VIỆN CÔNG NGHỆ

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THẤM C CHÂN KHÔNG,
ỨNG DỤNG ĐỂ THẤM MỘT SỐ CHI TIẾT MÁY
CHẤT LƯỢNG CAO CNĐT: HOÀNG VĨNH GIANG
8321

HÀ NỘI – 2010

o
C
Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Ảnh hưởng của Cp đến thời gian thấm với nhiệt độ thấm 990
o
C
Error! Bookmark not defined.
2.2.4. Kết luận phần mô phỏng quá trình thấm C chân không Error!
Bookmark not defined.
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM THẤM C CHÂN KHÔNG 29
3.1. Chuẩn bị mẫu và phương pháp kiểm tra 29
3.1.1. Kiểm tra thành phần hóa học Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Xác định sự phân bố %C theo chiều sâu lớp thấm Error!
Bookmark not defined.
3.1.3. Đo độ cứng HV bề mặt và theo chiều sâu lớp thấm Error!
Bookmark not defined.
3.1.4. Xác định chiều sâu lớ
p thấm Error! Bookmark not defined.
3.2. Thiết bị và công nghệ thấm C chân không Error! Bookmark not
defined.
3.2.1. Thiết bị thấm C chân không Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Lập trình chương trình thấm C chân không Error! Bookmark not
defined.
3.2.3. Tiến hành thấm Error! Bookmark not defined.
3.3. Kết quả khảo sát kết quả phân bố %C . Error! Bookmark not defined.

3.3.1. Kết quả thấm ở nhiệt độ thấm : 910
o
C và %C bề mặt = 0,9%
Error! Bookmark not defined.

o
C < T < 1000 và p < 30mbar 11
Bảng 2.1: Kết quả thời gian thấm ở nhiệt độ 910
o
C với Cp khác nhau Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.2: Kết quả thời gian thấm ở nhiệt độ 950
o
Cvới Cp khác nhau Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.3: Kết quả thời gian thấm ở nhiệt độ 990
o
C với Cp khác nhau Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.4: Kết quả thời gian thấm ở nhiệt độ khác nhau, Cp = 0,8% Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.5: Kết quả thời gian thấm ở nhiệt độ khác nhau, Cp = 0,9% Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.6: Kết quả thời gian thấm ở nhiệt độ khác nhau, Cp = 1,0% Error!
Bookmark not defined.

Bảng 3.1: Thành phần mẫu thép thấm [%] Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2: Kết quả phân bố %C thực tế theo chiều sâu lớp thấm Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.3. Kết quả phân bố %C thực tế theo chiều sâu lớp thấm Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.4: Kết quả phân bố %C thực tế theo chiều sâu lớp thấm Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.5: Kết quả phân bố %C thực tế theo chiều sâu lớp thấm Error!
Bookmark not defined.
Hình 2.2: Các bước của quá trình thấm Error! Bookmark not defined.

Hình 3.1: Mẫu thử thấm và tôi cùng sản phẩmError! Bookmark not defined.
Hình 3.2: Lò chân không đơn buồng Turbo
2
-Treater MError! Bookmark not
defined.

Hình 3.3: Kết quả mô phỏng thấm 910
o
C, %Cp = 0,9%, chiều sâu 1,0mm.
Error! Bookmark not defined.

Hình 3.4: Kết quả mô phỏng thấm 910
o
C, %Cp = 0,9%, chiều sâu 1,01mm.
Error! Bookmark not defined.

Hình 3.5: Kết quả mô phỏng thấm 950
o
C, %Cp = 0,9%, chiều sâu 0,73mm.
Error! Bookmark not defined.

Hình 3.6: Kết quả mô phỏng thấm 950
o
C, %Cp = 1,0%, chiều sâu 0,8mm.
Error! Bookmark not defined.


Hình 4.6: Phân bố độ cứng dọc chiều sâu lớp thấm Error! Bookmark not
defined.

