Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Lời nói đầu Ngày với phát triển nghành kỹ thuật nh chế tạo khí luyện kim, xây dựng, kỹ thuật điện tử v v Và đời sống hàng ngày cần đến viật liệu kim loại, hợp kim có tính đa dạng với chất lượng ngày cao Trong chế tạo khí nhiệt luyện đóng vai trị quan trọng khơng tạo cho chi tiết sau đúc gia cơng có tính chất cần thiết độ cứng, độ bền,độ dẻo dai, khả chống mài mòn chống ăn mòn cao mà cịn làm tăng tính cơng nghệ vật liệu Nên nói nhiệt luyện yếu tố công nghệ quan trọng định chất lượng sản phẩm Vị trí nhiệt luyện dây truyền sản xuất khí nhiệt luyện nguyên công sơ cho nguyên cơng đó, ngun cơng cuối dây truyền sản xuất khí để nâng cao chất lượng sản phẩm, khơng có ý nghĩa kinh tế lớn mà thước đo để đánh giá trình độ phát triển khoa học kỹ thuật quốc gia Nhưng muốn nhiệt luyện tốt chi tiết để từ nâng cao chất lượng hạ giá thành sản phẩm cơng việc thiết kế xưởng nhiệt luyện phù hợp với quy trình nhiệt luyện cho chi tiết đóng vai trị quan trọng Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Phần i Bé môn VLH & Nhiệt Luyện lý thuyết Chương I : Mở đầu Ngày phát triển tất ngành kỹ thuật chế tạo khí, luyện kim, cơng nghiệp hố học, xây dựng, kỹ thuật điện tử, giao thông vận tải, công nghiệp thực phẩm, kỹ thuật hàng không đời sống thường ngày gắn với vật liệu cần đến vật liệu có tính đa dạng với chất lượng ngày cao Công nghệ nhiệt luyện trình làm thay đổi tính chất vật liệu (chủ yếu vật liệu kim loại) cách thay đổi cấu trúc bên mà khơng làm thay đổi hình dáng kích thước chi tiết Trong chế tạo khí, nhiệt luyện đóng vai trị quan trọng khơng tạo cho chi tiết sau gia cơng có tính chất cần thiết độ cứng, độ bền độ dẻo dai, khả chống mài mòn, chống ăn mịn ,mà cịn làm tăng tính cơng nghệ vật liệu Vì nói nhiệt luyện yếu tố công nghệ quan trọng định chất lượng sản phẩm khí Nguyên cơng nhiệt luyện nằm vị trí khác dây truyền sản xuất khí tuỳ thuộc vào vị trí phân thành hai loại : Nhiệt luyện sơ : Là dạng nhiên liệu thường tiến hành trước gia công cơ, nhằm tạo độ cứng tổ chức tế vi thích hợp cho ngun cơng khí nhiệt luyện Nhiệt luyện kết thóc : Là dạng nhiệt luyện tiến hành sau gia công nhằm tạo cho chi tiết tính chất cần thiết theo yêu cầu kỹ thuật Nhiệt luyện có ảnh hưởng định tới tuổi thọ sản phẩm khí Máy móc xác, u cầu tính cao số lượng chi tiết cần nhiệt luyện nhiều Đối với nước công nghiệp phát triển để đánh giá trình độ ngành chế tạo khí phải vào trình độ nhiệt luyện rằng, dù gia công Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé mơn VLH & Nhiệt Luyện khí có xác đến đâu không qua nhiệt luyện chất lượng nhiệt luyện khơng đảm bảo tuổi thọ chi tiết giảm mức độ xác máy móc khơng cịn giữ theo u cầu Nhiệt luyện nâng cao chất lượng sản phẩm khơng có ý nghĩa kinh tế lớn (để kéo dài thời hạn làm việc, nâng cao độ bền lâu cơng trình, máy móc thiết bị ) mà cịn thước đo để đánh giá trình độ phát triển khoa học, kỹ thuật quốc gia nước ta từ lâu nhiệt luyện áp dụng đời sống thường ngày ông cha ta biết dao, kéo, dũa, đục làm cho thép cứng trở thành mềm dẻo, dễ dàng cho trình chế tạo chi tiết Ngày công nghiệp phát triển không ngừng việc nghiên cứu nâng cao chất lượng cho chi tiết phương pháp nhiệt luyện ngày trở nên cấp thiết Mà việc đào tạo đội ngò cán khoa học kỹ thuật lĩnh vực Bản thân - sinh viên năm thứ năm ngành: Vật liệu học Nhiệt luyện luôn ý thức tầm quan trọng mơn học cơng nghệ nhiệt luyện Trong có phận hay nói xác môn học phận tách rời với cơng nghệ nhiệt luyện, mơn: Thiết bị nhiệt luyện Nhận nhiệm