Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THẤM NITƠ
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT BÁNH RĂNG
ĐẶNG QUANG MINH THÁI NGUYÊN 2010
S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn

đại học tháI nguyên

- Tôi xin cam đoan rằng tất cả các số liệu và kết quả thí nghiệm nghiên cứu trong
luận văn này đều đ-ợc thực nghiệm và kiểm tra đánh giá trung thực, không có trong
bất cứ tài liệu nào và ch-a hề đ-ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
- Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đ-ợc
cảm ơn, mọi thông tin đ-ợc sử dụng trong luận văn nếu sử dụng trong tài liệu nào thì
đề đ-ợc trích dẫn đầy đủ và chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn Đặng Quang Minh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 1 -
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần

Hình 3.3 Ô mạng lập phương thể tâm
Hình 3.4 Ô mạng lập phương tâm mặt
Bảng 3.1 Hệ số mật độ và và hệ số phối trí của ô mạng tinh thể
Hình 3.6 Sự phụ thuộc của chiều sâu lớp khuyếch tán vào nhiệt độ, thời gian và nồng
độ.
Hình 3.7 Ảnh hưởng của khuyếch tán đến nồng độ và chiều sâu lớp thấm
Hình 3.8 Sự phân bố nguyên tố khuyếch tán trong lớp thấm khi hai nguyên tố hoà tan
vô hạn vào nhau ở trạng thái rắn
Hình 3.9 a) Giản đồ trạng thái hai nguyên A – B
b) Sự thay đổi nồng độ B trong lớp khuyếch tán
Hình 3.10 a) Giản đồ trạng thái
b) Sự thay đổi nồng độ nguyên B trong lớp thấm.
Hình 3.11 Sơ đồ biểu thị các cơ chế khuyếch tán
Hình 3.12 Sự phụ thuộc của hệ số khuyếch tán D vào nhiệt độ
Hình 3.13 Sự phụ thuộc của chiều dày lớp thấm vào thời gian của quá trình
Hình 4.1 Giản đồ pha Fe – N
Hình 4.2 Tổ chức tế vi lớp thấm Nitơ
Hình 4.3 Sơ đồ thiết bị thấm Nitơ thể khí
Hình 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến chiều sâu lớp thấm
Hình 4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến độ cứng lớp thấm Nitơ
Hình 4.6 Sơ đồ nguyên lý tạo thành Plasma
Hình 4.7 Quá trình thấm Nitơ plasma
Hình 4.8 Tổ chức lớp thấm và dự báo chiều sâu lớp thấm.
Hình 4.9 Cơ chế thấm Cacbon plasma
Hình 5.1 Bánh răng gia công.
Hình 5.2 Nguyên công tiện lỗ.
Hình 5.3 Nguyên công tiện mặt ngoài.
Hình 5.4 Nguyên công xọc rãnh then.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 3 -

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 4 -
MỤC LỤC
Trang
Mở đầu
Chƣơng 1. Tổng quan đề tài 11
1.1 Tình hình và xu hướng phát triển của công nghệ xử lý bề mặt kim loại … 12
1.2 Những nét chung về hóa nhiệt luyện 14
1.2.1 Sự hình thành tổ chức lớp thấm 17
1.2.2 Động học của quá trình thấm 17
1.2.3 Môi trường thấm 17
1.3 Khái quát chung về phương pháp hóa nhiệt luyện 17
1.3.1 Thấm Cacbon ( C ) 18
1.3.2 Thấm Xyanua 19
1.3.3 Thấm Lưu huỳnh (S) 20
1.3.4 Thấm Bo (B) 20
1.3.5 Thâm Crom (Cr) 20
1.3.6 Thấm Nhôm (Al) 20
1.3.7 Thấm Silic (Si)
21
1.3.8 Thấm Kẽm (Zn) 21
1.3.9 Thấm Titan (Ti) 21
1.3.10 Thấm Nitơ (N) 21
1.4. Mục đích và yêu cầu của đề tài 22
Chƣơng 2 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 23
2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 23
2.3 Xác định và xử lý số liệu thực nghiệm 23
2.4 Phương pháp kiểm tra 24
2.4.1 Kiểm tra độ cứng 24