Hình 4.7 Quá trình thấm mẻ 3: Thấm 950
o
C /68phút, tôi 810
o
C /10barError!
Bookmark not defined.Hình 4.8: Phân bố độ cứng dọc chiều sâu lớp thấm Error! Bookmark not
defined.

Hình 4.9 Quá trình thấm mẻ 4: Thấm 950
o
C /89phút Error! Bookmark not
defined.

Hình 4.10: Phân bố độ cứng dọc chiều sâu lớp
thấm Error! Bookmark not defined.

1
TÓM TẮT NHIỆM VỤ

Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu sử dụng phần mềm thấm C chân
không AvaC để thấm C cho một số sản phẩm cơ khí (bánh răng, trục răng)
trên lò chân không đơn buồng Turbo
2
– Treater M tại Viện Công nghệ.
2
Thấm C là đưa C vào bề mặt chi tiết (chủ yếu chế tạo từ thép có hàm
lượng C thấp) để khi tôi bề mặt có độ cứng cao chịu mài mòn tốt trong khi
vẫn giữ được độ dẻo dai của lõi. Nếu đồng thời đưa cả C và N vào thì ta có
công nghệ thấm C-N. Đây là công nghệ được sử dụng phổ biến để thấm các
chi tiết chế tạo từ thép C thấp. Có nhiều ph
ương pháp thấm, hiện nay công
nghệ thấm C, C-N thể khí đang được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả hơn cả.
Thấm C trong môi trường áp suất thấp (thấm C áp suất thấp – LPC) hay còn
gọi là thấm C chân không là một công nghệ tiên tiến trong các công nghệ
thấm C. Công nghệ này với ưu điểm sản xuất sạch và tiết kiệm năng lượng,
đang được một số nước tiên tiến sử dụ
ng.
Với yêu cầu khắt khe về môi trường và tiết kiệm năng lượng, thấm C
chân không đang ngày càng được quan tâm phát triển. Theo số liệu ở một vài
nguồn khác nhau [1, 2], tại thời điểm năm 2000, thị phần của thấm C chân
không chiếm khoảng 1-3% và hiện nay con số đó khoảng 10-15%. Thị phần
thấm C chân không tăng chủ yếu do đầu tư mới hoặc thay thế các công nghệ
thấm C lạc h
ậu khác (thấm C thể rắn, thể lỏng). Nói như vậy để hiểu rằng,
muốn thay thế công nghệ thấm C thể khí, công nghệ thấm C chân không cần
được nghiên cứu phát triển hơn nữa. Tuy nhiên, theo nhận định của một số
chuyên gia [3], trong 10 năm tới vì những nguyên nhân như giá năng lượng,
vật tư, bảo vệ môi trường, thấm chân không có thể đạt thị phần 30-40%.
Mặc dù có những dự báo khả

Chương 4: Ứng dụng thấm C chân không và tôi một số sản phẩm để kiểm tra
một số tính chất (độ cứng bề mặt, chiều sâu lớp thấm).

4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THẤM C
1.1. Sơ lược về công nghệ thấm C
Thấm C được tiến hành theo nhiều phương pháp: thấm thể rắn, thể
lỏng, thể khí và gần đây là thấm C áp suất thấp (LPC). Trong đó công nghệ
thấm thể khí và thấm áp suất thấp là các công nghệ hiện được sử dụng rộng
rãi. Thực chất công nghệ thấm C chân không là thấm C thể khí với áp suấ
t
thấp vài mbar. Đây là công nghệ có chất lượng thấm tốt, dễ cơ khí hoá và tự
động hoá, ít gây ô nhiễm môi trường và dễ dàng thay đổi các thông số công
nghệ.
1.1.1. Nguyên lý của quá trình thấm
Quá trình thấm C (hay nói cách khác là quá trình C thâm nhập vào
thép) là một quá trình phức tạp. Tuy nhiên, dù được thực hiện trong các điều
kiện khác nhau (thể rắn, thể lỏng, thể khí hay dưới áp suất thấp), thì quá trình
này vẫn có thể tách thành 3 giai đoạn đó là:
1- giai đoạ
n C ngoài môi trường thấm thâm nhập lên bề mặt vật thấm
2- giai đoạn các phản ứng sinh ra trên bề mặt và
3- giai đoạn C khuếch tán vào bên trong
Mô hình quá trình thấm C (thâm nhập C) vào thép có thể được mô tả như
trên hình [4].

