Đánh giá mòn của vật liệu (9XC) làm chày dập thuốc viên sau khi nhiệt luyện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NGUYỄN THU THỦY Tên luận văn: “ĐÁNH GIÁ MÕN CỦA VẬT LIỆU (9XC) LÀM CHÀY DẬP THUỐC VIÊN SAU KHI NHIỆT LUYỆN” Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Thái Nguyên - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các kết quả, số liệu nêu trong luận văn là trung thực. Tác giả luận văn Nguyễn Thu Thủy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii LỜI CẢM ƠN Bằng tất cả sự kính trọng và chân thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Phan Quang Thế ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giàm hiệu trƣờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp, Ban chủ nhiệm khoa đào tạo Sau Đại Học, Ban giam hiệu trƣờng Trung Cấp Nghề Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, ngƣời thân và đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả Nguyễn Thu Thủy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC HÌNH VẼ vii CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN ix DANH MỤC BẢNG BIỂU xi 1.Giới thiệu. 1 2. Mục tiêu của nghiên cứu 3 3. Dự kiến kết quả đạt đƣợc. 3 4. Phƣơng pháp và phƣơng pháp luận. 3 5. Các công cụ cần thiết cho nghiên cứu. 3 6. Kế hoạch thực hiện. 4 CHƢƠNG I:TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ MÒN , MÒN HÓA HỌC VÀ NHIỆT LUYỆN 5 1.1. Lý thuyết cơ bản về mòn 5 1.2.Phân loại mòn 6 1.3 Các cơ chế mòn 7 1.3.1.Mòn do dính 7 1.3.2. Mòn do cào xƣớc 10 1.3.3. Mòn do cào xƣớc bằng biến dạng dẻo 12 1.3.4.Mòn do cào xƣớc bằng nút tách 18 1.3.5. Mòn do va chạm 20 1.3.6. Mòn hóa học 22 1.4 Nhiệt luyện 23 1.4.1. Khái niệm 23 1.4.2. Các tác dụng chủ yếu của Nhiệt Luyện…………………………………… 23 1.4.3. Đặc điểm của quá trình nhiệt luyện 24 KẾT LUẬN CHƢƠNG I 25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v CHƢƠNG II: NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ MÒN CỦA CHÀY CỐI DẬP THUỐC VIÊN… 26 2.1. Mòn chày cối dập thuốc viên 26 2.1.1. Sơ đồ cấu tạo máy dập thuốc viên 27 2.1.2. Nguyên lí làm việc. 28 2.1.3 Cơ chế mòn của chày, cối dập thuốc dạng viên 29 2.2.Cơ chế mòn của chầy dập thuốc viên 32 2.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG II. 38 CHƢƠNG III:QUÁ TRÌNH NHIỆT LUYỆN THÉP 9XC VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ MÒN SAU NHIỆT LUYỆN 38 3.1.Khái quát về nhiệt luyện 38 3.1.1. Tôi 39 3.1.2. Ram 40 3.2. Cấu trúc lò nhiệt luyện 40 3.3.Quy trình thực nghiệm 42 3.4.Thực hiện quá trình nhiệt luyện 42 3.4.1.Chuẩn bị mẫu 42 3.4.2. Hóa chất 43 3.4.3.Thiết bị nhiệt luyện 43 3.4.4.Phƣơng pháp tiến hành thí nghiệm 44 3.5.Tổ chức tế vi của thép 9XC trƣớc khi nhiệt luyện, sau khi nhiệt luyện (tôi,ram) 46 3.6. THÍ NGHIỆM ĐO MÒN 48 3.6.1. Thiết bị thí nghiệm 48 3.6.2.Hóa chất 49 3.6.3. Quá trình chuẩn bị đo mòn 49 3.6.4.Thực hiện đo mòn 51 3.6.5. Kết qủa đo độ mòn 52 3.6.6.Bề mặt của thép 9XC sau khi tiến hành đo mòn. 53 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi 3.7. KẾT LUẬN CHƢƠNG III 55 CHƢƠNG IV : KẾT QUẢ 56 4.1 Phân tích kết quả của quá trình làm thực nghiệm 56 4.2 Kết luận 58 4.3 Hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề tài. 