5.2 Quy trình gia công bánh răng 77
Chƣơng 6: Nghiên cứu thực nghiệm 82
6.1 Thiết bị thấm Nitơ 82
6.2 Mẫu bánh răng thí nghiệm 85
6.2.1 Vật liệu chế tạo mẫu 87
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 6 -
6.2.2. Số lượng mẫu thí nghiệm 87
6.3 Kết quả thí nghiệm 89
6.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm khi thấm Nitơ thể khí 90
6.3.2. Quy trình công nghệ thấm nitơ plasma 94
6.3.3 Kết quả thấm Nitơ plasma trên mẫu 94
6.4 Kết luận 96
6.5 Kiến nghị 96
Tài liệu tham khảo 97

trong các môi trường khắc nghiệt: Môi trường biển, môi trường các khí hóa chất ăn
mòn mạnh(Cl, HCl, SO
2
, SO
3
, NH
3
, NO, CO,). Trong điều kiện như vậy hàng vạn tấn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 8 -
kim loại đã bị phá hủy hàng năm. Do đó việc bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn kim
loại càng có ý nghĩa quan trọng.
Khi thiết kế các chi tiết của các thiết bị công nghiệp hiện đại ngoài việc lựa
chọn vật liệu cơ bản đáp ứng được các chỉ tiêu về kỹ thuật – kinh tế cần thiết, công
nghệ xử lý bề mặt kim loại đóng một vai trò quan trọng và trong nhiều trường hợp là
một công nghệ không thể thiếu được trong việc đảm bảo độ bền và tuổi thọ cần thiết
đối với các thiết bị tổng thành. Lựa chọn một cách tối ưu biện pháp công nghệ xử lý
bề mặt cho từng chi tiết đã góp phần mở rộng khả năng thiết kế và chế tạo nhiều
chủng loại thiết bị, chi tiết máy với tính năng công nghệ cao phục vụ đắc lực cho
nhiều ngành công nghiệp mũi nhọn của đất nước như công nghiệp dầu khí khai thác
mỏ, công nghệ hóa chất.
Những công nghệ xử lý bề mặt kim loại nhằm chống ăn mòn và nâng cao cơ
- lý tính là những công nghệ đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu được trong
sản xuất công nghiệp hiện nay.
Tuy nhiên, trong sự phát triển chung của ngành cơ khí nước ta đòi hỏi phải
đẩy mạnh cả về sản lượng và chất lượng sản phẩm. Nhiệt luyện và hóa nhiệt luyện có
tác dụng rất mạnh trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm.
Hóa nhiệt luyện là phương pháp nhiệt luyện có kèm theo sự cải thiện thành
phần hóa học lớp bề mặt do đó làm thay đổi tổ chức và tính chất lớp bề mặt mà vẫn
bảo tồn được các tính chất ở trong lõi của vật liệu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 10 -
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
Từ khi con người bắt đầu biết sử dụng kim loại làm công cụ lao động và các
phương tiện lao động khác thì vấn đề chống mòn cho kim loại cũng đồng thời được
đặt ra. Như vậy, cách thời đại chúng ta khoảng 4,5 ngàn năm thì vẫn đề bảo vệ kim
loại là mối quan tâm.
Ngày nay, sự phát triển của tất cả các ngành kỹ thuật như chế tạo cơ khí, luyện
kim, công nghệ hóa học, xây dựng, kỹ thuật điện tử, giao thông vận tải, công nghiệp
thực phẩm, kỹ thuật hàng không và đời sồng hàng ngày đều gắn với vật liệu và cần
đến các vât liệu có tính năng đa dạng với chất lượng càng cao.
1.1. Tình hình và xu hƣớng phát triển công nghệ xử lý bề mặt kim loại.
Từ cuối thế kỉ 18 đã bắt đầu xuất hiện những công nghệ xử lý bề mặt như: Mạ,
tráng men, bọc lót cao su. Để chống ăn mòn và những phương pháp để cải thiện bề
mặt kim loaị như nhiệt luyện (Tôi, ram, ủ, thường hóa, thấm C, thấm N ). Ngoài ra
người ta nhuộm đen thép hoặc ôxy hóa, nhuộm mầu nhôm, phốt phát hóa trước khi
sơn. Bước sang thế kỉ 20 cùng với sự phát triển theo yêu cầu của các nghành công
nghiệp các công nghệ xử lý bề mặt phát triển rất nhanh, những công nghệ trên ngày
càng hoàn thiện: Từ mạ thủ công, mạ hóa học đã chuyển sang cơ khí hóa quá trình mạ
điện như mạ quay, mạ chuyển dịch Anốt, các khâu nâng, vận chuyển được cơ giới
hóa, đã cải thiện từng bước về chất lượng mạ điện và điều kiện lao động. Một số nước
tiên tiến, công nghệ mạ trang trí đẵ chuyển sang bán tự động va tự động hóa dây