Hình 1.1: Mô hình quá trình thấm C
Như vậy để kiểm soát và khống chế quá trình thấm chúng ta phải kiểm
soát cả 3 giai đoạn trên. Kết quả của bất kỳ một giai đoạn nào cũng ảnh
hưởng đến quá trình thấm. Tuy nhiên, trong quá trình thấm giai đoạn 1 là

2n+2
= (n+1)H
2
+ n<C
nt
> (2)
và khi có mặt hydro:
CO + H
2
= H
2
O + <C
nt
> (3)
Trường hợp <C
nt
> tạo thành từ phản ứng (1) và coi nó có hoạt độ bằng
với hoạt độ của cacbon trên lớp bề mặt ta có:
<a
C
> = (a
C
).e
-∆Go/RT
.
Trong đó: <a
C
>, (a
C
) lần lượt là hoạt độ của cacbon trên lớp thấm và trong

Sự chênh lệch nồng độ cùng với nhiệt độ thúc đẩy quá trình khuếch tán
C từ bề mặt vào trong tạo thành lớp thấm theo định luật Fick:
dm/dt = - D × dc/dx
Trong đó m là khối lượng các bon khuếch tán vào trong thép [kg, mol],
c là nồng độ các bon [%khối lượng],
t là thời gian [s],
x chiều sâu khuếch tán [cm, m],
D là hệ số khuếch tán phụ thuộc vào nhiệt độ T
Ở điều ki
ện cân bằng ta có:
dm/dt = K’ × (c
g
–c
s
) = - D× dc/dx
K’là hệ số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần
khí thấm
c
g
,

là nồng độ các bon ở môi trường khí thấm
c
s

là nồng độ các bon ở bề mặt tiếp xúc với môi trường khí thấm. 6
1.1.2. Các thông số công nghệ thấm

dày nên chọn th
ấm C nhiệt độ cao, để thời gian không phải kéo dài nhiều. Tuy
nhiên trong mọi trường hợp không nên yêu cầu lớp thấm > 2mm, bởi vì sẽ
mất rất nhiều thời gian và ảnh hưởng xấu đến tính chất của vật liệu nền.
Thành phần môi trường thấm
Thành phần môi trường thấm đóng vai trò quyết định đến hiệu quả của
quá trình thấm. Chúng ta cần kiểm soát thành phần môi trường thấm để làm
sao bề mặt hoà tan được nhiều C nhất đồng thời không được sinh muội.
Về cơ bản, có 4 phương pháp chính để tạo ra môi trường thấm:
(1)Nhỏ giọt chất thấm lỏng vào lò thấm, chất lỏng này sau khi vào lò sẽ
hoá hơi vào tạo thành môi trường thấm thể khí. Trong trường hợp này, thế C
(nồng độ %C) trong môi trường thấm được điều chỉnh bằng tốc độ nhỏ giọt.
(2) Cấ
p chất thấm từ một thiết bị chế tạo chất thấm. Chất thấm này
được chế tạo bằng cách đốt khí thấm (thường thì propan) với một tỷ lệ không
khí nhất định để tạo nên chất thấm có hàm lượng %C khoảng 0,35 - 0,45% C.

