Nghiên cứu khả năng làm việc của chi tiết mạ composite al2o3 ni trong điều kiện ma sát trượt trong môi trường ăn mòn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - LÝ VIỆT ANH “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MẠ COMPOSITE AL2O3 TRONG ĐIỆU KIỆN MA SÁT TRƯỢT TRONG MƠI TRƯỜNG ĂN MỊN” TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Thái Nguyên- năm 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn Công trình đ-ợc hoàn thành tại: Tr-ờng Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Tác giả luận văn: Lý Việt Anh Ng-ời h-ớng dẫn khoa häc: PGS.TS Phan Quang ThÕ Ph¶n biƯn 1: PGS.TS Phan Bùi Khôi Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Văn Dự Luận văn đ-ợc bảo vệ tr-ớc hội đồng chấm luận văn họp tại: Tr-ờng Đại học Kỹ thuật công nghiệp - ĐHTN Ngày 10 tháng 12 năm 2011 Có thể tìm hiểu luận văn th- viện Đại học Thái Nguyên S húa bi Trung tõm Hc liu Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi Lý Việt Anh, học viên lớp Cao học K12 – CN CTM Sau hai năm học tập nghiên cứu, giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt giúp đỡ PGS.TS Phan Quang Thế, thầy giáo hướng dẫn tốt nghiệp tôi, thầy phịng thí nghiệm trường Giao thơng vận tải, đến cuối chặng đường để kết thúc khố học Tơi định chọn đề tài tốt nghiệp là: “Nghiên cứu khả làm việc chi tiết mạ Composite Al2O3-Ni điều kiện ma sát trượt mơi trường ăn mịn” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn PGS.TS Phan Quang Thế tham khảo tài liệu liệt kê Tơi khơng chép cơng trình cá nhân khác hình thức Nếu có tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm NGƯỜI CAM ĐOAN Lý Việt Anh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM LỜI CẢM ƠN Lời xin cảm ơn PGS.TS Phan Quang Thế - Người thầy hướng dẫn khoa học định hướng đề tài, hướng dẫn thầy việc tiếp cận khai thác tài liệu tham khảo bảo q trình tơi viết luận văn Tôi xin cảm ơn cán phịng thí nghiệm cơng trình trường ĐH KTCN Thái Ngun đồng chí Sối Cơng Doanh cán phịng thí nghiệm vật lý trường ĐH Khoa học tự nhiên – ĐH Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ trình làm thí nghiệm thực nghiệm để hồn thành luận văn Tôi muốn cảm ơn thày cô giảng dạy lớp cao học K12-CTM trường ĐH KTCN Thái Ngun giúp đỡ tơi hồn thành khóa học Cuối tơi muốn bày tỏ lịng cảm ơn gia đình tơi, thầy giáo, bạn đồng nghiệp ủng hộ động viên suốt trình làm luận văn Tác giả Lý Việt Anh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan 01 Lời cám ơn 02 MỤC LỤC 03 Danh mục bảng biểu 06 Danh mục sơ đồ, hình vẽ 07 MỞ ĐẦU 08 Tính cấp thiết đề tài 08 Mục đích đề tài 09 Đối tượng nghiên cứu 09 Phương pháp nghiên cứu 09 Ý nghĩa đề tài 10 Phần – TỔNG QUAN 13 1.1 Những vấn đề mạ Composite 13 1.2 Nguyên lý Mạ composite 14 1.3 Mạ composite Ni 16 1.3.1 Mạ composite Ni 16 1.3.2 Ảnh hưởng thơng số q trình tới tính lớp mạ 17 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM 1.4 Kết luận 20 PHẦN – THỰC HIỆN MẠ COMPOSITE Al2O3-Ni TRÊN MỘT SỐ CHI TIẾT VÀ PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH LỚP MẠ 2.1 Thí nghiệm 21 21 2.1.1 Thiết bị thí nghiệm 21 2.1.2 Hóa chất 22 2.1.3 Chế độ trình chuẩn bị 23 2.2 