lượng thép của toàn thế giới bị tổn thất do ăn mòn. Công nghệ bề mặt có vai trò quan
trọng trong việc chống ăn mòn bằng cách tạo nên những lớp phủ, thay đổi tính năng
của lớp bề mặt, cải thiện tính chống ăn mòn, chống mòn của vật liệu. Hiện nay, công
nghệ bề mặt thực hiện từ 70 - 80℅ những công trình có liên quan tới bảo vệ bề mặt
chống ăn mòn và điều khiển được 25 - 30℅ tổng khối lượng ăn mòn. Trong tương lai
công nghệ bề mặt còn phát triển theo hướng giảm mòn, nâng cao hiệu suất sử dụng
vật liệu. Ngoài ra, việc sử dụng bề mặt trong sửa chữa thiết bị theo hướng sửa chữa
những bề mặt quan trọng mau mòn, chống gỉ có thể tiết kiệm được rất nhiều.
Để nâng cao cơ tính bề mặt, cùng với nhiệt luyện có các phương pháp hóa nhiệt
luyện như sulfit hóa bề mặt, thấm cacbon, thấm nitơ, thấm crôm, thấm sillic, thấm
xyanua, Các phương pháp công nghệ này đều đã và đang được thực hiện với quy
mô khác nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 12 -
Công nghệ nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất của vật liệu( chủ yếu
là kim loại) bằng cách thay đổi cấu trúc bên trong mà không làm thay đổi hình dạng
và kích thước của chi tiết.
Trong chế tạo cơ khí, nhiệt luyện đóng vai trò quan trọng vì không những nó tạo
cho chi tiết sau khi gia công có những tính chất cần thiết như độ cứng, độ dẻo dai, khả
năng chống mòn, mà còn làm tăng tính công nghệ của vật liệu. Vì vậy nhiệt luyện là
một trong những yếu tố công nghệ quan trọng quyết định chất lượng của sản phẩm cơ
khí.
Nguyên công nhiệt luyện có thể nằm ở những vị trí khác nhau trong dây chuyền
sản xuất cơ khí, tùy thuộc vào vị trí có thể phân thành hai loại:
- Nhiệt luyện sơ bộ: Là dạng nhiệt luyện thường tiến hành trước khi gia công cơ
nhằm tạo ra độ cứng và tổ chức tế vi thích hợp cho các nguyên công gia công cơ và
nhiệt luyện tiếp theo.
- Nhiệt luyện kết thúc: Là dạng nhiệt luyện được tiến hành sau khi gia công cơ
nhằm tạo cho chi tiết có những tính chất cần thiết theo yêu cầu của kỹ thuật.
Nhiệt luyện quyết định đến tuổi thọ của các sản phẩm cơ khí. Máy móc càng

