nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ điện cho chi tiết dạng lỗ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        NGUYỄN VĂN LAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠ ðIỆN CHO CHI TIẾT DẠNG LỖ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành:Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: TS. TỐNG NGỌC TUẤN HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và hoàn toàn chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ ñể thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Văn Lan Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của TS. Tống Ngọc Tuấn - Giảng viên Khoa Cơ - ðiện Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội trong suốt quá trình làm luận văn. Xin chân thành cảm ơn sự giúp ñỡ của các thầy cô Giảng viên Khoa cơ ñiện ðại học Nông nghiệp Hà nội. Xin cảm ơn tập thể cán bộ Trường Cao ñẳng kỹ thuật công nghiệp và Công ty TNHH kỹ thuật Hà Nội ñã tạo ñiều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi cũng xin cảm ơn sự ñộng viên và ñóng góp ý kiến quý báu của các bạn ñồng nghiệp ñã giúp cho tôi hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày 20 tháng 9 năm 2010 Tác giả Nguyễn Văn Lan Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ðẦU 1 I Tính cấp thiết của ñề tài 1 II Nội dung ñề tài 3 III Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn 3 1 Ý nghĩa khoa học 3 2 Ý nghĩa thực tiễn 3 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1 Tình hình phát triển cơ khí ở Việt Nam 4 1.2 Vai trò của gia công cơ khí trong công nghệ chế tạo và công nghệ phục hồi chi tiết máy. 6 1.3 Một số yêu cầu cơ bản ñối với máy sản xuất thực phẩm 7 1.4 Nguyên nhân dẫn ñến hư hỏng của chi tiết máy 9 1.5 Các phương pháp phục hồi chi tiết máy 9 1.6 Các phương pháp bảo vệ ăn mòn kim loại 13 1.7 Vai trò, ý nghĩa của mạ ñiện 14 1.8 Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả mạ ñiện và các phương pháp nâng cao hiệu quả mạ ñiện 18 1.9 Mục ñích và nội dung của ñề tài 19 Chương II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1 ðối tượng nghiên cứu 20 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp iv 2.2 Phương pháp nghiên cứu 20 2.2.1 Nghiên cứu lý thuyết 20 2.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm 20 Chương 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MẠ ðIỆN 23 3.1 Phân loại mạ 23 3.2 Một số vấn ñề chung về mạ ñiện 23 3.2.1 Sơ lược về một số loại mạ ñiện. 23 3.2.1 Dung dịch ñiện ly, sự tạo thành lớp mạ 24 3.2.3 Xác ñịnh thời gian mạ 26 3.2.4 ðiện thế (thế ñiện cực) của kim loại, sự phân cực 28 3.2.5 Quá thế hiñrô 31 3.2.6 Yêu cầu ñối với lớp mạ 31 3.2.7 Cơ chế tạo thành lớp mạ ñiện 32 3.2.8 Thành phần dung dịch và chế ñộ mạ 35 3.2.9 Chuẩn bị bề mặt (gia công) trước khi mạ 38 3.2.10 Các phương pháp kiểm tra chất lượng lớp mạ 40 3.2.11 Phương pháp xử lý chất thải khi mạ 42 3.3 Một số biện pháp nhằm nâng cao chất lượng lớp mạ 43 3.3.1 Nâng cao ñộ ñồng ñều của lớp mạ 43 3.3.2 Mạ với chế ñộ không ổn ñịnh 44 3.3.3 Mạ không thùng mạ (mạ ngoài bể) 46 3.4 Một số ñặc ñiểm của mạ kẽm và mạ crôm 47 3.4.1 Mạ kẽm 47 3.4.2 Mạ crôm 48 Chương IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 51 4.1 Nghiên cứu, thiết kế nguyên lý mạ dòng chảy 51 4.2 Thiết kế, chế tạo thiết bị mạ chi tiết dạng lỗ trên mẫu 53 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp v 4.2.1 Chế tạo thiết bị 53 4.2.2 Kiểm tra khả năng luân chuyển dung dịch của thiết bị 53 4.3 Xây dựng quy trình mạ xy lanh máy ép dầu 60 4.3.1 Chế tạo xy lanh 61 4.3.2 Thiết kế thiết bị mạ xy lanh Error! Bookmark not defined. 