NGUYÊN LÝ THẤM CACBON

Thấm cacbon (Carburizing) là một phương pháp nhiệt luyện bề mặt nhằm tăng hàm lượng cacbon ở lớp bề mặt của thép, từ đó tạo ra lớp bề mặt có độ cứng cao sau khi tôi, trong khi phần lõi vẫn giữ được độ dai và độ bền tốt.

Phương pháp này thường áp dụng cho thép cacbon thấp hoặc thép hợp kim có hàm lượng cacbon thấp (0.1 – 0.25%) để cải thiện khả năng chống mài mòn của chi tiết.

1. Cơ sở của quá trình thấm cacbon

Nguyên lý thấm cacbon dựa trên hiện tượng khuếch tán nguyên tử cacbon vào thép ở nhiệt độ cao.

Khi thép được nung đến nhiệt độ khoảng:

900 – 950°C

thép sẽ chuyển sang trạng thái austenite. Ở trạng thái này, cấu trúc tinh thể của thép cho phép nguyên tử cacbon dễ dàng khuếch tán vào bên trong kim loại.

Cacbon từ môi trường bên ngoài sẽ di chuyển từ vùng có nồng độ cao vào vùng có nồng độ thấp, tức là từ bề mặt vào lõi của thép.

2. Các giai đoạn của quá trình thấm cacbon

Quá trình thấm cacbon thường diễn ra qua ba giai đoạn chính.

Giai đoạn phân hủy môi trường thấm

Các hợp chất chứa cacbon trong môi trường thấm (khí, lỏng hoặc rắn) sẽ phân hủy ở nhiệt độ cao để tạo ra cacbon hoạt tính.

Ví dụ trong môi trường khí:

CH₄ → C + 2H₂

Cacbon hoạt tính được tạo ra sẽ bám vào bề mặt thép.

Giai đoạn hấp thụ cacbon

Nguyên tử cacbon sẽ hấp thụ vào bề mặt thép và bắt đầu khuếch tán vào bên trong vật liệu.

Quá trình này phụ thuộc vào:

• nhiệt độ thấm

• thời gian thấm

• thành phần vật liệu.

Giai đoạn khuếch tán cacbon

Sau khi hấp thụ, cacbon sẽ khuếch tán từ bề mặt vào sâu bên trong thép, tạo ra lớp thấm có độ dày nhất định.

Độ dày lớp thấm thường nằm trong khoảng:

0.5 – 2.0 mm

tùy theo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

3. Quá trình tôi sau thấm

Sau khi thấm cacbon, chi tiết sẽ được tôi và ram để tạo ra tổ chức martensite cứng ở bề mặt.

Kết quả là:

• bề mặt đạt độ cứng khoảng 58 – 64 HRC

• lõi vật liệu vẫn giữ độ dai và khả năng chịu tải tốt.

4. Ưu điểm của thấm cacbon

Phương pháp thấm cacbon mang lại nhiều lợi ích:

• tăng độ cứng bề mặt

• tăng khả năng chống mài mòn

• tăng tuổi thọ chi tiết máy

• giữ được độ dai của lõi vật liệu

Nhờ đó chi tiết vừa chịu tải tốt vừa chống mài mòn hiệu quả.

5. Ứng dụng của thấm cacbon

Thấm cacbon được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các chi tiết cơ khí như:

• bánh răng

• trục truyền động

• cam

• bánh răng hộp số

• chi tiết máy chịu mài mòn

Đây là những chi tiết cần bề mặt rất cứng nhưng lõi vẫn phải chịu lực tốt.

📲0978883773
📲0585988898

📥Nhietluyenmiennam@gmail.com
📥Nhietluyenmiennam.vn

#nhiệtluyệnmiềnnam
#nhiệtluyệnchânkhông
#thấmcacbon
#thấmnito
#ủmềm
#ram
#nhietluyen