Phân tích và so sánh chất lượng pittông nhôm của ô tô sản xuất tại việt nam và nước ngoài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ LONG TRIỀU PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯỢNG PITTƠNG NHƠM CỦA ƠTƠ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ NƯỚC NGỒI NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 605204 S K C0 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2004 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ LONG TRIỀU Đề tài: PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯNG PITTÔNG NHÔM CỦA ÔTÔ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ NƯỚC NGOÀI Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số ngành: 60 52 04 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2004 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH CHẤT LƯNG PITTÔNG NHÔM CỦA ÔTÔ SẢN XUẤT TẠI VIỆT NAM VÀ NƯỚC NGOÀI Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số ngành: 60 52 04 Người thực hiện: Võ Long Triều Người hướng dẫn: PGS.TS Hoàng Trọng Bá Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2004 TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Võ Long Triều Sinh ngày: 16 – 06 – 1976 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Đòa liên lạc: 45A, Ba đình, Phường 08, Quận 08, Tp Hồ Chí Minh Quá trình đào tạo: Từ tháng năm 1995 đến tháng năm 2000 sinh viên, chuyên ngành Kỹ thuật công nghiệp thuộc Trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Từ tháng 10 năm 2002 đến học viên cao học, chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy thuộc Trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Quá trình công tác: Từ tháng năm 2001 đến nghề nghiệp Giáo viên, đơn vò công tác: Trường Trung học Kỹ thuật Và Nghiệp vụ NGUYỄN HỮU CẢNH CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Hoàng Trọng Bá Cán hướng dẫn khoa học PGS.TS Hoàng Trọng Bá Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét Cán chấm nhận xét 2: Cán chấm nhận xét Luận văn Thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM, ngày tháng 10 năm 2004 LỜI CẢM ƠN  Sau gần tháng thực đề tài tốt nghiệp cao học mình, đến đề tài hoàn thành tương đối tốt đẹp Có kết khả thân, tác giả nhận nhiều trợ giúp tận tình đơn vò trường học, nhà máy, xí nghiệp, hướng dẫn tận tình giảng viên thầy cô giáo nhiều lónh vực chuyên môn khác Trước tiên xin cho tác giả gởi lời chân thành cám ơn đến Thầy PGS.TS Hoàng Trọng Bá Thầy Hoàng Trọng Bá người Thầy trực tiếp hướng dẫn tác giả thực đề tài, có công lớn việc hoạch đònh phương hướng, cách thức bước cần thiết để thực hoàn thành đề tài Kế đến xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - Các Thầy Cô Phòng QLKH – QHQT & SĐH hổ trợ suốt trình học tập - Các Thầy Cô tận tình giảng dạy lớp cao học ngành công nghệ chế tạo máy khóa 2002 – 2004 - Các anh chò học viên khóa trước, Thầy Cô giảng dạy Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM anh chò học viên lớp giúp đỡ trình thực đề tài - Ban giám hiệu anh chò đồng nghiệp Trường Trung học Kỹ thuật Nghiệp vụ Nguyễn Hữu Cảnh, giúp đỡ, hổ trợ tạo điều kiện công tác để hoàn thành khóa học Cuối cùng, xin cảm ơn đơn vò  Ban Giám đốc nhân viên Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng III tạo điều kiện cho tham quan, tiếp cận nghiên cứu tài liệu, sách thiết bò đo kiểm, thí nghiệm lónh vực thí nghiệm đo kiểm vật liệu  Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu thuộc Trường Đại học bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh giúp đỡ tạo kiện cho nghiên cứu tài liệu, sách thiết bò thí nghiệm để phục vụ cho đề tài  Ban Giám đốc , Phòng kỹ thuật, Phòng tổ chức, Phân xưởng khí Phân xưởng Đúc thuộc CÔNG TY CHẾ TẠO PHỤ TÙNG MÁY SỐ (NAKYCO) giúp đỡ tạo kiện cho nghiên cứu tài liệu, sá ch tìm hiểu quy trình công nghệ gia công pittông nhôm dùng