió là thông dụng nhất (vì nó cứng
,bền …)
Thép gió là một loại thép dụng cụ có đặc tính đặc biệt: có thể tôi (nhiệt luyện) trong gió. Ở đa
số các quốc gia khác thép gió được gọi là "thép cắt nhanh" (thí dụ, tiếng Anh: high speed
steel).
+Khả năng thích nghi và khả năng thay thế :
Để nâng cao chất lượng, mở rộng phạm vi sử dụng thay thế được thép gió cổ điển phải
nghiên cứu từ cơ sở khoa học của cơ chế hóa bền. Vấn đề rất phức tạp, mức độ phức tạp
không chỉ liên quan đến tương tác giữa các nguyên tố thành phần mà còn phụ thuộc vào các
điều kiện cụ thể hình thành và biến đổi cấu trúc thép gió đúc. Lấy nguyên tố Al làm ví dụ: Nếu
đặc trưng ảnh hưởng của Al và Co lên nhiệt độ chuyển biến pha khi nung nóng, lên độ cứng
thứ cấp và độ cứng nóng của thép gió là như nhau thì khác với Co, Al còn có khả năng liên kết
từng phần trong thép thành nitrit nhỏ mịn bổ sung độ bền và độ giai va đập. Những kết quả
nghiên cứu năm 1986 của L X. Kremnhep hóa bền thép gió 11Mo5V bằng Al (tới 1%) tạo
được mác thép gió 11Mo5VAl có các tính chất công nghệ không thua kém, thậm chí cao hơn
thép gió W6Mo5Cr4V4(P6M5) (xem bảng1).
Cũng cần phải nhấn mạnh rằng, hiện nay có một xu hướng mang tính bảo thủ là cố gắng tìm
kiếm các giải pháp loại trừ những nhược điểm do tính không ổn định của thép gió cổ điển,
song không thể mong chờ tăng nhiều tính chất công nghệ. Mặc dù vậy, chúng ta vẫn nên chú ý
đến khả năng này. Thép gió cổ điển vẫn còn giá trị công nghiệp trong sản xuất hiện tại và
tương lai vì việc đầu tư thiết bị sản xuất quá tốn kém chưa thể bỏ đi ngay được.
Trong thực tế chúng ta đã biết mũi khoan là loại vật liệu rất thông dụng trong cuộc sống
,được tạo ra nhằm mục đích nâng cao chất lượng ,thời gian của công việc.
Mũi khoan được sử dụng để tạo ra nhiều vật thể trong cuộc sống như:cái bàn ,ghế, nhà cửa và
các công trình lớn, các mỏ dầu(rất cần thiết đến mũi khoan )….
Ví dụ :mũi khoan dùng để khoan gỗ,bê tông,đá,sắt.và các vật liệu bằng kim loại…
*Video về mũi khoan thép gió:
2.*Kí hiệu của vật liệu (mác thép )theo tiêu chuẩn việt nam và các tiêu chuẩn của các nước
khác.
-TCVN:CD70,CD80Mn,CD90,CD100,CD110,CD120và CD130
T-Thép gió họ volfram
-T1
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 4GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
-T6
Dao tiện, phay, bào, mũi khoan,…
1. Bảng sau giới thiệu một số mác thép gió và thành phần:
Thép
gió
được
chia
làm
2
nhóm:
- Nhóm thép có năng suất thường gồm các thép vonfram (P18,P12,P9,P9Co5) và thép
Vonfram-môlipđen (P6M3,P6M5) có khả năng duy trì độ cứng không thấp hơn 58HRC nhiệt
độ làm việc đến 620°C. Cùng với độ chịu nóng như nhau các mác thép này khác nhau chủ yếu
ở cơ tính và tính công nghệ.
- Nhóm thép có năng suất cao là các thép chứa côban và một lượng vanadi khá cao: P6M5K5,
P9M4K8, P9K5, P9K10, P10K5Փ5, P18K5Փ2. Chúng hơn hẳn các nhóm thép trước về độ
cứng nóng ( khoảng 64-65HRC, nhiệt độ 640-650°C) và dộ chống mài mòn, nhưng lại thua về
dộ bền và độ dẻo. Các thép có năng suất cao được dung để gia công các thép có độ bền cao,
thép chống ăn mòn và thép bền nóng có tổ chức austenite và các vật liệu khó gia công khác.
Dùng thép Cr-Ni (hay Cr-Mn) có thêm Mo hay W và %C =0,5%.Các mác 50CrNiMo ,
50CrNiW , 50CrNiSiW, 50CrMnMo trong đó 50CrNiMo là mác:
VN: 12CrNi3A , 20Cr2Ni4A.
NGA: 12XH3A và 20X2H4A.
JIS : SNC415 và SNC815.
Cơ tính tổng hợp cao tới σb= 1000 ÷ 1200Mpa,
ak=900÷1000kj/m2.
60Si2: lò xo trong toa xe ,nhíp ôtô ,trục mềm.
50CrMn được dùng làm nhíp ôtô với tính công nghệ tốt hơn
60Si2CrVA và 60Si2Ni2A , σe =1500Mpa làm nhíp, lò xo lớn, chịu tải trọng nặng, riêng loại
chịu va đập mạnh nên dùng 60Si2Ni2A.