4.4 Thí nghiệm kiểm tra sự phân bố dung dịch khi vào bể cục bộ 64 4.5 Thí nghiệm mạ trong (lỗ) không luân chuyển dung dịch (mạ lần 1) 65 4 6 .Thí nghiệm mạ trong (lỗ) có luân chuyển dung dịch (mạ lần 2) 65 4.7 Thí nghiệm mạ ñồng thời cả trong (lỗ) và bên ngoài có luân chuyển dung dịch (mạ lần 3) 66 4.8 Xây dựng quy trình mạ crôm xy lanh 67 4.8.1 Sơ ñồ nguyên lý mạ 67 4.8.2 Xây dựng quy trình và mạ xy lanh 68 4.8.3 Kết quả kiểm tra sơ bộ và ño chiều dầy lớp mạ 69 4.8.4 Kiểm tra chất lượng lớp mạ nhờ chạy thử 70 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 73 I Kết luận 73 II ðề nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 75 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.2.1 Bề dầy lớp mạ 22 3.4.1 Quy ñịnh chiều dày của lớp mạ kẽm phụ thuộc môi trường 47 3.4.2 Một số hư hỏng thường gặp khi mạ crôm 50 4.8.1 Quy trình mạ xy lanh. 68 4.8.2 Kết quả ño chiều dày lớp mạ ngoài. 70 4.8.3 Kết quả ño chiều dày lớp mạ trong 70 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1.4.1 Tổng quan về phân loại ma sát 10 1.5.1 Phân loại các phương pháp phục hồi chi tiết máy 12 1.6.1 Các phương pháp bảo vệ ăn mòn kim loại 13 1.7.1 Một số ứng dụng, trang thiết bị của mạ ñiện 16 1.8.1 Các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu quả (Năng suất và chất lượng) của công nghệ mạ ñiện 17 1.8.2 Các phương pháp nâng cao hiệu quả công nghệ mạ ñiện 18 2.2.1 Máy ño chiều dầy lớp phủ 21 2.2.2 Sơ ñồ các vị trí bề dầy lớp mạ mặt trong và mặt ngoài (mũi tên) 21 3.2.1 Sơ ñồ ñiện phân trong dung dịch sắt sunfat 25 3.2.2 Sơ ñồ cân bằng ñiện cực 28 3.2.3 Sơ ñồ phát triển mầm tinh thể 33 3.2.4 Các giai ñoạn tạo thành lệch xoắn 34 3.2.5 Sơ ñồ xử lý nước thải khi mạ Crôm. 43 3.3.1 Một số biện pháp nhằm giảm sự không ñồng ñều lớp mạ 44 3.3.2. Mạ với chế ñộ không ổn ñịnh 45 3.3.3 Sơ ñồ mạ phun 45 3.3.4 Sơ ñồ mạ crôm dòng chảy 45 3.3.5 Sơ ñồ mạ quét 46 4.1.1 Sơ ñồ mạ ngoài bể chi tiết dạng lỗ. 51 4.1.2 Sơ ñồ mạ trong bể ñồng thời mặt ngoài và mặt trong (dung dịch luân chuyển trong bể cục bộ) 52 4.1.3 Sơ ñồ mạ trong bể ñồng thời mặt ngoài và mặt trong (dung dịch luân chuyển trong bể chính) 52 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp viii 4.2.1 Thiết bị mạ ngoài chi tiết (mẫu) dạng lỗ 54 4.2.2 Mạ ngoài bể mẫu dạng lỗ 55 4.2.3 ðo lưu lượng 55 4.2.4 Lưu lượng nước luân chuyển phụ thuộc mức mở khóa (5 mức) và vị trí ñặt bơm (cao: h=350mm, thấp: h= 500mm) 56 4.2.5 Sự thay ñổi thời gian luân chuyển 1000ml (có thể suy ra lưu lượng) nước theo thời gian ño 56 4.2.7 Kết quả thí nghiệm 4 (Không luân chuyển) và 4C (Có luân chuyển) 59 4.3.1 Xi lanh chế tạo mới 61 4.3.2 Thiết bị mạ xi lanh (ngoài bể) 62 4.4.1 Thí nghiệm sự lưu chuyển dung dịch. 64 4.6.1 Mạ trong xy lanh có luân chuyển dung dịch (Mạ lần 2). 