Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến cơ tính của lớp phủ cho khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm kẽm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đinh Thanh Bình NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CƠ TÍNH CỦA LỚP PHỦ CHO KHN ĐÚC ÁP LỰC HỢP KIM NHÔM - KẼM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đinh Thanh Bình NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ ĐẾN CƠ TÍNH CỦA LỚP PHỦ CHO KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC HỢP KIM NHÔM - KẼM Ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN THỊ PHƯƠNG MAI TS PHẠM HỒNG TUẤN Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Phương Mai TS Phạm Hồng Tuấn Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với điều kiện Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Hà Nội, Ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn khoa học Nghiên cứu sinh PGS TS Nguyễn Thị Phương Mai Đinh Thanh Bình TS Phạm Hồng Tuấn i LỜI CÁM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu tơi nhận nhiều giúp đỡ, góp ý chia sẻ người Lời xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Cơ khí Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới tập thể Thầy Cô hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Phương Mai, TS Phạm Hồng Tuấn, Thầy cô hướng dẫn, bảo tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận án Tôi xin chân thành biết ơn sâu sắc tới Q thầy Bộ mơn Cơ khí Chính xác Quang học bảo cho ý kiến bổ ích, tạo điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em công tác Bộ mơn Cơ khí xác Quang học, tập thể NCS Bộ môn chia sẻ tạo điều kiện giúp Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Quang điện tử - Viện Ứng dụng cơng nghệ, Cơng ty TNHH MTV Cơ khí 17 - Tổng cục Cơng nghiệp quốc phịng, Trung tâm đo lường - Viện Công nghệ - Tổng cục Công nghiệp quốc phịng, nhiệt tình hợp tác giúp đỡ tơi hỗ trợ vật tư, thiết bị thực nghiệm thu thập số liệu nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Cao đẳng Công nghiệp quốc phòng, Ban lãnh đạo Khoa Dạy nghề tạo điều kiện chế độ, thời gian, công việc giúp tơi hồn thành nhiệm vụ Cuối xin cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè chia sẻ, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Hà Nội, Ngày tháng năm 2019 Tác giả luận án Đinh Thanh Bình ii MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO LỚP PHỦ CỨNG 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Đúc áp lực 1.2.1 Chu trình đúc áp lực 1.2.2 Khuôn đúc áp lực 1.2.3 Chốt tạo lỗ sản phẩm khuôn đúc áp lực 1.2.4 Các dạng hỏng bề mặt khuôn chốt tạo lỗ 11 1.2.5 Giải pháp nâng cao tuổi thọ khuôn chốt tạo lỗ 19 1.2.6 Nghiên cứu ứng dụng lớp phủ cứng nâng cao tuổi bền khuôn chốt tạo lỗ 22 1.3 Phương pháp chế tạo lớp phủ cứng 31 1.3.1 Phương pháp lắng đọng hóa học từ pha 31 1.3.2 Phương pháp lắng đọng vật lý từ pha 31 1.4 Tình hình nghiên cứu ngồi nước tạo lớp phủ cứng phương pháp PVD 40 1.4.1 Nghiên cứu tạo lớp phủ cứng phương pháp PVD giới 40 1.4.2 Nghiên cứu tạo lớp phủ cứng phương pháp PVD Việt Nam 44 Kết luận chương 47 CHƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO LỚP PHỦ CrN VÀ TiN TRÊN CHI TIẾT THÉP SKD61 48 2.1 Quy trình cơng nghệ tạo lớp phủ 48 2.1.