SAE/AISI: 1065, 1566, 9260, 50B60, 5160 và 51B60, 8655.
JIS :SUP3(thép cacbon ),SUP6 và SUP7(thép silisc),SUP9và SUP9A(thépCrMn),SUP10,SUP11A,SUP12 và SUP13(thép khác).
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 5GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
Thép gió đặc biệt là các mác thép thuộc nhóm thứ 2 có giá thành cao. Để giảm giá thành
người ta tìm cách hạn chề kim loại quý như W, mác thép P6M5 đang được sử dụng rộng rãi
nhất. Hiên nay đang có rất nhiều các công trình nghiên cứu thép gió không sử dụng W.
Mác thép
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
V
W
Mác thép 0.70Độ~ cứng
độ ~cứng60°C): áp dụng cho các dao có hình dạng đơn giản .
-Tôi phân cấp trong muối nóng chảy (400÷600°C):với thời gian giữ nhiệt 3-5min, áp
dụng cho các dao nhỏ, hình dạng phức tạp, yêu cầu độ cong vênh rất nhỏ như mũi khoan .
-Tôi trong không khí (tự tôi):tuy vẫn đạt độ cứng cao đối với dao mỏng, song có thể cho
độ cứng không đều (độ cứng thấp hơn ở chỗ dày),dễ bị ooxxi hóa, thoát cacbon bề mặt, tiết
cacbit khỏi (γ)làm giảm tính cứng nóng, nên rất ít dùng .
-Tôi đẳng nhiệt ra ra bainit (giữ ở 240÷280°C):cho biến dạng nhỏ nhất song độ cưng
HRC không quá 6 ,năng suất thấp, ít dùng.
4.Thành phần hoá học
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 7GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
Cacbon: 0,7-1,5%: đảm bảo đủ hoà tan vào mactenxit tạo
thành cacbit với các nguyên tố tạo thành cacbit mạnh là Volfram, Mô lip đen và đặc biệt
là Vanađi.
Volfram, Mô lip đen khá cao: > 10%.
Crom: Khoảng 4% (từ 3,8÷4,4%) có tác dụng làm tăng mạnh
độ thấm tôi. Nhờ tổng lượng Cr+W+Mo cao (>15%) nên thép gió có khả năng tự tôi (đây
là lý do khiến người ta đặt tên là thép gió), tôi thâu với tiết diện bất kỳ và có thể áp dụng
tôi phân cấp.
Vanađi: Nguyên tố tạo thành các bít rất mạnh. Mọi thép gió
đều có ít nhất 1%V, khi cao hơn 2% tính chống mài mòn tăng lên, tuy nhiên không lên
dùng quá 5% vì làm giảm tính mài.
Coban: Không tạo thành các bít, nó chỉ hoàn tan vào sắt ở
dạng dung dịch rắn, với hàm lượng không vượt quá 5% tính cứng nóng của thép gió tăng
lên rõ rệt.
5.*Hóa bền và nhiệt luyện
+Cho vật liệu chính:
Nếu tính chất cơ bản của thép gió được xác định là tính cắt gọt của dụng cụ thì tính chất công
nghệ (tính mài, độ ổn định chống quá nung, thoát các bon và ôxy hóa, tính dẻo công nghệ ở
trạng thái nóng và trạng thái nguội…) ảnh hưởng không chỉ đến hiệu quả sản xuất công
nghiệp mà còn ảnh hưởng đến độ ổn định, tức độ tin cậy của dụng cụ.Nhiệt luyện thép gió
thường là tôi+ram để quyết định độ cứng, tính chống mài mòn và đặc biệt là tính cứng nóng
theo yêu cầu.
Thông thường sau khi nấu luyện thép gió được ủ đồng đều (tổ chức lêđêburit). Sau đó được
rèn (đây là nguyên công rất quan trọng). Khi rèn không đủ sẽ xuất hiện thiên tích cacbit làm
giảm
độ
bền,
tăng
tính
giòn
của
dụng
cụ.
Sau khi rèn thép được ử đẳng nhiệt để giảm độ cứng, tăng tính giacông.
Thép gió chỉ có tính năng sử dụng cao sau khi nhiệt luyện theo quy trình như sau:
1.
Nung phân cấp lần lượt ở 4500C và 8500C ( thời gian giử nhiệt phụ thuộc vào chi
tiêt, thong thường khoang 1,5 phút/mm chiều dầy). Chú ý môi trường chống ôxi hóa và
thoát cacbon( có thể dung bể muối, khí bào vệ hay chân không).
2.
Nung tôi ở nhiệt độ 1260-1280°C thời gian giữ nhiệt khoảng 1 phút /mm chiều dầy.
Ở nhiệt độ này austenite đã bão hòa với Crôm hòa tan toàn bộ, 8%W, 1%V, 0,4-0,5%C.
3.
Sau đó các dụng cụ được làm nguội trong không khí, các dụng cụ lớn được làm
nguội trong dầu. Các dụng cụ có hình dạng phức tạp được tôi phân cấp ở 500-5500C để
giảm biến dạng.
