Quá trình nhiệt luyện bao gồm sự nung nóng hoặc làm nguội với mức độ chênh lệch đáng kể, hoặc xử lý nhiệt theo một thời gian nhất định nhằm mục đích làm mềm hay làm cứng vật liệu. Nhiệt luyện đòi hỏi một quy trình chặt chẽ và có kiểm soát thời gian và tốc độ trao đổi nhiệt trên vật liệu. Nhiều quốc gia tiên tiến chưa công bố và còn bí mật một số công nghệ nhiệt luyện – yếu tố tạo ra một vật liệu có giá thành thấp nhưng có tính năng sử dụng cao.
1. Phương pháp nhiệt luyện là gì?
Nhiệt luyện là một phương pháp sử dụng nhiệt lên vật liệu nhằm tạo ra các sản phẩm, chi tiết kim loại thoả mãn nhu cầu về cơ tính và tính chất chỉ với ba yếu tố chính: yếu tố nhiệt độ, yếu tố về thời gian giữ nhiệt và yếu tố làm nguội vật liệu. Với ba yếu tố này và quy trình mang tính tuần tự, cùng với các chỉ số, thời gian khác nhau sẽ đem lại hiệu quả và tạo ra các nguyên vật liệu có tính chất khác nhau. Phương pháp nhiệt luyện vật liệu được thực hiện thông qua quá trình nung nóng kim loại hay hợp kim đến một khoảng nhiệt độ tiêu chuẩn. Từ đó, duy trì mức nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian (khoảng thời gian duy trì nhiệt độ phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu). Cuối cùng tiến hành làm nguội vật liệu. Kết quả là từ vật liệu ban đầu, chúng bị thay đổi vi cấu trúc hoặc thành phần hóa học trở thành một vật liệu có tính chất như mong muốn. Để làm thay đổi mạnh hơn nữa các tính chất của kim loại và hợp kim, người ta còn kết hợp đồng thời các tác dụng của biến dạng dẻo và nhiệt luyện hay tác dụng hoá học và nhiệt luyện
2. Cái nhìn tổng quan về nhiệt luyện trên thế giới
Các nước như Mỹ, Anh, Trung Quốc hay Nga là những quốc gia đề cao việc theo đuổi mục tiêu nâng cao vai trò, vị thế, gia tăng sự ảnh hưởng đối với khu vực và có nền công nghiệp sản xuất vũ khí phát triển, vì vậy, bên cạnh việc sử dụng kim loại như nguyên vật liệu trong các lĩnh vực đời sống hằng ngày, kim loại còn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực về quân sự.
Các nước trên thế giới đều có những phương pháp khác nhau nhưng tựu chung lại đều chung mục đích cho ra một sản phẩm vật liệu mang tính chất như mong muốn.
3. Một số phương pháp nhiệt luyện chủ yếu tại nhà máy 83MEC
3.1 Các phương pháp nhiệt luyện cơ bản tại nhà máy 83MEC
Các trang thiết bị tại nhà máy 83MEC được đánh giá là đầy đủ, đáp ứng được nhiều nhu cầu nhiệt luyện khác nhau từ phía khách hàng. Dưới đây là một số các phương pháp nhiệt luyện được áp dụng tại nhà máy:
Phương pháp ủ: Tại phương pháp này, các vật liệu sẽ được nung nóng tới một nhiệt độ nhất định. Sau khi giữ nhiệt, phôi sẽ được làm nguội với tốc độ chậm khoảng dưới 200 độ/giờ. Phương pháp này giúp giảm độ cứng của vật liệu, đồng thời làm tăng độ dẻo, phục vụ cho giai đoạn gia công cắt, gia công áp lực, đúc, hàn và làm nồng độ thép cân bằng.
Phương pháp thường hóa: Đây là phương pháp nhiệt luyện vật liệu bằng cách nung nóng hoàn toàn sau đó duy trì nhiệt độ trong một khoảng thời gian. Sau đó, làm nguội trong không khí (tĩnh). Phương pháp thường hóa rất giống ủ nhưng sẽ nhanh nhanh chóng thu được sản phẩm hơn với chi phí rẻ hơn. Do đó, trong trường hợp cả ủ và thường hóa đều đáp ứng được yêu cầu cơ tính thì sẽ ưu tiên thường hóa hơn.
Phương pháp tôi thép: Phương pháp này yêu cầu nung nóng các vật liệu lên một quá nhiệt độ của ngưỡng giới hạn. Quá trình giữ nhiệt sẽ được lưu giữ trong một khoảng thời gian nhờ sau đó sẽ làm nguội nhanh hơn tốc độ làm nguội tới hạn. Sau khi làm nguội ta sẽ thu được cấu trúc mactenxit có độ cứng cao nhưng độ dẻo và độ dai kém. Do đó, Tôi luôn đi cùng với người anh em Ram trong nhiệt luyện.
Phương pháp ram thép: Tại phương pháp này, thép đã được tôi tiếp tục được nung nóng đến nhiệt độ thích hợp, giữ nhiệt trong một khoảng thời gian nhất định để tạo điều kiện phân bố lại cấu trúc bên trong kim loại một cách đồng đều. Sau khi làm nguội đến nhiệt độ phòng, ta có được sản phẩm vừa có độ cứng và độ bền nhất định vừa có được độ dẻo và độ dai theo yêu cầu.
3.2 Các phương pháp nhiệt luyện kết hợp tại nhà máy 83MEC
- Hóa nhiệt luyện: Phương pháp này làm thay đổi thành phần hóa học của bề mặt vật liệu thông qua việc nung nóng vật liệu kết hợp với thẩm thấu vào bề mặt thép 1 hay nhiều nguyên tố để làm thay đổi thành phần hóa học của lớp bề mặt, từ đó dẫn đến thay đổi tính chất làm cho chúng có nhiều ưu điểm hơn vật liệu ban đầu.
- Cơ nhiệt luyện: Khác với hoá nhiệt luyện, phương pháp này biến dạng dẻo vật liệu thông qua việc nung nóng bằng nhiệt độ kết hợp với những tác động ngoại lực, từ đó thay đổi tổ chức cấu trúc vật liệu cơ tính, tính chất với diện tích lớn và mạnh hơn so với nhiệt luyện cơ bản.
Tóm lại, nhiệt luyện, hay còn gọi là xử lý nhiệt đóng vai trò vô cùng quan trọng trong lĩnh vực chế tạo cơ khí, bởi quá trình này đem lại những tính chất tuyệt vời cho kim loại, giúp chúng ta dễ dàng chế tạo được nhiều chi tiết phục vụ cho các lĩnh vực khác nhau. Bên cạnh đó, nó còn làm tăng tính công nghệ của vật liệu, quyết định chất lượng của sản phẩm cơ khí.