Nghiên cứu khả năng ứng dụng kim loại bột để chế tạo khuôn ép nhựa

DAσHăSỄCHăCỄCăCHăVITăTT viii MC LC Trang ta TRANG Quytăđnhăgiaoăđ tài LÝ LCH KHOA HC i LIăCAMăĐτAσ ii LI CMăσ iii TÓM TT iv SUMMARY vi MC LC viii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT xii DANH SÁCH CÁC HÌNH xiii DANH SÁCH CÁC BNG xv ĐT VσăĐ xvii CHNGă1ăTNG QUAN 1 1.1.TệσHăCPăTHITăCAăĐăTĨI 1 1.2.CỄCăσGHIểσăCUăTRτσGăVĨăσGτĨIăσC 2 1.2.1.ăCácănghiênăcuătrongănc 2 1.2.2.CácănghiênăcuăncăngoƠi 4 1.3.ăMCăTIểUăσGHIểσăCU 7 1.4.ăĐIăTσGăσGHIểσăCU 8 1.5.ăụăσGHƾAăKHτAăHCăVĨăTHCăTIσăCAăĐăTĨI 8 1.6.ăĐIMăMIăCAăLUσăVĔσ 9 1.7.ăPHσGăPHỄPăσGHIểσăCU,ăCỄCHăTIPăCσ 9 1.7.1.ăPhngăphápănghiênăcu 9 1.7.2.ăCáchătipăcnăniădungănghiênăcu 9 1.8.ăGIIăHσăσIăDUσGăσGHIểσăCU 9 1.9.ăCUăTRÖCăLUσăVĔσ 10 CHNGă2ăCăS LÝ THUYT V VT LIU KIM LOI BT 11 2.1.ăGIIăTHIUăCHUσGăVăLUYσăKIMăBT 11 DAσHăSỄCHăCỄCăCHăVITăTT ix 2.1.1.ăuănhcăđimăcaăluynăkimăbt 11 2.2.ăQUYăTRỊσHăCỌσGăσGHăVăLUYσăKIMăBT 12 2.2.1.ăQuáătrìnhăchătoăbtăkimăloi 12 2.2.2.ăQuáătrìnhăépătoăhìnhăbtăkimăloi 14 2.2.3.ăQuáătrìnhăthiêuăkt 17 2.3.ăPHσGăPHỄPăĐτăĐăXPăCAăVTăLIUăBT 23 2.3.1.ăTrngătháiăxpăcaăvtăliuăbt 23 2.3.2.ăĐoăđăxp 24 2.4.TσGăQUAσăVăMAăSỄTăVĨăPHσGăPHỄPăĐτăĐăMĨIăMọσ 25 2.4.1.KhoaăhcăvăTribology: 25 2.4.2.Kỹăthutătribology 25 2.4.3.Cácăđnhălutăvămaăsát: 26 2.4.4.Cácăphngăphápătínhăhăsămaăsát 29 2.5.MọσăCAăCPăMAăSỄT 30 2.5.1.Săthayăđiăxyăraătrongălpăbămtăkimăloi 30 2.5.2.Cácăpháăhyăbămtămaăsát 31 2.5.3.Săvnăchuynăvtăliuăgiaăcácăbămtămaăsát 31 2.5.4.Miăkhiămaăsátăgơyămònăkimăloi 32 2.5.5.Căchămònăcaăbămtăkimăloi 32 2.6.ăPHσGăPHỄPăQUYăHτCHăTHCăσGHIM 35 2.6.1.XơyădngămôăhìnhănghiênăcuăvƠălaăchnăphngăánănghiênăcu. 35 2.6.2.PhngăphápăxălỦăsăliu 37 CHNGă3ăTIN HÀNH THC NGHIMăĐ XỄCăĐNH KH NĔNGă NG DNG KIM LOI BT LÀM KHUÔN 41 3.1.YểUăCUăCAăVTăLIUăLĨMăKHUỌσăÉPăσHA 41 3.2.CỄCăTệσHăCHTăCăLụăTệσHăCAăVTăLIUăLĨMăKHUỌσăTRUYσă THσGăVĨăVTăLIUăKIMăLτIăBT 42 3.2.1.ăVtăliuăS50C 42 3.2.2.ăVtăliuăSKD61 44 DAσHăSỄCHăCỄCăCHăVITăTT x 3.2.3.ăVtăliuăkimăloiăbt 46 3.3.ăPHσGăPHỄPăTO MU THÍ NGHIM 48 3.3.1. Mu thí nghim vt liu S50C 48 3.3.2. Mu thí nghim vt liu SKD61 50 3.3.3. Mu thí nghim vt liu kim loi bt 52 3.4. QUY TRÌNH TH MĨIăMọσ,ăĐ CσG,ăĐ XP CHO TNG LOI VT LIU 54 3.4.1. Thit b đoăđ mài mòn 54 3.4.2. Quy trình th mƠiămòn,ăđ cng,ăđ xp cho vt liu S50C. 57 3.4.3. Quy trình th mƠiămòn,ăđ cng,ăđ xp cho vt liu skd61. 