7
Trước khi vào lò chất thấm này được làm giàu thêm C bằng cách cho thêm
khí propan để nhận được loại khí có nồng độ %C khoảng 0,8 - 0,9% C.
(3) Cấp trực tiếp khí thấm và không khí vào lò, lúc này phản ứng cháy
sẽ sảy ra trong lò và tạo thành khí thấm, tỷ lệ giữa khí đốt và không khí phải
xác định để làm sao tạo ra khí thấm tốt nhất.
(4) Chỉ cấp khí thấm vào lò đã được hút hết khí, trong trường hợp này
do không có không khí nên không có quá trình oxy hoá xảy ra, quá trình thấm
có thể tiến hành
ở nhiệt độ cao hơn và vì thế sẽ xảy ra nhanh hơn.
Nhiều loại khí khác nhau có thể được sử dụng cho quá trình thấm C
như khí nhiệt phân dầu hỏa, benzen hoặc benzen nhiệt phân, đưa trực tiếp
cacbua hyđrô lỏng, khí lò ga, khí thiên nhiên, khí thắp sáng. Hỗn hợp khí

, propane C
3
H
8
, butane C
4
H
10

và gần đây là khí acetylene C
2
H
2
(cho công nghệ thấm C chân không) được sử
dụng nhiều nhất.
Hỗn hợp khí thấm C nhờ pha trộn các loại khí công nghiệp sửe dụng
thấm C thể khí có thành phần như trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Các loại khí thông dụng khi thấm C thể khí [6]
Thành phần (% thể tích ở điều kiện tiêu chuẩn) Tên khí
CO C
n
H
2n+2
CO
2
N
2
H
2
Khí khác

Q1
thÊm
T
1
T
T
2
3
Q= 0
Q5
Q7
M«i tr−êng nguéi
T
Thấm
: Nhiệt độ thấm (
o
C) t
th
: thời gian thấm (h)

T
1
: Nhiệt độ giữ khi nâng nhiệt (
o
C) t
3
: thời gian thấm giai đoạn bảo vệ
T
2
: Nhiệt độ giữ khi hạ nhiệt (

chi tiết phức tạp hoặc chi tiết có chiều dày lớn cần phải đồng đều nhiệt, cần
phải giữ tại nhiệ
t độ T
1
thời gian giữ nhiệt là t2. Nhiệt độ này chọn khoảng
800
o
C, ở nhiệt độ này cần thiết phải cung cấp chất thấm để bảo vệ tránh quá
trình oxy hoá. Cần cung cấp một lượng chất thấm đủ để bảo vệ bề mặt mà
không tạo ra muội bám dày trên bề mặt chi tiết lượng chất thấm để bảo vệ là
Q2.
Tuỳ thuộc vào dung tích lò vào thể tích chiếm chỗ của chi tiết mà ta
chọn Q2 và t1 cho hợp lý. Tiếp đến chi tiết đượ
c nung tự do đến nhiệt độ
thấm T
Thấm
. Trong suốt quá trình nâng nhiệt đến nhiệt độ thấm, luôn duy trì
lượng chất thấm là Q2.

9
Tổng thời gian nung chi tiết lên đến nhiệt độ thấm tuỳ thuộc vào công
suất lò, chiều dầy chi tiết và mức độ phức tạp của chi tiết tùy theo yêu cầu
công nghệ.
Quá trình giữ nhiệt bắt đầu khi chi tiết đạt nhiệt độ thấm T
Thấm
đây
chính là quá trình thấm. Quá trình thấm này được chia thành 3 giai đoạn là
bảo vệ, bão hòa và khuếch tán. Tương ứng với mỗi giai đoạn ta có thời gian là
t3, t4, t5 và lượng chất thấm Q3, Q4, Q5.
Giai đoạn bảo vệ, ở nhiệt độ thấm T

Qua nhiều giai đoạn với nhiệt độ, thời gian khác nhau, thành phần và
lượng chất thấm cung cấp cũng khác nhau. Trong từng giai đoạn, lượng chất
thấm cấp vào lò ph
ải đảm bảo đủ để tạo môi trường thấm hợp lý (giai đoạn
bão hoà cần nhiều C, giai đoạn bảo vệ và khuếch tán vừa đủ để không thoát
C), không được tạo muội như thế vừa tiết kiệm vừa đảm bảo quá trình thấm
hiệu quả.