65 4.7.1 Mạ ñông thời cả trong và ngoài xy lanh có luân chuyển dung dịch (Mạ lần3 ) 66 4.8.1 Sơ ñồ bố trí các cực khi mạ xy lanh. 67 4.8.2 Xy lanh mạ (mạ cả mặt trong và mặt ngoài) 69 4.8.3 Hình ảnh ño bề dầy lớp mạ 69 4.8.4 Một số hình ảnh kiểm tra chất lượng lớp mạ nhờ trực quan 71 4.8.5 Biên bản kiểm tra chất lượng lớp mạ 72 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp 1 MỞ ðẦU I. Tính cấp thiết của ñề tài Chất lượng bề mặt của chi tiết máy với các ñặc tính như khả năng chịu mài mòn, chịu nhiệt, ñộ cứng, chống gỉ, tính trơ hoá học v.v… có ý nghĩa quyết ñịnh ñến tuổi thọ và ñộ tin cậy của chúng, vì qua nghiên cứu người ta thấy rằng hầu hết các chi tiết máy bị hư hỏng bắt ñầu từ việc phá huỷ bề mặt ngoài (bị cào xước, bị mòn, biến dạng bề mặt và thay ñổi kích thước, bị ăn mòn hoá học bề mặt v.v…). Trong các chi tiết máy chi tiết dạng lỗ ñược sử dụng rất rộng rãi và thường là những chi tiết chịu tải lớn, khó chế tạo. Mặt khác do nhu cầu làm việc của chi tiết máy, do nhu cầu sử dụng máy và thiết bị ngày càng nhiều, cùng với việc sử dụng các loại vật liệu kim loại hiếm vào chế tạo chi tiết máy ñòi hỏi giá thành cao. Từ ñó mà việc tạo nên một lớp kim loại có ñộ bền cao trên bề mặt chi tiết làm bằng vật liệu thông thường là rất cần thiết. Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, máy và thiết bị cơ khí không ngừng ñược cải tiến ñể ñáp ứng ñược các ñiều kiện ñòi hỏi có ñộ chính xác, năng xuất lao ñộng cao, ñi ñôi với tuổi thọ và tính ổn ñịnh cao trong quá trình làm việc. Từ những yêu cầu trên, chất lượng chi tiết máy cần phải ñược cải thiện ñặc biệt là lớp bề mặt ngoài. Một trong những công nghệ nâng cao chất lượng bề mặt ñược ứng dụng khá hiệu quả ñó là công nghệ mạ ñiện. Từ những yêu cầu thực tế trên, tôi ñã ñi nghiên cứu và thực hiện ñề tài: "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ ñiện cho chi tiết dạng lỗ". Trong các lọai máy, máy sản xuất thực phẩm giữ một vị trí quan trọng, ñặc biệt với nước ta là nước nông nghiệp. Hiện Khoa Cơ - ðiện, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội có một máy ép dầu do Việt Nam sản xuất. Trong [...]... dựng quy trình mạ crôm xy lanh máy ép dầu Để đạt đợc mục đích trên, nội dung cụ thể của đề t i gồm: - Tìm hiểu điều kiện l m việc của xy lanh máy ép dầu; - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của mạ điện v một số đặc trng của mạ crôm, mạ kẽm - Nghiên cứu ảnh hởng của một số thông số đến chất lợng lớp mạ l m cơ sở xây dựng quy trình mạ trục vít v xy lanh - Mạ v chạy thử để đánh giá chất lợng lớp mạ Tr ng i h... c a chi ti t v i c p chớnh xỏc tu theo yờu c u lm vi c c a chi ti t Cũn trong ph c h i chi ti t mỏy, do ủ c k th a c a gia cụng ch t o cho nờn ta ch c n ỏp d ng m t s phng phỏp gia cụng c khớ thỡ cng cú th h i ph c ủ c chi ti t mỏy Tuy nhiờn khụng ph i t t c cỏc chi ti t khi b hao mũn h h ng cng c n h i ph c, m tr c khi h i ph c ta c n tớnh ủ n tớnh kinh t , tớnh k thu t Trong quỏ trỡnh h i ph c chi. .. (tu i th ) c a chi ti t ph c h i so v i chi ti t m i xõy d ng quy trỡnh cụng ngh ph c h i chi ti t mỏy c n qua tõm ủ n nh ng s li u ban ủ u sau: - B n v c a chi ti t m i v i cỏc ch d n v kớch th c, yờu c u c p chớnh xỏc gia cụng v ủ nhỏm b m t; v trớ tng ủ i gi a cỏc tr c v b m t lm vi c v cỏc yờu c u k thu t khỏc; - V t li u, ủ c ng v d ng nhi t luy n c a chi ti t m i; - B n v c a chi ti t s a ch... cỏc phng phỏp ki m tra chuyờn dựng (n u chi ti t s a ch a b ng phng phỏp kớch th c s a ch a hay ghộp thờm chi ti t ph thỡ trờn b n v c n ch d n cỏc thay ủ i tng ng v kớch th c v c u trỳc); - i u ki n ph cỏc kim