Sau khi tôi thép chưa đạt độ cứng cực đại vì trong tổ chức ngoài mactenxit và cacbit sơ cấp ,
còn chưa 30-40% austenite dư mà sự có mặt của nó làm giảm nhiệt độ chuyển biến kết thúc
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 8GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
Mk thấp hơn 00C. Austenite dư chỉ chuyển thành mactenxit khi ram hay gia công lạnh. Nhiệt
độ ram được tiến hành khong khoảng 550-570°C. Trong quá trình ram cacbit M6C phân tán
được tiết ra khỏi mactenxit và austenite dư. Austenite nghèo cacbon và nguyên tố hợp kim trở
nên kém ổn định hơn và khi làm nguội xuống thấp hơn điểm Mđ thì chuyển biến thành
mactenxit. Ram một lần chưa đủ để chuyển biến hoàn toàn austenit dư. Người ta áp dụng ram
3 lần, mỗi lần 1 giờ và nguội trong không khí. Sau khi ram, lượng austenit giảm xuống chỉ còn
3-5%. Việc áp dụng gia công lạnh khi tôi rút ngắn quy trình nhiệt luyện.
+Cho dụng cụ gia công:
Thông thường phôi được cung cấp có tiết diện càng nhỏ chứng tỏ đã được cán với độ biến
dạng (ɛ) mạnh nên đã có cacbit nhỏ mịn và phân bố đều .Phôi lớn (Φ>40) thường phải rèn
.sau khi rèn bị biến cứng ,thép phải được qua ủ không hoàn toàn ở 840÷860°C đạt độ cứng
HB 241÷269 với tổ chức peclit (dạng xoocbit )+cacbit nhỏ mịn phân bố đều ,mới có thể gia
công cắt tạo mũi khoan được.đối với gia công lạnh thì :để khử austenit dư sau khi tôi ,áp dụng
khi cần ộn định kích thước.
Điều đặc biệt quan trọng khi sử dụng dụng cụ trong sản xuất tự độnghóa:
Những mác thép gió cổ điển W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2 có thành phần dựa trên cơ sở kết quả
nghiên cứu cơ bản và thực nghiệm về hợp kim hóa và khả năng thực hiện sản xuất trong điều
kiện wolfram và molipđen là quý hiếm và giá đắt. Từ những năm 70 của thế kỷ XX, thép gió
W6Mo5Cr4V2 đã được sản xuất đến 70% sản lượng thép gió (mác thép gió W18Cr4V hiện
nay sản xuất không vượt quá 45% ). Đồng thời với xu hướng nghiên cứu ổn định và nâng cao
chất lượng
thép gió cổ điển, một hướng khác là nghiên cứu khả năng hợp kim hóa hóa bền thép gió hợp
kim hóa thấp, thậm chí không hợp kim hóa W, tạo ra các mác thép gió thay thế được thép
W6Mo5Cr4V2[5].
Thép gió hợp kim hóa thấp có thành phần rất đa dạng, theo chúng tôi, có thể chia một cách
tương
đối
thành
3
nhóm
chính
:
Nhóm 1: Là các mác thép gió có hàm lượng W thấp đã được nghiên cứu sản xuất từ những
năm 30, sau này hoàn thiện thêm đưa vào tiêu chuẩn như ABCIII (tiêu chuẩn Nº320-63) của
Đức hoặc 11P3AM32 (tiêu chuẩn GOCT 19265-73) của Liên Xô cũ. Các mác thép gió này có
hàm
lượng
W
~
3%;
Mo
~
3%;
V
~2%
và
C
~1%.
Nhóm 2: Là các mác thép gió có hàm lượng W thấp mới được nghiên cứu sản xuất trong thời
gian gần đây như P2M5 của Liên Xô (1978), D-950 của Thụy Điển (1985) hoặc M52 của Mỹ.
Các mác thép gió này có hàm lượng W = 1,02,0%; Mo =5,08,0%;V=1,02,0%vàC~1%.
Nhóm 3: là các mác thép gió không hợp kim hóa W. Từ những năm 30 của thế kỷ XX, người
ta đã nghiên cứu sản xuất các mác thép gió không có W mà điển hình là các mác EU 260
(1938) , EU 277 (1939). Những năm gần đây, nhiều mác thép mới đã được nghiên cứu sản
xuất
như
41,
42
(1978);
11Mo5V
(1979).
Các mác thép gió này chỉ được sử dụng hạn chế thay thế thép W6Mo5Cr4V2 bởi vì nhược
điểm chung của nó là nhiệt độ tôi thấp, V cao làm xấu tính mài, Mo cao làm tăng khuynh
hướng
thoát
các-bon.
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 9GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
2.
Những
giải
pháp
công
nghệ
nâng
cao
chất
lượng
thép
gió
Về mặt công nghệ cũng có thề nâng cao chất lượng thép gió cổ điển bằng các phương pháp
nấu
luyện,
gia
công
và
nhiệt
luyện
hiệnđại.