vụ thiết kế phân xưởng nhiệt luyện cho: "Trung tâm nghiên cứu chế tạo vật liệu" Chóng tơi cố gắng nghiên cứu, tìm tịi, học tập để có thiết kế hồn chỉnh khả Xuất phát từ nhiệm vụ giao cụ thể cho cá nhân đặc tính kỹ thuật loại chi tiết cần nhiệt luyện, thống thiết kế tổng thể phân xưởng quy trình cơng nghệ cho loại chi tiết Với bánh tàu hoả (Z24/m14) trục (Z14/M14) chúng tơi tiến hành thấm cacbon thể khí lị giếng điện trở Sau tiến hành tơi + ram Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Với bánh (Z38/m12) trục bánh (Z12/m12) xe benlaz tiến hành thấm cacbon thể khí lị giếng điện trở sau tiến hành tơi + ram Mặc dù loại chi tiết có đặc tính kỹ thuật riêng vậy, ứng với cơng nghệ nhiệt luyện có yêu cầu mặt kỹ thuật cịng nh cơng nghệ riêng biệt Các số liệu tính tốn cụ thể quy trình cơng nghệ loại chi tiết trình bày chương sau Với chi tiết trục khuỷu đặc tính kỹ thuật, yêu cầu cụ thể trình làm việc đặc thù chi tiết, tác giả chọn quy trình nhiệt luyện gồm hai giai đoạn: Giai đoạn : Tôi + ram cao để tạo tổ chức xoocbit ram với tính tổng hợp cao bảo đảm độ bền tính độ dai va đập Trên thực tế trước đó, gia cơng khí người ta cần phải ủ hoàn toàn 8500C để đạt độ cứng thấp 180 - 200HB để dễ tiến hành gia công thô Tuy nhiên phạm vi khuôn khổ phân xưởng nhiệt luyện bỏ qua khâu để dành gia cơng khí Giai đoạn : Tôi cảm ứng bề mặt cổ trục Sau xin giới thiệu chung công nghệ thấm cacbon thể khí mà tác giả sử dụng để nhiệt luyện chi tiết bánh trục BenlazTàu hoả: Thấm cacbon thể khí dùng phổ biến có nhiều ưu điểm : Chất lượng thấm tốt, dễ khí hố tự động hố, Ýt gây nhiễm mơi trường, khác với thấm thể rắn thấm muối nóng chảy, trình thấm thể khí thực mơi trường khí động Do chất lượng thấm đồng đều, dễ điều chỉnh thơng số cơng nghệ, thích hợp cho sản xuất dây chuyền liên tục từ khâu làm sạch, thấm, ram Hỗn hợp thấm gồm : -Chất thấm C0 CuH2H +2 : 20 - 30% Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện -Chất độn : C02, N2; H2 lại Quá trình thấm phân huỷ CO CuH2n+1 Theo phản ứng : 2C0 = C02 + < Cht> (1) CuHZu+2 = (n+1) H2 + n < (Cht) (2) Khi có mặt hyđro ta có phản ứng CO + H2 = H20 = H20 + (3) Trường hợp < Cht.> tạo thành từ phản ứng (1) coi có hoạt độ với hoạt độ bon líp bề mặt ta có : = (ac) e-∆G/RT Trong : ; (ac) : Lần lượt hoạt độ cacbon líp thấm môi trường thấm ∆G0 lượng tự phản ứng nhiệt độ T áp suất tiêu chuẩn với : Trong PCo, PC02 áp suất riêng phần C0 C0 mơi trường thấm phụ thuộc vào PC0, PC02 nên hoạt độ bon môi trường thấm (ac) tuân theo cân BOUDOUARD (hình I.1) Đường cân : Fe3C + C02 → 3Fe + 2C0 ứng với Austenit bão hồ bắt đầu tiết xem ausenít (Fe3C) theo hệ cân giả ổn định Ta thấy, hoạt độ thấp hơn, líp thấm nằm vùng đơn pha austenit, xementit (XeII) tiết ra lm ngui chm HìnhI.1:Biểu đồ boudouard Trng i học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Phía đường cong vùng thấm cácbon, phía vùng thoát bon Chi tiết thấm xếp vào lò treo, gá giá đỡ vững để tiếp xúc với môi trường thấm Nhiều loại khí khác sử dụng cho q trình thấm Hỗn hợp khí tạo thành từ dầu hoả có thành phần xấp xỉ : (10-20)% C0 + (50 -75)% H2 + (1-10)% CnH2n + 1% C02 Cịn lại khí khác Để phân huỷ nhiệt dầu hoả, tạo môi trường thấm, người ta dùng hệ thống van đo nhỏ giọt dầu hoả vào lò Tốc độ nhỏ dầu vào lò tuỳ thuộc vào dung tích lị, vào thể tích chiếm chỗ chi tiết Thơng thường q trình thấm chia thành giai đoạn người ta áp dụng chế độ sau : Bảng:I.1 Giai đoạn Bảo vệ Bão hoà Khuyếch tán Nhiệt độ , 0C Tốc độ nhỏ dầu, 500-900 900-950 900-950 giọt/ph.m3 lò 300-1000 3000 – 4000 1000-1500 Giai đoạn bảo vệ nhằm tránh oxy hoá bề mặt chi tiếy nung lên nhiệt độ thấm Tốc độ dầu phải nhỏ để không tạo muội bám dày bề mặt chi tiết cản trình thấm sau Thời gian nung chi tiết lên nhiệt độ thấm tùy thuộc vào cơng suất lị, chiều dày chi tiết mức độ phức tạp chi tiết Các chi tiết phức tạp, dễ bị ứng suất nứt nung cần nung chậm, đặc biệt giai đoạn biến dạng đàn hồi (200 - 4000C) Giai đoạn bão hoà giai đoạn cung cấp chủ yếu lượng bon líp thấm Thời gian định chiều dày có hiệu líp thấm Nếu coi thời gian thấm thời gian để khuyếch tán nh thời gian xác định theo chiều Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện dày yêu cầu líp thấm (0,4 đến 0,6mm/h, tốc độ gấp đơi kể thời gian khuyếch tán) Giai đoạn khuyếch tán nhằm khuyếch tán cácbon bề mặt vào sâu phí chiều dày líp thấm cần thiết, giảm tập trung bon bề mặt gây giịn bong líp thấm Trong thời gian này, để giữ cân hàm lượng cácbon, người ta đưa dầu vào lò với tốc độ nhỏ Thời gian khuyếch tán không dài (so với thời gian thấm để không làm nghèo cácbon bề mặt Thông thường với chế độ tôi, giai đoạn định hàm lượng cácbon độ cứng bề mặt líp thấm Tốc độ nhỏ dầu vào lị để tham khảo, giọt dầu to nhỏ khác tuỳ theo ống nhỏ Tỷ lệ chiếm chỗ chi tiết lị khác tuỳ theo mẻ thấm, thấm nhiều chi tiết nhỏ mẻ cần lượng dầu nhiều hơn, theo kinh nghiệm tốc độ dầu vào lò phải điều chỉnh qua việc quan sát lửa, đốt khí thải ống xả Ngọn lửa màu xanh, chiều dài từ 100 đến 150mm vừa Chiều dài lửa lớn 200mm thừa dầu, cần giảm bớt số giọt dầu đưa vào lò Trái lại, lửa ngắn 100mm tắt thiếu dầu, cần tăng số lượng dầu đưa vào lò Lượng dầu thừa mà chậm giảm bít nh nêu trên, tạo muội bám mặt chi tiết làm ngăn cản trình thấm Chế độ thấm hợp lý nhận líp thấm có hàm lượng cácbon bề mặt khoảng 0,8 đến 1,2 % tốc độ thấm từ 0,2 đến 0,3mm/h Hỗn hợp khí thấm tạo thành nhờ pha trộn khí cơng nghiệp có thành phần : 18-23% CO + 4,8% CnH2n+2 + 32 - 45% H2 + 30-40% N2 + 0,1%C Bảng 1.3 cho thành phần chõng vài loại khí hay dùng, thành phần thay đổi theo nguồn cung cấp khí Bảng I.2 Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Tên khí (Ký hiệu) Khí đốt CGA Endogas Exogas CO 17,6 23 20,5 Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Thành phần(% thể khí ĐKTC) CnH2n+2 CO2 N2 H2 100 3,8 11,8 46,9 0,4 45,7 30 4,5 45 30 Khí khác 18,9Ar 0,2H20 - Khác với chi tiết thép thơng thường, chi tiết thép sau thấm cacbon có líp bề mặt thép sau tích (trên 0,8%C) cịn lõi thép trước tích (khoảng 0,2%C) Nhiệt độ cho chi tiết thép sau thấm cacbon có đặc điểm riêng : Líp bề mặt, để bảo tồn lưới Xe có độ cứng tính chịu mài mịn cao, phải tơi nh thép sau tích 760 đến780 0C Lõi thép trước tích (0,2%C) phải 880 đến 9000C Chế độ nhiệt luyện sau thấm cacbon chọn tùy theo yêu cầu làm việc chi tiết chất thép, bao gồm : Tôi trực tiếp - sau hạ nhiệt độ đến 850- 860 0C tiến hành tôi, công nghệ áp dụng cho thép di truyền hạt nhỏ, thích hợp cho công nghệ thấm cacbon thể lỏng mặt nhiệt độ đồng thời kết hợp để rửa bề mặt chi tiết Nhiệt độ trung gian nhiệt độ tơi líp bề mặt lõi Tôi lần- thực sau thấm cacbon thường hố thép : Tơi 820-8500C cần độ cứng bề mặt cao, nhiệt độ nhiệt độ trung gian lõi bề mặt ưu tiên líp bề mặt Tơi 860 - 8800C cần độ bền lõi cao, nhiệt độ ưu tiên cho lõi Tôi hai lần - thực sau thấm cacbon thường hố : Tơi lõi 880 - 9000C Tơi bề mặt 760 - 7800C lĩ bề mặt đả bảo tính phiền phức nên ngày Ýt đượcdùng Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Sau tôi, chi tiết thấm cacbon ram thấp 150 đến 200 0C để giữ độ cứng