cho Ôtô, quy trình đúc pittông nhơm để phục vụ cho đề tài TÓM TẮT Ở nước ta nay, ngành công nghiệp Ôtô phát triển mạnh, kinh tế phát triển, thu nhập nhiều hộ gia đình tăng cao dẫn đến thói quen sử dụng Ôtô ngày phổ biến rộng Việt nam Nhưng chủ yếu chi tiết máy, phụ tùng nhập khoảng 80% Song tất Nhà máy tập trung lắp ráp hay có chế tạo chế tạo chi tiết máy đơn giản Trong tỷ lệ phụ tùng chế tạo Việt nam khoảng 20% Việc nghiên cứu, khảo sát, phân tích so sánh chất lượng Pittông nhôm Ôtô sản xuất Việt nam Nước nhằm tạo cở sở khoa học cho việc tiến tới nội đòa hóa phụ tùng Ôtô nói riêng sản phẩm công nghiệp khác nói chung, chủ trương Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa nước nhà Đảng Nhà nước hướng đến Luận văn phân tích so sánh chất lượng Pittông nhôm Ôtô sản xuất Việt nam Nước nhằm phát ưu, nhược điểm Pittông nhôm Ôtô Việt nam sản xuất, để từ có sở cải tiến với mục tiêu: tìm nguyên nhân tác động đến chất lượng Pittông nhôm sản xuất Việt nam có chất lượng Pittông nhôm Ôtô sản xuất nước ngoài, từ có biện pháp để nâng cao chất lượng Pittông nhôm Ôtô sản xuất Việt nam thông qua việc khắc phục đồng thời nguyên nhân tìm Trong luận văn đề xuất cải tiến số nguyên nhân dẫn đến chất lượng Pittông nhôm Ôtô sản xuất Việt nam có chất lượng thấp so với Nước là: - Biện pháp để nâng cao chất lượng Pittông nhôm Ôtô khâu chế tạo phôi - Biện pháp để nâng cao chất lượng Pittông nhôm Ôtô khâu gia công - Biện pháp để nâng cao chất lượng Pittông nhôm Ôtô khâu tổ chức, hướng dẫn giám sát qui trình gia công kiểm tra kỹ thuật chặt chẽ MỤC LỤC Phiếu nhận xét Quyết đònh giao đề tài luận văn Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Mục lục PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề: Trang 1.2 Bối cảnh xuất phát: Trang 1.3 Mục đích nghiên cứu: Trang 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Trang 1.5 Giới hạn phạm vi đề tài: Trang PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2.1.1 Tình hình sản xuất, s dụng n cứu pittông Việt Nam: Trang 2.1.2 Lý thuyết chung nhôm hợp kim nhôm Trang 2.1.3 Một số đặc tính chung hợp kim nhôm Trang 2.1.3.1 Đặc tính tổ chức hóa học Trang 2.1.3.2 Đặc tính tính chất vật lý Trang 2.1.3.3 Đặc tính hóa học Trang 2.1.4 Phân loại hợp kim nhôm Trang 2.1.5 Hợp kim nhôm đúc Trang 12 2.1.5.1 Hợp kim nhôm đúc hệ Al – Si (Silumin) Trang 13 2.1.5.2 Hợp kim nhôm đúc hệ Al – Cu: Trang 19 2.1.5.3 Hợp kim nhôm đúc sở Al – Mg Trang 22 2.1.6 Phân loại phạm vi ứng dụng hợp kim nhôm: Trang 24 CHƯƠNG 2: KẾT CẤU VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA PITTÔNG 2.2.1 Hình dạng kết cấu pittông: Trang 26 2.2.2 Điều kiện làm việc pittông nhôm ôtô: Trang 27 2.2.2.1 Đặc điểm pittông nhôm ôtô: Trang 27 2.2.2.2 Điều kiện làm việc pittông nhôm ôtô: Trang 28 CHƯƠNG 3: CẦU KỸ THUẬT VÀ VẬT LIỆU CHẾ TẠO PITTÔNG 2.3.1 Yêu cầu kỹ thuật pittông: Trang 30 2.3.2 Yêu cầu kỹ thuật hình dạng vật liệu: Trang 32 2.3.3 Vật liệu chế tạo pittông nhôm ôtô: Trang 32 CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PITTÔNG 2.4.1 Phương pháp tạo phôi: Trang 34 2.4.1.1 Các phương pháp tạo phôi: Trang 34 2.4.1.2 Cấu tạo khuôn kim loại: Trang 34 2.4.2 P pháp tạo phôi quy trình công nghệ chế tạo pittông nhôm: Trang 36 2.4.2.1 Quy trình đúc phôi pittông NAKYCO: Trang 36 2.4.2.2 Quy trình chế tạo pittông: Trang 37 CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH CHẤT LƯNG PITTÔNG 2.5.1 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng: Trang 40 2.5.2 So sánh chất lượng loại pittông: Trang 40 2.5.2.1 Về thành phần hóa học: Trang 41 2.5.2.2 Về độ cứng: Trang 42 2.5.2.3 Về tổ chức kim tương: Trang 42 2.5.3 Giải thích ng nhân ch.lượng pittông sx Việt Nam: Trang 43 CHƯƠNG 6: ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯNG PITTÔNG 2.6.1 Biện pháp để nâng cao ch lượng pittông khâu chế