Giải pháp đầu tiên tăng độ cứng của thép gió bằng cách tăng hàm lượng các bon nhưng không
thay đổi hàm lượng các nguyên tố hợp kim hóa. Giải pháp này đã được áp dụng rộng rãi ở
nhiều nước. Hầu hết các nước công nghiệp phát triển đều dùng mác thép gió W6Mo5Cr4V2
có hàm lượng C = 0,951,05%. Thép có độ cứng thứ cấp tăng, độ chịu nhiệt tăng, thỏa mãn
tính mài bóng (V< 2,5%), nhưng các-bon tăng làm giảm tính dẻo công nghệ khi rèn hoặc cán
và
có
khuynh
hướng
nứt
nhiệt.
Một giải pháp khác có hiệu quả là hợp kim hóa thép gió bằng Nitơ. Hợp kim hóa N bằng cách
cho FeV (hoặc FeCr) có ngậm nitơ khi nấu trong lò thường hoặc hóa khí khi nấu trong lò hồ
quang plazma nồi lò ceramic. Độ bền của dụng cụ thép gió được hợp kim hóa nitơ tăng tới
1520% khi nitơ cho vào 0,1%. Khó khăn của giải pháp này là rất khó điều chỉnh hàm lượng
nitơ. Hiện nay chưa có nhiều tài liệu về phương pháp hợp kim hóa nitơ thép gió.
Trong điều kiện sản xuất quy mô vừa và nhỏ, công nghệ biến tính thép lỏng hoặc biến tính
trong khuôn (đúc huyền phù ) có nhiều lợi thế áp dụng và đạt hiệu quả nhất định. Đặc biệt,
việc sử dụng nguyên tố kim loại đất hiếm xử lý thép lỏng nâng cao chất lượng tinh luyện và
biến tính thép gió có thể cải thiện đáng kể cấu trúc thỏi đúc kim loại nâng cao tính chất công
nghệ
của
dụng
cụ
[6].
Công nghệ tinh luyện điện xỉ có ưu việt tạo được thỏi đúc thép gió cải thiện đáng kể độ không
đồng đều cấu trúc. Chi phí đầu tư cho công nghệ tinh luyện điện xỉ có tăng lên nhưng sản
phẩm đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế cao. Vì thế chỉ trong thời gian ngắn, công nghệ
tinh luyện điện xỉ đã được ứng dụng rộng rãi với quy mô lớn trong sản xuất thép gió hiện đại
[7].
Công nghệ luyện kim bột có khả năng tạo được các mác thép gió hợp kim hóa cao và có thể
tăng hàm lượng các bít. Thép gió lỏng được phun tạo bột trong khí trơ (Argon), ép nóng tạo
phôi gia công nóng thông thường có thể tạo được chi tiết có cấu trúc rất nhỏ mịn và đồng đều.
Phương pháp luyện kim bột ép nguội và thiêu kết có khả năng trực tiếp tạo ra được dụng cụ
có hình dáng đa dạng và phức tạp. Nói chung, phương pháp luyện kim bột có nhiều ưu điểm
hấp dẫn cả về công nghệ lẫn kinh tế. Dụng cụ sản xuất bằng phương pháp luyện kim bột đạt
được cấu trúc nhỏ mịn rất đồng đều, độ bền của dụng cụ có thể lớn hơn 1,5-3,5 lần so với
dụng
cụ
sản
xuất
bằng
phương
pháp
luyện
kim
thường
[
8].
Cũng cần phải nhắc đến một số giải pháp công nghệ gia công áp lực và nhiệt luyện như: công
nghệ rèn ép, ủ chu kỳ, hóa nhiệt luyện… song con đường này hầu như đã khai thác hết. Không
thể đòi hỏi lớn hơn ở các mác thép gió truyền thống mà tính chất của thép chủ yếu dựa trên cơ
sở hóa bền các bít. Thực tế khả năng nâng cao công suất cắt gọt của dụng cụ thép gió cổ điển
là khó vì không thể nâng cao hơn độ chịu nhiệt của nó. Đó là hiệu lực của các định luật vật lý.
Hơn thế nữa, một số tính chất bất lợi của thép gió cổ điển không thể loại bỏ hết nên sự ổn định
của dụng cụ mà người sử dụng mong muốn là khó thực hiện.
6.*Quy trình sản xuất thép gió:
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 10
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
7.*Cấu tạo và các thông số của mũi khoan thép
Các thông số hình học của mũi khoan
2. Dụng cụ để tạo lỗ bằng phương pháp khoan hoặc mở rộng đường kính lỗ khi khoan rộng.
Trong gia công kim loại bằng cắt, người ta phân loại MK theo kết cấu và công dụng:
a.
MK xoắn;
b.
MK lỗ sâu;
c.
MK tâm, vv…
-MK xoắn được dùng phổ biến nhất.
-Kết cấu MK xoắn gồm:
phần làm việc, trên đó các lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ và lưỡi cắt ngang và phần chuôi để kẹp
MK vào trục chính của máy, cối cặp của máy khoan. Phần làm việc giảm dần đường kính về
phía chuôi 0,03 - 0,12 mm trên 100 mm chiều dài MK; MK xoắn tiêu chuẩn có đường kính
0,25 - 80 mm. Phần cắt của MK được chế tạo bằng thép gió . Phần chuôi làm bằng thép
45,40X (khi phần cắt làm bằng thép gió) hoặc thép 40X, 45X (khi phần cắt làm bằng hợp kim
cứng). MK chuyên dùng để khoan lỗ có tỉ số chiều dài so với đường kính ≥ 5 gọi là MK lỗ
sâu.