tính chịu mài mịn cao Đối với phần chi tiết không cần thấm cacbon (chống thấm) người ta áp dụng số biện pháp sau : để lượng dư gấp 1,5 đến hai lần chiều dày líp thấm để sau cắt đi, đắp líp dày khoảng - 10 mm hỗn hợp chứa : 20% đất sét + 5% nước thủy tinh + lại cát mịn Pha nước đủ dẻo (khoảng 10 - 15%) đắp lên phần chống thấm, dùng vải băng kín, buộc chặt để khơng bị bong líp chống thấm xếp chi tiết vào lị Ngoài ra, chi tiết quan trọng phần chống thấm mạ Cu phủ Al nước công nghiệp phát triển, thấm cacbon tiến hành lò nằm ngang, sau thấm, xe chở chi tiết kéo sang buồng tơi tận dụng cơng suất lị thấm Cùng mục đích hố bền bề mặt, so với bề mặt, công nghệ thấm cacbon có nhiều ưu việt : líp bề mặt có hàm lượng cacbon cao nên sau có độ cứng tính chịu mài mịn cao hơn, mà cơng nghệ thấm cacbon ưu tiên áp dụng cho chi tiết làm việc điều kiện chịu mài mịn có tích số (pv) lớn (p áp lực, v vận tốc) Hoá bền bề mặt thấm cacbon tơi ram áp dụng cho chi tiết hình dạng phức tạp mà giữ đồng đều, nhiên chi phí cho sản xuất lớn suất thấp Với chi tiết trục khuỷu, ta thực hai giai đoạn : Giai đoạn : Tôi + ram cao Giai đoạn : Tôi cảm ứng bề mặt chi tiết Và chóng ta cần phải hiểu khái niệm công nghệ nh ? Tơi ? Tơi thép phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng chi tiết đến nhiệt độ cao nhiệt độ tới hạn A C1 AC3 tuỳ thuộc vào loại thép để làm xuất tổ chức Austenit, sau giữ nhiệt chi tiết làm nguội nhanh thích hợp để Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Austenit chuyển thành mactenxit hay tổ chức không ổn định khác có độ cứng độ bền cao (như bainit, truxtit đẳng nhiệt) Ram phương pháp nhiệt luyện gồm nung nóng chi tiết tơi đến nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn A C1, sau giữ nhiệt thời gian cần thiết để mactenxit dư phân hố thành tổ chức thích hợp làm nguội Ram cao phương pháp nung nóng thép tơi nóng lên khoảng 500-650 0C, tổ chức đạt Xoocsit ram Khi ram cao độ cứng thép giảm mạnh, đạt khoảng 15 - 20 HRC (khoảng 200 ÷ 300 HB), ứng suất bên bị khử bỏ, độ bền giảm đi, độ dẻo, độ dai tăng lên mạnh Ram cao dùng cho chi tiết yêu cầu có tính tổng hợp cao Dạng nhiệt luyện gồm có tơi + ram cao gọi nhiệt luyện hoá tốt, dạng nhiệt luyện thường dùng cho chi tiết làm thép cacbon thép hợp kim có hàm lượng cacbon trung bình, sau nhiệt luyện đạt tính tổng hợp cao Tơi bề mặt phương pháp tơi phận, có líp bề mặt chi tiết tơi cịn lõi khơng tơi Nh sau tơi, líp bề mặt có tổ chức mactenxit, cịn líp bên có tổ chức xoocbit - peclit Có nhiều phương pháp tơi bề mặt, song chúng dự nguyên lý chung nung nóng thật nhanh bề mặt với chiều sâu định lên đến nhiệt độ tơi, phần lớn tiết diện (lõi) khơng nung nóng, làm nguội nhanh có líp bề mặt tơi cứng, cịn lõi khơng tơi mềm Tôi tần số phương pháp bề mặt ứng dụng rộng rãi, có suất cao, dễ khí hố, tự động hố nên bố trí nguncơng nhiệt luyện dây truyền sản xuất khí Nhiệt luyện dịng điện tần số cao cho phép nâng cao chất lượng sản phẩm, nhờ mà ngày sử dụng rộng rãi nước ta còng nh nước khác Căn vào hình dáng như, đặc tính kỹ thuật ưu mà việc tần số mang lại, tác giả chọn bề mặt cổ trục khuỷu phương pháp Trường Đại học Bách Khoa Hà nội khuỷu Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Dùa vào bảng chất liệu loại lò ta tính -Tổng số thừi gian để hồn thành q trình thấm lị giếng RSHZM 5.8/10 Στ(thấm) = 962 + 994,5 + 1230,6 +897 = 4084,1(h); -Tổng số thời gian để hồn thành quảtình tơi lị giếng RSHZM 5.8/10 là: Στ(tôi) = 525 + 572,0 + 606,8 + 442,0 +1144 = 3284,6(h); Vậy tổng số thời gian thấm tơi lị