tạo phôi: Trang 45 2.6.2 Biện pháp để nâng cao ch lượng pittông khâu gia công cơ: Trang 46 2.6.3 Biện pháp để nâng cao ch lượng pittông khâu tổ chức, hướng dẫn, giám sát qui trình gia công kiểm tra kỹ thuật chặt chẽ: Trang 46 PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 3.1 Tóm tắt trình nghiên cứu: Trang 48 3.2 Tự đánh giá: Trang 48 3.3 Hướng phát triển đề tài: Trang 49 Tài liệu tham khảo Phụ lục Tóm tắt lý lòch trích ngang Trang PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề: Kể từ người bắt đầu quan tâm đến giới xung quanh, họ liền tìm hiểu bề cảm nhận đồ vật vật liệu mà họ gặp Dần dần, họ làm thí nghiệm với vật liệu để khám phá xem chúng sử dụng Trong trình đó, họ biết nhiều đặc tính vật liệu sức nặng, cấu trúc hóa học, khả dẫn nhiệt khả cháy đặt vào lửa v.v Công nghiệp tảng phát triển kinh tế, tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá tiến quốc gia Ngành khí đóng vai trò quan trọng nước công nghiệp đại sản xuất thiết bò, máy móc, phương tiện sản xuất cho ngành khác, sản phẩm tiêu dùng cho xã hội, phương tiện giao thông vận tải Sự phát triển công nghiệp khí coi biểu tượng công nghiệp nước Ngành khí nước ta sớm hình thành nhỏ bé non yếu Công nghiệp hóa phải dựa tảng ngành khí phát triển 1.2 Bối cảnh xuất phát: Bước vào kinh tế thò trường, ngành khí Việt nam trở nên bất cập, không đáp ứng nhu cầu đất nước, nhiều sản phẩm khí mạnh từ hàng chục năm trước, bò hàng ngoại chiếm thò trường: máy động lực, xe đạp, quạt điện, máy công cụ Một số Công ty khí vượt qua khó khăn bước đầu làm số sản phẩm tốt, giá rẻ ngoại nhập, lại điều kiện phát triển, chưa có chế sách bảo hộ nhà sản xuất nước (như công trình thiết bò mía đường, rượu bia, xi măng Trong chế tạo có tiêu chí chất lượng tuổi thọ làm việc chi tiết máy yếu tố quan trọng nhất, làm ảnh hưởng đến tiêu kinh tế kỹ thuật máy móc, thiết bò Do việc nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam việc làm hữu ích, nhằm mục đích tạo thêm lực cho ngành khí chế tạo máy Việt Nam rời rạc non trẻ Pittông chi tiết quan trọng kết cấu động có liên quan mật thiết đến công suất, tuổi thọ, tính kinh tế động Nhiệm vụ pittông dẫn hướng cho truyền pittông với xéc măng bao kín buồng đốt không cho khí thể lọt xuống te, dẫn dầu bôi trơn cho xi lanh làm việc điều kiện nhiệt độ cao, tải trọng lớn, bôi trơn nên thường bò hư hỏng (mòn rãnh chứa xecmăng, mòn pittông) Do việc phân tích so sánh chất lượng Pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam pittông nhôm ôtô sản xuất nước vấn đề cấp bách, nhằm giải khó khăn phụ tùng thay có Trang chất lượng góp phần thực thành công chủ trương công nghiệp hóa – đại hóa Đảng Nhà nước 1.3 Mục đích nghiên cứu: Đề tài thực việc phân tích so sánh chất lượng pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam pittông nhôm ôtô sản xuất nước nhằm mục đích nâng cao độ bền ma sát, độ cứng, tuổi thọ, giảm hệ số dãn nở cho pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam Thông qua việc phân tích kết cấu hình dáng mặt đầu, điều kiện làm việc, tính chòu nhiệt, công nghệ gia công cơ, công nghệ đúc thí nghiệm đo hệ số da(n nở; đo độ cứng; phân tích thành phần hóa học; nghiên cứu tổ chức tế vi thu kết sau: Kết luận việc so sánh chất lượng pittông nhôm ôtô Việt Nam sản xuất so với pittông nhôm ôtô nước sản xuất Đề xuất biện pháp cải tiến nâng cao chất lượng pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Để thực mục đích kết nêu trên, tác giả sử dụng số phương pháp sau: - Nghiên cứu tài liệu kết cấu ôtô, kỹ thuật đúc, vật liệu kim loại màu, kim loại học nhiệt luyện, công nghệ chế tạo chi tiết máy, đồ gá gia công cơ, kỹ thuật sửa chữa ôtô máy kéo, tiêu chuẩn Việt Nam pittông, v.v… - Tra cứu, tìm kiếm tài liệu liên quan Thư viện Khoa học Tổng hợp Tp.HCM; Trung tâm Thông tin Khoa học – Sở Khoa học Công nghệ trang Web có liên quan - Thí nghiệm tham khảo tài liệu Trung tâm Nghiên cứu vật liệu - Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM; Trung tâm Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng III - Khảo sát thực tế Công ty chế tạo phụ tùng máy số (NAKYCO) - Phân tích so sánh, đối chiếu kết thí nghiệm đo hệ số dãn nở; đo độ cứng; phân tích thành phần hóa học; nghiên cứu tổ chức tế vi mẫu pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam nước 1.5 Giới hạn phạm vi đề tài: Cũng nói thêm rằng, vấn đề hoàn toàn mẻ tác giả, kiến thức lónh vực công nghệ vật liệu không nhiều, cộng với thời gian nghiên cứu thực đề tài có giới hạn Trang Để cải thiện tình hình trên, nhằm mục đích nâng cao tuổi thọ, độ bền ma sát góp phần tạo thêm lực lượng chế tạo sản phẩm khí có chất lượng cao Việt Nam Đó lý cho thực đề tài ‘’ Phân tích so sánh chất lượng pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam nước ngoài’’ Chắc đề tài nhiều thiếu sót hạn chế cần bổ sung sửa đổi đôi điều Rất mong Thầy Cô, bạn đọc thông cảm cho lời khuyên, dẫn để tác giả làm tốt sau Một lần xin trân thành cảm ơn Q Thầy Cô bạn đọc Trang PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2.1.1 Tình hình sản xuất, sử dụng nghiên cứu pittông nhôm ôtô Việt Nam:  Tình hình sản xuất sử dụng pittông nhôm Việt Nam: Pittông chi tiết máy có tác quan trọng, có tác dụng đònh đến công suất hiệu suất động Vì phải làm việc điều kiện khó khăn Chu kỳ tuổi thọ ảnh hưởng đến loạt chi tiết quan trọng khác xéc măng, xi lanh, trục khuỷu Tuổi thọ pittông dùng cho ôtô chế tạo Việt Nam đạt từ 8000 - 9500 giờ, làm phá toàn chu trình bảo dưỡng sửa chữa máy, gây chi phí sửa chữa cao ảnh hưởng đến tuổi thọ chi tiết khác Hiện pittông nhôm dùng cho ôtô sản xuất Việt Nam công ty, nhà máy sau sản xuất: Công ty chế tạo phụ tùng máy số (NAKYCO); Nhà máy phụ tùng ôtô số 1; Nhà máy khí Trần Hưng Đạo Nhà máy ôtô 1–5 Các sản phẩm công ty sản xuất tương đối đáp ứng yêu cầu Nhưng phạm vi ứng dụng sản phẩm ôtô hạn chế Chủ yếu pittông sản xuất nhằm phục vụ cho máy nông nghiệp, tàu thủy công suất nhỏ Việc pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam không sử dụng rộng rãi sản phẩm xuất xưởng không đáp ứng yêu cầu sau đây:  Chất lượng sản phẩm không đồng  Tuổi thọ thấp, dẫn đến chất lượng thấp  Tình hình nghiên cứu pittông nhôm Việt Nam: Việc nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng pittông nhôm sản xuất Việt Nam chưa có đơn vò nghiên cứu Một số nghiên cứu chưa khắc phục đủ yếu tố cần thiết để nâng cao chất lượng pittông nhôm Ôtô sản xuất Việt Nam Các nghiên cứu tập trung đơn vò nhà máy, Công ty Chế tạo phụ tùng Việt Nam Hiện chưa có đề tài tập trung nghiên cứu sâu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng pittông nhôm ôtô sản xuất Việt Nam 2.1.2 Lý thuyết chung nhôm hợp kim nhôm: Ngày nhôm kim loại quen thuộc đời sống người Tuy vậy, mặt lòch sử nhôm thuộc loại nguyên tố ‘’trẻ’’ Nhôm tìm năm 1808 Công lao lớn thuộc Davy Nhờ phản ứng hóa học ông tách nguyên tố kim loại nhẹ, có màu sáng gọi tên alumin Trang Bắt đầu từ năm 30 kỷ 19 người ta sản xuất nhôm quy mô công nghiệp phương pháp hóa học Tuy nhiên sản lượng hàng năm nhỏ Tính từ năm 1854 đến 1890 toàn giới sản xuất khoảng 200 nhôm Vào năm cuối kỷ 19 tức năm 1890 nhôm sản xuất phương pháp điện phân dung dòch oxyt nhôm (Al2O3) nóng chảy criolit (Na3AlF6) Nhờ phương pháp sản lượng nhôm tăng lên nhanh chóng Chỉ vòng năm từ 1890 đến 1899 giới sản xuất 28.000 nhôm Riêng năm 1930 sản lượng nhôm đạt tới 270.000 Năm 1968 sản lượng nhôm 8.386.200 Từ 1960 hàng năm sản lượng tăng 15%, năm gần tăng 5%/năm Ngày nay, nhòp độ sản xuất nhôm tăng lên mạnh hơn, vò trí vật liệu kim loại đưa lên hàng thứ hai sau thép Hợp kim Al đời vào năm 1906 Đó hợp kim Alfred Wienmer tìm ra; phát triển thành đura sở hệ Al – Cu – Mg sử dụng rộng rãi Sản lượng nhu cầu ứng dụng nhôm so với kim loại kết cấu khác tăng lên không ngừng Những ưu điểm nhôm trọng lượng riêng nhỏ, độ dẫn điện, dẫn nhiệt cao, khả chống ăn mòn nhiều môi trường tốt Độ bền riêng hợp kim nhôm khoảng 16,5 thép 15,4 Vì vậy, ứng dụng hợp kim nhôm làm vật liệu kết cấu, tỏ có ưu điểm lớn Về mặt trữ lượng, nhôm nhiều sắt Theo tính toán, nhôm chiếm 8,8% sắt chiếm 5,1% trọng lượng vỏ trái đất Nhôm kim loại màu trắng, trọng lượng nguyên tử 26,97, tỷ trọng 2,70, nhiệt độ chảy 6600C, độ dẫn nhiệt 0,3426 cal/cm2.gy.0C Nhôm điện phân nguyên thủy thành thỏi có số hiệu tiêu chuẩn theo OCT 3549 – 47 đánh dấu mặt thỏi theo vệt sơn màu sắc tiêu chuẩn khác Trong điều kiện ăn mòn khí trời, vật đúc nhôm làm thành lớp màng oxýt nhôm bền chắc, ngăn không cho oxýt hóa ăn mòn vào Cơ tính vật đúc nhôm nguyên chất thấp, khó gia công cắt không dùng Một số hợp kim nhôm với nguyên tố khác có độ chảy loãng tốt thích hợp cho việc sản xuất vật đúc thành mỏng phức tạp Ngày người ta dùng hợp kim nhôm với Silic, với manhê, với đồng hay với kẽm hợp kim phức tạp khác Khi cho chất biến tính vào độ bền hợp kim tăng thêm Trang Những vật đúc số hợp kim nhôm đem nhiệt luyện phương pháp đặc biệt để làm cho cấu tạo tính kim loại thêm tốt 2.1.3 Một số đặc tính chung hợp kim nhôm: 2.1.3.1 Đặc tính tổ chức hóa học: Nhôm có số thứ tự 13, thuộc nhóm III bảng tuần hoàn Mendeleev Cấu hình điện tử nhôm có dạng sau: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 Thế ion hóa điện tử lớp 3p 5,98 eV, điện tử lớp 3s 18,82 28,44 eV Tương ứng với ion hóa ấy, xuất ion Al +1 Al+3 Bên cạnh oxyt Al2O3 bền xuất hợp chất Al2O, AlF, AlCl ổn đònh Độ lớn hạt nhôm kết tinh phụ thuộc vào lượng tạp chất Với điều kiện kết tinh nhau, nhôm 99,8% nhận hạt với kích thước tới 10mm Nhôm kết tinh dạng mạng lập phương tâm mặt (A 1), chu kỳ mạng a = 0,40413 mm 2.1.3.2 Đặc tính tính chất vật lý: Một số tính chất vật lý quan trọng kim loại trình bày bảng 1.1 sau đây: Trang Bảng 1.1: Các tính chất vật lý kim loại màu Tính chất Kim loại Be Mg Al Ti Ni Cu 12 13 22 28 29 Nguyên tử lượng 9,013 24,32 26,981 47,88 58,70 63,54 Khối lượng riêng 200C, g/cm3 1,8477 1,737 2,698 4,507 8,897 8,94 Nhiệt độ chảy lỏng 0C 1287 650 660,24 1668 1455 1083 Nhiệt độ sôi, 0C 2450 1107 2520 3169 2822 2360 Đường kính nguyên tử, mm 0,226 0,320 0,286 0,290 0,248 0,256 Nhiệt ẩn chảy lỏng, kJ/kg 1625 357 389,37 358,3 302 205 Nhiệt ẩn hóa hơi, kJ/kg 24395 5498 10885 9790 6376 6340 Tỷ nhiệt 200C, J/(kg.K) 1826 1047,6 961,7 521 450 385 Độ dẫn nhiệt 200C, W/(m.K) 2930 167 221,5 21,9 88,5 387 12 26 23,3 9,2 13,5 16,8 Điện trở suất 2000C, .m 0,04 0,045 0,02767 0,58 Mun đàn hồi E, GPa 311,1 44,1 70,6 103 203 125 140 17,854 27 39,2 73 46,4 Số thứ tự nguyên tố Hệ số dãn nở nhiệt 250C, 106.K-1 Mun trượt, GPa 0,0684 0,0172 Thiết diện ngang hấp thụ nơtron nhiệt nhôm nhỏ, 0,23 barn/nguyên tử Nhôm kim loại có nhiệt độ chảy thấp Nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào độ Nhôm 99,99% nóng chảy 660,240C nhôm 99,5% nóng chảy thấp 6580C Trang Nhôm nhẹ, mật độ 2,7g/cm3 Độ dẫn nhiệt, dẫn điện cao nhôm phụ thuộc vào lượng tạp chất Nhôm 99,97% dẫn điện khoảng 65,5% so với Cu, nhôm 99,5% dẫn điện hơn, 61,6% Ở 2000C, nhôm 99,49% có độ dẫn nhiệt 0,500 kcal/cm.s.độ; độ tăng lên 99,9%, nhôm có độ dẫn nhiệt 0,82 kcal/cm.s.