Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)

Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt và các biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật khi mài thép không gỉ 3X13 bằng đá mài Hải Dương (LV thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 đá mài Hải Dương Chủ nhiệm đề tài: TS Ngô Cường -1- MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục tiêu đề tài .1 Cách tiếp cận Phương pháp nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu .1 Chương NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm cấu tạo tính gia công thép không gỉ 3X13 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo 1.1.2 Tính gia công thép 3X13 1.2 Một số biện pháp nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 1.2.1 Sử dụng phương pháp mài không liên tục 10 1.2.2 Dùng dung dịch trơn nguội phương pháp tưới nguội hợp lý 11 1.2.3 Chọn đá mài hợp lý 14 1.2.4 Chọn chế độ cắt hợp lý 15 1.3 Kết luận Chương 17 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 18 2.1 Hệ thống thí nghiệm 18 2.1.1 Vật liệu thí nghiệm .18 2.1.2 Đá mài thí nghiệm 18 2.1.3 Tưới nguội 19 2.1.4 Máy mài thí nghiệm .19 2.1.5 Phương pháp đo lường 19 2.2 Kết thí nghiệm 19 2.2.1 Ảnh hưởng vật liệu hạt mài đến tuổi bền đá mài 19 2.2.2 Ảnh hưởng độ cứng đá đến tuổi bền đá mài 20 2.2.3 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội đến tuổi bền đá mài 20 -2- 2.2.4 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt mài 21 2.2.5 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến tượng nứt ứng suất 22 2.2.6 Ảnh hưởng chế độ cắt đến độ cong vênh chi tiết mài .23 Ảnh hưởng vận tốc cắt Vđ 23 Ảnh hưởng chiều sâu cắt t 25 Ảnh hưởng vận tốc chi tiết Vct 25 Ảnh hưởng lượng chạy dao ngang (bề rộng mài b) .26 2.3 Thảo luận 26 2.3.1 Tuổi bền đá mài .26 2.3.2 Chất lượng bề mặt mài 27 2.3.3 Độ cong vênh .27 2.3.4 Chọn chế độ cắt đề đảm bảo hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ .28 2.4 Kết luận Chương 28 Chương ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ MÀI LÁ VAN MÁY NÉN KHÍ .29 3.1 Điều kiện làm việc yêu cầu kỹ thuật van máy nén khí pittơng nhiều cấp 29 3.2 Ứng dụng biện pháp nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ để mài van máy nén khí 30 3.2.1 Kết cấu, điều kiện làm việc dạng hỏng van máy nén khí Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng 30 3.2.2 Kết cấu, điều kiện làm việc dạng hỏng van máy nén khí Cơng ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc .32 3.2.3 Phân tích nguyên nhân gây hỏng van 32 3.2.4 Vấn đề chế tạo van 34 Lá van chế tạo Trung tâm thực nghiệm sản xuất - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên 34 -3- Lá van chế tạo Cơng ty Cơ khí Hóa chất - Bắc Giang 35 Công nghệ mài van 36 KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO .40 -4- DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHÍNH Ký hiệu Ý nghĩa Đơn vị Ra Sai lệch prôfin trung bình cộng m Rz Chiều cao nhấp nhơ tế vi m Vct Vận tốc chi tiết gia công m/ph Vđ Vận tốc cắt m/s t Chiều sâu cắt mm Sn Lượng chạy dao ngang mm/ht Ssđ Lượng chạy dao sửa đá mài m/ph tsđ Chiều sâu sửa đá mm T Tuổi bền đá mài ph Qw Tốc độ bóc vật liệu mm3/s b Chiều rộng mài mm -5- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng số Nội dung Trang 1.1 Thành