giếng RSHZM 5.8/10 là: Στ = 4084,1 + 3284,6 = 7368,7(h); Số lò cần cho trình thấm tơi theo cơng thức: Trong đó: Ti: Sè loại lị i cần tính ΣSi: Tổng sản lượng nhóm chi tiết nhiệt luyện thiết bị i (tấn/năm); τi: Cơ số làm việc thiết bị loại i; Pi:Năng suất trung bình thực tế lị nung chi tiết; Với cách tínhtrên chi kết gần ta chọn lò giếng điện trở RSHZM 5.8/10 dùng chung cho q trình thấm cacbon thể khí tơi Cũng với cách tính tương tự ta tính số lị giếng điện trở RSHOM 7.8/6,5 cần cho trình ram cho cácchi tiết là: Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện ; Vậy chọn lò ram Với lò tần số ta tính số lị cần thiếc lị; Cuối ta có số thiết bị phân xưởng ( lị giếng, lị tần số); III.2 Tính tốn chọn thiết bị phụ Tính tốn thùng tơi: Trong q trình tơi, chi tiết toả nhiệt vào môi trường nhận lượng chi tiết toả ra, nhiệt độ mơi trường tăng lên gây ảnh hưởng đến tốc độ nguội dẫn đến ảnh hưởng chất lượng sản phẩm Vậy phải tính tốn thùng tơi hệ thống làm nguội đảm bảo nhiệt độ môi trường không vượt nhiệt độ cho phép Nhiệt độ cho phép số môi trường : Đối với nước toc < 50oC dầu toc < 80oC NaOH toc < 100oC Các sản phẩm phân xưởng dâu tính tốn thùng tơi tính thung dầu Lượng nhiệt chi tiết toả ra, tính theo cơng thức 11.15{II] Q1=g1(C0t0 – C1t1) Kcal Trong đó: g1 = 272 kg trọng lượng lớn mẻ ( kể gá) t0 = 8200C nhiệt độ chi tiết trước t1 = 800C nhiệt độ chi tiết sau làm nguội C0 = 0.162 Kcal/Kg0C tỉ nhiệt thép C1 = 0.13 Kcal/Kg0C tỉ nhiệt trung bình thép từ nhiệt độ đến nhiệt độ kết thúc tơi Ta có Q1 = 272 (0,162x820 – 0,13 x80) = 33303,7 kcal Lượng nhiệt dâu hấp thô Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Q2=g2(C0t0 – C1t1) Kcal Trong đó: g2 khối lượng dầu t1= 300C nhiệt độ ban đầu dầu t0 = 600C nhiệt độ sau C0, C1 = 0,45 Kcal tỉ nhiệt dầu khoảng 30-700C Ta có: Q2 = g2(0,45x60-0,45x30) = 13,5xg2 Để lượng nhiệt kim loại toả lượng nhiệt dầu hấp thụ vào thì: Q1= Q2 => 33303,7=13,5 xg2 = 2466,94 ~ 2467 dm3 g2 = Vậy thể tích 2,467m3 Chọn kích thước thùng tơi dầu Chọn chiều cao khối dầu thùng 1m Vậy tiết diện thùng dầu 2,467 m2, chọn thùng dầu có tiết diện hình vng Vậy cạnh thùng dầu là: 1,2335m Chiều cao dầu dâng lên nhóng chi tiết là: H1= m Trong : Vkl = = = 0,035m3 thể tính kim loại chiếm chỗ S = 2,467m2 tiết diện thùng dầu H1= = 0,014m Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Để cho dầu khơng bị bắn ngồi, ta chọn chiều cao từ mặt dầu đến thành thùng H2 = 0,1m Ta có chiều cao thùng dầu H = H0 +H1 +H2 = 1+0,014+0,1 =1,114 ~ 1,2m Vậy thùng tơi có kích thước H = 1,2m; B =L = 2,467m ~ 2,5m Để đảm bảo nhiệt độ dầu không vượt giới hạn cho phép, đặt thùng dầu vào bể nước, bể nước bơm nước tuần hoàn Chọn thiết bị khác Chọn máy đo độ cứng TK – , để kiểm tra độ cứng sau nhiệt luyện Chọn máy mài để mài trước đo độ cứng Chọn bàn phẳng để kiểm tra cong vên c Chọn bàn nắn để nắn chi tiết bị biến dạng nhiệt luyện Chọn mét kính hiển vi kim loại học để soi tổ chức chiều dầy líp thấm IV Quy hoạch mặt phân xưởng Quy hoạch mặt phân xưởng khâu quan trọng thiết kế xưởng, thể dây chuyền cơng nghệ sản xuất phù hợp với thiết bị chọ Dùa vào số liệu tính tốn ta lập mặt phân xưởng nhiệt luyện trung tâm nghiên cứu chế tạo vật liệu IV.1 Dự kiên mặt phân xưởng Nguyên tắc bố trí mặt phân xưởng Phải phù hợp với tính chất cơng nghệ, sản xuất liên tục bè trí mặt cần theo yêu cầu sau: Dây chuyền công nghệ liên tục ngắn theo đường thẳng, hạn chế sù chồng chéo lên Phù hợp với trình sản xuất phân xưởng toàn nhà máy phân xưởng khác, phận liên quan Đảm bảo vệ sinh