độ Độ bền, cứng nhôm phụ thuộc lượng tạp chất trạng thái gia công biến dạng Nhôm 99,996% sau cán nguội có độ bền nhỏ, b = 114,1MPa; sau ủ độ bền nhỏ hơn, b = 48,1MPa Độ dãn dài tương ứng với hai trạng thái  5,5% 48,8% Nhiệt độ kết tinh lại nhôm tương đối thấp phụ thuộc vào độ Sau biến dạng nguội, nhôm 99,994% bắt đầu kết tinh lại 150 0C 2700C trình kết tinh lại kết thúc Đối với nhôm siêu 99,999% trình kết tinh lại xảy –370C hoàn thành sau vài ngày đêm 2.1.3.3 Đặc tính hóa học: Nhôm kim loại có hoạt tính hóa học cao Ở không khí nhôm bò vẻ sáng lóng lánh tạo màng oxyt Màng oxyt nhôm rỗ xốp, độ sít chặt cao liên kết bền với kim loại Chiều dày màng phụ thuộc vào nhiệt độ Ở nhiệt độ thường màng dày khoảng – 10nm; nung lên nhiệt độ cao gần nhiệt độ chảy, chiều dày màng tới 200nm Chính màng oxyt có cấu tạo sít chặt liên kết bền vững với kim loại mà nhôm có tính ổn đònh chống ăn mòn cao nhiều môi trường hoá học Khả chống ăn mòn hóa học nhôm phụ thuộc vào thành phần tạp chất đặc tính môi trường Trong môi trường axít vô cơ, tăng nhiệt độ, tốc độ ăn mòn nhôm tăng lên Ảnh hưởng nồng độ cần phải xét axít cụ thể Ví dụ axít nitric loãng ăn mòn nhôm mạnh đậm đặc Trái lại dung dòch axít H2SO4 loãng tác dụng với nhôm yếu Khi tăng nhiệt độ nồng độ dung dòch, tác dụng gây ăn mòn nhôm tăng lên Trong dung dòch axít H3PO4 trình ăn mòn nhôm xảy chậm; nhôm bò ăn mòn nhanh hỗn hợp HCl HF Khả chống ăn mòn dung dòch kiềm nhôm nhỏ Ví dụ xút NaOH gây ăn mòn nhôm nhanh Nhôm tỏ ổn đònh nhiều dung dòch axít hữu Trang Ở nhiệt độ thường nhôm không tác dụng với nước, nước, khí CO CO2 Nhưng nhiệt độ tăng lên tình hình khác Hơi nước tác dụng với nhôm nhanh vùng nhiệt độ 5000C cao theo phản ứng: 2Al + 3H2O = Al2O3 + 3H2 Hro tạo phản ứng phần vào khí quyển, phần khuếch tán vào nhôm So với khí khác, hrô có khả hòa tan vào nhôm mạnh Độ hòa tan hrô nhôm tính 100g, biến đổi phụ thuộc vào nhiệt độ trạng thái sau: Ở 3500C hòa tan 0,002cm3 Ở 6600C thể rắn hòa tan 0,036cm3 Ở 6600C thể lỏng hòa tan 0,60cm3 Ở 10000C hòa tan 3,5cm3 Sự thay đổi đột ngột độ hòa tan chất khí chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn nguyên nhân gây rỗ xốp kết tinh 2.1.4 Phân loại hợp kim nhôm: Nhôm ứng dụng kỹ thuật hai dạng: nhôm kỹ thuật hợp kim nhôm Các nguyên tố thông dụng để hợp kim hóa nhôm : Cu, Mg, Mn, Zn, Si Li Ngoài nguyên tố này, có nguyên tố phụ với hàm lượng nhỏ, nhằm phát huy thêm ảnh hưởng tốt trung hòa tác dụng xấu nguyên tố hợp kim Số lượng loại hợp kim nhôm ứng dụng kỹ thuật ngày tăng Việc phân loại hợp kim nhôm tiến hành theo số phương pháp sau đây:  Phân loại theo phương pháp chế tạo bán sản phẩm: Theo cách này, người ta chia hợp kim nhôm thành hai loại: hợp kim nhôm đúc hợp kim nhôm biến dạng Hợp kim nhôm đúc dùng chế tạo chi tiết phương pháp đúc Hợp kim nhôm biến dạng, có độ dẻo cao, dùng để chế tạo chi tiết phương pháp biến dạng  Phân loại theo khả hóa bền nhiệt luyện: Theo cách này, hợp kim nhôm phân thành hợp kim nhôm hóa bền gia công nhiệt luyện hợp kim không hóa bền nhiệt luyện Theo giản đồ pha, hợp kim nhôm biến dạng có thành phần phía trái điểm b, hình 1.1 Trang 10 Các hợp kim phía trái điểm b, thành phần tổ chức có tinh, độ dẻo kém, tính đúc tốt, thuộc nhóm hợp kim nhôm đúc Những hợp kim bên trái điểm a hóa bền nhiệt luyện Trái lại, hợp kim bên phải a hóa bền để tạo dung dòch rắn bảo hòa hóa già tiết pha phân tán biến cứng L+ b  + a Al Hợp kim Biến dạng Me Cb Hợp kim đúc Hợp kim chòu gia công hóa bền nhiệt luyện Hình 1.1: Sơ đồ phân loại hợp kim nhôm  Phân loại theo thành phần nguyên tố hợp kim bản: Cách phân loại vào nguyên tố hợp kim chính, đònh tính chất hóa – lý hệ hợp kim Như tất hợp kim nhôm công nghiệp phân thành hệ, số hệ bản: Al – Mn; Al – Mg; Al – Cu; Al – Si; Al – Cu – Mg; Al – Mg – Si; Al – Zn – Mg; Al – Cu – Li; Al – Si – Zn; Al – Si – Cu; Al – Cu – Mg – Si; Al – Zn – Mg – Cu Các hợp kim nhôm thông dụng thường chứa Cu, Mg Si Sản lượng hợp kim chiếm tới 80% tổng sản lượng hợp kim nhôm biến dạng  Phương pháp ký hiệu nhôm hợp kim nhôm: Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 1659 – 75 quy đònh hợp kim nhôm ký hiệu sau: Bắt đầu Al, ký hiệu nguyên tố hợp kim hàm lượng % (khối lượng) chúng; hợp kim đúc, cuối ký hiệu có chữ Đ Ví dụ AlCu4Mg hợp kim nhôm chứa xấp xỉ 4%Cu, xấp xỉ 1%Mg Nhôm Trang 11 ký