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ tạo lớp phủ phương pháp PVD 48 2.1.2 Nội dung bước công nghệ 48 2.2 Quá trình chế tạo lớp phủ CrN phương pháp phún xạ 50 2.2.1 Thiết bị chế tạo lớp phủ cứng 50 2.2.2 Tạo lớp phủ CrN 54 2.2.3 Kết thúc lắng đọng lớp phủ 56 2.2.4 Nghiên cứu, xác định thông số công nghệ chế tạo lớp phủ CrN phương pháp phún xạ xung chiều magnetron 57 2.2.5 2.3 Tăng cường khả bám dính lớp phủ CrN với thép SKD61 58 Công nghệ chế tạo lớp phủ TiN CrN phương pháp hồ quang chân không 59 iii 2.3.1 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chế tạo lớp phủ 59 2.3.2 Quy trình công nghệ chế tạo lớp phủ TiN 60 2.3.3 Áp dụng thông số công nghệ tối ưu lớp phủ TiN để chế tạo lớp phủ CrN thép SKD61 64 Kết luận chương 65 CHƯƠNG TỐI ƯU THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO LỚP PHỦ CrN VÀ TiN TRÊN CHI TIẾT SKD61 66 3.1 Khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ chế tạo lớp phủ CrN phương pháp phún xạ chiều thiết bị chân không B30-VTD 66 3.1.1 Chế tạo mẫu thí nghiệm 66 3.1.2 Xác định chiều dày tốc độ lắng đọng lớp phủ CrN 66 3.1.3 Cấu trúc lớp phủ 70 3.1.4 Độ cứng lớp phủ 73 3.1.5 Ứng suất mặt tinh thể 75 3.2 Tối ưu hóa thông số công nghệ chế tạo lớp phủ CrN thép SKD61 thiết bị B30-VTD 78 3.2.1 Quy hoạch thực nghiệm bậc hai trực giao 78 3.2.2 Tối ưu hóa q trình chế tạo lớp phủ 90 3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ chế tạo 92 3.3 Khảo sát ảnh hưởng thông số công nghệ chế tạo lớp phủ TiN CrN phương pháp hồ quang chân không thiết bị chân không Dreva Arc 400-VTD 94 3.3.1 Tính chất lớp phủ TiN thép SKD61 94 3.3.2 Tính chất lớp phủ CrN thép SKD61 98 Kết luận chương 100 CHƯƠNG ÁP DỤNG KẾT QUẢ CỦA LUẬN ÁN VÀO THỰC TIỄN SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG 101 4.1 Đặt vấn đề 101 4.2 Điều kiện thực nghiệm 101 4.2.1 Đối tượng nghiên cứu 101 4.2.2 Thiết bị đúc điều kiện làm việc khuôn 103 4.2.3 Chế tạo lớp phủ 107 4.3 Thử nghiệm sản xuất 110 4.3.1 Thử nghiệm sản xuất chốt có phủ khn đúc áp lực vịng ơm 110 4.3.2 Thử nghiệm sản xuất chốt có phủ khn đúc áp lực chi tiết giá đỡ 115 4.3.3 Đánh giá hiệu làm việc lớp phủ 118 iv Kết luận chương 119 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 121 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 126 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu, chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh HPDC Khuôn đúc áp lực High pressure die-casting CVD Lắng đọng hóa học từ pha Chemical Vapor Deposition PVD Lắng đọng vật lý từ pha Physical Vapor Deposition VAC Lắng đọng hồ quang chân không Vacuum Arc Deposition EDS Phổ kế tán xạ lượng tia X Energy Dispersive Spectroscopy SEM Kính hiển vi điện tử quét Scanning Electron Microscopy XRD Nhiễu xạ tia X X-ray diffraction DSC Quét nhiệt lượng vi phân Differential calorimetry sccm Bộ lưu lưu lượng tiêu chuẩn Standard Cubic Centimeter per cm3/phút Minute 10 MFC Điều khiển lưu lượng khí 11 LVEBIP Mạ ion chùm điện tử điện áp Low Voltage Electron Beam thấp Ion Plating 12 Target Bia 13 RFCSD Lắng đọng phún xạ âm RF Cathode cực cao tần Deposition 14 PDCS Phún xạ xung chiều 15 DCCSD Lắng đọng phún xạ âm DC Cathode cực chiều Deposition 16 DCS Phóng điện chiều DC-sputter 17 CS Điểm catôt Cathode spot 