59 3.4.4. Quy trình th mƠiămòn,ăđ cng,ăđ xp cho vt liu kim loi bt 59 CHNGă4ăNGHIểNăCU THC NGHIM VÀ KT QU 62 4.1.ăTIσăTRỊσHăσGHIểσăCU 62 4.2. KT QU ĐTăĐC SAU KHI TH Đ CNG 63 4.2.1.KtăquăđoăđăcngăchoăvtăliuăS50C. 63 4.2.2.KtăquăđoăđăcngăchoăvtăliuăSKD61 63 4.2.3.KtăquăđoăđăcngăchoăvtăliuăKLB 64 4.3.KTăQUăĐTăĐCăSAUăKHIăTHăĐăMĨIăMọσ 64 4.3.1.KtăquăđoăđămƠiămònăchoăvtăliuăS50C. 64 4.3.2.KtăquăđoăđămƠiămònăchoăvtăliuăSKD61 65 4.3.3.KtăquăđoăđămƠiămònăchoăvtăliuăKLB 65 4.4.KTăQUăĐτăĐăXP 66 4.5.KTăQUăĐτăCUăTRÖCăTăVI 66 4.6.PHσGăPHỄPăX LÝ S LIU CHO VT LIU KLB 68 4.6.1.Chnăcácăyuătănhăhng: 68 4.6.2.CácăbcăthcăhinăbƠiătoánăquiăhoch 69 4.7.Đ TH , NHN XÉT VÀ KT LUN TRONG LUσăVĔσ 88 4.7.1.nhăhng ca lc ép Z3 tiăđ mòn sn phm là. 88 4.7.2.nhăhngăcaăthiăgianăthiêuăktăvƠălcăépăZ3 tiăđăcngăsnăphm. 88 DAσHăSỄCHăCỄCăCHăVITăTT xi 4.7.3.nhăhngăcaălcăépăZ3 tiăđăxpăsnăphmă. 89 CHNGă5ăKT LUNăVĨăHNG PHÁT TRIN 91 5.1.ăKTăLUσ 91 5.2.ăHσGăPHỄTăTRIσăCAăĐăTĨI 93 TÀI LIU THAM KHO 94 PH LC 1 96 PH LC 2 100 PH LC 3 102 DAσHăSỄCHăCỄCăCHăVITăTT xii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT BMMS B mt ma sát CAD Computer-Aided Design CNC Computer Numerical Control ĐHBKăTP.HCMă Đi Hc Bách Khoa Thành Ph H Chí Minh ĐHBKHσ Đi Hc Bách Khoa Hà Ni ĐHSPKTăTP.HCMăă Đi HcăSăPhm Kỹ Thut Thành Ph H Chí Minh. GR Graphit LKB Luynăkimăbt Mms Moment ma sát NXBKHKT σhƠăXutăBnăKhoaăHcăKỹăThut SKD61 Tên thép hp kim tiêu chun Nht TM Tribology machine (máy dùng nghiên cu ma sát ậ mài mòn) USA United States of America DANH SÁCH CÁC HÌNH xiii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hìnhă1.1:ăKhuônăépăđùnăng nha xviii Hình 1.2: Mt s b khuôn ép phun xviii Hình 1.3: Sn phmăbánhărĕngăvƠăbánhăxíchălƠmăt bt thép. 2 Hìnhă1.4:ăSăđ công ngh ch to chi tit máy bằngăphngăphápăLKB ca hãng KREBSOGE [ 8 ] 5 Hình 1.5; 1.6: Các chi titămáyătrongăđngăcăôătôăch to bằng công ngh LKB [ 8]6 Hìnhă2.1:ăSăđ nguyênălỦăbaăgiaiăđon ép to hình chi tit máy LKB [ 8] 14 Hình 2.2: Biuăđ s ph thuc ca mtăđ vt ép vào áp lc ép [8] 15 Hìnhă2.3:ăSăđ khuôn ép mt phía 16 Hìnhă2.4:ăSăđ khuôn ép 2 phía 16 Hìnhă2.5:ăSăđ cácăphngăphápăépăđẳngătƿnh 17 Hình 2.6: B mt tip xúc ca bt kim loiătrc (a) và sau ( b) thiêu kt 18 Hình 2.7: Quan h giaăđ xp và  21 Hình 2.8: Quan h đ ngót và thi gian thiêu kt 22 Hình 