-Theo kết cấu, MK lỗ sâu có thể chia hai nhóm:
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 11
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
MK lỗ sâu để khoan lỗ đặc, MK lỗ sâu để khoan rãnh; theo sự thoát phoi: MK lỗ sâu
thoát phoi trơn, MK lỗ sâu thoát phoi ngoài. MK lỗ sâu có ưu điểm: định hướng tốt, hiệu quả
bôi trơn và làm nguội cao, thoát phoi tốt nên tuổi bền của dao và chất lượng bề mặt gia công
cao. Khi khoan những lỗ có đường kính d ≥ 80 mm, người ta dùng MK vành. Khi khoan các
lỗ tâm, dùng MK tâm.
8.*Các phương pháp tạo ra mũi khoan trong thực tế:
1)Đầu tiên, người ta dùng phôi là một tấm thép gió hình chữ nhật có độ dày mỏng khác nhau
tùy kích thước mũi khoan chế tạo.
2)Sau đó nung nóng thép gió cho thật mềm, rồi dùng máy nén áp lực để đẩy một cây thép dùi
2 lỗ dọc theo chiều của phôi (2 lỗ này sẽ là lỗ phun dầu tản nhiệt )và một cái lỗ chính giữa đầu
ngược lại tức là lỗ đưa dầu vào (lúc này thì thép mềm nên nó dùi sắt cũng dễ như dùi gỗ .
3)Tiếp là cho tấm phôi nguội từ từ, đến một nhiệt độ mà có thể uốn nhưng không hư 3 lỗ mới
dùi thì họ sẽ đưa vào máy và bắt kéo uốn xoắn tạo hình mũi khoan .
4)Sau khi mũi khoan định hình xong thì đưa đi mài thô.
5)Kế đến là quy trình tôi mũi khoan cho cứng trơ lại cũng như tẩm Titan ,Nito…..lên bề mặt
mũi khoan .(quá trình tôi thấm Nito ở người nhật làm ,mũi khoan đang nóng thì Robot nó gắp
xong liệng luôn vô bể đựng Nito lỏng, nó thấm Nito từ trong ra ngoài .
6)Công đoạn cuối cùng là mài tinh và tẩm hợp kim chông mài mòn lên bề mặt mũi khoan .
7) Sau khi hoàn thành xong mũi khoan, đưa vào thử nghiệm nếu đạt thì đưa ra sử dụng .
9.*Phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm(vật liệu :thép gió):
+Phương pháp này được thực hiê ên bằng cách quan sát hoa lửa tạo ra khi mài mẫu trên máy
mài, sau đó đối chiểu với ảnh (hoă êc đồ thị) chuẩn hoă êc với hoa lửa của mẫu chuẩn.
Phương pháp này do Max Bermann, mô êt kỹ sư làm viê êc ở Budapest (Hungary), đưa
ra lần Kiểm tra bằng hoa lửa là mô êt phương pháp kiểm tra sơ bô ê để phân loại nhanh
hợp đầu tiên vào năm 1909 khi ông ta phát hiê nê sự khác nhau giữa hoa lửa của các mác
thép. Ông ta khẳng định có thể phân biê êt được các loại thép khác nhau dựa trên %C và
tỷ lê ê các nguyên tố hợp kim. Thâ êm chí, ông ta còn khẳng định phương pháp này có thể
đạt tới đô ê chính xác 0.01%C.
Phương pháp này được sử dụng nhiều trong các nhà máy, phân xưởng cơ khí, chế tạo
dụng cụ, nhiê êt luyê ên và đúc do tính chất nhanh, dễ dàng và rẻ tiền. Hơn nữa, phương
pháp này không đòi hỏi phải chế tạo, gia công mẫu kiểm phức tạp; chỉ cần 1 mẩu vâ êt
liê êu, thâ m
ê chí có thể dùng máy mài cầm tay để tạo hoa lửa. Nhược điểm chính của
phương pháp này là không thể xác định chắc chắn mác vâ êt liê êu, nếu yêu cầu xác định
chắc chắn thì buô êc phải phân tích thành phần hóa học. Ngoài ra, phương pháp này
cũng gây hỏng bề mă tê vâ êt liê êu.
Từ những năm 1980, khi viê êc đầu tư các trang thiết bị kiểm tra thành phần vâ êt liê êu
không còn quá khó khăn, phương pháp kiểm tra hoa lửa không còn được sử dụng nhiều
trong công nghiê êp.
2. Các phương pháp kiểm tra hoa lửa:
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 12
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
2.1. Phương pháp thông thường (dùng đá mài):
Phương pháp này thường sử dụng máy mài bàn (VD: máy mài 2 đá) để tạo hoa
lửa, đôi khi cũng có thể sử dụng máy mài cầm tay.
Đá mài phải quay với tốc đô ê tối thiểu là 23 m/s (vâ nê tốc dài), thực tế nên điều
chỉnh trong khoảng 38 ~ 48 m/s. Đá mài nên sử dụng loại thô và cứng (loại oxit
nhôm hoă êc carborundum – SiC).
