nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy

nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------- ------- VŨ VĂN DƯƠNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ HÀN ĐẮP PLASMA VỚI BỘT HỢP KIM CACBIT VONFRAM TRONG CHẾ TẠO DAO XÉN GIẤY LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ------- ------- VŨ VĂN DƯƠNG NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ HÀN ĐẮP PLASMA VỚI BỘT HỢP KIM CACBIT VONFRAM TRONG CHẾ TẠO DAO XÉN GIẤY CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT CƠ KHÍ MÃ SỐ : 60.52.01.03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. ĐÀO QUANG KẾ TS. HOÀNG VĂN CHÂU HÀ NỘI, 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn luận văn thân thực hướng dẫn PGS.TS Đào Quang Kế TS. Hoàng Văn Châu. Các số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị nào. Mọi thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc. Học viên Vũ Văn Dương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page i LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập thực luận văn tốt nghiệp chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí Học Viện Nông nghiệp Việt Nam, giúp đỡ giảng dạy nhiệt tình thầy cô Học viện. Nhân dịp xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới: - Các Thầy hướng dẫn: PGS.TS Đào Quang Kế, TS. Hoàng Văn Châu. - Các thầy cô Bộ môn Công nghệ Cơ khí. - Lãnh đạo Khoa Cơ – Điện. - Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Hàn Xử lý bề mặt – Viện Nghiên cứu Cơ khí. Cuối xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến gia đình người thân động viên, chia sẻ, đồng nghiệp giúp đỡ nghiên cứu triển khai đề tài hoàn thành luận văn này. Học viên Vũ Văn Dương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU QÚA TRÌNH HÀN PLASMA BỘT ỨNG DỤNG CHẾ TẠO DAO XÉN GIẤY 1.1. Tình hình nghiên cứu công nghệ hàn Plasma bột nước 1.2. Tình hình nghiên cứu công nghệ hàn đắp Plasma bột nước 1.3. Tổng quan công nghệ chế tạo dao xén giấy 1.3.1. Công nghệ rèn cháy 1.3.2. Công nghệ hàn đắp khuôn cán định hình 1.3.3. Công nghệ hàn áp lực phẳng 1.3.4. Công nghệ luyện kim bột 1.3.5. Công nghệ cán dính trạng thái nguội tạo băng bimetal 10 1.3.6. Công nghệ cán dính trạng thái nóng tạo băng bimetal 11 1.3.7. Công nghệ hàn nổ 12 1.3.8. Công nghệ hàn đắp Plasma 13 1.4. Mục tiêu, đối tượng phương pháp nghiên cứu 13 1.4.1. Mục tiêu nghiên cứu đề tài 13 1.4.2. Đối tượng nghiên cứu 14 1.4.3. Nhiệm vụ nghiên cứu 14 1.4.4. Phương pháp nghiên cứu 14 1.5. Nội dung nghiên cứu đề tài luận văn 15 1.6. Kết luận chương 15 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iii CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ HÀN PLASMA BỘT HỢP KIM 16 2.1. Công nghệ thiết bị hàn đắp Plasma với bột hợp kim 16 2.1.1. Công nghệ hàn đắp Plasma bột 16 2.1.2 Thiết bị hàn đắp Plasma bột hợp kim 19 2.2. Ưu, nhược điểm công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim 22 2.2.1. Ưu điểm 22 2.2.2. Nhược điểm 23 2.3. Điều kiện làm việc yêu cầu kỹ thuật dao xén giấy 24 2.3.1. Điều kiện làm việc 24 2.3.2. Cấu tạo yêu cầu kỹ thuật dao xén giấy 25 2.4. Lựa chọn công nghệ hàn chế tạo dao xén giấy 27 2.5. Nghiên cứu lựa chọn thành phần bột hợp kim cacbit vonfram để chế tạo dao xén giấy công nghệ hàn PTA (Plasma Transferred Arc) 28 2.5.1. Các tiêu chí lựa chọn thành phần bột 28 2.5.2. Phân tích lựa chọn thành phần bột hàn 31 2.6. Phân tích, lựa chọn thành phần khí bảo vệ 35 2.6.1. Argon 35 2.6.2. Khí Helium 35 2.6.3. Hỗn hợp Argon- Helium 35 2.6.4. Hỗn hợp Argon-Hydrogen. 