2.9: Quan h giaăŃăvƠă 22 Hình 2.10: Quan h gia th tích và tỷ trng khi ép 22 Hình 2.11: nhăhng ca áp lcăđnăđ mòn 28 Hình 2.12: nhăhng ca ti trngăđn hao mòn 33 Hình 2.13: nhăhng ca vn tcăđn hao mòn 33 Hình 3.1: Tin trình nghiên cu cho vt liu S50C 48 Hình 3.2: Mu vt liu S50C 49 Hình 3.3: Tin trình nghiên cu cho vt liu SKD61 50 Hình 3.5:ăSăđ tin trình nghiên cu vt liu KLB 52 Hình 3.6: Mu vt liu KLB 53 Hình 3.7: Hp thiêu kt mu 53 Hình 3.8: Ch đ thiêu kt 54 DANH SÁCH CÁC HÌNH xiv Hình 3.9:ăĐ gá th đ mài mòn trên máy tin 56 Hình 3.10: Mô hình th mài mòn trên máy tin 56 Hình 3.13: Mu thí nghimăngơmătrongănc 60 Hình 4.1: Tin trình nghiên cu 62 Hình 4.2: nh chp cu trúc t viă(đ phóngăđi 100X) mu 100% Fe 66 Hình 4.3: nh chp cu trúc t viăă(đ phóngăđi 100X) mu 10% Graphit 67 Hình 4.4: nh chp cu trúc t viă(đ phóngăđi 100X) mu 15% Graphit 67 Hìnhă4.5:ăĐ th nhăhng ca các thông s công ngh: áp lc ép bt tiăđ mài mòn sn phm. 88 Hìnhă4.6:ăĐ th nhăhng ca các thông s công ngh:thi gian và áp lc ép bt tiăđ cng 88 Hìnhă4.7:ăĐ th nhăhng ca các thông s công ngh: áp lc ép bt tiăđ xp . 89 DAσHăSỄCHăCỄCăBσG xv DANH SÁCH CÁC BNG BNG TRANG Bng 3.1: Thành phn vt liu S50C 49 Bng 3.2: Nhităđ ram mu thí nghim thép S50C 50 Bng 3.3: Thành phn các nguyên t trong thép SKD61[7] 51 Bng 3.4: Nhităđ ram mu thí nghim SKD61 52 Bng 3.5: Thành phn tỷ l bt ép mu thí nghimăthĕmădò 53 Bngă3.6:ăĐiu kin th mòn vt liu S50C 57 Bngă3.7:ăĐiu kin s dngămáyăđoăBrinell 58 Bngă3.8:ăĐiu kin th mòn vt liu SKD61 59 Bngă3.9:ăĐiu kin th mòn vt liu KLB 59 Bngă3.10:ăĐiu kinăđoăđ xp 60 Bng 3.11: Kt qu cơnăđc sau khi ngâm mu 61 Bng 4.1: Kt qu đoăđ cng vt liu S50C 63 Bng 4.2: Kt qu đoăđ cng vt liu SKD61 63 Bng 4.3: Kt qu đoăđ cng vt liu KLB 64 Bng 4.4: Kt qu đoăđ mài mòn vt liu S50C 64 Bng 4.5: Kt qu đoăđ mài mòn vt liu SKD61 65 Bng 4.6: Kt qu đoăđ mài mòn vt liu KLB 65 Bng 4.7: Kt qu đoăđ xp vt liu KLB 66 Bngă4.8:ăĐiu kin thí nghimăđc chn 70 Bng 4.9: Ma trn thc nghim trc giao cp I, k = 3 và kt qu 70 Bng 4.10: H s cochran thí nghimăđ cng mu thí nghim 72 Bng 4.11: Kt qu thí nghimăđ cng ti tâm 73 Bng 4.12: Bng kimăđnhăđ cng theo tiêu chun Fisher 75 Bng 4.13: Thit k thí nghim leo dc v đ cng 76 Bng 4.14: Kt qu thí nghimătheoăhng leo dc 77 Bng 4.15: H s cochran thí nghimăđ mài mòn mu thí nghim 78 DAσHăSỄCHăCỄCăBσG xvi Bng 4.16: Kt qu