18 BV Thiên áp Bias voltage 19 CFUBMS Phún xạ magnetron trường kín Closed field unbalanced không cân magnetron sputtering 20 HC Lớp phủ cứng X-ray scanning Mass Flow Controler Target Sputtering Pulsed DC sputtering Sputtering Hard coatings vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vận tốc áp suất buồng đúc giai đoạn trình đúc [6] Hình 1.2 Cấu tạo phận khn đúc áp lực [3] Hình 1.3 Sơ đồ thay đổi nhiệt độ bề mặt khuôn theo chu kỳ đúc [13] Hình 1.4 Thay đổi nhiệt độ bề mặt khuôn theo chu kỳ đúc áp lực hợp kim nhơm [13] Hình 1.5 Thay đổi nhiệt độ a) thay đổi ứng suất b) chu kỳ đúc thứ 51 [14] Hình 1.6 Kết cấu khn đúc áp lực bố trí chốt khuôn (a) khuôn động, (b) khuôn tĩnh [40] Hình 1.7 Chốt tạo lỗ sản phẩm vịng ơm (Z117 - Bộ Quốc phịng) Hình 1.8 Chốt tạo lỗ sản phẩm giá đỡ (Z117 - Bộ Quốc phịng) Hình 1.9 Dịng kim loại vào khn tác động lên chốt tạo lỗ chi tiết vịng ơm (Z117 - Bộ Quốc phòng) Hình 1.10 Dịng kim loại tác động lên bề mặt chốt vị trí khác 10 Hình 1.11 Dịng kim loại vào khn tác động lên chốt tạo lỗ chi tiết giá đỡ (Z117 - Bộ Quốc phòng) 10 Hình 1.12 Dịng kim loại lỏng khuôn tác động vào chốt 10 Hình 1.13 Nhiệt độ khuôn chốt thay đổi chu kỳ đúc [62] 11 Hình 1.14 Nhiệt độ khuôn chốt thay đổi chu kỳ đúc [62] 11 Hình 1.15 Các dạng hỏng xảy khuôn đúc áp lực [51] 12 Hình 1.16 Nứt mỏi nhiệt bề mặt khuôn [63] 13 Hình 1.17 Cơ chế phát triển vết nứt thúc đẩy q trình oxy hóa [51] 15 Hình 1.18 Nhơm dính bám bề mặt chốt tạo lỗ vịng ơm (Z117 - Bộ Quốc phịng) 16 Hình 1.19 Dính bám nhơm chốt gây xước bề mặt lỗ sản phẩm vịng ơm (Z117 - Bộ Quốc phòng) 16 Hình 1.20 Sự hình thành lớp liên kim bề mặt thép H13 [65] 17 Hình 1.21 Xử lý nhiệt khn đúc áp lực 20 Hình 1.22 Quy trình tơi thép SKD61 làm khn đúc áp lực [3] 20 Hình 1.23 Quy trình ram thép SKD61 làm khn đúc áp lực [3] 21 Hình 1.24 Lực rút khuôn theo thời gian thép H13 H13 thấm nitơ [65] 23 Hình 1.25 Lực rút khuôn theo thời gian thép H13, H13 thấm nitơ, H13 thấm nitơ + lớp phủ Ti/TiN [64] 24 Hình 1.26 Mối quan hệ độ nhám bề mặt tỷ lệ dính bám nhôm sau 50 chu kỳ đúc chốt phủ TiN, CrN, TiCN, thấm nitơ không phủ [59] 25 Hình 1.27 Mất khối lượng bề mặt với chất xói mịn Al2O3 tác động góc 300 với vận tốc 145m/s [53] 27 Hình 1.28 Mất khối lượng bề mặt với chất xói mịn Al2O3 tác động góc 900 với vận tốc 100 m/s [53] 28 vii Hình 1.29 Sơ đồ thiết kế lớp phủ tối ưu cho khuôn đúc áp lực nhơm [34] 30 Hình 1.30 Cấu trúc hai hệ thống mạ ion dùng môi trường plasma chân không [9] 32 Hình 1.31 Sơ đồ hệ phún xạ (a) hiệu ứng ion đập vào bia (b) [9] 33 Hình 1.32 Sơ đồ hệ phóng điện chiều [7] 33 Hình 1.33 Sơ đồ hệ phóng điện cao tần [7] 34 Hình 1.34 Sơ đồ nguyên lý hệ phún xạ DC magnetron [9] 35 Hình 1.35 Hình dạng điện áp xung [16] 36 Hình 1.36 Sơ đồ phương pháp hệ hồ quang chân không [9] 37 Hình 1.37 Các hạt macro lắng đọng bề mặt đế mạ hồ quang chân không [9] 38 Hình 1.38 Sơ đồ nguyên lý phương pháp giam giữ điểm catôt bề mặt catôt từ trường [9] 39 Hình 1.39 Phổ nhiễu xạ lớp phủ CrN (a) Bias thay đổi, tỷ lệ FN2/FAr = 2; (b) Tỷ lệ FN2/FAr thay đổi, bias = -250 V [69] 41 Hình 1.40 Độ cứng ứng suất dư lớp phủ CrN (a) Bias thay đổi, tỷ lệ FN2/FAr = 2; (b) Tỷ lệ nguyên tử Cr/N (tỷ lệ FN2/FAr) thay đổi, bias = -250 V [69] 41 Hình 1.41 Hệ số ma