Nung nóng kim loại là công đoạn không thể thiếu trong quá trình gia công áp lực, giúp cải thiện tính dẻo và giảm lực biến dạng. Bài viết này sẽ đi sâu vào mục đích của việc nung nóng, các hiện tượng xảy ra khi nung và các loại lò nung phổ biến.
 

1. Mục đích của nung nóng kim loại

• Tăng tính dẻo:
  • Nung nóng làm tăng khoảng cách giữa các nguyên tử, giảm lực liên kết.
  • Kim loại trở nên mềm hơn, dễ biến dạng hơn.
• Giảm lực biến dạng:
  • Nung nóng làm giảm trở lực chống biến dạng của kim loại.
  • Giảm lực cần thiết để gia công áp lực.
  • Tiết kiệm năng lượng và tăng tuổi thọ thiết bị.
• Cải thiện chất lượng sản phẩm:
  • Nung nóng đồng đều giúp loại bỏ ứng suất dư trong kim loại.
  • Tạo ra sản phẩm có độ bền và độ dẻo đồng đều.
• Giảm giá thành sản phẩm:
  • Nung nóng giúp tăng năng suất gia công.
  • Giảm chi phí gia công và tiết kiệm vật liệu.

2. Các hiện tượng xảy ra khi nung nóng kim loại

• Quá nhiệt:
  • Nung quá nhiệt độ cho phép làm hạt kim loại lớn lên.
  • Giảm tính dẻo và độ bền của kim loại.
  • Khắc phục bằng cách ủ kim loại.
• Cháy:
  • Nung quá nhiệt độ quá nhiệt làm oxy hóa mạnh mẽ tinh giới hạt.
  • Phá hỏng tính liên tục của kim loại, giảm độ dẻo và độ bền.
  • Không thể khắc phục, phải nấu chảy lại.
• Oxy hóa:
  • Bề mặt kim loại tiếp xúc với không khí bị oxy hóa tạo lớp vảy oxit.
  • Hao tổn vật liệu, gây khó khăn cho gia công, giảm chất lượng sản phẩm.
  • Khắc phục bằng cách kiểm soát nhiệt độ và tốc độ nung, nung trong môi trường khí bảo vệ.
• Thoát cacbon:
  • Lớp bề mặt kim loại bị giảm hàm lượng cacbon.
  • Giảm độ bền của kim loại.
  • Khắc phục bằng cách thấm than.
• Nứt:
  • Nhiệt độ và tốc độ nung không hợp lý tạo ứng suất nhiệt quá độ bền kim loại.
  • Thường xảy ra khi nung thép dưới 800°C.
  • Khắc phục bằng cách kiểm soát tốc độ nung.

3. Khoảng nhiệt độ nung của một số kim loại và hợp kim

• Hợp kim đồng:
  • Giới hạn trên: 750-850°C.
  • Giới hạn dưới: 600-700°C.
• Hợp kim nhôm:
  • Giới hạn trên: 470-500°C.
  • Giới hạn dưới: 350-400°C.
• Thép cacbon (C < 0.3%):
  • Giới hạn trên: 1150-1250°C.
  • Giới hạn dưới: 800-850°C.

4. Các loại lò nung kim loại

• Lò điện:
  • Sử dụng điện năng để nung nóng kim loại.
  • Ưu điểm: kiểm soát nhiệt độ chính xác, ít ô nhiễm.
  • Nhược điểm: chi phí điện năng cao.
• Lò khí:
  • Sử dụng khí đốt để nung nóng kim loại.
  • Ưu điểm: nhiệt độ cao, năng suất cao.
  • Nhược điểm: khó kiểm soát nhiệt độ, gây ô nhiễm.
• Lò dầu:
  • Sử dụng dầu mazut hoặc dầu hỏa để nung nóng kim loại.
  • Ưu điểm: nhiệt độ cao, chi phí nhiên liệu thấp.
  • Nhược điểm: gây ô nhiễm, khó kiểm soát nhiệt độ.
• Lò than:
  • Sử dụng than củi hoặc than đá để nung nóng kim loại.
  • Ưu điểm: chi phí nhiên liệu thấp.
  • Nhược điểm: khó kiểm soát nhiệt độ, gây ô nhiễm.
• Lò quạt lửa (hình 49):
  • Nhiệt độ đồng đều trong toàn bộ khu vực làm việc.
  • Sử dụng quạt gió để tăng cường quá trình cháy.
  • Thường được sử dụng trong rèn tự do.

Nung nóng kim loại là công đoạn quan trọng trong gia công áp lực, giúp cải thiện tính dẻo và giảm lực biến dạng. Việc lựa chọn lò nung và kiểm soát nhiệt độ nung phù hợp sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.