trình làm việc của chi tiết.
Việc tăng tốc độ chống mòn bề mặt tạo nên khả năng tăng tốc độ quay của máy,
tăng năng suất và tuổi bền của máy.
Tăng độ bền bề mặt chi tiết có thể đạt được bằng các phương pháp khác nhau
như tôi cao tần, tôi ngọn nửa. Xong việc tăng bền bề mặt bằng hóa nhiệt luyện có
nhiều mặt ưu việt, tạo cho nó khả năng ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của
ngành cơ khí.
Hóa nhiệt luyện tạo nên khả năng thay thế vật liệu trong chế tạo máy một lợi ích
rất hiệu quả trong điều kiện khan hiếm vật tư hiện nay.
Hiện nay nhiều công nghệ hóa nhiệt luyện được nghiên cứu có ứng dụng rộng rãi
và hiệu quả trong sản xuất gồm có: thấm cacbon, nitơ, lưu huỳnh, thấm bo, thấm
crôm, thấm nhôm, thấm silic. Mỗi phương pháp hóa nhiệt luyện có đặc điểm riêng,
công dụng riêng, áp dụng cho từng loại đối tượng.
Các quá trình đều xảy ra trên cơ sở khuếch tán. Vì thế việc giải thích các đặc
điểm công nghệ cũng xuất phát từ quy luật chung của quá trình khuếch tán. Hiện
tượng khuếch tán chỉ xảy ra khi nguyên tố khuếch tán có khả năng tạo với kim loại
chính dung dịch rắn. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào dung dịch rắn.
Quá trình bão hòa khuếch tán chỉ xảy ra trong những điều kiện nhất định:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 14 -
Điều kiện 1: Phải có nguyên tử hoạt tính. Những nguyên tử này được tạo nên
trong thời điểm phân ly hợp chất có chứa nguyên tố này.
Điều kiện 2: Cần thiết cho quá trình bão hòa khuếch tán là sự hấp thụ, các
nguyên tử được hấp thụ trên bề mặt kim loại khuếch tán sâu vào bên trong kim loại.
Điều kiện 3: Cần thiết để thực hiện bão hòa bề mặt là sự khuếch tán cần có nhiệt
độ tương đối cao, bảo đảm độ linh động của các nguyên tử của nguyên tố khuếch tán.
Phân ly, hấp thụ và khuếch tán là ba giai đoạn liên tục của một quá trình xác định
diễn ra và kết quả thu được. Vì thế, nếu tác động biến đổi của điều kiện phân ly, hấp
thụ và khuếch tán có thể tác dụng tích cực lên quá trình hóa nhiệt luyện.
Tốc độ khuếch tán được xác định bằng hệ số khuếch tán. Sự thay đổi hệ số

tán thể rắn vào sâu bề mặt chi tiết ở cân bằng. Khi đó động học quá trình thấm sẽ
tuyến tính theo thời gian.
- Nếu phản ứng hóa học trên bề mặt (bao gồm cả hấp thụ và phản ứng xảy ra trên
bề mặt) chậm nhất và quyết định động học quá trình thấm, tương tự như trên khuếch
tán thể khí và khuếch tán thể rắn phải ở trạng thái cân bằng. Khi đó động học quá trình
thấm cũng tuyến tính theo thời gian và sự hình thành các hợp chất hóa học trên bề mặt
chi tiết.
- Nếu khuếch tán thể rắn là quá trình chậm nhất và khống chế động học tạo lớp
thấm bề mặt (đây là trường hợp hay gặp nhất trong thực tế) thì khuếch tán thể khí và
phản ứng hóa học đều ở trạng thái cân bằng. Khi đó động học quá trình thấm được
biểu diễn bằng đường parabol theo thời gian thấm.
1.2.3. Môi trường thấm.
Để thực hiện quá trình thấm trước tiên ta phải tạo ra môi trường thấm. Môi
trường thấm dù ở thể rắn, thể lỏng hay thể khí cũng đều dược tạo ra từ ba thành phần
chính là: chất thấm, chất độn và chất xúc tác.
Chất thấm: Là chất có chứa các nguyên tố cần thấm có thể ở dạng nguyên chất
hoặc hỗn độn với các nguyên tố khác. Dạng hợp chất thường gặp trong thực tế vì có
thể điều chỉnh hoạt động của nguyên tố cần thấm. Tùy theo công nghệ thấm mà chất
thấm ở thể rắn ,lỏng hay khí.
Chất độn (phụ gia): Nhằm tạo môi trường và tốc độ thấm thích hợp, giảm tiêu
hao nguyên liệu đắt tiền. Ngoài ra chất độn còn để tránh tạo ra các phản ứng phụ
không cần thiết trong quá trình thấm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 16 -
Chất xúc tác: Được đưa vào nhằm tạo ra các nguyên tử hoạt tính của nguyên tố
cần thấm. Các nguyên tử cần hoạt tính này có thể hình thành trực tiếp từ phản ứng hóa
học giữa chất xúc tác và chất thấm, cũng có thể hình thành từ sự phân hủy các sản
phẩm phản ứng trong một điều kiện cụ thể. Trong trường hợp chất thấm có thể tự phân
hủy để tạo nguyên tử hoạt tính thì không cần dùng chất xúc tác. Ngoài ra chất xúc tác,
trong từng trường hợp cụ thể có thể điều chỉnh quá trình thấm theo hướng có lợi.