hiệu Al với hàm lượng phần trăm Ví dụ Al99: nhôm chứa 99% nhôm; Al 99,5: nhôm chứa 99,5% nhôm Theo tiêu chuẩn Hội nhôm (Aluminium Association viết tắt AA), nhôm hợp kim ký hiệu theo hệ thống số, bảng 1.2 sau đây: Bảng 1.2: Ký hiệu hợp kim nhôm theo AA TT Hợp kim nhôm biến dạng TT Hợp kim nhôm đúc 1xxx: nhôm (Al  99%) 1xx.x: nhôm lanh gô 2xxx: Al – Cu, Al – Cu – Mg 3xxx: Al – Mn 2xx.x: Al – Cu 3xx.x: Al – Si – Mg; Al – Si – Cu 4xxx: Al – Si 4xx.x: Al – Si 5xxx: Al – Mg 6xxx: Al – Mg – Si 7xxx: Al – Zn – Mg; Al – Zn – Mg – Cu 5xx.x: Al – Mg 6xx.x: 7xx.x: Al - Zn 8xxx: Al với nguyên tố khác xxx: số tra theo bảng tiêu chuẩn 8xx.x: Al – Sn Ý nghóa số xx.x tra theo tiêu chuẩn Để ký hiệu trạng thái gia công, dùng hệ thống ký hiệu sau: F: trạng thái phôi thô; O: ủ kết tinh lại; H: hóa bền biến dạng nguội; T1: biến dạng nóng, hóa già tự nhiên; T3: tôi, biến dạng nguội, hóa già tự nhiên; T4: tôi, hóa già tự nhiên; T5: biến dạng nóng, tôi, hóa già nhân tạo; T6: tôi, hóa già nhân tạo; T7: tôi, hóa già; T8: tôi, biến dạng nguội, hóa già nhân tạo; T9: tôi, hóa già nhân tạo, biến dạng nguội Theo tiêu chuẩn nhà nước Liên bang Nga, nhôm hợp kim nhôm ký hiệu chữ hệ thống hỗn hợp gồm chữ số Chẳng hạn hợp kim nhôm với Mn ký hiệu AMu Các hợp kim đura ký hiệu chữ số kèm theo Ví dụ: 1, 16, v.v… Trang 12 Các số ý nghóa cụ thể Những hợp kim Al với Mg ký hiệu chữ AM  kèm theo số Ví dụ AM1, AM2, AM3 v.v… Chỉ số kèm theo chữ trường hợp biểu diễn hàm lượng trung bình Mg Rõ ràng ký hiệu theo phương pháp quy luật chặt chẽ, gây khó khăn cho việc thống kê cách hệ thống hợp kim nhôm theo đặc điểm giống Hiện phương án ký hiệu hợp kim nhôm tập hợp số dần đưa vào sử dụng Ý nghóa ký hiệu hệ chữ số sau: - Số thứ số 1, số sở hợp kim nhôm - Số thứ hai nguyên tố nhóm nguyên tố hợp kim chủ yếu Quy đònh sau:  Là 0, có nghóa nhôm kỹ thuật  Là 1, có nghóa hợp kim nhôm chứa nguyên tố Cu Mg (có thể cho thêm Fe, Ni v.v…)  Là 3, có nghóa nguyên tố hợp kim Si nhóm nguyên tố Si, Mg; Si, Mg, Cu  Là 4, có nghóa hợp kim nhôm hợp kim hóa nguyên tố có độ hòa tan  nhỏ Mn, Cr, Be, v.v…  Là 5, có nghóa nguyên tố hợp kim Mg  Là 6, có nghóa nguyên tố hợp kim Zn, Mg Zn, Mg, Cu - Hai số cuối thứ tự hợp kim Riêng chữ số chót, ý nghóa thứ tự, cho biết hợp kim nhôm biến dạng, với hợp kim nhôm đúc số chẵn Nếu số số số lẻ hợp kim nhôm biến dạng, với hợp kim nhôm đúc số chẵn 2.1.5 Hợp kim nhôm đúc: Khi đánh giá hợp kim, người ta thường ý tới hai loại tính chất: - Các tính chất sửi dụng bao gồm: tính, lý tính, hoá tính … - Các tính chất công nghệ, ví dụ: tính đúc, khả gia công biến dạng, tính hàn nhiệt luyện Vai trò tính công nghệ với họ hợp kim nhôm đúc đặc biệt quan trọng Bởi tính đúc bao gồm độ chảy loãng, độ co ngót, xu hướng nứt nóng, thiên tích rỗ co …, đònh khả tạo vật đúc, đồng thời đònh tổ chức bên chất lượng chi tiết S K L 0 [...]... 2 chất lượng và góp phần thực hiện thành công chủ trương công nghiệp hóa – hiện đại hóa của Đảng và Nhà nước 1.3 Mục đích nghiên cứu: Đề tài thực hiện việc phân tích và so sánh chất lượng pittông nhôm của tô sản xuất tại Việt Nam và pittông nhôm của tô sản xuất tại nước ngoài nhằm mục đích là nâng cao độ bền về ma sát, độ cứng, tuổi thọ, giảm hệ số dãn nở cho pittông nhôm của tô sản xuất tại Việt. .. Nam Thông qua việc phân tích kết cấu hình dáng mặt đầu, điều kiện làm việc, tính chòu nhiệt, công nghệ gia công cơ, công nghệ đúc và các thí nghiệm về đo hệ số da(n nở; đo độ cứng; phân tích thành phần hóa học; nghiên cứu tổ chức tế vi sẽ thu được những kết quả sau: Kết luận về việc so sánh chất lượng pittông nhôm của tô do Việt Nam sản xuất so với pittông nhôm của tô do nước ngoài sản xuất Đề xuất. .. và Nhà máy tô 1–5 Các sản phẩm của những công ty trên sản xuất ra tương đối đáp ứng yêu cầu Nhưng phạm vi ứng dụng sản phẩm trên tô rất hạn chế Chủ yếu