phần hóa học thép 3X13 1.2 Mác thép tương đương nước 1.3 Chi phí sửa đá mài tròn ngồi số loại vật liệu 1.4 Hệ số truyền nhiệt thép C45 3X13 1.5 Tính gia cơng mài thép 3X13 C45 1.6 Độ nhám bề mặt mài thép AISI 304 với hai môi trường làm mát -6- 13 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Hình số Nội dung Quan hệ điện cực hàm lượng Cr hợp Trang 1.1 1.2 1.3 1.4 Nứt ứng suất bề mặt mài thép không gỉ 1.5 Một số kiểu đá mài không liên tục 10 1.6 kim Fe-Cr Quan hệ tốc độ ăn mòn thép khơng gỉ khơng khí cơng nghiệp với hàm lượng Cr hợp kim Fe-Cr Hệ số dính bám η mài tròn ngồi thép ЭИ417, P18 C45 đá Al2O3 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến ứng suất dư bề mặt Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội áp suất tưới 11 1.7 1.8 Nứt ứng suất mài thép không gỉ AISI 304 13 1.9 Ảnh hưởng loại dung dịch trơn nguội đến mòn đá 14 10 1.10 11 2.1 Ảnh hưởng vật liệu hạt mài đến tuổi bền đá mài 19 12 2.2 Ảnh hưởng độ cứng đá đến tuổi bền đá mài 20 13 2.3 14 2.4 15 2.5 Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương 5% 22 16 2.6 Ảnh SEM bề mặt mài với dung dịch nhũ tương 10% 22 nguội đến độ nhám bề mặt mài Ảnh hưởng tốc độ chi tiết chiều sâu cắt đến nhiệt độ mài Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội đến tuổi bền đá mài Ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt mài -7- 12 15 21 21 17 2.7 Ảnh hưởng vận tốc cắt đến độ cong vênh chi tiết 23 18 2.8 Lá van cấp máy nén khí oxy 24 19 2.9 Ảnh hưởng chiều sâu cắt đến độ cong vênh chi tiết 25 20 2.10 Ảnh hưởng vận tốc chi tiết đến độ cong vênh chi tiết 26 21 3.1 Bản vẽ chế tạo van cấp máy nén khí oxy 31 22 3.2 Bản vẽ chế tạo van cấp máy nén khí CO2 33 -8- TĨM TẮT KÊT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung Tên đề tài: Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 đá mài Hải Dương Mã số: B07-TN09-01 Chủ nhiệm đề tài: TS Ngô Cường ĐT: 02803847284 E-mail: ngocuong_tn@yahoo.com Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Thái Nguyên Cơ quan phối hợp thực hiện: Công ty TNHH Hoa Nam; Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Tham gia thực đề tài: TS Nguyễn Đình Mãn Thời gian thực hiện: 2007-2008 Mục tiêu Nghiên cứu ảnh hưởng điều kiện mài đến tiêu kinh tế - kỹ thuật mài thép 3X13 đá mài Hải Dương Trên sở đó: - Xác định chế độ cắt hợp lý - Lựa chọn biện pháp công nghệ hợp lý - Áp dụng kết nghiên cứu để sản xuất thử chi tiết van máy nén khí Nội dung - Nghiên cứu ảnh hưởng dung dịch trơn nguội, chế độ cắt thông số đá mài đến tiêu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 - Chọn chế độ cắt, dung dịch trơn nguội loại đá mài hợp lý nhằm nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 - Ứng dụng kết nghiên cứu để mài chi tiết van máy nén khí đạt tiêu kinh tế - kỹ thuật định Kết đạt 4.1 Sản phẩm khoa học (bài báo khoa học) -9- - Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tiêu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Thái Nguyên - Đánh giá chất lượng bề mặt thép ổ lăn mài đá Al2O3 CBN, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Hà Nội 4.2 Sản phẩm ứng dụng - Ứng dụng kết nghiên cứu để chế tạo thử nghiệm hai loại van máy nén khí làm thép 3X13 nhiệt luyện: + Tỷ lệ phế phẩm sau mài cong vênh < 10% + Các yêu cầu kỹ thuật khác giới hạn