10
1.2. Thấm C chân không - LPC
1.2.1. Giới thiệu về công nghệ thấm C chân không
Nguyên lý thấm C áp suất thấp hoàn toàn giống thấm C thể khí, sự
khác biệt duy nhất là quá trình thấm được thực hiện trong môi trường áp suất
thấp chỉ vài mbar. Vì được thực hiện trong môi trường chân không, không có
oxy, các phản ứng phụ xảy ra ít hơn, bề mặt lại sạch nên giai đoạn 1 và 2 (mô
tả ở phần 1.1.1.) xảy ra dễ dàng hơn, thúc đẩy quá trình thấm nhanh h
ơn.
Theo [7], lý do để thấm C chân không hấp dẫn các nhà sản suất bởi quá
trình này có những đặc điểm chính sau đây:
1) Có thể thấm ở nhiệt độ cao do đó giảm được thời gian thấm
2) Tránh được sự oxy hóa trên biên giới hạt
3) Kiểm soát chiều sâu lớp thấm dễ dàng
4) Dễ dàng thấm những chi tiết có hình dáng phức tạp như lỗ kín
5) Thân thiện môi trường
Khi lần đầu tiên thấm C chân không được đưa vào sử dụng ở Mỹ trong
những năm 70, ý tưởng cơ bản là bảo vệ môi trường khi chỉ sử dụng propan
như là khí thấm thay cho khí cabondioxit. Với công nghệ này, áp suất thường
là vài trăm mbar với mục đích là lưu thông khí thấm bằng quạt. Hạn chế của
quá trình này là khả năng kiểm soát C đồng đều về chiều sâu lớp thấm và hiện
tượ

sensor như sensor thế các bon (carbon potential). Ngược lại, khi thấm C chân
không, quá trình thấm C được thực hiện trong điều kiện không cân bằng và
không có O
2
nên không kiểm soát quá trình thấm bằng thế các bon [8].
Thông số quan trọng trong trường hợp này là mật độ dòng khối lượng
C (carbon mass flow density - m
c
). Mật độ này được định nghĩa là lượng C
thâm nhập vào vật liệu thấm trên một đơn vị diện tích và thời gian (g/m
2
.h).

11
So với thấm C thể khí, công nghệ thấm C chân không có mật độ dòng
khối lượng C cao ngay khi bắt đầu quá trình thấm. Thông thường ở mật độ
dòng khối lượng C m
c
trung bình ở nhiệt độ thấm 950
o
C là khoảng 95 g/m
2
.h
[10]. Để rút ngắn thời gian thấm, người ta có thể tăng mật độ dòng truyền chất
này lên 100-200 g/m
2
.h, thậm chí ở những giai đoạn đầu của quá trình thấm
có thể tăng m
c
lên đến 250 g/m

o
C > 8 giờ > 8 giờ > 8 giờ > 8 giờ
940
o
C 4 giờ > 8 giờ > 8 giờ > 8 giờ
980
o
C 1 giờ 4 giờ 4-8 giờ > 8 giờ
1020
o
C 5 phút 5 phút 15 phút 15 phút
Như vậy có thể thấy mặc dù công nghệ thấm C chân không cho phép
thấm C ở nhiệt độ cao (thiết bị nhiệt luyện chân không thường cho phép làm
việc đến 1350
o
C), nhưng nhiệt độ này bị hạn chế bởi khả năng thô hạt làm
giảm cơ tính vật liệu. Để có thể phát huy tối đa lợi thế của công nghệ thấm C
chân không, nhiều hãng đã nghiên cứu để đưa ra vật liệu phù hợp với công
nghệ này.