phân xưởng, an toàn phân xưởng an toàn nhà máy đặt hướng nhà theo hướng gío chủ yếu năm( đông nam) Các Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện thiết bị phận sinh khí độc hại đặt cuối hướng gió, cửa phải bố chí phù hợp cho đảm bảo ánh sáng tự nhiên, thơng gió tự nhiên Các tiêu chuẩn xưởng nhiệt luyện - Tiêu chuẩn diện tích, mặt Căn vào đặc điểm, tính chất cơng nghệ phân xưởng ta tiến hành tính tốn diện tích mặt phân xưởng Phân xưởng nhiệt luyện trung tâm nghiên cứu chế tạo vật liệu với sản lượng : 1000 bánh răng, trục bánh tầu hoả /năm 1000 bánh răng, trục bánh benlaz /năm 3000 trục khuỷu ô tô / năm phân xưởng loại phân xưởng vừa sản xuất mang tính loạt.Để đảm bảo tính chất sản xuất, dây chuyền cơng nghệ, thao tác cơng nhân an tồn cho phân xưởng, thiết bị sản xuất chiếm từ 50–90m2 Diện tích thiết bị chiếm S tb = s x a m2 Trong S = 70m2 diện tích thiết bị a = số thiết bị Stb = 70x3 =210m2 Diện tích nhà sinh hoạt bao gồm nhà văn phòng phân xưởng, phòng thay quần áo, kho phân xưởng, phong nắn vv… theo quy định chiếm 15% Stb diện tích nhà sinh hoạt S sh =15%Stb =210 x15% = 31,5m2 Diện tích lại phân xưởng chếm khoảng 30% diện tích thiết bị chiếm chỗ Sđl = 30% Stb = 210 x30% = 63m2 diện tích tồn xưởng là: SPX = S sh+ S đl + S tb =210+31,5+63 = 304,5m2 Chọn nhà có bước nhịp L = 15m chiều dài phân xưởng là: B = S sh/L =304,5/15 = 20,3m Nhưng dó chiều dài phân xưởng theo quy chuẩn lấy bội số bước cột (6m) lên chiều dài thực tế xưởng Btt =6x4 = 24m Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Vậy diện tích thực tế phân xưởng : S px = BTT x L = 24 x15 =360 m2 Chọn kiểu nhà, kết cấu nhà Nhà phân xưởng nhiệt luyện chọn kiểu nhà công nghiệp tầng, khung bê tông cốt thép nhà rộng 15m dài 24m khoảng cách cột 6m, đặt nhà theo hướng đông nam - Chon kết cấu nhà Cột nhà: phận khung nhà, tác dụng truyền tồn tải trọng nhà xuống móng Ta chọn chiều cao cột 9m tiết diện côt 0,4 x 04m Móng nhà: kết cấu chịu tải tồn nhà truyền xuống đất, chọn móng nhà móng bê tơng Dầm mái: kết cầu chịu lực tải trọng cho mái nhà chọn dầm mái dầm thép Cửa mái : có tác dụng thơng hơi, thơng gió, độc, chiếu sáng cho tồn xưởng, chọn cửa mái cửa kinh khung thép Cửa vào: để đưa chi tiết vào phân xưởng để công nhân vào phân xưởng ta bè chi cưa rộng 4m cao 4m phân xưởng (theo chiều dài), cửa phụ rộng 3,5 m cao 2,5 m phía đối diện cửa Cửa sổ : có tác dụng chiếu sáng tự nhiên, thơng gió tự nhiện, làm khí nóng ta bố chí bên hàng cửa (cả hai đầu hồi nhà ), cửa có kích thước rộng 1,5 x1,5m Nền nhà Cấu tạo nhà gồm líp: Líp vữa xi măng dày 50mm Líp thứ hai bê tơng dày 250mm Líp đất đầm chặt Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Câu trục : Để vân chuyển sản phẩm phân xưởng nhiệt luyện cách thuận lợi, rễ ràng, đỡ tốn sức lực cơng nhân ta chọn cẩu trụ xoay có sức nâng đặt phía gần lị thấm lị ram, cẩu 500Kg đặt phía lị tần sè CHƯƠNGV: AN TỒN LAO ĐỘNG An tồn lao động ngành cơng nghiệp nói chung phân xưởng nhiệt luyện nói riêng có tầm quan trọng lớn cụ thể: − Đảm bảo sức khoẻ cho người lao động Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện − Nâng cao suất lao động dẫn đến tăng hiệu kinh tế giảm giá thành sản phẩm, chất lượng sản phẩm đảm bảo − Đảm bảo tuổi thọ cho máy móc − Tăng tính u cầu nghề nghiệp đẫn đến nhiều sáng kiến phát minh phục vụ cho sản xuất − Giảm háng hóc máy móc, thiết bị cố khơng an tồn gây Góp phần làm giảm tai nạn, tăng thu nhập cho kinh tế quốc dân − Nắm vững an toàn sản xuất không riêng cho chế độ nào, quốc gia mang đặc thù bảo vệ sức