pittông sản xuất nhằm phục vụ cho các máy nông nghiệp, tàu thủy công suất nhỏ Việc pittông nhôm của tô sản xuất tại Việt Nam không được sử dụng rộng rãi là do sản phẩm khi xuất xưởng không đáp ứng các yêu cầu sau đây:  Chất lượng sản phẩm không... cao tuổi thọ, độ bền về ma sát và góp phần tạo thêm lực lượng chế tạo sản phẩm cơ khí có chất lượng cao của Việt Nam Đó là lý do cho tôi thực hiện đề tài ‘’ Phân tích và so sánh chất lượng pittông nhôm của tô sản xuất tại Việt Nam và nước ngoài ’ Chắc rằng đề tài sẽ còn nhiều thiếu sót và hạn chế cần được bổ sung và sửa đổi đôi điều Rất mong các Thầy Cô, bạn đọc thông cảm và cho lời khuyên, chỉ dẫn để... đến chất lượng thấp  Tình hình nghiên cứu pittông nhôm tại Việt Nam: Việc nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng pittông nhôm sản xuất tại Việt Nam hiện nay hầu như chưa có đơn vò nào nghiên cứu Một số nghiên cứu chưa khắc phục đủ các yếu tố cần thiết để nâng cao chất lượng pittông nhôm tô sản xuất tại Việt Nam Các nghiên cứu này chỉ tập trung ở các đơn vò nhà máy, Công ty Chế tạo phụ tùng ở Việt Nam. .. cảm ơn Q Thầy Cô và bạn đọc Trang 4 PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2.1.1 Tình hình sản xuất, sử dụng và nghiên cứu pittông nhôm của tô tại Việt Nam:  Tình hình sản xuất và sử dụng pittông nhôm tại Việt Nam: Pittông là một chi tiết máy có tác quan trọng, có tác dụng quyết đònh đến công suất và hiệu suất của động cơ Vì phải làm việc trong những điều kiện khó khăn Chu kỳ tuổi thọ của nó ảnh hưởng... khuỷu Tuổi thọ của pittông dùng cho tô chế tạo tại Việt Nam mới đạt được từ 8000 - 9500 giờ, làm phá vở toàn bộ chu trình bảo dưỡng và sửa chữa máy, gây ra chi phí sửa chữa cao và ảnh hưởng đến tuổi thọ của các chi tiết khác Hiện tại pittông nhôm dùng cho tô sản xuất tại Việt Nam do các công ty, nhà máy sau đây sản xuất: Công ty chế tạo phụ tùng máy số 2 (NAKYCO); Nhà máy phụ tùng tô số 1; Nhà máy... cao chất lượng pittông nhôm của tô sản xuất tại Việt Nam 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Để thực hiện được mục đích của những kết quả nêu trên, tác giả sử dụng một số phương pháp sau: - Nghiên cứu các tài liệu về kết cấu tô, kỹ thuật đúc, vật liệu kim loại màu, kim loại học và nhiệt luyện, công nghệ chế tạo chi tiết máy, đồ gá gia công cơ, kỹ thuật sửa chữa tô máy kéo, tiêu chuẩn Việt Nam về pittông, ... Việt Nam Hiện tại chưa có đề tài nào tập trung nghiên cứu sâu về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng pittông nhôm ở tô sản xuất tại Việt Nam 2.1.2 Lý thuyết chung về nhôm và hợp kim nhôm: Ngày nay nhôm là kim loại rất quen thuộc trong đời sống con người Tuy vậy, về mặt lòch sử nhôm thuộc loại các nguyên tố ‘’trẻ’’ Nhôm được tìm ra năm 1808 Công lao lớn thuộc về Davy Nhờ các phản ứng hóa học ông đã tách... xỉ 1%Mg Nhôm Trang 11 sạch được ký hiệu bằng Al với hàm lượng phần trăm của nó Ví dụ Al99: nhôm sạch chứa 99% nhôm; Al 99,5: nhôm sạch chứa 99,5% nhôm Theo tiêu chuẩn của Hội nhôm (Aluminium Association viết tắt là AA), nhôm và hợp kim của nó được ký hiệu theo hệ thống số, như trong bảng 1.2 sau đây: Bảng 1.2: Ký hiệu hợp kim nhôm theo AA TT Hợp kim nhôm biến dạng TT Hợp kim nhôm đúc 1 1xxx: nhôm sạch ... xecmăng, mòn pittông) Do việc phân tích so sánh chất lượng Pittông nhôm tô sản xuất Việt Nam pittông nhôm tô sản xuất nước vấn đề cấp bách, nhằm giải khó khăn phụ tùng thay có Trang chất lượng góp... Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa nước nhà Đảng Nhà nước hướng đến Luận văn phân tích so sánh chất lượng Pittông nhôm tô sản xuất Việt nam Nước nhằm phát ưu, nhược điểm Pittông nhôm tô Việt nam. .. thành công chủ trương công nghiệp hóa – đại hóa Đảng Nhà nước 1.3 Mục đích nghiên cứu: Đề tài thực việc phân tích so sánh chất lượng pittông nhôm tô sản xuất Việt Nam pittông nhôm tô sản xuất nước