12
Áp suất thấm
Khi mới phát minh ở Mỹ vào những năm 60 của thế kỷ trước [6], khí
thấm được sử dụng là methan (CH
4
) với áp suất thấm khoảng 200- 500mbar.
Methan ở nhiệt độ thấm với áp suất thấp vài mbar chỉ phân hủy 3% [10] Để
methan phân hủy đủ cho quá trình thấm cần áp suất lớn hơn 300mbar. Với áp
suất này, quá trình thấm sinh ra muội làm cản trở quá trình hấp thụ C lên bề
mặt.

hay acetylene
C
2
H
2
. Một số khí thấm và các phản ứng điển hình trong quá trình thấm được
liệt kê trong bảng 1.3[12].
Bảng 1.3: Sự phân hủy khí thấm ở (900
o
C < T < 1000
o
C và p < 30mbar).
Thấm C áp suất thấp LPC CH
4
= CH
4
Mêtan
CH
4

Có plasma hỗ trợ CH
4
= C +2H
2

Thấm C áp suất thấp LPC C
3
H
8
= C + 2 CH

= 2C + 2H
2

Thấm C áp suất thấp LPC C
2
H
2
= 2C + H
2
Acetylene
C
2
H
2

Có plasma hỗ trợ C
2
H
2
= 2C + H
2
13
Đầu tiên phải kể đến là khí methan (CH
4
). Từ bảng 1.3, có thể thấy
rằng, khí methan không phân hủy với điều kiện đã nêu trừ khi có sự trợ giúp
của plasma. Như vậy, trong điều kiện đã nêu, metan có thể coi như là khí trơ

2
và nung
đối lưu đến khoảng 850
o
C, nung trong chân không đến nhiệt độ thấm, đưa khí
thấm vào lò và tiến hành thấm với thời gian xác định. Sau khi thấm, sản phẩm
được làm nguội. Quá trình làm nguội có thể là tôi bằng khí nén với áp suất
cao, thường hóa bằng khí nén áp suất thấp, một số lò 2 buồng cho phép tôi
trong dầu.
Kiểm soát quá trình thấm cacbon chân không khó hơn so với thấm thể
khí. Quá trình thấm thể khí được thực hiện trong điều kiện cân bằng nhiệt
động học và hoạ
t tính cabon được đo bằng các sensor. Hoạt tính cần thiết của
cacbon trên bề mặt thép được điều chỉnh bằng cách cho thêm những khí thấm
mới vào. Trong khi đó, thấm cacbon chân không được thực hiện ở trạng thái
không cân bằng cho nên hoạt tính cacbon không đo được bằng sensor mà
được kiểm soát bằng thành phần khí thấm. Khí thấm được sinh ra bởi rất
nhiều các phản ứng vì thế rất khó để thực hiện.
Một quá trình thấ
m C chân không với nhiệt độ và áp suất đặc trưng
được thể hiện trên hình 1.3 [2, 9]. 14

Hình 1.3: Chu trình thấm C chân không điển hình

Có thể thấy, quá trình thấm C là những chu kỳ lặp lại của giai đoạn bão
hòa và khuếch tán. Ở giai đoạn bão hòa, khí thấm được cấp vào lò với một áp
suất nhất định ở vài mbar, ở điều kiện này các bon nguyên tử được phân hủy

hơn (m
c
của acetylene nhiều hơn 10% so với propan), cũng như khả năng
thấm đồng đều và đặc biệt khi thấm với áp suất <10mbar thì hoàn toàn không
tạo ra muội [2, 15]. Sử dụng khí acelyten ngày một tăng còn vì ưu điểm của
loại khí này là có khả năng vận chuyển C đến các bề mặt lớn ngay cả khi bề
mặt có hình dạng phức tạp như những lỗ dài kín [9]
Khi thấm C chân không với khí thấm C
2
H
2
, khí acetylene này phân hủy
thành C và H
2
theo phản ứng sau [8, 15]:
2Fe + C
2
H
2
= 2 Fe(C) + H
2