Chiều dài của hoa lửa phụ thuô êc vào lực mài rất khó so sánh nếu nếu lực mài mẫu
khác nhau. Trong thực tế, lực mài sao cho chùm tia lửa của thép 0.2% C có chiều
dài khoảng 500mm thường được dùng làm lực chuẩn.
Để tránh ảnh hưởng của ánh sáng mă tê trời hoă êc để điều chỉnh đô ê sáng xung
quanh, cần thiết phải sử dụng các loại màn che hoă êc buồng tối. Khi mài, để mẫu
tiếp xúc nhẹ với đá mài.
Hướng của chùm tia lửa nên theo phương ngang hoă êc hơi chếch lên trên. Và vị trí
quan sát nên ở phía sau hoă êc bên phải của chùm tia.
Để nhâ nê biết chính xác hơn, nên có thêm mẫu chuẩn (đã phân tích chính xác thành
phần hóa học) để làm mẫu đối chiếu.
Các mẫu thử cần được làm sạch bề mă êt, loại bỏ các lớp thấm (C, N), các lớp oxit
và thoát carbon ... Có thể thực hiê nê bằng cách mài sâu.
Khi kiểm tra, cần quan sát kỹ chùm hoa lửa từ gốc đến ngọn (theo hình 1). Đă êc
biê êt cần chú ý vào mô êt số đă êc điểm sau:
Chùm tia lửa: màu sắc, số lượng, đô ê sáng, chiều dài các tia lửa.
Hoa lửa: màu sắc, số lượng, hình dạng, kích cỡ
Trở lực mài: theo cảm giác ở tay khi mài mẫu.
Chú ý: bề mă tê đá mài phải vê ê sinh thường xuyên để tránh bám vụn kim loại
(dùng cà đá).
2.2. Phương pháp dùng khí nén:
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 13
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
Phương pháp này nung mẫu kiểm đến khi nóng đỏ rồi thổi khí trực tiếp lên mẫu.
Khí nén sẽ cung cấp đủ lượng oxy cần thiết để làm cháy bề mă êt mẫu và tạo ra hoa
lửa.
Phương pháp này tạo ra luồng hoa lửa có chiều dài lớn hơn , dễ quan sát hơn ,đô ê
chính xác cao hơn so với dùng đá mài.
Do áp suất khí có đô ê ổn định cao nên viê êc so sánh, đối chiếu hoa lửa giữa các mẫu
khác nhau trở nên dễ dàng hơn nhiều.
2.3. Phương pháp kiểm tra tự đô nê g:
Bằng viê êc sử dụng các thiết bị quan sát và phân tích quang phổ, phương pháp này
cho đô ê chính xác cao hơn rất nhiều lần so với quan sát bằng mắt và hoàn toàn
không phụ thuô cê kỹ năng cũng như kinh nghiê m
ê của người kiểm tra.
+Đồ thị thể hiện quá trình đánh giá vật liệu:
Hình 2. Đă êc điểm hoa lửa của thép gió
3. Đă êc điểm hoa lửa của thép gió:
Bảng 2. Ảnh hưởng của các nguyên tố trong thép gió đến hoa lửa.
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 14
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
Hình 3. Đặc điểm hoa lửa của thép theo nguyên tố hợp kim.
4. Hoa lửa của một số loại, mác thép:
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 15
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
10.*Chống ăn mòn và bảo vệ vật liệu:
Ăn mòn là một hiện tượng rất phổ biến của kim loại. Vấn đề ăn mòn xuất hiện trong tất cả
khía cạnh của công nghệ, nó gây ra những hậu quả nghiêm trọng như làm hư hại các thiết bị,
giảm hiệu suất của máy móc, gây ô nhiễm các sản phẩm, thực phẩm,… Thậm chí ăn mòn còn
gây ra những tai hoạ rất lớn cho các lò phản ứng hạt nhân, máy bay, tên lửa, các thiết bị tự
động. Không chỉ có vậy, ăn mòn còn là trở ngại trong việc tung ra những sản phẩm mới thuộc
lĩnh vực công nghệ cao và trong các lĩnh vực cơ khí do chúng thường xảy ra một cách không
thể lường trước được. Trong nhiều trường hợp, ăn mòn có thể trở thành yếu tố ngăn cản sự
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 16
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
thành
công
của
các
công
nghệ
mới
nhiều
hứa
hẹn.
Có thể nói ăn mòn gây ra những thiệt hại vô cùng to lớn cả về trực tiếp lẫn gián tiếp. Những
thiệt hại gián tiếp là không thể tính được, thường lớn hơn nhiều so với thiệt hại trực tiếp.
+Sơn mạ kẽm lạnh zrc giải pháp chống ăn mòn lâu dài :
Đối với sản phẩm ZRC Worldwide
Tính năng:
ZRC là chế phẩm giàu kẽm một thành phần sơn phủ lên bề mặt kim loại ở điều kiện bình
thường như các loại sơn truyền thống khác. Sau khi khô, kim loại được bảo vệ bởi 1 lớp mạ
kẽm lạnh có hàm lượng kẽm đến 95%, cung cấp chức năng chống ăn mòn điện hóa như mạ
kẽm nhúng nóng.
Đặc điểm:
- Sản phẩm là hợp chất hữu cơ giàu kẽm, một thành phần.