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cơ chế tác dụng lực lên bộ khuôn chày 1 Hình 1.2: Sơ đồ mô tả hai khả năng cắt tại tiếp xúc đỉnh nhấp nhô 7 theo bề mặt tiếp xúc chung (giữa CT1 và CT2) hoặc lấn vào một 7 trong hai bề mặt(chi tiết 2) 7 Hình 1.3: Sơ đồ mô hình lý thuyết tạo ra một hạt mòn bán cầu 8 trong tiếp xúc ma sát trƣợt 8 Hình 1.4: Sơ đồ (a) bề mặt cứng và nhám hoặc bề mặt cứng gắn các 11 hạt cứng trƣợt trên bề mặt mềm hơn (b) các hạt cứng tự do 11 kẹt giữacác bề mặt trong dó ít nhất một bề mặt có độ cứng 11 thấp hơn độ cứng của hạt cứng. 11 Hình 1.5: Sơ đồ vùng đƣờng trƣợt của ba dạng biến dạng của vật tiện rắn, tuyệt đối dẻo gây ra bởi sự ƣớt của hình chêm phẳng cứng từ phải 13 qua trái (a) cày (b) sự hình thành vật liệu dồn ép (c) cắt. 13 Hình 1.6: Sơ đồ ba chế độ của mòn cào xƣớc và profile tƣơng ứng của mặt cắt ngang quan sát trên SEM. 14 Hình 1.7: Các chế độ biến dạng quan sát khi trƣợt mũi cao cứng trên đồng a. thép các bon trung bình (45%) và thép trắng ôcxtenit là hàm số chứa sức bền cắt trên mặt tiếp xúc và độ chìm sâu của mũi cầu. 15 Hình 1.8: Một hạt cứng hình nón trong tiếp xúc trƣợt với bề mặt vật liệu mềm hơn của chế độ mòn do cào xƣớc. Gọi dW là áp lực pháp tuyến tác 15 dụng lên mặt nhấp nhô hình nón. 15 Hình 1.9: Sự hình thành và phát triển của vết nứt trong các chu kỳ chịu và nhấc tải của kính đá vôi sử dụng mũi hình tháp nhọn 18 Hình 1-10: Sơ đồ cơ chế mòn gây ra bởi hạt cứng sắc khi trƣợt trên mặt phẳng của vật liệu dòn do thớ ngang (1ateral-fractture) 19 Hình 1-11: Tốc độ mòn va chạm hạt cứng là một hàm số của góc va chạm θ 20 Hình 1.12: Sơ đồ mòn va chạm của một hạt cứng va chạm thẳng góc vào một bề mặt mềm hơn 22 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii Hình 1.13: Sơ đồ của quá trình nhiệt luyện đơn giản nhất 25 Hình 2.1: Máy dập viên ZP33 26 Hình 2.2: Cấu tạo các bộ phận chính của máy dập thuốc dạng viên loại GZPK27 Hình 2.3: Vị trí hao mòn của chày dập thuốc GZPK-3037 28 Hình 2.2.a. Mòn vùng giữa bề mặt làm việc của chày dập thuốc viên C… 32 Hình 2.2.b. Điểm mòn vùng giữa bề mặt đƣợc phóng to…………………… 32 Hình 2.2.c. Mòn vùng biên bề mặt làm việc của chày dập thuốc viên C…… 32 Hình 2.3.a. Mòn vùng giữa bề mặt làm việc của chày dập thuốc viên Fe…… 33 Hình 2.3.b. Điểm mòn vùng giữa bề mặt làm việc chày dập thuốc viên Fe… 33 Hình 2.3.c. Mòn cận giữa bề mặt làm việc của chày dập thuốc viên Fe……….33 Hình 2.3.d. Điểm mòn đƣợc phóng to………………………………………….33 Hình 2.3.e. Mòn vùng cận biên bề mặt làm việc chày dập thuốc viên Fe…… 34 Hình 2.3.f. Mòn vùng biên bề mặt làm việc của chày dập thuốc viên Fe… …34 Hình 2.4.a. Mòn vùng giữa bề mặt làm việc của cối dập thuốc viên C……… 34 Hình 2.4.b. Ảnh phóng to mòn vùng giữa bề mặt làm việc của cối ………… 34 Hình 2.4.c. Mòn vùng biên bề mặt làm việc của cối dập thuốc viên C……… 35 Hình 2.5.a. Mòn vùng giữa bề mặt làm việc của cối dập thuốc viên Fe ………35 Hình 2.5.b. Ảnh phóng to mòn vùng giữa bề mặt…………………………… 35 Hình 2.5.c.Mòn vùng biên bề mặt làm việc của cối dập thuốc viên Fe……… 36 Hình 3.1: Mẫu thép cácbon 9XC 43 Hình 3.2: Lò nhiệt luyện 43 Hình 3.3: Tủ điện (trái) điều khiển lò nhiệt luyện 44 Hình 3.4: Giản đồ Fe-C 44 Hình 3.5: Máy đo mòn 48 Hình 3.7: Máy đánh bóng soi tổ chức tế vi εcomet 250 46 Hình 3.8: Kính hiển vi quang học Hình 3.9:Cân điện tử 49 Electronic Mode: WT3003NE 49 Hình 3.10 : Mẫu thép 9XC sau khi mài mòn 52 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ix CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN Q: Tổng thể tích mòn N: Tổng số các tiếp xúc và tải trọng pháp tuyến K: Hệ số mòn H: Hệ số xác suất một tiếp K m: Hằng số cho kim loại trƣợt Β: Tỷ số giữa diện tích tiếp xúc trực tiếp kim loại- kim loại và thực F: Hệ số ma sát trƣợt V : Tổng thể tích vật liệu bị dịch chuyển (tgθ) th : Giá trị trung bình của tất cả các nhấp nhô k abr : Hệ số mòn bao hàm cả tính chất hình học của các nhấp nhô H/K c : Chỉ số độ dòn của vật liệu H: Độ cứng Kc: Độ dai va đập C : Chiều dài vết nứt 1  : Hằng số phụ D: Chiều sâu vết nứt ngang 2  : Hằng số không phụ thuộc vật liệu khác N: Đỉnh nhấp nhô V : Thể tích mòn W: Tải 3  : Hệ số không phụ thuộc vào vật liệu Dv: Thể tích của vật liệu bị dồn đẩy khỏi vết va chạm M: Khối lƣợng hạt va chạm P: Tỷ trọng của vật liệu bị mòn S: Yếu tố trƣợt D: Yếu tố vật liệu E : Yếu tố điều kiện làm việc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ x G : Yếu tố vận tốc H : Yếu tố lệch tâm N : Số chu kỳ phá huỷ p  : Độ lớn biến dạng dẻo fail  : Biến dẻo khi phá huỷ T 0 n : Nhiệt độ nung nóng t gn : Thời gian giữ nhiệt V nguội :Tốc độ nguội T liên tiếp : Thời gian của chu trình sản xuất tổng hợp liên tục  : Thời gian của mỗi thao tác H: Số chi tiết cho vào lò một lần Q: Số lƣợng thao tác T song song : Thời gian của cả quá trình khi tổng hợp song song max  : Thời gian của thao tác dài nhất. P: Lực nén N p : Phản lực pháp tuyến F ms”: Lực ma sát [...]... ngoài, làm cho viên thuốc có nhiều lơ via, làm tăng sự nhiễm của các thành phần kim loại vào thành phần của thuốc, làm thất thoát bột thuốc, làm giảm chất lƣợng, làm xấu viên thuốc, nghiêm trọng hơn làm ảnh hƣởng đến liều dùng của ngƣời bệnh,… Khi chày, cối bị mòn sẽ làm tăng thể tích của viên thuốc, điều này không những ảnh hƣởng đến tiêu hao vật liệu làm thuốc mà còn ảnh hƣởng đến ngƣời sử dụng thuốc. .. xuất thuốc viên trong ngành dƣợc, sơ đò cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy dập thuốc viên: Dự kiến 02 tháng - Thực nghiệm đánh giá tốc độ mòn của chày dập thuốc, xác định tuổi thọ của chày đang sử dụng trên thị trƣờng Xác định cơ chế mòn chày dập thuốc viên: Dự kiên 03 tháng - Xác định đƣợc yêu cầu kỹ thuật và các giải pháp nâng cao chất lƣợng chày dập thuốc viên Dự kiến 01 tháng BAN KHOA ĐÀO TẠO GIÁM... thuyết mòn để xác định các nguyên nhân gây mòn chày - Nghiên cứu lý thuyết về nhiệt luyện nhằm nâng cao chất lƣợng của vật liệu làm chày - Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng độ mòn của vật liệu làm chày sau khi nhiệt luyện 5 Các công cụ cần thiết cho nghiên cứu - Máy đo mòn - Lò nhiệt luyện - Máy đánh bóng soi tổ chức tế vi εcomet 250 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4 - Kính... Chịu mài mòn ở nhiệt độ làm việc cao - Khả năng chống mỏi nhiệt, chống nứt nóng - Khả năng biến dạng do nhiệt luyện là nhỏ nhất Vì vậy có thể nói nhiệt luyện là một trong những yếu tố công nghệ quan trọng quyết định chất lƣợng của sản phẩm