sát () lớp phủ CrN chế tạo điện áp âm đế = -250 V, tỷ lệ FN2/FAr thay đổi từ 0,25  4, (a) Chu kỳ mài mòn, (b) Lực mài mòn [69] 42 Hình 1.42 Hệ số mòn (K) lớp phủ CrN chế tạo điện áp âm đế = -250 V, tỷ lệ FN2/FAr thay đổi từ 0,25  với lực mài mòn thay đổi [69] 42 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ chế tạo lớp phủ [9] 48 Hình 2.2 Thiết bị chân khơng B30-VTD 50 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý hệ phún xạ xung chiều magnetron sử dụng thiết bị B30-VTD 51 Hình 2.4 Gá mẫu trước phủ 52 Hình 2.5 Đồ thị biểu diễn đặc trưng V - A theo lưu lượng khí Ar [9] 55 Hình 2.6 Đầu magnetron thiết bị B30-VTD 55 Hình 2.7 Vùng plasma chế tạo lớp phủ CrN buồng chân không B30-VTD (Nacentech) 56 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý thiết bị chân không chân không Dreva Arc 400-VTD gá mẫu 59 Hình 2.9 Thiết bị chân khơng Dreva Arc 400-VTD 60 Hình 2.10 Các bước quy trình cơng nghệ chế tạo lớp phủ [9] 60 Hình 2.11 Gá mẫu chi tiết trước phủ TiN (Nacentech) 61 Hình 2.12 Cấu tạo catơt rỗng [23] 61 Hình 2.13 Đầu hồ quang AS65M (Nacentech) 62 Hình 3.1 Mẫu thép SKD61 thí nghiệm (a) kích thước mẫu, (b) mẫu sau chế tạo sơ đồ gá viii [32] Hanliang Zhu, Jingjie Guo, Jun Jia (2002), Experimental study and theoretical analysis on die solderingin aluminum die casting, Journal of Materials Processing Technology, Vol 123, pp 229-235 [33] Hirotaka Tanabe, Yoshio Miyoshi, Tohru Takamatsu (2004), Effect of sputtering gas pressure and bias voltage on mechanical properties of TiN coating deposited by dc magnetron sputtering, PVP-Vol 484, Recent Advances in Nondestructive Evaluation Techniques for Material Science and Industries, July 25-29, 2004, San Diego, California USA, pp 1-7 [34] J Lin, S Carrera and et all (2006), Design methodology for optimized die coatings: The case for aluminum pressure die-casting, Surface & Coatings Technology 201 29302941 [35] J Lin, Z.L Wu, X.H Zhang (2009), A comparative study of CrNx coatings Synthesized by dc and pulsed dc magnetron sputtering, Thin Solid Films 517, pp 1887-1894 [36] J.C Avelar-Batista and et all (2005), Effect of coating thickness and deposition methods on the stripping rate of Cr-N coatings, Surface & Coatings Technology 200, pp 1842 1848 [37] J.R Laguna-Camacho, L.A Cruz-Mendoza et all (2012), Solid particle erosion on coatings employed to protect die casting molds, Progress in Organic Coatings, Vol 74, pp 750-757 [38] J.W Seok, N.M Jadeed, R.Y Lin (2001), Sputter-deposited nanocrystalline Cr and CrN coatings on steels”, Surface and Coatings Technology 138, pp 14-22 [39] Jianliang Lin, William D Sproul, John J Moore (2011), High rate deposition of thick CrN and Cr2N coatings using modulated pulse power (MPP) magnetron sputtering, Surface & Coatings Technology 205, pp 3226-3234 [40] Joseph R Davis (1995), ASM Specialty Handbook: Tool Materials, ASM International [41] Jyh-Wei Lee, Shih-Kang Tien (2006), The mechanical properties evaluation of the CrN coatings deposited by the pulsed DC reactive magnetron sputtering, Surface & Coatings Technology 200, pp 3330-3335 [42] Jyh-Wei Lee, Shih-Kang Tien, Yu-Chu Kuo (2005), The Effects of Substrate Bias, Substrate Temperature, and Pulse Frequency on the Microstructures of