Có thể thấy, khi sử dụng acetylen trong quá trình thấm không tạo ra
metan mà tạo ra ngay cacbon và hydro tham gia vào quá trình thấm. Các bon
được phân hủy sẽ hấp thụ ngay vào bề mặt thép, kết quả là bề mặt thép được
bão hòa C với hàm lượng %C max hòa tan được trong austenit ở nhiệt độ
thấm. Quá trình này xảy ra rất nhanh và nhanh hơn nhiều so với C khuếch tán
vào bên trong. Vì thế có thể nói quá trình thấm C chân không là quá trình
được kiểm soát bởi quá trình khuếch tán, nghĩa là phụ thuộc vào nhiệt độ và
thời gian

còn gọi là bước khuếch tán. Trong thời gian này, cacbon khuếch tán vào phía
trong thép, và như thế, cacbon bề mặt giảm cho đến lượng % yêu cầu. Quá
trình cứ lặp đi lặp lại như vậy cho đến khi đạt chiều sâu lớp thấm. Như vậy
quá trình thấm C – AvaC là quá trình thấm xung bao gồm các b
ước bảo hòa C
và khuếch tán C thay nhau. Điều này không làm cho austenit quá bảo hòa mà
vẫn duy trì một gradient nồng độ cho quá trình khuếch tán. 17
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THẤM C CHÂN KHÔNG
TRÊN THIẾT BỊ Turbo
2
-Treater M
2.1. Giới thiệu chương trình AvaC Simulation
Chương trình AvaC Simulation trong phần mềm Vacu-Prof 4.0 cho
phép thiết kế một quá trình thấm hoàn hoàn toàn tự động. Quá trình thấm
được hình thành bằng chương trình AvaC là một quá trình thấm được chứng
minh là quá trình thấm C chân không sử dụng acetylene làm chất thấm
Quá trình thấm AvaC được điều khiển bằng các thông số đó là nhiệt độ,
lưu lượng khí, áp suất khí và thời gian các bước bảo hòa và khuếch tán. Số
lượng và thời gian của các b
ước này phụ thuộc vào yêu cầu đặt ra về chiều
sâu lớp thấm.
Sau khi vào phần mền AvaC Simulation, bảng các thông số sau đây
được hiển thị (hình 2.1)


2.2. Mô phỏng quá trình thấm trên phần mềm AvaC Simulation
Đối với một vật liệu xác định, sự hình thành lớp thấm phụ thuộc vào
nhiệt độ, thời gian và nồng độ C trong môi trường thấm. Đây là quá trình
khuếch tán, thời gian thấm càng dài chiều sâu càng lớn. Tương t
ự, nhiệt độ
càng cao khuếch tán càng nhanh. Tuy nhiên, hiệu quả của quá trình thấm phụ
thuộc vào nồng độ C trong môi trường thấm. Ở điều kiện biên, nồng độ này
chính là %C trên bề mặt.
Để biết được hiệu quả của nhiệt độ và %C bề mặt, chúng ta sử dụng
phần mềm để mô phỏng quá trình thấm.
Quá trình mô phỏng dựa vào các thông số sau:
Vật liệu thấm có hàm lượng C = 0,2%
Chiều sâu l
ớp thấm được tính đến vị trí %C =0,4%
Nhiệt độ thấm chọn 910
o
C, 950
o
C và 990
o
C
Nồng độ C bề mặt: 0,8%; 0,9%; và 1%
Chiều sâu lớp thấm chọn trong 3 khoảng đó là thấp (0,8mm), trung bình
(1,2mm) và cao (1,8mm).

19
2.2.1. Ảnh hưởng của Cp đến thời gian thấm với nhiệt độ thấm 910
o
C
a) Các bon bề mặt %Cp = 0,8%.