cơ khí Xuất phát từ những đặc điểm và tình hình trên, tác giả lựa chọn đề tài: Đánh giá độ mòn của chày dập thuốc viên sau khi nhiệt luyện 2 Mục tiêu của nghiên... đến một giá trị hao mòn nào đó cần phải thay chày, cối Do đó trong quá trình chế tạo chày cối, 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 nhƣ độ cứng, độ bền, độ dẻo dai, khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn ., mà còn làm tăng tính công nghệ của vật liệu. Công nghệ nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất của vật liệu (chủ... mặt của composite hoặc vật liệu nhiều pha Các vết nứt này sẽ phát triển và tạo ra các hạt mòn Trong dây chuyền của máy dập thuốc, chày và cối là một trong những cụm chi tiết hay bị mài mòn, ăn mòn và thƣờng xuyên phải thay thế Mòn bộ khuôn chày nói chung có thể liên quan đến các cơ chế mòn do ma sát, mòn do cào xƣớc và mòn hoá học gây ra bởi tƣơng tác hoá học của vật liệu ép giữa các bề mặt của chày, ... mảnh mòn của cả hai loại vật liệu đều đƣợc tạo thành tuy nhiên các mảnh từ vật liệu mềm hơn thƣờng lớn hơn Sự tồn tại của các khuyết tật và vết nứt trong vật liệu có độ cứng cao hơn tạo nên các vùng cục bộ có sức bền thấp Khi những vùng này trùng với các vùng cục bộ có sức bền cao của vật liệu mềm hơn sẽ tạo nên các mảnh mòn của vật liệu cứng hơn Những mảnh mòn loại này cũng có thể tạo nên do mỏi sau. .. bề mặt vẫn bị mòn Định nghĩa mòn nói chung dựa trên sự mất mát của vật liệu, tuy nhiên sự phá hủy của vật liệu do biến dạng mà không kèm theo sự thay đổi về khối lƣợng hoặc thể tích của vật thể cũng đƣợc coi là mòn Giống nhƣ ma sát, mòn không phải là tính chất của một vật liệu mà là sự phản ứng của một hệ thống Các điều kiện vận hành sẽ ảnh hƣởng trực tiếp tới mòn ở bề mặt tiếp xúc chung Mòn có quan... ba quy luật mòn - Thể tích vật liệu mòn tỷ lệ thuận với quãng đƣờng trƣợt - Thể tích vật liệu mòn tỷ lệ thuận với tải trọng pháp tuyến - Thể tích vật liệu mòn tỷ lệ nghịch với giới hạn chảy hay độ cứng của vật liệu mềm hơn Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ số mòn k giữa thép và thép giữ không đổi cho đến ứng xuất khoảng H/3 (H là độ cứng của thép) Khi tăng ứng suất trên giá trị này tốc độ mòn tăng đột... của chày, cối và sản phẩm của bột thuốc Hình 1.1: Cơ chế tác dụng lực lên bộ khuôn chày Vì vậy trong quá trình dập thuốc chày dập sẽ bị mòn Bị chùn (đặc biệt là phần đầu chày) , hậu quả là giảm độ nén của viên, gây ra độ không đồng đều về khối lƣợng viên Bị mài mòn và ăn mòn khốc liệt phần đƣờng kính ngoài của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2 đầu chày, đặc biệt là phần giao . gây mòn chày. - Nghiên cứu lý thuyết về nhiệt luyện nhằm nâng cao chất lƣợng của vật liệu làm chày - Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng độ mòn của vật liệu làm chày sau khi nhiệt luyện. . mặt làm việc của chày dập thuốc viên C…… 32 Hình 2.3.a. Mòn vùng giữa bề mặt làm việc của chày dập thuốc viên Fe…… 33 Hình 2.3.b. Điểm mòn vùng giữa bề mặt làm việc chày dập thuốc viên Fe… 33. Mòn chày cối dập thuốc viên 26 2.1.1. Sơ đồ cấu tạo máy dập thuốc viên 27 2.1.2. Nguyên lí làm việc. 28 2.1.3 Cơ chế mòn của chày, cối dập thuốc dạng viên 29 2.2.Cơ chế mòn của chầy dập thuốc