36 2.7. Nghiên cứu, xác định thành phần hóa học kim loại mối hàn Plasma 36 2.7.1. Ảnh hưởng kim loại lớp đắp 36 2.7.2. Xác định thành phần hóa học kim loại bột hợp kim 36 2.7.3. Xác định thành phần hóa học kim loại mối hàn 37 2.8. Nghiên cứu xác định nhiệt độ nung nóng hàn 39 2.8.1. Mục đích việc nung nóng 39 2.8.2. Tính toán xác định nhiệt độ gia nhiệt trước hàn 39 2.8.3. Gia nhiệt trình hàn 41 2.8.4. Xử lý nhiệt sau hàn 41 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page iv 2.9. Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số công nghệ hàn Plasma tới chất lượng lớp đắp chế tạo Dao xén giấy 42 2.9.1. Dòng điện, điện áp hàn lưu lượng khí plasma 42 2.9.2. Thành phần bột hàn 44 2.9.3. Kích thước bột hàn 45 2.9.4. Mối quan hệ cường độ dòng điện với khoảng cách đầu hàn tới bề mặt chi tiết 46 2.9.5. Mối quan hệ lưu lượng khí bảo vệ khí mang bột 47 2.9.6. Nhiệt độ nung sơ tốc độ hàn 48 2.9.7. Đánh giá việc lựa chọn chế độ công nghệ 49 2.10. Kết luận Chương CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 50 52 3.1. Hệ thống thiết bị hàn Plasma 52 3.2. Chế tạo mẫu 53 3.3. Lựa chọn chế độ công nghệ hàn 53 3.3.1. Lựa chọn dòng điện hàn 53 3.3.2. Điện áp hàn plasma 54 3.3.3. Tốc độ hàn 54 3.3.4. Lưu lượng khí Plasma lưu lượng cấp bột 54 3.3.5. Lưu lượng khí bảo vệ 55 3.4. Thiết lập Quy trình công nghệ hàn đắp PTA chế tạo dao xén giấy 55 3.4.1. Chuẩn bị vật liệu hàn 55 3.4.2. Chuẩn bị thiết bị công nghệ 56 3.4.3. Quy trình thực công nghệ hàn 56 3.4.4. Gia công sau hàn đắp phôi dao xén giấy 57 3.4.5. Kiểm tra chất lượng mối hàn 57 3.4.6. Các biện pháp an toàn lao động bảo vệ môi trường 57 3.5. Quá trình tiến hành thí nghiệm 57 3.6. Kết luận Chương 59 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page v CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1. Kết nghiên cứu tổ chức tế vi mối hàn đắp phôi dao xén giấy 60 60 4.1.1 Thiết bị thực đo tổ chức tế vi 60 4.1.2. Kết đạt sau thực đo tổ chức tế vi 61 4.2. Kết nghiên cứu độ cứng tế vi lớp đắp 64 4.2.1. Thiết bị đo độ cứng 64 4.2.2. Đánh giá độ cứng lớp đắp 65 4.3. Kết nghiên cứu độ mài mòn 67 4.3.1. Thiết bị đo độ mài mòn 67 4.3.2. Kết nghiên cứu độ mài mòn 68 4.4. Kết luận Chương 76 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Vb - Tốc độ cấp bột hàn. Vh - Tốc độ hàn. Qkh - Lưu lượng khí. Pkh - Áp suất khí. ψ - Phần kim loại bản. γ - Tỷ trọng vật liệu. G - Lượng cấp bột. Gcb - Khối lượng kim loại bản. Gđ - Khối lượng kim loại đắp mối hàn. T - Nhiệt độ nung nóng trước hàn. W - Biên độ dao động đầu hàn. PTA - Plasma Transferred Arc WC - Cacbit vonfram QTCN - Quy trình công nghệ Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page vii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Thông số kỹ thuật thiết bị hàn HPT-300-SAV 19 2.2 Thông số kỹ thuật thiết bị hàn Eutronic GAP 3000AC/DC 20 2.3 Bảng thông số kỹ thuật thiết bị hàn NERTAMATIC 5.1 21 2.4 Bảng thông số kỹ thuật thiết bị hàn DURWELD 22 2.5 Thông số kỹ thuật số loại máy xén giấy công nghiệp