khoẻ cho người lao động cho sinh vật sống hành tinh Do đối tượng an tồn lao động nghiên cứu phương tiện tối ưu nhằm giảm độc hại, làm nhẹ sức lao động để đạt sức lao động cao Phương pháp kỹ thuật an toàn lao động nghiên cứu lưu trình sản xuất, thiết bị đồng thời nghiên cứu nguyên nhân có hại xảy Vì trình thiết kế xưởng nhiệt luyện phải đảm bảo điều kiện an toàn lao động tốt I Quy tắc an toàn lao động với thợ nhiệt luyện : 1.1 Trước làm việc: − Chuẩn bị đầy đủ trang phục trang bị an toàn lao động cấp phát − Kiểm tra thiết bị, dụng cụ biện pháp an toàn lao động đảm bảo chưa 1.2 Trong làm việc : − Các loại thiết bị dùng phòng thấm Các bon, Xianua phải loại an toàn nổ, chống phát lửa, lửa trần phòng Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện − Các bể nước sử dụng lần đầu phải sấy khô, cách điện tốt, chắn bảo vệ phải tiết đất, cấm mang đồ dùng chế tạo hợp kim đen đến gần lò cao tần − Các thùng dầu phải có nắp đậy, dầu tơi phải có nhiệt độ tự bốc cháy lớn 1700C Không nhiệt độ dầu lên 85 0C Khi gián đoạn phải sử dụng loại đầu đặc biệt có nhiệt độ tự bốc cháy cao Phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ dầu − Phải thực tốt quy tắc phòng chống cháy nổ khu vực nhiệt luyện quy định − Phải chấp hành nghiêm chỉnh quy tắc an toàn sử dụng phương tiện nâng hạ tổ nhiệt luyện 1.3 Khi kết thúc làm việc : − Thu gọn nơi làm việc gọn gàng sẽ, đảm bảo an toàn − Bàn giao với ca sau tốp phụ trách tình hình làm việc thiết bị, dụng cụ nơi làm việc thu gọn, an toàn Để đảm bảo yêu cầu phân xưởng nhiệt luyện cần đảm bảo yêu cầu cụ thể sau: − Trong phân xưởng có nhiều thiết bị Quản đốc phân xưởng phải có văn xác định tuổi thọ loại thiết bị, háng hóc tức thời, háng hóc khơng thể khắc phục để người lao động biết trước vận hành máy móc, ngồi hàng quý, hàng năm quản đốc phân xưởng phải có thống kê số người bị tai nạn lao động năm, số chữa khỏi, số nằm viện thời gian điều trị, năm có đưa nguyên nhân cụ thể gây tai nạn : + Tai nạn kỹ thuật + Tai nạn tinh thần kỷ luật kém, không tôn trọng quy chế tổ chức + Tai nạn ý thức cá nhân, bảo vệ sức khoẻ cá nhân kém, tinh thần chủ quan (Ví dụ: Khơng đeo trang ảnh hưởng đến phổi, khơng đeo kính bảo vệ làm Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện ảnh hưởng đến mắt, không đeo gang tay làm da bị cháy bỏng xây sát không chảy máu) II Các biện pháp nâng cao điều kiện lao động : Tổ chức sản xuất lao động tốt điều kiện quan trọng để bảo vệ sức khoẻ an toàn lao động cho cơng nhân Đó thao tác cơng nghệ kỹ thuật lao động, khâu kiểm tra, thời gian nghỉ ngơi, thời gian làm việc… Đồng thời cơng nhân có kèm theo giấy khám sức khoẻ ghi rõ bệnh án tuân thủ vấn đề cần chấp hành bệnh án nêu Các điều kiện làm việc phải chấp hành đầy đủ Một biện pháp tăng sức khoẻ cho công nhân đảm bảo môi trường làm việc mức độ cho phép (Giới hạn cho phép chất độc khơng khí, giới hạn xạ nhiệt, giới hạn chiếu sáng tối thiểu, ảnh hưởng vật lý sóng cao tần siêu âm, từ trường…) Để đảm bảo yêu cầu phân loại sau: − Chỉ tiêu xây dựng: tiêu chuẩn tính tốn trang thiết bị sản xuất khu vực hành liên quan Khi tính tốn phải đảm bảo tuyệt đối − Các tiêu kích thước mặt − Các tiêu tiêu chuẩn, thơng số tối thiểu an tồn : Tốc độ gió, áp suất điện áp III Biện pháp trang bị bảo hộ lao động cá nhân : Bảo vệ cá nhân tuỳ theo điều kiện nơi thao tác để trang bị bảo hộ lao động Bảo vệ thân thể, tay chân, quan hô hấp, mắt, tai… Để bảo vệ thân thể phải có áo quần chun dùng khơng ảnh hưởng đến tác động bên ngồi khí, hố chất, nguồn nhiệt… Vải may áo quần tuỳ thuộc khu vực có loại vải chuyên dùng riêng Trang phục áo quần cần thiết song phải đảm bảo thuật tiện dễ thao tác không cồng kềnh gây trở ngại cho sản xuất Song song quần áo công nhân phải đeo trang khu vực thấm cacbon, lò muối, lò ram dầu, chỗ tẩy rửa, nhuộm đen Phải đeo kính trang khu vực làm sạch, phun Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện cát, dùng máy mài để kiểm tra mác thép Ngoài cần đảm bảo an toàn tác dụng nguồn nhiệt, chất độc, tác hại dòng điện, tiếng ồn, chấn dung đến thể đảm bảo phòng chống cháy nổ chống sét cho phân xuởng cho công nhân KẾT LUẬN CHUNG Đồ án môn học thiết kế xưởng nhiệt luyện môn học cần thiết sinh viên ngành VLH & Nhiệt luyện ngồi ghế nhà trường Lần đầu sinh viên đặt vào vị trí nhà sản xuất để lập lên phân xưởng nhiệt luyện hoạt động có hiệu Nó giúp cho sinh viên có tư định hướng rõ ngành học cịng nh cơng việc mà sau họ làm việc Thông qua đồ án sinh viên cảm thấy nh thực hành phân xưởng thực sù Tuy nhiên việc làm đồ án cịn gặp khơng Ýt khó khăn thiếu thiết bị để kiểm chứng trình làm việc bỡ ngỡ sinh viên lần giao công việc cụ thể Nhưng hướng dẫn bảo tận tình thầy giáo Nguyễn văn Hiển giúp chúng em hoàn thành đồ án tiến độ Nói chung loại đồ án chúng em làm chúng em thấy đồ án thiết kế xưởng nhiệt luyện khó thời gian ngắn phải giải số lượng cơng việc lớn Mặt khác ngồi số liệu dã cho chóng em cịn phải lấy thêm số liệu thực tế nhà máy để bổ xung thêm so sánh với lý thuyết Trên cở sở số liệu em tính tốn lập quy trình nhiệt luyện, mặt cắt mặt cắt đứng phân xưởng nhiệt luyện Trong q trình tính tốn số liệu chúng em khơng hồn tồn lắm, nhiên sai số khơng đáng kể nằm giới hạn cho phép Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Cuối chúng em xin chân thành cám ơn thầy cô môn dặc biệt thầy giáo Nguyễn văn Hiển hướng dẫn bảo tận tình giúp chúng em hoàn thành đồ án cách tốt đẹp Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện Tài liệu tham khảo Nguyễn Chung Cảng Thiết bị thiết kế xưởng nhiệt luyện Nhà xuất ĐHTCBK 1997, 328 Tr A.A Smưcôv, Sách tra cứu nhiệt luyện Nhà xuất KH&KT, 1973, 466 Tr Lê Dương Linh, Đặng Lê Toàn, Tạ Anh Tuấn, Sách tra cứu hiệt luyện thép dụng cụ Nhà xuất KH & KT, 1983, 366 Tr Phạm Thị Minh Phương, Tạ Văn Thất, Công nghệ nhiệt luyện Nhà xuất GD, 2000, 326 Tr 5Tạ Văn Thất, Nhiệt luyện chi tiết máy dụng cụ Nhà xuất KH & KT, 1989, 186 Tr 6Lê Công Dưỡng (chủ biên), Vật liệu học Nhà xuất KH & KT, 1997, 618 Tr 7Nghiêm Hùng, Kim Loại Học Nhiệt luyện Nhà xuất KH & KT, 1979, 488Tr Nghiêm Hùng, Vật liệu học, giáo trình dùng cho sinh viên Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé mơn VLH & Nhiệt Luyện nghành Cơ khí Nhà xuất ĐHBK - HN 9Nghiêm Hùng, Sách tra cứu thép gang thông dụng Nhà xuất KH & KT, 1997, 322 Tr 1AZamazop, Vật liệu học, Đỗ minh Nghiệp, Nguyễn Khắc Cường, Chu Thiên Trường dịch Nhà xuất GD, 2000 Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Bé môn VLH & Nhiệt Luyện ... tế vi thích hợp cho ngun cơng khí nhiệt luyện Nhiệt luyện kết thóc : Là dạng nhiệt luyện tiến hành sau gia cơng nhằm tạo cho chi tiết tính chất cần thiết theo yêu cầu kỹ thuật Nhiệt luyện có ảnh... có thiết kế hồn chỉnh khả Xuất phát từ nhiệm vụ giao cụ thể cho cá nhân đặc tính kỹ thuật loại chi tiết cần nhiệt luyện, thống thiết kế tổng thể phân xưởng quy trình công nghệ cho loại chi tiết. .. Ram cao dùng cho chi tiết u cầu có tính tổng hợp cao Dạng nhiệt luyện gồm có tơi + ram cao gọi nhiệt luyện hoá tốt, dạng nhiệt luyện thường dùng cho chi tiết làm thép cacbon thép hợp kim có hàm