NGHIÊN CỨU ẢNH HỞNG CỦA CHẾ ĐỘ KHUẤY ĐẾN CHẤT LỢNG MẠ COMPOSITE CHROME

NGHIÊN CỨU ẢNH HỞNG CỦA CHẾ ĐỘ KHUẤY ĐẾN CHẤT LỢNG MẠ COMPOSITE CHROME

Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 1 I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP ************ NGUYN TIN TI NGHIấN CU NH HNG CA CH KHUY N CHT LNG M COMPOSITE CHROME CHUYấN NGNH: CễNG NGH CH TO MY LUN VN THC S K THUT NGI HD KHOA HC: PGS.TS.NGUYN NG BèNH Thỏi Nguyờn 2009 Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 2 I HC THI NGUYấN CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM TRNG HKT CễNG NGHIP c lp T do Hnh Phỳc ********** THUYT MINH LUN VN THC S K THUT NGHIấN CU NH HNG CA CH KHUY N CHT LNG M COMPOSITE CHROME NGI HD KHOA HC : PGS.TS.NGUYN NG BèNH HC VIấN : NGUYN TIN TI LP : CHK10 CHUYấN NGNH : CH TO MY NGY GIAO TI : NGY HON THNH : KHOA T SAU I HC NGI HNG DN HC VIấN HIU TRNG DUYT Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 3 MC LC Ni dung Trang Phn m u 4 Chng I: Tng quan v m in 9 1.1. C s chung 9 1.2. C ch m 16 1.3. Thnh phn dung dch v ch m 17 1.3.1. Ion kim loi m 17 1.3.2. Cht in ly 17 1.3.3. Cht to phc 18 1.3.4. Ph gia hu c 18 1.3.5. Mt dũng in catt D c 19 1.3.6. Khuy 20 1.4. A nt 21 1.5. M Crụm 22 1.5.1. Cỏc loi lp m crụm 23 1.5.2. c im ca quỏ trỡnh m crụm 25 1.5.3. Cu to v tớnh cht lp m crụm 26 1.5.4. Cỏc dung dch m crụm 27 a. M crụm t dung dch cú anion SO 4 2- 27 b. M crụm t dung dch cú anion F - 30 c. M crụm t dung dch cú anion SO 4 2- v SiF 6 2- 31 d. M crụm t dung dch cú tetracronat 32 1.5.5. M crụm en 33 1.5.6. M crụm xp 34 1.5.7. Kt lun 35 1.6. M composite 36 Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 4 Chng II: nh hng ca ch khuy trong m composite chrome 2.1. M t hp crụm 37 2.2. Quỏ trỡnh to thnh lp m t hp 38 2.3. S m t hp crụm 38 2.4. Nhng yu t nh hng n quỏ trỡnh m t hp crụm 39 2.5. nh hng ca ch khuy n quỏ trỡnh hỡnh thnh lp m 39 2.5.1. S 1: Khuy kiu phun dung dch t trờn xung 39 2.5.2. S 2: Khuy theo pp bm, sc dung dch t trờn xung 41 2.5.3. S 3: Khuy bng cỏnh qut 42 2.5.4. S 4: Khuy bng c khớ 43 2.5.5. S 5: Khuy bng t 43 2.5.6. Kt lun 44 Chng III: Thit k h thng khuy 45 3.1. Tớnh toỏn thu lc ng ng 45 3.1.1. Lý thuyt tớnh toỏn 45 3.1.2. Tớnh toỏn thu lc ng ng hỳt 46 3.1.3. Tớnh toỏn thu lc ng ng y 48 3.1.4. Tớnh cụng sut bm 49 3.2. Mụ hỡnh h thng khuy 49 3.2.1. Tớnh toỏn h thng khuy 50 3.2.2. Thit k 50 3.3. Kt lun 52 Chng IV: Tin hnh thớ nghim xỏc nh nh hng ch khuy n cht lng lp m 53 4.1.K hoch thc nghim i xng 53 4.1.1.K hoch trung tõm hp thnh 53 Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 5 4.1.2.Trung tõm hp thnh trc giao 54 4.2. Ch m 58 4.3.Quỏ trỡnh thớ nghim 58 4.3.1. Thớ nghim ln 1 59 4.3.2. Thớ nghim ln 2 60 4.3.3. Thớ nghim ln 3 60 4.3.4. Thớ nghim ln 4 60 4.3.5. Thớ nghim ln 5 60 4.3.6. Thớ nghim ln 6 61 4.3.7. Thớ nghim ln 7 61 4.3.8. Thớ nghim ln 8 61 4.3.9. Thớ nghim ln 9 62 4.4. Kt lun 62 Chng V: Kt lun chung v hng tip theo ca ti 63 Ti liu tham kho Ph lc Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 