cho phép + Năng suất gia công đạt yêu cầu + Loại van thử nghiệm Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng – Thái Nguyên đạt tuổi thọ trung bình 360 giờ, loại van thử nghiệm Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc đạt tuổi thọ trung bình 1000 - Phạm vi địa ứng dụng: Lá van chi tiết quan trọng phải thay thường xun máy nén khí pittơng nhiều cấp, loại máy nén khí sử dụng nhiều cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm luyện kim Một số địa cụ thể như: Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng - Thái Nguyên, Công ty Gang thép Thái Nguyên, Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc 4.3 Các kết khác - Với loại đá mài thí nghiệm đá Sđ60.MV1.G.V1.250x30x75.50m/s có tuổi bền cao - Sử dụng dung dịch trơn nguội nhũ tương phương pháp tưới tràn nồng độ dung dịch 10% hợp lý - Tăng nồng độ dung dịch trơn nguội làm giảm độ nhám tượng nứt bề mặt mài - Tăng vận tốc cắt chiều sâu cắt làm tăng độ cong vênh chi tiết mài vận tốc cắt có ảnh hưởng lớn - Tăng vận tốc chi tiết làm giảm độ cong vênh chi tiết mài - 10 - mỏng có kết cấu phức tạp độ cong vênh lớn Tăng vận tốc đá mài, tăng chiều sâu cắt làm nhiệt độ mài tăng (công thức 1.1) độ cong vênh chi tiết gia cơng tăng (hình 2.7 2.9) Tăng vận tốc chi tiết làm giảm thời gian nung nóng liên tục tăng hiệu làm mát bề mặt mài nhiệt độ mài giảm độ cong vênh chi tiết giảm (hình 2.10) Các yếu tố (loại đá mài, nồng độ dung dịch trơn nguội) làm giảm nhiệt độ mài có tác dụng làm giảm độ cong vênh cho chi tiết 2.3.4 Chọn chế độ cắt đề đảm bảo hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép khơng gỉ Từ kết phân tích mài thép không gỉ thấy rằng: biện pháp nâng cao hiệu kỹ thuật tập trung vào việc giảm nhiệt độ mài; biện pháp nâng cao hiệu kinh tế tập trung vào việc tăng tuổi bền đá mài tốc độ bóc vật liệu Các thơng số chế độ cắt có ảnh hưởng khác đến tiêu kinh tế - kỹ thuật mài: để giảm nhiệt độ mài cần giảm Vđ, t, tăng Vct; để giảm độ nhám bề mặt mài cần giảm Vct, t tăng Vđ; để tăng tuổi bền đá mài cần giảm Vct, t; để tăng tốc độ bóc vật liệu cần tăng Vct, t - Với ảnh hưởng phức tạp vận dụng vào điều kiện cụ thể cần thiết phải chọn tiêu ưu tiên, tiêu lại coi điều kiện biên 2.4 Kết luận Chương Để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 phải áp dụng phối hợp nhiều biện pháp, với chi tiết dạng mỏng, phẳng cần ưu tiên biện pháp giảm nhiệt độ mài Với loại đá mài thông dụng thí nghiệm để mài thép khơng gỉ 3X13 nhiệt luyện đá mài Sđ60.MV1.G.V1.250x30x75.50m/s phù hợp Khi mài thép không gỉ 3X13 sử dụng dung dịch trơn nguội nhũ tương phương pháp tưới tràn nồng độ dung dịch 10% hợp lý - 41 - Chương ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ MÀI LÁ VAN MÁY NÉN KHÍ Máy nén khí dùng phổ biến đời sống cơng nghiệp cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm luyện kim Nhiệm vụ máy nén khí là: nâng cao áp suất cho chất khí cấp đủ lưu lượng cho q trình cơng nghệ khác; tạo tuần hồn lưu thể chu trình (máy lạnh) trì áp suất chân không cho thiết bị khác Máy nén khí có nhiều loại, loại có lưu lượng lớn dùng nhiều cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm, luyện kim máy nén pittông nhiều cấp Sau cấp áp suất chất khí nén tăng lên, thể tích giảm nhiệt độ tăng 3.1 Điều kiện làm việc yêu cầu