CO
2
+ C ↔ 2CO
Cacbon nguyên tử được hấp thụ vào bề mặt kim loại và khuếch tán đi sâu vào chi
tiết.
+ Thấm cacbon thể khí:
Thấm cacbon thể khí có tính ưu việt hơn thấm C thể rắn vì nó giảm được thời
gian do không phải nung hộp thấm, giảm chi phí lao động chuẩn bị hỗn hợp thấm,
giảm vật tư làm hộp thấm, có khả năng điều chỉnh quá trình thấm dễ hơn, giảm biến
dạng chi tiết, cải thiện điều kiện lao động và vệ sinh công nghiệp, có thể cơ giới hóa
và tự động hóa trong quá trình sản xuất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 17 -
Tuy vậy thấm cacbon thể khí đòi hỏi thiết bị phức tạp, trình độ công nhân cao.
Việc vận hành thiết bị làm kín nồi thấm, bảo đảm tuần hoàn khí lò, kỹ thuật an toàn
đòi hỏi phức tạp hơn làm cho giá thành đắt hơn.
Thấm cacbon thể khí ứng dụng có hiệu quả không chỉ ở nhà máy sản xuất loại
lớn, loại vừa mà cả nhà máy sản xuất đơn chiếc, sửa chữa.
+ Thấm cacbon thể lỏng:
Thấm cacbon thể lỏng được thực hiện trong môi trường muối nóng chảy. Thấm
cacbon thể lỏng áp dụng cho các chi tiết nhỏ cần lớp thấm mỏng 0,1 – 0,5mm. Các chi
tiết như trục, bạc, bulông, bánh răng nhỏ, cho chất lượng tốt. Thấm cacbon thể lỏng
xảy ra nhanh hơn, thu được lớp thấm theo yêu cầu, có thể tôi trực tiếp sau khi thấm và
bề mặt chi tiết sạch. Giá thành của thấm cacbon thể lỏng rẻ hơn thấm cacbon thể rắn
và thể khí.
Tuy nhiên, thấm cacbon thể lỏng không dùng được cho các chi tiết vừa và lớn,
nồi thấm chóng bị ăn mòn, cần có biện pháp an toàn tốt, thành phần cacbon trong chất
thấm chóng giảm cần bổ xung ngay.
Quá trình thấm cacbon thể lỏng áp dụng cho các chi tiết như phụ tùng xe đạp,
xích máy kéo cỡ nhỏ, dao, kéo, và các loại hàng tiêu dùng khác.

Thấm lưu huỳnh có thể tiến hành trong chân không, trong môi trường lưu huỳnh
nóng chảy sử dụng các đĩa ma sát của ô tô, cho dụng cụ cắt gọt.
1.3.4. Thấm Bo (B)
Thấm Bo là quá trình làm bão hòa bề mặt chi tiết bằng nguyên tố Bo nhằm tăng
độ cứng bề mặt, độ chống mài mòn và độ chống ăn mòn của chi tiết.
Các phương pháp thấm Bo: Thấm Bo thể rắn, thấm Bo thể lỏng điện phân, thấm
Bo thể khí, thấm Bo dạng bột nhão.
1.3.5. Thấm Crôm (Cr)
Thấm Crôm là qúa trình bão hòa bề mặt của chi tiết bằng nguyên tố Crôm nhằm
tăng độ cứng, độ chống mài mòn bề mặt, độ chống ăn mòn, chống xâm thực và chống
gây ôxy hóa ở nhiệt độ cao.
Chi tiết chế tạo bằng thép cacbon sau khi thấm Crôm có thể thay thế chi tiết thép
hợp kim hoặc kim loại màu tạo nên hiệu quả kinh tế.
Thấm Crôm có tác dụng tăng tuổi bền các loại khuôn dập, các chi tiết búa máy,
ống dẫn nồi hơi, chi tiết trong máy gặt
Các phương pháp thấm Crôm: Thấm Crôm thể rắn, thể lỏng, thể khí, dạng bột
nhão, thấm trong chân không.
1.3.6. Thấm nhôm (Al)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 19 -
Thấm nhôm là qúa trình bão hòa bề mặt bằng nguyên tố nhôm nhằm tăng độ
chống ăn mòn và độ bền nhiệt của chi tiết.
Lớp thấm nhôm có khả năng chống ăn mòn trong các môi trường muối ăn 5%,
axitnitric 50%. Độ bền nhiệt của lớp nhôm thép cacbon đạt tới nhiệt độ 800 – 900
0
C
Thấm nhôm được áp dụng cho các chi tiết máy hóa chất, thiết bị nung nóng, chi
tiết động cơ máy bay phản lực làm việc trong môi trường khí ở nhiệt độ cao.
1.3.7. Thấm Silic (Si)
Thấm silic là quá trình bão hòa bề mặt chi tiết bằng nguyên tố silic nhằm tăng