Chromium Nitride Coatings Deposited by Pulsed Direct Current Reactive Magnetron Sputtering, Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol 34, No 12, pp 1484 -1492 [43] K Bobzin, T Brögelmann, R.H Brugnara, N.C Kruppe (2015), CrN/AlN and CrN/AlN/Al2O3 coatings deposited by pulsed cathodic arc for aluminum die casting applications, Surface & Coatings Technology 284, pp 222-229 [44] K Domkin, J.H Hattel, J Thorborg (2009), Modeling of high temperature- and diffusion-controlled die soldering in aluminum high pressure die casting, Journal of Materials Processing Technology 209, pp 4051-4061 [45] Kurt Raymond Kearns (2002), Determination of interactions between molten aluminum and selected die castings, Thesis of master, the Colorado School of Mines [46] Levent Kara and et all (2014), Microstructure, Mechanical, and Scratch Resistance 123 Properties of TiAlCrNbN-Graded Composite Coating Deposited on AISI H13 Steel Substrate with Pulsed DC Closed Field Unbalanced Magnetron Sputtering Method, The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International 2014 [47] Lugscheider, K Bobzin, Th Hornig, M Maes (2002), Investigation of the residual stresses and mechanical properties of (Cr,Al)N arc PVD coatings used for semi-solid metal (SSM) forming dies, Thin Solid Films 420-421, pp 318-323 [48] Luis Carlos Hernández, Luis Ponce (2011), Nanohardness and Residual Stress in TiN Coatings, Materials 4, pp 929-940 [49] M Ali, E Hamzah, I.A Qazi, M.R.M Toff (2010), Effect of cathodic arc PVD parameters on roughness of TiN coating on steel substrate, Current Applied Physics 10, pp 471-474 [50] M Gelfi, G.M La Vecchia, N Lecis, S Troglio (2005), Relationship between throughthickness residual stress of CrN-PVD coatings and fatigue nucleation sites, Surface & Coatings Technology 192, pp 263-268 [51] M Muhic, J Tusek, F Kosel, D Klobcar, M Pleterski (2010), Thermal fatigue cracking of die-casting dies, METABK 49 (1), pp 9-12 [52] M Polok-Rubiniec, L.A Dobrzański, K Lukaszkowicz, M Adamiak (2008), Comparison of the structure, properties and wear resistance of the TiN PVD coatings, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Vol 27, pp 8790 [53] Michael W Reedy, and et all (2011), Erosion performance and characterization of nanolayer (Ti,Cr)N hard coatings for gas turbine engine compressor blade applications, Surface & Coatings Technology 206, pp 464-472 [54] Milton Ohring (1992), The Materials Science of Thin Films, Stevens Institute of Technology Department of Materials Science and Engineering Hoboken, New Jersey [55] Min J Jung, Kyung H Nam, Yun M Jung, Jeon G Han (2003), Nucleation and growth behavior of chromium nitride film deposited on various substrates by magnetron sputtering, Surface and Coatings Technology 171, pp 59 - 64 [56] Mitja Muhič, Janez Tušek, Franc Kosel, Damjan Klobčar (2010), Analysis of Die Casting Tool Material, Journal of Mechanical Engineering 56 (6), pp 351-356 [57] O Salas, K Kearns, S Carrera, J.J Moore (2003), Tribological behavior of candidate coatings for Al die casting dies, Surface and Coatings Technology 172, pp 117-127 [58] Robert Freer (1990), The Physics and Chemistry of Carbides Nitrides and Borides, Kluwer Academic Publishers, Netherlands [59] S Gulizia, M.Z Jahedi, E.D Doyle (2001), Performance evaluation of PVD coatings for high pressure die casting, Surface and Coatings Technology 140, pp 200- 205 [60] Shankar, Sumanth , Apelian, Diran (2002), Die Soldering: Mechanism of the Interface Reaction Between Molten Aluminum Alloy and Tool Steel, Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science, 33(3), pp 465476 [61] Shih-Hsien Chang, Kuo-Tsung Huang, Yung-Hsiang Wang (2012), Effects of Thermal Erosion and Wear Resistance on AISI H13 Tool Steel by Various Surface Treatments, 124 Materials Transactions, Vol 53, No 4, pp 745-751 [62] Stefan Gulizia (2008), Soldering in high pressure die casting (HPDC); performance evaluation and characterisation of physical vapour deposition (PVD) coatings, A thesis of Masters of Engineering, Swinburne University of Technology, Australia [63] Uddeholm company (2016), Uddeholm tool steels for die casting, Production documents, https://www.uddeholm.com/files/AB_die_casting_eng.pdf [64] V Joshi , K Kulkarni and et all (2001), Dissolution and soldering behavior of nitrided hot working steel with multilayer LAFAD PVD coatings, Surface and Coatings Technology 146-147, pp 338-343 [65] V Joshi, A Srivastava, R Shivpuri (2004), Intermetallic formation and its relation to interface mass loss and tribology in die casting dies, Wear 256, pp 1232-1235 [66] V.D Ovcharenko, A.S Kuprin, G.N Tolmachova (2014), Deposition of chromium nitride coatings from vacuum arc plasma in increased nitrogen pressure, Plasma Physics (20), pp 204-207 [67] V.D Ovcharenko, A.S Kuprin, G.N Tolmachova, I.V Kolodiy (2015), Deposition of chromium nitride coatings using vacuum arc plasma in increased negative substrate bias voltage, Vacuum 117, pp 27-34 [68] Vivek Joshi, Amit Srivastava, Rajiv Shivpuri, Edward Rolinski (2003), Investigating ion nitriding for the reduction of dissolution and soldering in die-casting shot sleeves, Surface and Coatings Technology 163-164, pp 668-673 [69] Xiao-Ming He, N Baker, B A Kehler, K C Walter, M Nastasi, and Y Nakamura (2000), Structure, hardness, and tribological properties of reactive magnetron sputtered chromium nitride films, Journal of Vacuum Science & Technology A 18 (1), pp 30 -36 [70] Y Iwai et al (2006), Evaluation of erosive wear resistance of TiN coatings by a slurry jet impact test, Wear, Vol 261, pp 112-118 [71] Z.W Chen, M.Z Jahedi (1999), Die erosion and its effect on soldering formation in high pressure die casting of aluminium alloys, Materials and Design 20, pp 303-309 125 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Luu Thuy Chung, Dinh Thanh Binh, Pham Hong Tuan and Nguyen Thi Phuong Mai, 2014, “Nitrit Hard Coating Layers Applied to Aluminium Die Casting Based on SKD61”, The 15th ISEPD 2014 International Symposium on Eco-materials Processing and Design, (294-297), (ISBN-978-89-5708-236-2) Lưu Thủy Chung, Đinh Thanh Bình, Nguyễn Thị Phương Mai, Phạm Hồng Tuấn, 2015, “Ảnh hưởng thiên áp đến độ bền học lớp phủ CrN phủ phương pháp phún xạ xung chiều”, Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị Đo lường toàn quốc lần thứ 6, (2015), (362-368), (ISBN-978-604-67-0521-5) Nguyễn Thành Hợp, Đinh Thanh Bình, Nguyễn Thị Phương Mai, Phạm Hồng