kỹ thuật van máy nén khí pittơng nhiều cấp Lá van chi tiết quan trọng máy nén khí pittơng nhiều cấp, làm nhiệm vụ đóng, mở cửa hút đẩy đĩa van Các bề mặt làm việc van hai mặt đầu Lá van làm việc chế độ nặng tải, va đập môi trường nhiệt độ cao Tần số va đập tốc độ quay trục máy Chế độ tải nhiệt độ làm việc phụ thuộc vào cấp nén máy, cấp nén cao tải trọng nhiệt độ lớn Điều kiện làm việc cụ thể van phụ thuộc vào loại máy lĩnh vực sử dụng khác Phần lớn van có dạng hình tròn hình vành khăn với chiều dày  2,5mm, kích thước đường kính thay đổi phạm vi rộng Vật liệu chế tạo van phụ thuộc điều kiện làm việc: với van chịu tải nhẹ, nhiệt độ thấp mơi trường khí ăn mòn hóa học thường làm thép lò xo 70C2XA, 30XгCA; với van chịu tải nặng, nhiệt độ cao mơi trường khí ăn mòn hóa học thường làm thép khơng gỉ 3X13 Những yêu cầu kỹ thuật van là: - Dung sai độ phẳng hai mặt đầu  0,02mm; dung sai độ song song hai mặt đầu  0,05mm; độ nhám hai mặt đầu Ra  0,32µm Các yêu cầu - 42 - nhằm đảm bảo độ kín khít đóng cửa hút đẩy đĩa van (đảm bảo hiệu suất máy) - Nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 4854 Yêu cầu nhằm đảm bảo độ bền mòn chống biến dạng dẻo làm việc điều kiện bị va đập 3.2 Ứng dụng biện pháp nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép khơng gỉ để mài van máy nén khí Chúng tiến hành khảo sát chủng loại, điều kiện làm việc, nhu cầu sử dụng, nhà cung cấp giá nhập loại van máy nén khí Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng - Thái Nguyên Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc Trong q trình nghiên cứu chế tạo thử nghiệm nhận giúp đỡ phối hợp chặt chẽ Công ty TNHH Hoa Nam – Thái Nguyên 3.2.1 Kết cấu, điều kiện làm việc dạng hỏng van máy nén khí Cơng ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng Lá van máy nén khí Cơng ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng có nhiều loại, chọn loại van cấp máy nén khí oxy để nghiên cứu chế tạo, loại van có điều kiện làm việc khắc nghiệt dùng Công ty Vật liệu để chế tạo thép 3X13, kết cấu yêu cầu kỹ thuật hình 3.1 Điều kiện làm việc van: - Áp suất: 14  16 atm - Nhiệt độ: 120  1250C - Môi trường khí: O2 - Tần số va đập: 480 lần/phút - Thời gian làm việc: liên tục Dạng hỏng: - Gẫy sau thời gian làm việc (đây dạng hỏng chính) - Cong, vênh sau thời gian làm việc - Biến dạng dẻo phần mặt đầu tiếp xúc với lợi đĩa van - 43 - Yêu cầu kỹ thuật: - Dung sai độ phẳng mặt đầu  0,02 mm - Dung sai độ song song mặt đầu  0,05 mm - Nhiệt luyện đạt HRC = 48  54 - Làm cùn cạnh sắc Hình 3.1 Bản vẽ chế tạo van cấp máy nén khí oxy - 44 - 3.2.2 Kết cấu, điều kiện làm việc dạng hỏng van máy nén khí Cơng ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc Cơng ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc sản xuất loại khí O2, N2, NH3, CO2,… để từ sản xuất phân đạm cung cấp loại khí nén cho ngành cơng nghiệp hóa chất, thực phẩm Do đặc thù lĩnh vực sản xuất nên Công ty dùng nhiều loại máy nén khí nhu cầu sử dụng van hàng năm lớn, chủng loại van đa dạng Chúng chọn loại van cấp máy nén khí CO2 để nghiên cứu chế tạo, loại van có điều kiện làm việc khắc nghiệt dùng Công ty Vật liệu để chế tạo thép 3X13, kết cấu yêu cầu kỹ thuật hình 3.2 Điều kiện làm việc van: - Áp suất: 33  36atm - Nhiệt độ: 140  1500C - Môi trường khí: CO2 - Tần số va đập: 330 lần/phút - Thời gian làm việc: liên tục Dạng hỏng: - Gẫy sau thời gian làm việc (đây dạng hỏng chính) - Cong, vênh sau thời gian làm việc - Biến dạng dẻo phần mặt đầu tiếp xúc với lợi đĩa van 3.2.3 Phân tích nguyên nhân gây hỏng van Hai loại van khảo sát Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng Cơng ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc có kết cấu điều kiện làm việc khác có dạng hỏng giống - Dạng hỏng gẫy sau thời gian làm việc: quan sát thấy vết gẫy nằm vị trí khác van Nguyên nhân sau mài bề mặt van tồn vết nứt ứng suất dư kéo, vết nứt phát triển nhanh - 45 - Yêu cầu kỹ thuật: - Dung sai độ phẳng mặt đầu  0,02mm - Dung sai độ song song mặt đầu  0,05mm - Nhiệt luyện đạt HRC = 48  54 - Làm cùn cạnh sắc Hình 3.2 Bản vẽ chế tạo van cấp máy nén khí CO2 - 46 - làm việc điều kiện tải trọng lớn tần số va đập cao dẫn đến gẫy (phá hỏng mỏi) Độ cứng cao van nguyên nhân đẩy nhanh trình gẫy Như vậy, giảm nhiệt độ mài nhiệt luyện đạt độ cứng phù hợp vấn đề cần phải quan tâm chế tạo van - Cong vênh sau thời gian làm việc: hai loại van khảo sát có dạng mỏng, phẳng làm việc nhiệt độ cao (125  1500C) với tải trọng va đập lớn nên dễ bị biến dạng, cong, vênh Nếu lớp bề mặt van gia công tồn ứng suất dư với trị số lớn nhiệt độ cao ứng suất dư tự cân lẫn gây cong, vênh cho van Một lần nữa, vấn đề giảm nhiệt độ mài cần phải quan tâm Thép 3X13 loại thép bền nhiệt sử dụng để chế tạo van phù hợp - Biến dạng dẻo phần mặt đầu van tiếp xúc với lợi đĩa van: nguyên nhân độ cứng van thấp Mặc dù độ cứng thấp làm tăng độ dẻo, dai, tăng độ bền mỏi cho van cách khơng khả thi làm giảm giới hạn bền độ bền mòn vật liệu 3.2.4 Vấn đề chế tạo van Lá van có kết cấu tương đối đơn giản ngun cơng gia công thô tiện, phay,…không đáng phải quan tâm nhiều Với dạng mỏng, phẳng yêu cầu kỹ thuật hai mặt đầu van gia cơng tinh mài phẳng phương pháp thích hợp Để rút kinh nghiệm, khảo sát van chế tạo hai sở sản xuất: Lá van chế tạo Trung tâm thực nghiệm sản xuất - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Từ năm 2002, Trung tâm sản xuất nhiều loại van cung cấp cho Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng Vật liệu chế tạo van chọn thép 65г, phương pháp gia công tinh hai mặt đầu mài phẳng Sau mài hai mặt đầu van bị cong, vênh làm cho dung sai độ phẳng dung sai độ song song hai mặt đầu vượt giới hạn cho phép Biện pháp khắc phục nung nóng ép phẳng van đồ gá Sau nung nóng nhiệt độ cao độ cứng van - 47 - giảm xuống nên dùng phương pháp mạ Crôm để tăng khả chống mài mòn mặt đầu làm việc Nhận xét: - Thép 65г dễ mài nhiều so với thép 3X13 dùng để chế tạo van gia công tinh hai mặt đầu phương pháp mài phẳng cho suất cao hơn, nhiệt độ mài thấp nên tác động có hại nhiệt độ mài giảm (nhất không bị nứt bề mặt ứng suất dư) - Biện pháp đảm bảo độ phẳng độ song song hai mặt đầu van đơn giản - Nhược điểm: độ bền học thép 65г thấp nhiều so với thép 3X13; độ cứng van không đảm bảo việc nung nóng nhiệt độ cao ép phẳng; khả làm việc nhiệt độ cao thép 65г thấp nhiều so với thép 3X13 Những nhược điểm làm tuổi thọ van thấp: loại van cấp máy nén khí oxy đạt trung bình 72 làm việc (với dạng hỏng chủ yếu gẫy) Trung tâm nghiên cứu chế tạo thử van làm thép 3X13 cho Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc khơng thành cơng khơng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Lá van chế tạo Cơng ty Cơ khí Hóa chất - Bắc Giang Từ năm 2004 trở trước, Công ty Cơ khí Hóa chất – Bắc Giang sở nước chế tạo loại van cung cấp cho Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc Vật liệu chế tạo van thép 3X13; phương pháp gia công tinh hai mặt đầu mài phẳng; biện pháp đảm bảo yêu cầu kỹ thụât van mài với chiều sâu cắt nhỏ để giảm nhiệt độ mài Nhận xét: - Chiều sâu cắt có ảnh hưởng lớn đến nhiệt độ mài, chọn chiều sâu cắt nhỏ có tác dụng giảm nhiệt độ mài Tuy nhiên điều chưa đủ mà cần phối hợp với giảm vận tốc đá, tăng vận tốc chi tiết, chọn đá mài công nghệ trơn nguội phù - 48 - hợp Mặt khác với chiều sâu cắt nhỏ suất gia công thấp - Do chưa giải hợp lý toán nhiệt độ mài nên tỷ lệ phế phẩm cao (chủ yếu cong vênh giới hạn cho phép) Do suất gia công thấp, tỷ lệ phế phẩm cao nên sản lượng không đáp ứng yêu cầu sử dụng Cơng ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc hiệu kinh tế không cao Đến năm 2004 Cơng ty Cơ khí Hóa chất – Bắc Giang ngừng sản xuất van Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc chuyển sang nhập từ Trung Quốc Cơng nghệ mài van Phân tích điều kiện làm việc, dạng hỏng nguyên nhân gây phế phẩm q trình chế tạo, chúng tơi đề số định hướng sau: - Dùng thép 3X13 để chế tạo van phù hợp nhiên giảm độ cứng xuống HRC = 45  47 để tăng khả chịu va đập vật liệu - Các nguyên nhân gây phế phẩm hỏng chủ yếu nhiệt độ mài cao cần tập trung giải vấn đề giảm nhiệt độ mài cách phối hợp biện pháp nghiên cứu thực nghiệm Chương - Khi điều chỉnh chế độ cắt để giảm nhiệt độ mài phải đảm bảo suất gia công mức hợp lý Từ kết nghiên cứu thực nghiệm mài thép không gỉ 3X13 định hướng trên, gia công tinh hai mặt đầu van sau: - Phương pháp gia công: mài tinh máy mài phẳng - Đá mài: Sđ60.MV1.G.V1.250.30.75.50m/s - Dung dịch trơn nguội: nhũ tương 10%, phương pháp tưới tràn - Chế độ sửa đá: Ssđ = 0,3 m/ph, tsđ = 0,02mm - Chế độ cắt: t = 0,001mm; Vđ = 19m/s; Vct = 17m/ph; Sn = 18mm/ht So với chế độ cắt mài tinh loại thép thông thường (t = 0,01mm; Vđ = 30m/s; Vct = 7m/ph; Sn = 5mm/ht) chế độ cắt áp dụng có chiều sâu cắt giảm 10 lần vận tốc chi tiết lại tăng lên 2,5 lần lượng chạy dao - 49 - ngang tăng lên khoảng 3,5 lần nên tốc độ bóc vật liệu giảm 10% (cơng thức 1.4) Áp dụng để chế tạo thử van cấp máy nén khí oxy Cơng ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng van cấp máy nén khí CO2 Cơng ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc, loại 50 chiếc, kết sau: - Tỷ lệ phế phẩm sau mài cong vênh < 10% - Các yêu cầu kỹ thuật khác giới hạn cho phép - Năng suất gia công đạt yêu cầu Với tỷ lệ phế phẩm suất gia công trên, sau tính tốn chi phí lợi nhuận giá bán hai loại van khoảng 70% giá sản phẩm loại nhập từ Trung Quốc Kết thử nghiệm: - Lá van cấp máy nén khí oxy thử nghiệm Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng đạt tuổi thọ trung bình 360 (gấp lần tuổi thọ trung bình van loại Trung tâm thực nghiệm sản xuất - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên chế tạo) - Lá van cấp máy nén khí CO2 thử nghiệm Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc đạt tuổi thọ trung bình 1000 (tương đương tuổi thọ trung bình van loại nhập từ Trung Quốc) - 50 - KẾT