lo i khỏc nhau, ủ m b o chi ti t ph c h i cú cỏc c - lý tớnh c n thi t; - B n v c m trong ủú cú chi ti t s a ch a; - Bi u cụng ngh c a nh mỏy ch t o chi ti t m i; - Cỏc yờu c u v thi t b , catalog... U ễ I C K H N H I ấ T Ghộp thờm chi ti t ph , thay m t ph n chi ti t Bi n d ng d o S d ng v t li u c a chớnh chi ti t - Hn ủ p kim lo i; - Phun kim lo i; - M ủi n v m hoỏ; - S d ng polime; - ỳc kim lo i l ng - p thờm v t li u lờn chi ti t H N S d ng m i liờn k t khụng thỏo ủ c D N S d ng m i liờn k t thỏo ủ c inh tỏn Hỡnh 1.5.1 Phõn lo i cỏc phng phỏp ph c h i chi ti t mỏy Tr ng i h c Nụng nghi... c h i chi ti t mỏy Trong nghnh c khớ núi chung, v trong ch t o, ph c h i chi ti t mỏy núi riờng C khớ ch t o luụn ủúng m t vai trũ vụ cựng quan tr ng, nú l ngu n ủụng l c chớnh cho s phỏt tri n c a cỏc ngnh nh: giao thụng v n t i, s n xu t v ch bi n nụng s n phỏt tri nTrong ch t o chi ti t mỏy, thỡ gia cụng c khớ tham gia t t c cỏc khõu Nú quy t ủ nh ủ n tu i th cng nh yờu c u kh t khe c a chi ti... th c ph m, vỡ cỏc v t li u ch t o chi ti t khi b mi mũn s l n vo s n ph m s lm cho th c ph m v th c n gia sỳc tr nờn kộm ch t l ng ho c b h ng 4 p d ng cỏc bi n phỏp ti t ki m kim lo i khi thi t k v ch t o ủ lm gi m kh i l ng c a mỏy Trong nhi u tr ng h p s d ng nh ng phụi ủ nh hỡnh r ng nhng khụng gõy nh h ng ủ n ủ b n, ủ c ng c a chi ti t mỏy gi m tr ng l ng c a chi ti t mỏy, t t nh t l ch n cỏc... xu t b t ủ u t khõu ch t o phụi chi ti t v k t thỳc Tr ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n vn th c s nụng nghi p .8 khi hon thnh v ch y th mỏy b ng thớ nghi m ủỏnh giỏ tớnh cụng ngh ta dựng cỏc ch tiờu nh: Kh i l ng, m c ủ th ng nh t hoỏ k t c u k t c u 1.4 Nguyờn nhõn d n ủ n h h ng c a chi ti t mỏy Cú r t nhi u nguyờn nhõn d n ủ n h h ng c a chi ti t mỏy Chỳng cú th chia thnh ba nhúm: nguyờn nhõn... bi t l l c ma sỏt cú nh h ng r t l n ủ n quỏ trỡnh h h ng c a chi ti t mỏy Cú r t nhi u d ng ma sỏt Hỡnh 1.4.1 l t ng quan v phõn lo i ma sỏt 1.5 Cỏc phng phỏp ph c h i chi ti t mỏy Nh ủó trỡnh by mụn h c C s ủ tin c y mỏy: cú r t nhi u d ng h h ng c a chi ti t mỏy Vi c phõn lo i chỳng d a vo m t s c s Hi n cú r t nhi u phng phỏp ph c h i cho phộp h i ph c ủ c nhi u lo i h h ng, th m chớ m t lo i h... phng phỏp ph c h i (lo i b h h ng) ủ c chia thnh ba nhúm: lo i b mũn (h i ph c c p l p ghộp); lo i b h h ng hoỏ - nhi t v lo i b h h ng c h c (hỡnh 1.5.1) T hỡnh th y m t h h ng cú th ủ c lo i b b ng nhi u phng phỏp khỏc nhau h i ph c hon ton m t chi ti t (khi chi ti t cú nhi u lo i h h ng) th ng ph i s d ng t h p nhi u phng phỏp ph c h i khỏc nhau Hi u qu ph c h i chi ti t ph thu c ủỏng k vo phng phỏp . học Nghiên cứu lý thuyết mạ ñiện và khả năng ứng dụng cho chi tiết dạng lỗ. 2. Ý nghĩa thực tiễn ðã thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thành công nguyên lý mạ luân chuyển dung dịch chi tiết dạng. ñiện. Từ những yêu cầu thực tế trên, tôi ñã ñi nghiên cứu và thực hiện ñề tài: " ;Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ ñiện cho chi tiết dạng lỗ& quot;. Trong các lọai máy, máy sản xuất thực. NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        NGUYỄN VĂN LAN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠ ðIỆN CHO CHI TIẾT DẠNG LỖ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành:Kỹ thuật máy và