- Chứa đựng đến 95% kẽm trong lớp phủ sau khi khô
- Đáp ứng các tiêu chuẩn UL, ASTM, MIL, DOD, SSPC, USDA, ISO9001
Đối với sản phẩm ZG 151 AUS
Tính năng:
ZG 151 là loại sơn lót giàu kẽm một thành phần được phủ lên bề mặt kim loại ở điều kiện
bình thường như các loại sơn truyền thống khác. Sau khi khô, kim loại được bảo vệ bởi 1 lớp
mạ kẽm lạnh có hàm lượng kẽm lên đến 90%, cung cấp chức năng chống ăn mòn điện hóa,
bên cạnh đó sản phẩm là loại một thành phần nên rất dễ thi công và bảo quản lâu dài.
Đặc điểm:
- Sản phẩm có gốc là hợp chất hữu cơ alkyd và bột kẽm tinh khiết 99.99%
- Chứa đựng đến 90% kẽm trong lớp phủ sau khi khô
- Sản phẩm được sản xuất theo công nghệ của Úc.
Đối với sản phẩm SM-5002
SM-5002 tạo lớp phủ theo phương pháp xịt, sử dụng nguyên liệu hạt kẽm mạ chất lượng cao
(độ tinh khiết của kẽm 99.99%). Sau khi khô, kim loại được bảo vệ bởi 1 lớp mạ kẽm lạnh
có hàm lên đến lượng kẽm 85%. Với thiết kế dạng chai xịt nên rất thuận tiện khi sử dụng ở
mọi ngõ ngách mà các loại sơn khác không thực hiện được và không cần pha thêm dung môi
hay hóa chất nào.
Ứng dụng:
+) Thay thế lớp mạ kẽm nhúng nóng
- Sơn sửa lớp mạ kẽm nhúng nóng bị hư hỏng do hàn, cắt, khoan lỗ.
- Sơn tái tạo bề mặt mạ kẽm nhúng nóng bị môi trường ăn mòn.
- Mạ kẽm tại công trường hay nơi sản xuất mà không phải đưa vào xưởng mạ kẽm nhúng
nóng.
- Làm sơn lót chống gỉ cho bề mặt kim loại kết hợp với loại sơn truyền thống phủ ngoài cùng
để được màu sắc như mong muốn.
+) Ứng dụng điển hình
- Trụ điện, trụ đèn chiếu sáng, anten parabol, đài rada.
- Kết cấu công trình: cầu cảng, nhà xưởng, hàng rào, thiết bị ngoài khơi, bồn bể, đường ống.
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 17
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
- Bảo trì thiết bị, phụ kiện trong các hệ thống phân phối, truyền tải trạm biến áp điện lực.
- Công trình điện lực, dầu khí, giao thông, thủy sản, nhà máy công nghiệp và các công trình
công cộng.
11.*Bảo quản thép:
Thép gió là loại vật liệu dễ bị ăn mòn do các tác dụng vật lý, hóa học của môi trường .Do đó
phải bảo quản nơi khô ráo, đặt trên bề mặt đất, kho thép phải cao ráo, thoáng, không dột,
không hắt mưa .Thép trong kho phải xếp riêng từng loại .Thép thanh, que được bó thành từng
bó xếp trên các giá đỡ .Thép sợi được cuộn thành cuộn .Thép lưới được cuộn hoặc để phẳng .
Khi sử dụng thép phải sử dụng đúng loại, làm sạch gỉ, dầu mỡ (nếu có).
12.*Các biện pháp bảo vệ vật liệu thép gió:
Trong quá trình sử dụng, thép là loại vật liệu dễ bị ăn mòn, dễ ăn mòn phổ biến là ăn mòn
hóa học và ăn mòn điện hóa .Để bảo vệ vật liệu thép có thể áp dụng một số biện pháp sau:
-Cách ly kim loại với môi trường bằng các lớp sơn chống gỉ, trong một số trường hợp đặc biệt
có thể dùng các lớp sơn phủ kim loại (men, thủy tinh, chất dẻo)hoặc các lớp phủ kim loại (mạ
kẽm) ngay từ khi sản xuất.
Trong những năm gần đây người ta dùng phương pháp mới bảo vệ kim loại khá hiệu quả
:phương pháp sử dụng ”chất cản “-cho vào môi trường để tạo nên màng chống ăn mòn mỏng
trên bề mặt thép.
VD:Dùng dầu Natri hoặc K2CrO2,Na2CO3 làm chất cản hòa tan vào nước.
-Công nghệ mạ kẽm không Cyanuy, không độc hại, thân thiện môi trường .Đây là công nghệ
mã kẽm mới nhất trên thế giới, đã được sử dụng rộng rãi tại EU, Hoa kỳ, Nhật bản, Đài
loan .Phụ gia mã kẽm kiềm không Cyanuy có khả năng hoạt động ổn định với khoảng biến đổi
rộng, lớp kẽm phân bố đồng đều ở khu vực có mật độ thấp cũng như ở nơi có mật độ dòng
điện cao.Cho lớp mã sáng bóng, dễ thụ động .dễ xử lý nước thải.