hãng PROTECK - Ấn Độ 26 2.6 Thành phần hóa học phần thân dao Trung Quốc (%) 28 2.7 Thành phần hóa học lưỡi dao Trung Quốc (%) 28 2.8 Thành phần hóa học bột Cacbit Vonfram hãng Praxair 32 2.9 Thành phần hóa học bột Cacbit Vonfram hãng Durum 33 2.10 Thành phần hóa học thép cacbon kết cấu C45 37 2.11 Thành phần hoá học hợp kim bột WC –104 37 2.12 Thành phần hóa học kim loại mối hàn hàn plasma 38 2.13 Các thông số công nghệ hợp lý hàn Plasma bột 50 3.1 Thông số thí nghiệm trình hàn Plasma chế tạo dao xén giấy 59 4.1 Bảng kết đo độ cứng lớp đắp 66 4.2 Kết đo thông số mẫu thử hàn đắp dao Trung Quốc 76 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page viii đắp phân bố lại nhằm làm giảm giá trị max giải pháp ram cao chi tiết sau hàn dải nhiệt độ 580 ÷ 6200C, giữ nhiệt phút cho mm chiều dày chi tiết, làm nguội chậm không 1500C/h 200 ÷ 2500C tiếp làm nguội bình thường không khí tĩnh. Cấu trúc tinh thể tối ưu vùng đảm bảo khả làm việc lâu dài cho chi tiết suốt giai đoạn khai thác lớp bề mặt chịu mòn. a b Hình 4.5. Cấu trúc tế vi vùng ảnh hưởng nhiệt (vùng 3) a) 100 lần, b) 200 lần Cấu trúc kim loại bản, vùng vùng (hình 4.6 4.7) sau vùng ảnh hưởng nhiệt chịu tác động ảnh hưởng hồ quang hàn. Các vùng phụ thuộc hoàn toàn vào vật liệu chi tiết có tính dẻo độ dai va đập tốt sở việc lựa chọn vật liệu dao xén giấy. a b Hình 4.6. Cấu trúc tế vi vùng ( vùng 4) , a) 100 lần, b) 200 lần Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 63 b a Hình 4.7. Ảnh cấu trúc tế vi vùng (vùng 5), a) 100 lần, b) 200 lần 4.2. Kết nghiên cứu độ cứng tế vi lớp đắp Kết nghiên cứu độ cứng tế vi bề mặt mối hàn đắp Plasma phôi dao xén giấy thực Trung tâm đánh giá hư hỏng Vật liệu – Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam. Mối hàn gia công, mài tẩm thực phù hợp với vật liệu thép C45 vật liệu đắp Cacbit Vonfram. 4.2.1. Thiết bị đo độ cứng Thiết bị đo độ cứng HV- 210MR/ Mitutoyo Nhật (hình 4.9) tiến hành kiểm tra Trung tâm đánh giá hư hỏng Vật liệu – Viện Khoa học Vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 64 Hình 4.8. Thiết bị đo độ cứng HV-210MR/ Mitutoyo Thông số kỹ thuật máy đo độ cứng kim loại: Model : HV-210MR Hãng sản xuất: Mitutoyo - Nhật Bản - Thang hiển thị độ cứng HV0.1; HV0.2; HV0.3; HV0.5; HV1; HV2; HV3; HV5; HV10; HV20; HV30 … - Chiều cao lớn mẫu đo: 250mm - Chiều dày mẫu vật lớn nhất: 165mm - Kích thước (WxDxH): 220x540x830mm - Trọng lượng: 80kg - Nguồn điện: 100 ÷ 240V AC, 50 ÷ 60Hz 4.2.2. Đánh giá độ cứng lớp đắp Độ cứng lớp đắp thực mẫu thử theo sơ đồ sau (hình 4.9): Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 65 Hình 4.9. Vị trí điểm đo độ cứng mẫu thử Giá trị đo độ cứng theo hướng từ mối hàn đắp giá trị đo thể bảng 4.1 đây. Bảng 4.1. Bảng kết đo độ cứng lớp đắp Vị trí đo Độ cứng (HV 0.3) 1479,7(*) 1648,6(*) 10 543,5 433,3 228,1 135,9 126,2 137,9 189,9 165,9 Ghi chú: * Độ cứng lớp hàn đắp vị trí 1&2 đo hạt cacbit. Các điểm đo thực cách 50µm. Qua kết đo từ bảng ta thấy rằng: kim loại đắp có độ cứng trung bình đạt lớn so với công bố nhà sản xuất vật liệu (1000 ÷ 1300HV), giá trị độ cứng lớp đắp (điểm đo số 2) tương đối cao điểm từ đến tương đối ổn định chứng tỏ trình khuếch tán từ kim loại sang kim loại đắp ngược lại ít. Phía có độ cứng thấp, điều giải thích vùng ảnh hưởng nhiệt có suy giảm độ bền độ cứng tượng nhiệt gây ra. Qua đánh giá sơ ta thấy rằng: kim loại đắp có độ cứng cao kim loại (C45) nhiều, mặt khác kích thước vết đâm lớp đắp nhau, chứng tỏ độ cứng lớp đắp theo hướng đâm tương đối đều. Qua cho thấy chế độ công nghệ hàn thực tương đối tốt. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 66 4.3. Kết nghiên cứu độ mài mòn 4.3.1. Thiết bị đo độ mài mòn Thiết bị kiểm tra máy thử độ mài mòn UMT-3T (Leader I Mechanical and Tribology Test Equipment) USA mô tả (hình 4.10), tiến hành kiểm tra phòng thí nghiệm Học Viện Kỹ thuật Quân sự. Là hệ thống nghiên cứu ma sát – mài mòn – bôi trơn đại, dẫn động điều khiển máy tính với độ xác cao, độ phân giải cao, hiển thị phân tích kết phần mềm tích hợp. Thí nghiệm thực bao gồm: đo hệ ma sát cặp vật liệu, đo mài mòn vật liệu. Nhằm đánh giá khả mòn kim loại mẫu, khảo sát điều kiện mài mòn nhanh thông qua mẫu thử phôi dao hàn đắp Plasma bột hợp kim cacbit vonfram. Hình 4.10. Thiết bị nghiên cứu mài mòn Thông số kỹ thuật thiết bị nghiên cứu mài mòn UTM-3T: * Khối bao gồm: - Hệ thống tải - Khả tải: ÷ 100N - Điều khiển động Servo AC - Cảm biến tải trọng Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 67 - Ray trượt - Hành trình điều khiển: 0.5 ÷ 5mm - Tần số: 0.1 ÷ 10Hz * Phần điều khiển mài mòn: - Hệ thống điều khiển thiết kế với điều khiển linh hoạt đáp ứng nhu cầu người sử dụng thay đổi yêu cầu thử nghiệm. - Chức tải ma sát. - Chức tính toán hệ số ma sát. - Chức hiển thị mài mòn. - Chức tốc độ. - Chức thời gian. - Tốc độ lấy mẫu: 0.1 ÷ 50Hz. - Nguồn điện: 220V - KW. 4.3.2. Kết nghiên cứu độ mài mòn Khi kết phầm mềm tải ra, học viên lựa chọn kết cần khảo sát sau: chiều sâu mòn, nhiệt độ tiếp xúc, hệ số ma sát, âm tiếp xúc công thức tính toán thực nghiệm kết khảo sát. Kết thí nghiệm lưu lại dạng file text. Khi kết phầm mềm tải ra, lựa chọn kết muốn khảo sát cách Click chọn vào mục tương ứng cần khảo sát. Để lưu lại kết dạng đồ thị người dùng phải chụp hình lưu lại dạng file ảnh, dùng cho báo cáo kết thí nghiệm sau này. Khi kết phầm mềm tải ra, lựa chọn kết muốn khảo sát cách Click chọn vào mục tương ứng dạng đồ thị thể (hình 4.11 đến hình 4.22). - Kết chiều sâu mòn dao hàn đắp so với thời gian: Được lưu lại dạng đồ thị thiết bị nghiên cứu ma sát UTM – CETR Mỹ phòng thí nghiệm Cơ học Máy – Khoa Cơ Khí- Học Viện Kỹ thuật Quân sự. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 68 Hình 4.11. Mối quan hệ chiều sâu mòn mẫu thử hàn đắp với thời gian Hình 4.12. Kết mô chiều sâu mòn mẫu thử hàn đắp với thời gian Thông qua kết chiều sâu mòn phôi dao hàn đắp so với thời gian ta nhận thấy chiều sâu mòn ban đầu san phẳng nhấp nhô bề mặt mẫu thử hàn đắp sau gia công khoảng thời gian từ (0 ÷ 115) giây. Đến thời điểm 115 giây mòn bắt đầu xuất hiện. Sau khoảng thời gian 115 giây chiều sâu mòn tăng dần suốt thời gian lại thử nghiệm chiều sâu mòn. Việc ghi số liệu kết thực nghiệm hoàn toàn tự động phần mềm. Phần mềm có modul Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 69 nội suy kết dạng phương trình ( có nhiều dạng phương trình) nên chọn dạng tuyến tính phương trình mòn phần mềm tính toán công thức sau: Z =2,64.10-6T + 27,134 Trong đó: 2,64.10-6: hệ số cường độ mòn (mm/giây) T: thời gian (giây) 27,134: mốc ban đầu máy lựa chọn ngẫu nhiên Z: chiều sâu mòn (mm) - Kết chiều sâu mòn dao Trung Quốc với thời gian Hình 4.13. Mối quan hệ chiều sâu mòn dao Trung Quốc với thời gian Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 70 Hình 4.14. Kết mô chiều sâu mòn dao Trung Quốc với thời gian Dựa vào kết thí nghiệm ảnh hưởng chiều sâu mòn thời gian học viên nhận thấy chiều sâu mòn dao xén giấy Trung Quốc sản xuất độ mài mòn lúc đầu thấp gần không mòn khoảng thời gian từ (0 ÷ 41) giây, sau khoảng thời gian 41 giây chiều sâu mòn diễn liên tục tăng dần theo thời gian trình thử nghiệm chiều sâu mòn. Việc ghi số liệu kết thực nghiệm hoàn toàn tự động phần mềm. Phần mềm có modul nội suy kết dạng phương trình (có nhiều dạng phương trình) nên chọn dạng tuyến tính phương trình mòn phần mềm tính toán công thức sau: Z = 5,24.10-5.T + 27,153 Trong đó: 5,24.10-5: hệ số cường độ mòn (mm/giây) T: thời gian (giây) 27,153: mốc ban đầu máy lựa chọn ngẫu nhiên Z: chiều sâu mòn (mm) - Kết nhiệt độ tiếp xúc dao hàn đắp với thời gian Hình 4.15. Mối quan hệ nhiệt độ mẫu thử hàn đắp với thời gian Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 71 Hình 4.16. Kết mô nhiệt độ mẫu thử hàn đắp với thời gian Trong khoảng thời gian 44 giây nhiệt độ không thay đổi nhiều, sau khoảng thời gian có thay đổi nhiệt độ kết nhiệt độ dao hàn đắp so với thời gian thực hoàn toàn tự động phần mềm phương trình tính toán nhiệt độ theo công thức sau: TT = 4,29.10-4.T + 35,586 Trong đó: 4,29.10-4: hệ số tăng nhiệt (0F/giây) T: thời gian (giây) 35,586: nhiệt độ thí nghiệm ban đầu máy (0F) TT: nhiệt sinh (0F) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 72 - Kết nhiệt độ tiếp xúc dao Trung Quốc với thời gian Hình 4.17. Mối quan hệ nhiệt độ dao Trung Quốc với thời gian Hình 4.18. Kết mô nhiệt độ dao Trung Quốc với thời gian Trong khoảng thời gian 29 giây nhiệt độ không thay đổi nhiều, sau khoảng thời gian có thay đổi nhiệt độ kết nhiệt độ dao Trung Quốc so với thời gian thực hoàn toàn tự động phần mềm phương trình tính toán nhiệt độ theo công thức sau: TT = 9,79.10-4.T + 34,488 Trong đó: 9,79.10-4: hệ số tăng nhiệt (0F/giây) T: thời gian (giây) 34,488: nhiệt độ thí nghiệm ban đầu máy (0F) TT: nhiệt sinh (0F) Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 73 - Kết hệ số ma sát dao hàn đắp dao Trung Quốc với thời gian Hình 4.19. Mối quan hệ hệ số ma sát phôi dao hàn đắp dao xén Trung Quốc với thời gian Hệ số ma sát phôi dao hàn đắp thấp ổn định so với dao xén Trung Quốc khoảng thời gian điều kiện thí nghiệm. - Kết âm tiếp xúc dao hàn đắp dao Trung Quốc với thời gian Hình 4.20. Mối quan hệ âm tiếp xúc phôi dao hàn đắp dao xén Trung Quốc với thời gian Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 74 Âm tiếp xúc dao hàn đắp không ổn định tăng liên tục so với thời gian, âm tiếp xúc dao Trung Quốc ổn định thấp so với dao hàn đắp điều kiện thí nghiệm. - Kết thông số khảo sát dao hàn đắp với thời gian Hình 4.21. Mối quan hệ thông số mẫu thử hàn đắp với thời gian - Kết thông số khảo sát dao Trung Quốc với thời gian Hình 4.22. Mối quan hệ thông số dao Trung Quốc với thời gian Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 75 Bảng 4.2. Kết đo thông số mẫu thử hàn đắp dao Trung Quốc Thông số Mẫu thử hàn đắp Dao Trung