thí nghimăđ mài mòn ti tâm 79 Bng 4.17: Bng kimăđnhălng mài mòn theo tiêu chun Fisher 80 Bng 4.18: Thit k thí nghim leo dc v đ mài mòn 81 Bng 4.19: Kt qu thí nghimătheoăhng leo dc 82 Bng 4.20: H s cochran thí nghimăđ xp mu thí nghim 83 Bng 4.21: Kt qu thí nghimăđ cng ti tâm 84 Bng 4.22: Bng kimăđnhăđ xp theo tiêu chun Fisher 85 Bng 4.23: Thit k thí nghim leo dc v đ xp 86 Bng 4.24: Kt qu thí nghimătheoăhng leo dc 87 ĐTăVσăĐ xvii ĐT VNăĐ σcătaăđangăchuyn dn t nn kinh t t cung t cp sang nn kinh t th trng và tngăbc hòa nhp vi nn kinh t trong khu vc và trên th gii.ăDoăđóă nhu cuăconăngiăđòiăhi ngày càng cao không nhng v s lng mà còn v cht lng, mu mã sn phm.ăĐngătrcătìnhăhìnhăđóăngƠnhăcôngănghip Vit Nam nói chung và ngành sn xut khuôn muătrongănc có vai trò rt ln trong công cucăđi mi này. Nhằmăđápăngăđc nhu cuăđó,ăconăngi phi bit áp dng các thành tu khoa hc kỹ thut.Cuc cách mngămáyătínhăraăđi là mtăđng lc thúc đy ngành sn xut công nghip phát trin mnh mẻ,ă đc bit là ngành sn xut khuôn mu  Vităσam.ăConăngi bit ng dng các tin b v công ngh thông tinăđ phc v sn xut thay cho kiu sn xut truyn thngănĕngăsut thp. Xét v tình hình sn xut khuôn mu trên th gii, cácănc có nn công nghip tiên tinănh: Nht Bn, Hàn Quc,ăĐƠiăLoanầăđƣăhìnhăthƠnhămôăhìnhăliênăkt t hp, đ sn xut khuôn mu chtălng cao, cho tngălƿnhăvc công ngh khác nhau, đaă dng v mu mã, s lng, và chtălngănhngăgiáăthƠnhăsn xut cao. Xét v tình hình sn xut khuôn muătrongănc thì còn rt nhiu vnăđ cn phi gii quyt.Chtălng khuôn muăchaăcaoămƠăchiăphíăsn xut khuôn ln. Vi mcăđíchătĕngănĕngăsut, gim giá thành sn phm thì vicăđu tiên phiăchúăỦăđn là chtălng khuôn mu. Thc t trong nhngănĕmăgnăđơyăchúngătaăđƣănghiênăcu ch toăđc khá nhiu chng loi vt liuăđóălƠăcácăloi thép chuămƠiămònădi các ch đ làm vic khc nghităhn,ăphc v đc lc cho ngành khuôn mu th gi nói chung và th trng khuôn mu Vit Nam nói riêng. Bên cnh nhng loi vt liu truyn thng thì vt liu miăcũngăđƣăđc nghiên cu và ng dng trong nghiên cu ch to khuôn,ătrongăđóăvt liu ắ kim loi btẰ cũngăđc chú trng,ătuyănhiênăđơyălƠămt ng dng còn khá mi m nên cn nhiu thi gian và s đuătăln. Bên cnh vic s dng các loi vt liu khác nhau thì qui trình sn xut khuônăcũngănhăhng rt lnăđn chtălng khuôn: thit k, gia công, nhit luyn [...]