Photphat hóa là một phương pháp gia công bề mặt kim loại được áp dụng rộng rãi trong công
nghiệp để xử lý bề mặt kim loại, được coi là một trong những phương pháp chuẩn bảo vệ bề
mặt kim loại tốt nhất trước khi sơn phủ hoặc nhúng dầu mỡ nhằm bảo vệ các chi tiết kim loại
đen .Màng photphat hóa chuyển hóa bề mặt kim loại thành một lớp bề mặt mới không còn
tính dẫn điện và tính kim loại, có khả năng chống ăn mòn .Nhờ các tính chất đó người ta tạo ra
công nghệ photphat hóa để sử dụng trong các nhà máy xử lý bề mặt kim loại.
13.*Giải quyết rác thải sau khi sử dụng :
- Quy hoạch, thiết kế hệ thống rãnh thoát nước trong quá trình chế tạo.
-đường, rãnh thoát nước thải sinh hoạt công trường không chảy vào nguồn cấp nước sinh hoạt
và công nghiệp.
- Bố trí không để vật liệu độc hại ở gần nguồn nước.
- Nghiêm cấm các thiết bị máy móc, dụng cụ chuyên dụng được rửa tại các khu vực chảy
xuống nguồn nước chung.
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 18
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
- Dầu mỡ và các phế thải từ các thiết bị phục vụ chế tạo thải ra được thu gom, xử lý và thải bỏ
đúng quy định để tránh làm ô nhiễm nguồn nước.
- Bảo đảm an toàn, không để rò rỉ khi vận chuyển vật liệu, nguyên liệu rời hay lỏng.
- Các loại sắt thép vụn, bao bì, gỗ...có thể thu gom tái sử dụng hoặc bán.
- Dầu mỡ thải phát sinh tại khu vực dự án không được chôn lấp mà sẽ được thu gom vào các
thùng chứa thích hợp.
- Lập các nội quy về trật tự, vệ sinh.
14.*Đề xuất:
-Trong thực tế của chúng ta mũi khoan là một trong những thiết bị phổ biến nhất trong
cuộc sống của con người .những tính năng mà mũi khoan tạo ra cũng đủ để phục vụ những
nhu cầu sinh hoạt của con người .mũi khoan có thể tạo ra rất nhiều sản phẩm trong cuộc sống
như:khoan vào lòng đất để tìm nguồn nước, khoan tường, làm bàn ghế, nhà cửa,….
-Trong đời sống có rất nhiều loại mũi khoan (MK bê tông, MK sắt, MKgỗ, MK đất, MK
đá…….),nhưng mỗi loại mũi khoan có hình dáng(MK xoắn, MK lỗ sâu ,mũi khoan tâm….)
và chức năng khác nhau nhằm tạo ra những vật thể có hình dạng khác nhau.Và theo như em
thấy thì loại mũi khoan xoắn được sử dụng nhiều nhất trong xã hội hiện nay .Tuy mũi khoan
cũng là dụng cụ thông dụng và được dùng nhiều trong đời sống nhưng nó chưa thể làm thỏa
mãn nhu cầu của con người trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước .
-Đối với thời đại hiện nay thì chúng ta cần phải điều chỉnh và khắc phục những vấn đề mà
hiện giờ chúng ta đang mắc phải như là:
+Về chất lượng mũi khoan(độ bền, độ cứng, độ mòn..) ,
+Về chức năng hoạt động (khoan được sâu ,…),
+Về hình dáng mũi khoan (nhỏ gọn ma lại bền cứng…).
+Xác định công nghệ tối ưu cho sản phẩm.
+Chế tạo các loại mũi khoan có kích thước khác nhau
+Phải tìm những biện pháp để chống ăn mòn mũi khoan (trong không khí ,nước ,đất ….).
-Từ những điều mà ta chưa làm được từ trên ,đối với thời đại công nghiệp hóa ,hiện đại hóa
hiện nay thì chúng ta cần phải nhanh chóng khắc phục những vấn đề đó .Nhưng muốn làm
được việc đó thì các kỹ sư ngành kỹ thuật cần phải suy nghĩ để lựa chọn loại vật liệu thích hợp
với những công trình cần thiết nhằm đảm bảo độ an toàn trong quá trình làm việc .
-Theo sự hiểu biết của em qua quá trình tìm hiểu ngoài thực tế, lên mạng và dựa vào lý thuyết
thì em sẽ chọn thép gio làm mũi khoan là đảm bảo được những điều trên .Tuy nhiên không
phải dựa vào loại vật liệu ma chúng ta có thể kết luận được chất lượng mũi khoan mà chúng ta
cần phải dựa vào những yếu tố sau đây :
+Nhiệt độ, áp suất,..
+Môi trường làm việc ,sự kết hợp của công nhân với kỹ sư(thái độ làm việc ).
+Trang thiết bị phải đầy đủ ………
-Vậy từ những điều mà chúng ta làm được cũng như những vấn đề mà chúng ta cần phải khắc
phục thì cũng cho thấy rằng đất nước chúng ta nghèo do thiết bị chế tạo, trình độ kỹ sư, môi
trường làm việc …….
SVTH: Tăng Đình Thanh
Trang 19
GVHD: Th.s Lê Văn Bình
- Xem thêm -