Tuấn, 2015, “Chế tạo lớp phủ cứng TiN, ZrN, TiCN dụng cụ cắt chi tiết khuôn mẫu công nghệ hồ quang chân không”, Hội nghị khoa học cơng nghệ tồn quốc khí lần thứ 4, (2015), tập 2, (607-613), (ISBN: 978-604-73-3691-3) Đinh Thanh Bình, Lưu Thủy Chung, Nguyễn Thị Phương Mai, Phạm Hồng Tuấn, 2015, “Ứng dụng lớp phủ cứng TiN khuôn đúc áp lực để chế tạo chi tiết máy từ hợp kim kẽm”, Hội nghị khoa học cơng nghệ tồn quốc khí - động lực, (2016), tập 2, (23-28), (ISBN: 978-604-95-004-1) Đinh Thanh Bình, Lưu Thủy Chung, Nguyễn Thị Phương Mai, Phạm Hồng Tuấn, 2017, “Lắng đọng lớp phủ CrN thép SKD61 phương pháp phún xạ xung chiều magnetron”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ trường Đại học kỹ thuật (số 117 năm 2017), (58-62), (ISSN 2354-1083) Đinh Thanh Bình, Lưu Thủy Chung, Nguyễn Thị Phương Mai, Phạm Hồng Tuấn, 2017, “Chế tạo lớp phủ cứng TiN phương pháp hồ quang catot, ứng dụng khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm để sản xuất chi tiết vịng ơm”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân (số 52, 12-2017), (194-204), (ISSN 1859-1043) 126 PHỤ LỤC Phụ lục Vật liệu, xử lý nhiệt, xử lý bề mặt chi tiết khuôn Phân loại Chi tiết khung Loại lõi (chốt) Tên linh kiện Vật liệu Tấm kẹp, giữ S45CS50C SKD61 Lõi (chốt) SKD61 Lõi nhỏ SKD61 Chi tiết Rãnh trượt chuyển Chốt động trượt nghiêng Xử lý bề mặt Chức u cầu FCD45FCD55 Khn (chốt) Xử lý nhiệt HRC SCM4 Khả chịu nứt nóng, khả hàn 4248 Tôi, ram 4045 Khả Thấm nitơ chịu nứt dạng khí nóng, khả hàn 4348 Khả Thấm nitơ chống dính dạng khí nhơm 3035 Thấm nitơ Khả dạng khí chịu mịn 127 Phụ lục Phổ tiêu chuẩn CrN vật liệu khối 128 Phụ lục Phổ tiêu chuẩn CrN vật liệu khối (tiếp) 129 Phụ lục Kính hiển vi điện tử quét JEOL-JSM-7600F (Viện AIST - Đại học BKHN) Chụp Hình 3.24, Hình 3.25, Hình 3.29a bề mặt mẫu Chụp Hình 3.26, Hình 3.29a, Hình 3.30 mặt cắt ngang mẫu Phụ lục Thiết bị đo ma sát trượt động VF (Bộ môn Máy - ma sát Đại học BKHN) 130 Phụ lục Mẫu đo hệ số ma sát lớp phủ TiN gá thiết bị đo ma sát trượt động VF Giá trị đo viết trang 97 trang 99 chương Phụ lục Đồ gá đo hệ số ma sát trượt lớp phủ thiết bị đo ma sát trượt động VF 131 Phụ lục Kết đo hệ số ma sát trượt lớp phủ TiN, CrN thép SKD61 132 Phụ lục Kết đo hệ số ma sát trượt lớp phủ TiN, CrN thép SKD61 (tiếp) 133 Phụ lục Xác nhận thử nghiệm Nhà máy Z117 - Bộ Quốc phòng 134 Phụ lục Xác nhận thử nghiệm Nhà máy Z117 - Bộ Quốc phòng (tiếp) 135 Phụ lục Xác nhận thử nghiệm Nhà máy Z117 - Bộ Quốc phòng (tiếp) 136 Phụ lục Xác nhận thử nghiệm Nhà máy Z117 - Bộ Quốc phòng (tiếp) 137 ... chọn đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng số thơng số cơng nghệ đến tính lớp phủ cho khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm - kẽm? ?? để chế tạo lớp phủ cứng CrN TiN phương pháp PVD cho khuôn đúc áp lực từ thép SKD61,... Thanh Bình NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ ĐẾN CƠ TÍNH CỦA LỚP PHỦ CHO KHUÔN ĐÚC ÁP LỰC HỢP KIM NHƠM - KẼM Ngành: Kỹ thuật khí Mã số: 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI... + lớp phủ Ti/TiN [64] Nghiên cứu lớp phủ CrN TiN phương pháp PVD chốt tạo lỗ khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm [28], [59] cho thấy khơng có khuếch tán hợp kim nhôm vào bề mặt lớp phủ quan sát Tính