6 PHN M U I. Tớnh cp thit ca ti M composite ú l lp m in bỡnh thng nhng trong ú cu to cỏc ht cc nh ca mt hay vi cht, nhng ht ny ng kt ta t mt dung dch huyn phự. Huyn phự c to ra bng cỏch trn ln mt lng bt xỏc nh vo cht in phõn m kim loi. Cỏc cht bt cú kớch thc ht cựng kớch c vi ht tinh th, dao ng trong khong 0,01 n 20m s ng kt ta cựng kim loi m v phõn b ng u trong ton th tớch m nhng ht cho vo l nhng ht cú rn cao, khú núng chy, bn v phng din hoỏ hc cng nh c hc. Cỏc lp m composite khụng ch cú cỏc tớnh cht ca cỏc phi kim loi nh bn hoỏ hc cao, cng cao, tớnh chu mi mũn cao. Vi s phỏt trin ngy cng mnh m ca khoa hc k thut núi chung v c bit l tớnh cht b mt núi riờng, ó gúp phn vo vic nghiờn cu v ch to nhiu b mt chi tit mỏy theo yờu cu ca cụng ngh cao. Mt trong nhng ng dng mang tớnh ph bin trong lnh vc to ra lp m trờn b mt chi tit mỏy nhm gim ma sỏt, tng kh nng chng mũn trờn b mt tip xỳc, nõng cao tớnh n nh v cu trỳc to nhit cao. Vi nhng b mt cú yờu cu cao v cụng ngh, vic ch to khú khn thỡ ng dng ú l mt trong nhng gii phỏp mang tớnh t phỏ thỡ m composite Chrome l mt phng phỏp nh vy. Nghiờn cu trong v ngoi nc: Nm 1929 C.G Fink v J.D Prince thu c lp m t hp Cu trong dung dch axớt cú cha cỏc ht Grafit. Nm 1939 Bajmakov ó thu c lp m t hp vi s ng kt ta ca cỏc ht phi kim loi. Trong cỏc nm sau ú nhiu tỏc gi ó to ra lp m Niken vi s kt ta ca pha th hai nh: AL 2 O 3 , SiO 2 , TiC, TiO 2 ,WC. trong nc cú ti cp nh nc nghiờn cu v m t hp do PGS.TS. Nguyn ng Bỡnh ch trỡ. Lp m composite chrome cú nhng tớnh cht ca lp m in bỡnh thng nh tớnh dn nhit, dn in, chu mi mũn, ngoi ra nú cũn cú tớnh cht ca phi kim loi nh cng cao, tớnh chu n mũn cao, chu mũn cao. Trong Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 7 quỏ trỡnh m composite cỏc ht ca pha th hai c a n b mt catt nh s in ly v nh s khuy trn dung dch. Quỏ trỡnh khuy to ra vn tc ca cỏc ht n b mt catt, nu vn tc ny phự hp s to iu kin cho quỏ trỡnh bỏm dớnh hỡnh thnh lp m, nu vn tc quỏ ln hay quỏ nh s gõy nh hng xu n cht lng lp m. í ngha ca khuy: Khuy tng chuyn ng tng i gia catt v dung dch nờn c phộp dựng mt dũng in catt cao hn, tc m s nhanh hn, ngoi ra nú cũn lm cho bt khớ hydro d tỏch khi b mt in cc, san bng pH v nhit trong ton khi dung dch cng nh ti ni gn in cc, nú giỳp cỏc ht ca pha th hai ng u trong dung dch v chuyn ng n b mt catt (nht l khi cỏc ht ca pha th hai l trung tớnh v cú trng lng riờng ln). Cú th núi rng s phỏt trin mnh m ca cụng ngh b mt, ó gúp phn to lờn s linh hot v hiu qu trong lnh vc c khớ ch to. Trong vic to ra b mt chi tit ỏp ng cụng ngh cao thỡ m composite Chrome l mt trong nhng phng phỏp in hỡnh. Thc t m composite Chrome l phng phỏp ang c ng dng trong sn xut ng c mỏy bay, ng c tuabin khớ hin i, cụng nghip ụtụ, v tr v ht nhõn. Vỡ vy mt trong nhng vn cn c nghiờn cu cú th khai thỏc hiu qu hn vic s dng m composite Chrome l : Nghiờn cu nh hng ca ch khuy n cht lng m composite Chrome. II. Ni dung nghiờn cu Xut phỏt t ti nghiờn cu, ngoi phn m u, kt lun chung v cỏc ph lc lun vn ny cú ni dung sau: Chng 1: Tng quan v m in. Nghiờn cu tng quan v m in. Chng 2: nh hng ca ch khuy trong m composite Chrome. Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 8 - Nghiờn cu c s lý thuyt v hỡnh thnh lp m v cỏc hin tng xy ra. - Nghiờn cu nh hng ca ch khuy n cht lng lp m composite Chrome. Chng 3: Thit k h thng khuy Tớnh toỏn thit k h thng khuy theo nguyờn lý hỳt, sc dung dch cho b m composite th tớch 0,4m 3 Chng 4: Tin hnh thớ nghim xỏc nh nh hng ch khuy n cht lng lp m Chng 5: Kt lun v hng nghiờn cu tip theo ca ti III.i tng v phm vi nghiờn cu Tỡm hiu s nh hng ca ch khuy n cht lng m composite Chrome c th l: Mi quan h gia ch khuy n cht lng m composite Chrome, ch khuy v cht lng lp m.Vic thớ nghim c tin hnh vi cỏc iu kin: - H thng dõy truyn m composite. - Vt liu: thộp 9XC, Y8A (tụi t HRC 60) - Vt liu lm in cc: chỡ. - i tng thớ nghim: nh hng ca ch khuy n cht lng lp m. IV. Phng phỏp nghiờn cu Dựng phng phỏp nghiờn cu lý thuyt kt hp vi nghiờn cu thc nghim. - Nghiờn cu lý thuyt v quỏ trỡnh hỡnh thnh lp m composite. - Thớ nghim m kim chng c s lý thuyt v mi quan h gia ch khuy n cht lng lp m. - Thc nghim xõy dng cỏc hm toỏn hc biu din mi quan h gia ch khuy n cht lng lp m. V. í ngha khoa hc v ý ngha thc tin ca lun vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 9 1. í ngha khoa hc Thit k, ch to h thng khuy m thnh cụng lp m composite nn chrome. Nghiờn cu nh hng ca ch khuy n cht lng lp m t ú a ra ch khuy phự hp t c lp m cú cht lng cao, tớnh kinh t cao l rt cn thit trin khai cụng ngh m composite Vit Nam. 2. í ngha thc tin Trong cụng nghip, m thng dựng m cỏc b mt chi tit chỡu mi mũn v phc hi cỏc chi tit do b mi mũn, vỡ vy ng dng cụng ngh m composite nn Chrome em li hiu qu kinh t ln, khi m composite vi chi tit mi cú th tng bn lờn 1,5 n 2 ln. Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn - 10 LI CM N Tụi xin chõn thnh cm n s hng dn tn tỡnh ca PGS.TS.Nguyn ng Bỡnh - i hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn trong sut quỏ trỡnh lm lun vn. Xin chõn thnh cm n s giỳp ca cỏc thy cụ Ging viờn trng i hc K thut Cụng nghip Thỏi Nguyờn. Xin cm n tp th cỏn b Trng Cao ng C khớ - Luyn kim ó to iu kin tt nht cho Tụi trong quỏ trỡnh hc tp v thc hin lun vn. Tụi cng xin cm n s ng viờn v úng gúp ý kin quý bỏu ca cỏc bn ng nghip ó giỳp cho tụi hon thnh lun vn ny. Thỏi Nguyờn 11/2009 [...]... cht lng m m khụng cn thit b rt hin i M composite cú th chia thnh nm nhúm: - M composite ht mn trờn nn kim loi - M composite s dng si ng lc trờn nn kim loi - M composite Electroless - M composite lp v th - M composite quang hc Trong s nm nhúm trờn thỡ m composite ht mn trờn nn kim loi ang c s quan tõm nghiờn cu nc ta Lp m composite dng ny S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn - 11 http://www.lrc-tnu.edu.vn... kim loi - gmM composite lp m trờn b mt chi tit cú s tham gia ca kim loi v cỏc ht cng nhm gim ma sỏt, tng kh nng chng mũn hoc n mũn trờn b mt tip xỳc Cỏc ht cng nh mn, phõn b trong cu