LUẬN Hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 không cao có tính gia cơng thấp Đề tài nghiên cứu biện pháp nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật mài thép khơng gỉ 3X13 tập trung vào việc làm giảm nhiệt độ mài, nâng cao tuổi bền đá mài đảm bảo suất cắt gọt hợp lý Kết nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng vật liệu hạt mài, độ cứng đá mài nồng độ dung dịch trơn nguội đến tuổi bền đá mài thép 3X13 nhiệt luyện cho thấy: - Với loại đá mài thí nghiệm đá Sđ60.MV1.G.V1.250x30x75.50m/s có tuổi bền cao - Sử dụng dung dịch trơn nguội nhũ tương phương pháp tưới tràn nồng độ dung dịch 10% hợp lý Kết nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng nồng độ dung dịch trơn nguội đến độ nhám bề mặt mài nhiệt độ mài thông qua tượng nứt ứng suất dư: Tăng nồng độ dung dịch trơn nguội làm giảm độ nhám tượng nứt bề mặt mài Kết nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng chế độ cắt đến nhiệt độ mài thông qua tượng cong vênh chi tiết: - Tăng vận tốc cắt chiều sâu cắt làm tăng độ cong vênh chi tiết mài vận tốc cắt có ảnh hưởng lớn - Tăng vận tốc chi tiết làm giảm độ cong vênh chi tiết mài Với loại van máy nén khí làm thép 3X13 nhiệt luyện thì: - Các nguyên nhân gây hỏng làm việc là: + Gẫy sau thời gian làm việc (đây dạng hỏng chính) + Cong, vênh sau thời gian làm việc + Biến dạng dẻo phần mặt đầu tiếp xúc với lợi đĩa van - Nguyên nhân gây phế phẩm mài cong vênh giới hạn cho - 51 - phép ảnh hưởng nhiệt độ mài Các kết nghiên cứu thực nghiệm phân tích sở cho việc lựa chọn chế độ cắt biện pháp công nghệ để mài loại van máy nén khí làm thép 3X13 nhiệt luyện Những thơng số cơng nghệ sử dụng để mài van máy nén khí làm thép 3X13 nhiệt luyện: - Đá mài: Sđ60.MV1.G.V1.250.30.75.50m/s - Dung dịch trơn nguội: nhũ tương 10%, phương pháp tưới tràn - Chế độ sửa đá: Ssđ = 0,3 m/ph, tsđ = 0,02mm - Chế độ cắt: t = 0,001mm; Vđ = 19m/s; Vct = 17m/ph; Sn = 18mm/ht Kết chế tạo thử nghiệm hai loại van máy nén khí làm thép 3X13 nhiệt luyện: - Tỷ lệ phế phẩm sau mài cong vênh < 10% - Các yêu cầu kỹ thuật khác giới hạn cho phép - Năng suất gia công đạt yêu cầu - Loại van thử nghiệm Công ty Cổ phần luyện cán thép Gia Sàng đạt tuổi thọ trung bình 360 giờ, loại van thử nghiệm Công ty TNHH thành viên Phân đạm Hóa chất Hà Bắc đạt tuổi thọ trung bình 1000 Các kết nghiên cứu ứng dụng đạt mục tiêu mà tác giả đăng ký Tuy nhiên, chưa tập trung nhiều thời gian nghiên cứu kinh phí có hạn nên đề tài số hạn chế: - Chưa sâu nghiên cứu chất trình - Các kết nghiên cứu chưa phải tối ưu - Các yếu tố ảnh hưởng chưa nghiên cứu toàn diện Đây hướng cần nghiên cứu đề tài - 52 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Cường (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng chế độ cắt đến vài thơng số đặc trưng cho q trình cắt mài tinh thép ШХ15 Х12M đá mài Hải Dương máy mài tròn ngồi, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật Ya L Gurevits tác giả (1981), Chế độ cắt vật liệu khó gia cơng, biên dịch: Hồng Nguyên, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Đức Hồ (1978), Thép khơng gỉ phương pháp nhiệt luyện, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Bành Tiến Long tác giả (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Thế San, Hồng Trí, Nguyễn Thế