Quốc 0,295 0,299 Hệ số ma sát Z = 2,64.10-6.T +27,134 Chiều sâu mòn (mm) Âm tiếp xúc ( Volt) Nhiệt độ (0F) Z = 5,24.10-5.T +27,153 2,025 1,493 TT = 4,29.10-4.T + 35,586 TT = 9,79.10-4.T + 34,488 4.4. Kết luận Chương - Tổ chức tế vi lớp đắp chủ yếu cacbit kim loại với độ bền độ ổn định cao có khả chịu mài mòn tốt làm việc ổn định với tần số cao. - Vùng ảnh chuyển tiếp cấu trúc kim loại đắp vùng hưởng nhiệt tương đối nhỏ nên không gây ảnh hưởng đến chât lượng lớp đắp nên vùng có độ cứng giảm. Cấu trúc tinh thể lớn đảm bảo khả làm việc lâu dài chi tiết suốt giai đoạn khai thác lớp bề mặt chịu mài mòn. - Độ cứng lớp đắp đạt cao chứng tỏ trình hàn diễn ổn định, thông số công nghệ kỹ thuật hàn thiết bị hàn tin cậy. - Độ chịu mài mòn mẫu hàn đắp tốt so với dao xén giấy Trung Quốc điều kiện thí nghiệm. - Hệ số ma sát dao hàn đắp nhỏ so với mẫu thử dao xén Trung Quốc điều kiện thí nghiệm. - Âm tiếp xúc mẫu thử hàn đắp lớn dao xén giấy Trung Quốc điều kiện thí nghiệm. - Nhiệt độ sinh mẫu thử hàn đắp lớn so với dao Trung Quốc điều kiện thí nghiệm. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 76 KẾT LUẬN Nghiên cứu chế tạo dao xén giấy công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim cacbit vonfram thép C45 nhiệm vụ có tính thực tiễn cấp thiết sản xuất công nghiệp. Từ kết luận văn rút số kết luận sau đây: 1. Hoàn thiện thiết lập Quy trình công nghệ chế tạo dao xén giấy công nghệ hàn đắp Plasma với miền thông số trình hợp lý, đảm bảo chất lượng dao xén giấy điều kiện trang thiết bị sẵn có Việt Nam: dòng điện hàn: 100 ÷ 120A, điện áp hàn: 24 ÷ 26V, tốc độ hàn: 50 ÷ 60m m/ph, khoảng cách đầu hàn: 15 ÷ 20mm. 2. Xác định nhiệt độ nung nóng trước hàn: 250 ÷ 2900C. 3. Các vùng tổ chức chi tiết sau hàn đắp Palasma với bột hợp kim Cacbit Vonfram nghiên cứu thông qua cấu trúc tế vi là: vùng kim loại đắp, vùng chuyển tiếp ảnh hưởng nhiệt vùng chuyển tiếp sang vùng kim loại nền. Liên kết vùng liên kết nóng chảy hoàn toàn nhờ ảnh hưởng hồ quang Plasma, đảm bảo tốt cho điều kiện làm việc dao xén giấy. Vùng ảnh hưởng nhiệt mép chi tiết có chiều hướng gia tăng hiệu ứng truyền nhiệt so với bên phần dày chi tiết. 4. Kết kiểm tra cho thấy kim loại đắp có độ cứng trung bình đạt lớn so với công bố nhà sản xuất vật liệu (1479,7 ÷ 1648,6HV), giá trị độ cứng lớp đắp tương đối cao phía có độ cứng thấp, điều giải thích vùng ảnh hưởng nhiệt có suy giảm độ bền độ cứng tượng nhiệt gây ra. Qua cho thấy chế độ công nghệ hàn thực tương đối tốt, trình hàn ổn định, thiết bị hàn tin cậy. 5. Độ chịu mài mòn mẫu thử hàn đắp tốt so với dao xén giấy Trung Quốc điều kiện thí nghiệm. 6. Hệ số ma sát dao hàn đắp thấp so với dao Trung Quốc điều kiện thí nghiệm. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: 1. Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngô Lê Thông, Chu Văn Khang. Cẩm nang hàn. Nhà xuất khoa học kỹ thuật. Hà Nội. 2005. 2. Ngô Lê Thông. Công nghệ hàn điện nóng chảy( tập 1,2). Nhà xuất khoa học kỹ thuật. Hà Nội. 2004 – 2006. 3. Nguyễn Thúc Hà, Bùi Văn Hạnh, Võ Văn Phong. Công nghệ hàn. Nhà xuất Giáo dục. Hà Nội. 2004 – 2006. 4. Bui Van Hanh (2005). Hard surfacing of wear and impact resistant layers with plasma powder weld. No58-Journal of Science and Technology. Hà Nội. 5. Hà Minh Hùng tác giả,(2002, 2003). Tóm lược sáng chế hàn nổ hợp kim nhiều lớp Nghiên cứu đặc tính biến dạng liên kết thép + hợp kim đồng bimetal hàn nổ trình cán. Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 66/ T10/2002, trang 24-26 số 72/T3/2003 trang 29-31. 6. Hà Minh Hùng. Hàn lượng nổ. Nhà xuất khoa học kỹ thuật. Hà Nội. 2003. Tiếng Anh: 7. Smart M D and Pinfold B E. Comparision of modulated and unmodulated current plasma welding. Welding and Metal Fabrication. 1971. 8. Bland J. Recommended Practices for Plasma-Arc Welding. AWS C5.1-73 (American Welding Society). 1973. 9. Metcalfe J C and Quigley M B C. Heat Transfer in Plasma Arc Welding. Welding Journal. March 1975. 10. Lucas W. Pulsed Plasma Welding. Welding Inst. Res. Bull. 19. 1978. 11. Lavigne D, Van Der Have P and Maksymowicz M. Automatic Plasma Arc Welding. Joining and Materials. July 1988. 12. Zhou Yin. The influence of focusing gas flow on working stability of high capacity plasma torch. Trans China Weld Inst. (2). 1985. 13. Castolin Eutectic. Eutroloy powder apply by palsma transfer arc process. Catalog. 14. Carpenter powder products. Plasma transfer arc and Laser overlay. Catalog. 15. Kungelberg group. Machine knives and tools. Catalog. 16. B. Howard, Surfacing for wea resistance, Stephen Helba et al. (Eds.), Modern Welding Technology, Prentice Hall Inc, New Jersey. 2002, 721-726. 17. The Procedure Handbook of Arc Welding. The Lincoln Electric Company. 1995. 18. Pinfold B E. Plasma Arc Welding – Part 4. Welding Technology Data Sheets. Welding and Metal Fabrication. 1974. 19. Bertrand le Bourgeois. Soudage a l’Arc. Tome 3. Institut de Soudage. 1989. Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 78 [...]... sau khi hàn đắp 1.5 Nội dung nghiên cứu của đề tài luận văn Qua nghiên cứu tổng quan đã đề cập trên đây, ta thấy trong một số năm gần đây nhóm nghiên cứu chế tạo dao xén giấy công nghiệp bằng công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim Cacbit Vonfram - Nghiên cứu tổng quan cơ sở lý thuyết về công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim Cacbit Vonfram ứng dụng cho việc chế tạo dao xén giấy - Nghiên cứu sự ảnh... công cơ khí hiện có trong nước và đảm bảo bảo yêu cầu kỹ thuật Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 13 1.4.2 Đối tượng nghiên cứu - Nghiên cứu công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim chế tạo dao xén giấy trong công nghiệp - Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ hàn đắp Plasma trong chế tạo dao xén giấy 1.4.3 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu thực nghiệm để... rất khó trong quá trình thực hiện Một công nghệ hàn tiên tiến chế tạo phôi dao xén giấy ra đời, đó là công nghệ hàn đắp Plasma phù hợp với điều kiện trang thiết bị ở Việt Nam hiện nay Việc nghiên cứu chế tạo dao xén giấy bằng công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trên nền thép C45 là một đề tài có tính cấp thiết, nhằm đáp ứng nhu cầu thay thế dao xén giấy cho các nhà máy giấy cả nước... kim Cacbit Vonfram 1.4 Mục tiêu, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài - Nghiên cứu và làm chủ công nghệ hàn đắp Plasma với hợp kim Cacbit Vonfram làm dao xén giấy trong công nghiệp phẳng có chiều dài lớn - Thiết lập quy trình công nghệ chế tạo dao xén giấy trong công nghiệp có kích thước chiều dài tương đối lớn từ vật liệu C45 sau hàn đắp phù hợp với thiết bị gia công. .. sản xuất nào chế tạo được bằng công nghệ hàn đắp Plasma bột Trong quá trình nghiên cứu, học viên chọn vật liệu làm thân dao là thép C45, còn vật liệu chế tạo phần lưỡi cắt là bột Cacbit Vonfram để thí nghiệm 1.6 Kết luận chương 1 - Sau khi nghiên cứu tổng quan về công nghệ hàn đắp Plasma, học viên nhận thấy việc lựa chọn công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim Cacbit Vonfram là một công nghệ hiệu quả... xén giấy được thể hiện trên hình 1.8 Hàn đắp Nhiệt luyện Nhiệt Gia công phôi thân dao Plasma với và biến dạng luyện phôi tinh, thử xén là thép bột hợp ép nắn phôi dao hàn nghiệm C45 và bột kim WC dao hàn đắp, đắp Plama hợp kim tại phòng gia công thô Cacbit thí nghiệm Chuẩn bị Vonfram Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý công nghệ tạo phôi dao xén giấy có chiều dài lớn bằng phương pháp hàn đắp Plasma với bột hợp kim. .. đồ nguyên lý công nghệ tạo phôi bimetal bằng phương pháp hàn nổ dùng làm chế tạo dao xén giấy công nghiệp có chiều dài lớn 1.8 12 Sơ đồ nguyên lý công nghệ tạo phôi dao xén giấy có chiều dài lớn bằng phương pháp hàn đắp Plasma với bột hợp kim Cacbit Vonfram 13 2.1 Sơ đồ kết cấu của đầu hàn bột Plasma 17 2.2 Nguyên lý công nghệ hàn Plasma bột 18 2.3 Hệ thống thiết bị hàn HPT-300-SAV của công ty Việt... thuật Page 15 CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ HÀN PLASMA BỘT HỢP KIM 2.1 Công nghệ và thiết bị hàn đắp Plasma với bột hợp kim 2.1.1 Công nghệ hàn đắp Plasma bột Công nghệ hàn Plasma bột PTA (Plasma Transferred Arc) được sử dụng để đắp lên vật liệu nền một lớp kim loại (hoặc hợp kim) làm tăng độ cứng bề mặt, tăng khả năng chịu mài mòn và ăn mòn do những điều kiện làm việc trong môi trường khắc... bản chất công nghệ và chỉ mới được coi là các thử nghiệm ban đầu trong điều kiện thí nghiệm nên chưa có kết quả khả quan Vì vậy, Đề tài Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy" đã đặt ra mục tiêu là thực hiện việc nghiên cứu công nghệ hàn plasma để tạo ra một lớp bề mặt có tính chịu mài mòn cao trên nền thép cacbon phù hợp với điều kiện... dùng công suất lớn mới đảm bảo khả năng tạo phôi bimetal thép các bon - thép hợp kim làm dụng cụ cắt trong công nghiệp 1.3.4 Công nghệ luyện kim bột Công nghệ luyện kim bột chủ yếu để chế tạo bạc trượt, mảnh dao làm dụng cụ cắt gọt kim loại, mũi khoan, các chi tiết máy trong chế tạo cơ khí Một vài công trình nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Cơ khí đề cập đến ứng dụng công nghệ luyện kim bột để chế tạo . THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ HÀN PLASMA BỘT HỢP KIM 16 2.1. Công nghệ và thiết bị hàn đắp Plasma với bột hợp kim 16 2.1.1. Công nghệ hàn đắp Plasma bột 16 2.1.2 Thiết bị hàn đắp Plasma bột hợp kim 19 . tài Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ hàn đắp Plasma với bột hợp kim cacbit vonfram trong chế tạo dao xén giấy& quot; đã đặt ra mục tiêu là thực hiện việc nghiên cứu công nghệ hàn plasma để tạo. Cấu tạo và yêu cầu kỹ thuật của dao xén giấy 25 2.4. Lựa chọn công nghệ hàn chế tạo dao xén giấy 27 2.5. Nghiên cứu lựa chọn thành phần bột hợp kim cacbit vonfram để chế tạo dao xén giấy