trỳc ca lp m to lờn cỏc tớnh cht c lý c bit, nõng cao tớnh n nh v cu trỳc nhit cao hn m composite cú th thc hin trờn bt c chi tit cú hỡnh dỏng phc tp no v cú th m bo cht lng m m khụng cn thit b rt hin i M composite cú... 1.1 C s chung - M composite ng dng rng rói trong ng c mỏy bay, ng c tuabin khớ hin i, cụng nghip ụtụ, v tr v ht nhõn, c dựng trong nhiu ngnh cụng ngh khỏc nhau chng n mũn, phc hi kớch thc, trang sc, chng mũn, tng cng, phn quang, dn nhit, thm du v d hn - Quỏ trỡnh m composite n gin, kinh t, cú th hỡnh thnh trờn vt liu nn cú th l kim loi hoc hp kim, ụi khi cũn l cht do, gm s hoc vt liu composite Lp m... dng ht mn c a vo b m ca quỏ trỡnh m thụng thng Trong quỏ trỡnh in phõn cỏc ht mn s tham gia vo lp m cựng vi kim loi nn v hỡnh thnh lp m composite chun b cho m composite cỏc ht cng cn c gi l lng trong dung dch in phõn nh khuy bng c khớ, c hc, t tớnh v dũng chy M composite cú th m trờn tt c cỏc nn vt liu m m in thc hin c Chiu dy ca lp m ph thuc vo kớch c ca ht, bn cht ca ht v bn cht ca kim loi m -... kim cng - M composite ht mn trờn nn kim loi c ng dng trong vic nõng cao kh nng chng mũn, co xc, ca kim loi hay hp kim (Ni + SiC, Pb + TiO2), tng kh nng chng n mũn bng cỏch s dng m Cr c micro khụng liờn tc trờn thộp m composite nn Niken (Ni + Al2O3), to lp m gim ma sỏt (MoS2 vi Ni hoc Cu), tng bn nhit cao (Ni + Al2O3), to ra lp m s dng trong cụng nghip ht nhõn (Ni + Pu, Ni + UO2) - M composite cú... s khụng t c yờu cu na - Cỏc thnh phn chớnh ca mt b m in (Hỡnh 1.1) gm : + Dung dch m gm cú mui dn in, ion kim loi s kt ta thnh lp m, cht m, cỏc ph gia - + 5 ne ne Nguồn một chiều Lớp mạ Anot 3 Catot 2 Chuyển dich Ion Bể mạ Hỡnh 1.1 S thit b m + Catt dn in, chớnh l vt cn c m + Ant dn in, cú th tan hoc khụng tan + B cha bng thộp, thộp lút cao su, polyprotylen, polyvinyclorua, chu c dung dch m S húa bi... lỳc ú phn ng chớnh trờn ant ch l gii phúng ễxy - cho quỏ trỡnh m c thnh cụng phi: gia cụng ỳng k thut cho catt, chn ỳng vt liu ant, thnh phn dung dch m, mt dũng in v cỏc iu kin in phõn khỏc - Lp m composite: l lp m kim loi cú cha cỏc ht rn nh v phõn tỏn nh Al2O3, WC,SiC Cr3C2, TiO2,SiO2,TiC,Cr3N2,MoS2, kim cng, graphit,Cỏc ht ny cú ng kớnh 0,5 -5 m v chim 2-10 % th tớch dung dch, khuy mnh trong... loi v ion xyanua, k c mt s ph gia hu ớch cú tớnh c hi cng nh vy 1.2 C ch m S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn - 18 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn Thạc sỹ Chuyên ngành Công nghệ CTM - C ch m composite l do va chm c hc ca cỏc ht trong quỏ trỡnh khuy y cỏc ht v phớa catt; tng tỏc tnh in ca cỏc ht in cc kim loi hay in ly; ng lng ng cỏc ht bng c ch liờn kt hoỏ hc vi in cc, hay hai giai on hp th . nhúm: - M composite ht mn trờn nn kim loi. - M composite s dng si ng lc trờn nn kim loi. - M composite Electroless. - M composite lp v th. - M composite. cú th khai thỏc hiu qu hn vic s dng m composite Chrome l : Nghiờn cu nh hng ca ch khuy n cht lng m composite Chrome. II. Ni dung nghiờn cu Xut