Hùng (2008), Thực hành khí tiện, phay, bào, mài, NXB Đà Nẵng Nguyễn Văn Tính (1978), Kỹ thuật mài, NXB Cơng nhân kỹ thuật, Hà Nội A Ben Rhouma, C Braham tác giả (2001), Effects of Surface Preparation on Pitting Resistance, Residual Stress, and Stress Corrosion Cracking in Austenitic Stainless Steels, Journal of Materials Engineering & Performance 10 Laizhu Jiang, Jukka Paro tác giả (1996), Comparison of grindability of HIPped austenitic 316L, duplex 2205 and super duplex 2507 and 304 stainless steels using alumina wheels, Journal of Materials Processing Technology 62 Nabil Ben Fredj, Habib Sidhom, Chedly Braham (2006), Ground surface improvement of the austenitic stainless steel AISI304 using cryogenic cooling, Surface & Coatings Technology 200 10 Nabil Ben Fredj, Mohamed Ben Nasr tác giả (2003), Fatigue Life Improvements of the AISI304 Stainless Steel Ground Surfaces by Wire Brushing, Journal of Materials Engineering and Performance 13 - 53 - 11 Nabil Ben Fredj, Habib Sidhom (2006), Effects of the cryogenic cooling on the fatigue strength of the AISI304 stainless steel ground components, Cryogenics 46 12 M Nakayama tác giả (1989), Effect of nonylpolysulphide in different base oils on abrasive belt grinding of stainless steel, Tribology internation 13 R.D Monici tác giả (2006), Analysis of the different forms of application and types of cutting fluid used in plunge cylindrical grinding using conventional and superabrasive CBN grinding wheels, International Journal of Machine Tools and Manufacture 46(2) 14 H.Ohmori tác giả (2008), Functionalization of stainless steel surface through mirror-quality finish grinding, Annals-Manufacturing Technology 57 15 Rodrigo Daun Monici, Eduardo Carlos Bianchi tác giả (2006), Analysis of the different forms of application and types of cutting fluid used in plunge cylindrical grinding using conventional and superabrasive CBN grinding wheels, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol 46 16 N.Yahata, T Inukai, F Hayama(1982), Effect of surface working on the fatigue strength and wear of a hardened and tempered 13% Cr stainless steel, Wear 80 17 S Yossifon, C Rubenstein (1982), The Surface Roughness Produced when Austenitic Stainless Steel is Ground by Alumina Wheels, Annals of the ClRP Vol 1982 18 R P Upadhyaya, S Malkin (2004), “Thermal Aspect of Grinding With Electroplated CBN Wheels,” ASME J Manuf Sci Eng., 126, pp 19 Л Η Φилимонов (1978), Сmoйкосmь Машиносmроение, Ленинград - 54 - шлифовальных кругов, CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ TS Ngơ Cường TS Nguyễn Đình Mãn - 55 - ... -8- TĨM TẮT KÊT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung Tên đề tài: Nghiên cứu lựa chọn chế độ cắt biện pháp công nghệ để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 đá mài Hải Dương Mã số: B07-TN09-01... Một số biện pháp nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ Để nâng cao hiệu kinh tế cần: tăng tuổi bền đá mài; tăng tốc độ bóc vật liệu Để nâng cao hiệu kỹ thuật cần: giảm nhiệt độ mài; ... tiêu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3X13 - 14 - - Chọn chế độ cắt, dung dịch trơn nguội loại đá mài hợp lý nhằm nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật mài thép không gỉ 3x13 - Ứng dụng kết nghiên