- 20 -
Thấm nitơ áp dụng cho các chi tiết máy quan trọng như xecmăng, sơmi, trục
chính, lò xo, supat, trục khuỷu, trục vít, dụng cụ cắt gọt, khuân dập nóng, khuân đúc
áp lực .
Đặc điểm của phương pháp này là: Bề mặt chi tiết được bão hòa bằng nitơ
nguyên tử tách ra từ amôniăc.
2NH
3
→ 3H
2
+ 2N
Ưu điểm của phương này là; lượng Nitơ hoạt tính hấp thụ trên mặt kim kết hợp
với các nguyên tố Cr, Mo, Al, có trong kim loại tạo lớp nitrit kim loại nhỏ mịn nên
làm tăng độ cứng, tính chống mòn tạo ứng suất dư ở bề mặt làm nâng cao độ bền mỏi
của chi tiết.
Nhược điểm: Chiều sâu lớp thấm mỏng, thời gian thấm lâu, giá thành chi tiết
thấm nitơ đắt.
1.4. Mục đích và yêu cầu của đề tài
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thấm Nitơ vào việc nâng cao chất lượng bề
mặt một số vật liệu dụng trong chế tạo máy, mở rộng khả năng công nghệ thấm Nitơ
trong nước .
Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ như: Vật liệu, nhiệt độ
thấm và thời gian thấm đến chất lượng thấm Nitơ.
Thực hiện thấm nitơ thể khí trên nền của thép 20XM, 20X, 18 đã được nhiệt
luyện sơ bộ ram, thấm cỏc bon, thực hiện thấm Nitơ plasma trên thép 45X, xây dựng
quy trình công nghệ thấm Nitơ và Nitơ plasma với các vật liệu đã chọn.
`

Nguyên.
Thiết lập quy trình công nghệ thấm trong đó có nói về các bước cụ thể cho quá
trình thấm trên các mẫu thực nghiệm.
Thông qua các mẫu thí nghiệm, tiến hành kiểm tra các thông số của bề mặt
thấm như độ cứng, độ chạy mòn từ đó phân tích đánh giávà rút ra quy trình công nghệ
hợp lý về công nghệ thấm Nitơ với loại thép đã thực nghiệm.
2.3 Xác định và xử lý số liệu thực nghiệm
Các số liệu kiểm tra chất lượng của lớp thấm bề mặt mẫu thấm như độ cứng, độ
chạy mòn được kiểm tra theo tiêu chuẩn chung của Tổng cục đo lường chất lượng Việt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 22 -
Nam và tại phòng thí nghiệm của trường Đại học công nghiệp Hà Nội và trường Cao
đẳng công nghiệp PhúcYên.
Số liệu thu được đo tại ít nhất 4 vị trí khác nhau trên mẫu để đảm bảo xác suất
tin cậy. Nếu trong quá trình đo có số liệu nghi ngờ không đáng tin cậy thì chúng tôi
tiến hành đo lại.
Các giá trị đo được: X
i
(i = 1 n)
Giá trị trung bình:
1
1
n
i
i
XX
n








Với các số liệu nghi ngờ: Kiểm tra bằng quy luật phân bố chuẩn (Quy luật 3

)
2.4 Phƣơng pháp kiểm tra
Mẫu kiểm tra bằng các thiết bị:
2.4.1 Kiểm tra độ cứng
2.4.1.1 Xác định độ cứng Brinen
Công thức:
Trong đó P: Tải trọng tính ra kG (1kG = 10N);
D là đường kính viên bi tính ra mm;
d là đường kính vết lõm tính ra mm;
Các vật liệu rèn và đúc có độ cứng từ 8 đến 450 đơn vị (kG/mm
2
) làm bằng kim laọi
màu và màu chủ yếu được thử bằng phương pháp này; trong đó 0,2 D < d < 0,6D.


22
2.

P
HB
D D D d