... nguyên lý dây chuy n công ngh Luy n kim b t bao g mă4ăcôngăđo n chính M tătrongăcôngăđo n chính là quá trình t o hình bằng áp l c l c[5] Hi n t iăđ t o hình ngu i cho kim lo i b tăth ngăth ng áp d ng m t trong s quáătrìnhăsau: ép trong khuôn kín, ép rung, ép đ ng, ép đẳngătƿnh,ầ Ép trong khuôn kínăđ c ti năhƠnhătheoă2ăs ăđ : ép m t phía và ép 2 phía 2.2.2.1 Ép m t phía Ép m tă phíaă đ c s d ng khi ch t... cho khuôn Khuôn bằng h p kim b t thì có th làm vi c đ nhi tăđ cao, không c n ph i nhi t luy n, s d ng c lâu dài, l i không c n ph i gia công ph c t pă nh ă nh ngă ph ngă phápă giaă công khuôn truy n th ngă khác.ă Tuyă nhiên,ă đ hi uă rõă h nă kh nĕngă lƠmă vi c c a khuôn bằng kim lo i b t này có t tăh n khuôn thépăhayăkhông,ăhayănóiăcáchăkhácălƠă h s masát c a khuôn h p kim b t có th păh n khuôn thép... kh c ph cănh căđi m c a ép m t phía, trong th c t th haiăphíaă(ăHìnhă2.4ă). Ép haiăphíaăđ cao v iăđ ng chéo ti t di năngangăt ng áp d ng ép c áp d ng khi ép các chi ti t có tỷ l gi a chi u ngăđ i l n ( H/B) Hình 2.4: S đ khuôn ép 2 phía 1,4 - Chày ép; 2 - B t kim lo i; 3 - B gá khuôn 2.2.2.3 .Ép đẳngătƿnhătrênămáy ép th y l c Ép đẳngătƿnhăđ c s d ngăđ s n xu tăcácăphôiăcóăkíchăth đ ngăđi u, tỷ l H/D... t li u kim lo i b tăcho khuôn ép đùnă( ép liên t c ) cho s n ph m nh a Hình 1.1: Khuôn ép đùnă ng nh a Hình 1.2: M t s b khuôn ép phun xviii Đ TăV σăĐ T các k t qu th c t nh ă trênă chúngă tôiă ti n hành nghiên c u v ch t l ng khuôn m uvà công ngh luy n kim b t v i n i dung c th nh ăsau: Ch ngă1:ăGi i thi u t ng quan v nghiên c uăđ tài Ch ngă2:ăC s lý thuy t v luy n kim b t Ch ngă3:Ti nă hƠnhăth cănghi... mài mòn c a khuôn r tăkém.ăChiăphíăđ làm bóng b m t khuôn là r t l n.Đ v a ti t ki măđ kh c ph că đ c th i gian gia công khuôn, th i gian làm bóng, l i v a c nh ngănh căđi m c a khuôn ép nh a bằng thép nói trên ta ph i ti n hành thay th v t li u làm khuôn truy n th ng bằng m t lo i v t li u mà có kh nĕngă t bôi tr nă t t đ tài này, tôi ch n h p kim b t đ thay th vì nh ngă uă đi m c a nó H p kim b t là... khuôn ép nh aẰăđ tìm hi u v công ngh luy n kim b tăcũngă nh ă xemă tínhă ch t c a lo i v t li uă nƠyă cóă đápă ngă đ că đi u ki n làm vi c c a khuôn ép nh a hay không thông qua vi c kh o sát hai y u t quan tr ng nh tăđóălƠă đ c ng m u thí nghi m và l ng mài mòn Do tính ch tăđaăd ng c a v năđ và trong kh nĕngăđi u ki n cho phép chúng tôi t p trung nghiên c u tính ch t c a v t li u kim lo i b tăcho khuôn ép đùnă( ép ... oăbằngăcôngă ngh ăluy n kim b t.