Dầu tôi kim loại là gì?
Dầu tôi kim loại hay còn gọi là dầu tôi thép được sản xuất với mục đích kiểm soát nhiệt độ và làm lạnh nhanh thép cũng như các kim loại khác để làm cứng, trui hay là 1 vài quy trình xử lý nhiệt khác; Giúp cho bề mặt chi tiết tôi sáng hơn, không bị bám các chất cặn các-bon…
Để trả lời cho câu hỏi: ”Lựa chọn dầu tôi kim loại trong nhiệt luyện thép như thế nào?” Chúng ta cùng tìm hiểu các vấn đề cơ bản như sau:
Tôi kim loại là gì?
Tôi thép là phương pháp nhiệt luyện nung đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn (Ac1) để làm xuất hiện Austenit, giữ nhiệt và làm nguội nhanh để biến nó thành Mactenxit hay các tổ chứng không ổn định khác có độ cứng cao.
Tôi thép = Nung nóng + giữ nhiệt + Nguội nhanh => nhận được tổ chức hạt không ổn định với độ cứng cao
Vì sao phải tôi kim loại ?
- Nâng cao độ cứng và tính chóng mài mòn cho chi tiết
- Nâng cao độ bền vật liệu và sức chịu tải của chi tiết.
Các giai đoạn của quá trình tôi kim loại:
- Sôi màng: Thời điểm chúng ta đưa kim loại vào dầu, lúc kim loại được nhúng vào dầu thì sẽ thấy xuất hiện một lớp màng gọi là “ màng khí “ giữa bề mặt kim loại và dầu nhiệt luyện. Dựa vào hệ phụ gia làm ướt bề mặt cũng như sự đồng đều của bề mặt kim loại sẽ quyết định trực tiếp tới sự ổn định của lớp màng khí cũng như khả năng làm cứng.
- Sôi bọt: Ở giai đoạn thứ 2 này, lớp màng khí sẽ tan biến tại 1 điểm nhiệt độ dẫn đến quá trình sôi bọt. Và trong giai đoạn sôi màng này thì tốc độ truyền nhiệt được diễn ra mãnh liệt nhất. Hệ số truyền nhiệt có thể cao gấp 2 lần so với quá trình sôi màng.
- Truyền nhiệt đối lưu: Khi thép và kim loại đã được giảm nhiệt độ xuống thấp hơn nhiệt độ sôi của dầu tôi thép. Sự đối lưu và dẫn nhiệt sẽ khiến quá trình làm lạnh chậm, tốc độ giảm nhiệt ở giai đoạn này cũng chậm và phụ thuộc theo độ nhớt dầu cũng như mức độ phân hủy của dầu. Độ nhớt càng thấp thì tỷ lệ truyền nhiệt càng nhanh và trái lại độ nhớt càng cao thì tỷ lệ ấy càng chậm.
Căn cứ lựa chọn dầu tôi kim loại trong nhiệt luyện thép như thế nào?
Tính chất hóa học của dầu tôi kim loại ( Liên quan đến mác kim loại được tôi):
- Dầu không pha nước: Cũng giống nhiều loại dầu khác, nó được pha chế từ dầu gốc khoáng, không tạo nhũ. Nó cũng được pha chế những loại dầu có nguồn gốc từ dầu mỏ, chứa các chất béo bôi trơn, este, dầu thực vật và hệ phụ gia chịu cực áp phải kể tới: sulfur, Chlorine, phosphorus. Và trong danh sách các dầu nhiệt luyện chất lượng thì dầu không pha nước chính là loại dầu tốt nhất, nó cung cấp khả năng bôi trơn và hạ nhiệt hoàn hảo, ổn định.
- Dầu pha nước và tạo nhũ: Là chất lỏng pha loãng vào nước với hàm lượng nước cao. Khi pha với nước sẽ tạo nhũ, chất cô đặc có chứa dầu gốc và chứa cả chất tạo nhũ khiến dung dịch khi hòa tan với nước sẽ tạo ra một dung dịch có mức ổn định nhũ cao. Bình thường thì tỷ lệ pha dầu với nước ( 3 – 10% ) thì dung dịch sẽ đảm bảo khả năng truyền nhiệt tốt và ổn định.
- Dầu tổng hợp, bán tổng hợp: Với 2 loại dầu này thì sự ổn định hóa học là tốt hơn hẳn, dầu có khả năng chống cháy, sử dụng được lâu ngày và truyền nhiệt ổn định dài lâu.
Đặc tính của dầu tôi kim loại:
- Tốc độ làm mát – tốc độ tôi: Nó sẽ chỉ cho chúng ta biết khoảng thời gian cần thiết để tôi thép, tôi kim loại nào đó.
- Tính chất dẫn nhiệt: đây là yếu tố quyết định tới tốc độ làm lạnh. Khả năng dẫn nhiệt cao thì tốc độ làm lạnh cũng nhẽ nhanh hơn và ngược lại.
- Độ nhớt: dầu có độ nhớt càng thấp thì tốc độ truyền nhiệt cũng như là làm lạnh lại càng nhanh.
- Nhiệt độ làm việc – Điểm chớp cháy của dầu: dầu mà có điểm chớp cháy cao thì rất tốt, rất an toàn khi sử dụng.
- Điểm rót chảy: đây là giới hạn thấp nhất của nhiệt độ mà khi đó dầu bắt đầu tan chảy được. Để ngăn chặn việc bơm bị phá hủy thì điều bắt buộc đó là điểm rót chảy phải thấp hơn nhiệt độ thấp nhất của hệ thống.
- Khả năng phân hủy sinh học: loại dầu này được các chuyên gia chế tạo hợp lý trong việc phân hủy thành những hỗn chất ít gây hại cho môi trường xung quanh nhất. Điều này khiến quá trình xử lý dầu thải tốn ít chi phí nhất.
- Sự tạo bọt khí thấp: Bọt khí có trong dầu sẽ làm suy giảm đáng kể về khả năng làm lạnh cho nên hệ phụ gia chống tạo bọt được thêm vào trong dầu sẽ khắc phục tối đa vấn đề này.