ă ăVi tăσamăg năđơyăđƣăcóăm tăvƠi nghiên c uă ngăd ngăcôngă ngh ă luy nă kim b tă đ ă ch ă t oă chiă ti tă máyă bằngă h pă kim đ ng,ă thép, ă s ă d ngăă trongăch ăt oăc ăkhí,ănh ngăch aăcó nghiên c uănƠoăđiăsơuăvƠoăvi căt oăraăv tăli uă b tăthépăcóăđ ăb năcao,ăch uămƠiămòn,ăch uăt iătr ngăvaăđ p,ămƠăđ iăăt ngăăđ că ch năđ ăápăd ngăth ănghi mălƠ khuôn ép nh a,ăvìăth ămƠăđ... n,ă ng d ng trong ch t o h p kim n ngălƠmăđ uăđ n xuyên, h p kim c ng làm d ng c c t và các chi ti tă máyă ă trongă đ ngă c ,ă máyă đ ng l c Các chi ti t máy ch t l ng cao, làm vi că trongă đi u ki n kh c nghi t, bằng b t thép h pă kim ă ch aă đ căăđ uăăt nghiên ăc u áp d ng nhi u Trênhình 1.3 là nh ch p các s n ph m nghiên c u ch th t b t thép c a nhóm nghiên c u t i Vi n Nghiên c uăC ăkhí Hình 1.3:... qu trong s n xu t qui mô nh do t n kém trong vi c ch t o khuôn ép 2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGH V LUY N KIM B T Công ngh s n xu t s n ph m t kim lo i b t bao g m các khâu: - Ch ăt oăb t kim lo i - Ép t oăhìnhăs năph m - Thiêuăk t - Giaăcôngăhi uăch nhăhình 2.2.1 Quá trình ch t o b t kim lo i Ch t o b t kim lo iălƠăcôngăđo năđ u tiên c a quá trình Luy n kim b t Hi n có nhi uăph l ngăphápăt o b tăkhácănhau.ăCácăph... s nhà nghiên c u khác trên th gi i trong các công trình[ 8] thìănguyênălỦăc ăb năvƠămôăhìnhă3ăgiaiăđo n bi n d ng khi ép b t kim lo i m t chi uătrong khuôn kínăđ t o hình chi ti tă máyăLKBănh ăătrênăhìnhă 2.1a,b,c Hình 2.1: S ăđ nguyênălỦăbaăgiaiăđo n ép t o hình chi ti t máy LKB [ 8] a) B tăđ vào khuôn kín; b) Trong quá trình ép; c) Cu i quá trình ép 14 CH σGă2:ăC ăS ăLụăTHUY TăV ăV TăLI U KIM Lτ . phép chúng tôi tp trung nghiên cu tính cht ca vt liu kim loi btăcho khuôn ép đùnă( ép liên tc ) cho sn phm nha. Hình 1.1: Khuôn ép đùnăng nha Hình 1.2: Mt s b khuôn ép. nguyênălỦăbaăgiaiăđon ép to hình chi tit máy LKB [ 8] 14 Hình 2.2: Biuăđ s ph thuc ca mtăđ vt ép vào áp lc ép [8] 15 Hìnhă2.3:ăSăđ khuôn ép mt phía 16 Hìnhă2.4:ăSăđ khuôn ép 2 phía 16. giaă công khuôn truyn thngăkhác.ăTuyănhiên,ăđ hiuărõăhnăkh nĕngălƠmăvic ca khuôn bằng kim loi bt này có ttăhn khuôn thépăhayăkhông,ăhayănóiăcáchăkhácălƠă h s masát ca khuôn hp kim