Kết thí nghiệm 24 2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố điều khiển đến 25 độ cứng tế vi lớp mạ composite Ni-Al2O3 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố điều khiển đến 28 mật độ hạt cứng lớp mạ composite Ni-Al2O3 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố điều khiển đến 37 độ bám dính lớp mạ composite Ni-Al2O3 2.3 Kết luận phần 41 PHẦN – NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU MA SÁT MÀI MÒN CỦA CHI TIẾT ĐƢỢC MẠ Ni -Al2O3 3.1: Chế tạo thiết bị ma sát trượt: 44 44 3.1.1 Thiết bị mặt phẳng nghiêng để xác định hệ số ma sát 44 chi tiết mạ Ni-Al2O3 a) Cơ sở lý thuyết để xác định hệ số ma sát: 44 b) Tiến hành thí nghiệm so sánh hệ số ma sát chi Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 50 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM tiết mạ tổ hợp composite Ni-Al2O3 chi tiết mạ Ni đơn chất thông thường 3.1.2 Nguyên nhân khả giảm ma sát mạ tổ hợp 53 composite Ni-Al2O3 so với mạ đơn chất thông thường 3.2 Nghiên cứu khả làm việc khuôn dập thuốc viên mạ tổ hợp composite Ni-Al2O3 3.2.1 Tổng quan công nghệ sản xuất thuốc viên ngành dược phẩm 3.2.2 Kết cấu khuôn dập thuốc nguyên lý làm việc 56 56 58 a) Kết cấu khuôn dập 58 b) Nguyên lý làm việc 59 3.2.3 Cơ chế tác dụng lực dạng hỏng khuôn 62 3.2.4 Yêu cầu kỹ thuật khuôn 64 a Các giải pháp nâng cao chất lượng khuôn 64 b Lựa chọn loại viên thuốc để thử nghiệm 65 c Kết luận 66 3.2.5 Quy trình thử nghiệm 3.2.6 Kết luận phần 66 69 PHẦN – KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu Bảng 2.0 Tên bảng biểu Các loại hóa chất sử dụng cho q trình mạ composite Ni-Al2O3 Trang 22 Bảng 2.1 Độ cứng tế vi lớp mạ Ni-Al2O3, thay đổi tốc độ khuấy từ 25 140 v/p đến 312 v/p, nhiệt độ mạ 40C, mật độ dòng điện 5A/dm2 Bảng 2.2 Độ cứng tế vi lớp mạ Ni-Al2O3, thay đổi mật độ dòng 25 điện: 3A/dm2, 5A/dm2, 7A/dm2, nhiệt độ mạ 40C, tốc độ khuấy 210 v/p Bảng 2.3 Độ cứng tế vi lớp mạ Ni-Al2O3, thay đổi nhiệt độ mạ 26 35C, 40C, 45C, 50C, mật độ dòng điện 5A/dm2, tốc độ khuấy 210 v/p Bảng 2.4 Chiều dày lớp mạ phụ thuộc vào thời gian mạ 37 Bảng 3.1 Hệ số ma sát chi tiết mạ Ni thông thường 51 Bảng 3.2 Hệ số ma sát chi tiết mạ tổ hợp composite NiAl2O3 Hệ số ma sát chi tiết mạ Ni thông thường 51 Bảng 3.3 52 ngâm dung dịch ăn mòn cao Bảng 3.4 Bảng hệ số ma sát chi tiết mạ tổ hợp composite 52 Ni-Al2O3 ngâm dung dịch ăn mòn cao Bảng 3.5 Kết đo mịn đương kính đầu chày 68 DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ Số hiệu Hình 1.1 Tên hình vẽ sơ đồ Sơ đồ bố trí thiết bị mạ điện Hình 1.2 Sơ đồ mô tả chế hạt cứng tham gia vào lớp mạ 15 Hình 2.1 Bể chứa dung dịch điện phân 21 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang Trang 14 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM Hình 2.2 Hệ thống gia nhiệt tự động đóng ngắt điện 21 Hình 2.3 Hệ thống khuấy học 22 Ảnh SEM hạt trung tính Al2O3 sử dụng thí nghiệm thành 23 Hình 2.4 phần hóa học qua phân tích EDX Hình 2.5 Ảnh SEM thể mức độ tham gia hạt Al2O3 vào lớp mạ 30 Hình 2.6 31 Hình 2.7 EDS phân tích bề mặt lớp mạ hình (b) (d) cho thấy Ni, Al2O3 Fe Ảnh chụp bề mặt lớp mạ với chế độ mạ – Nhiệt độ mạ 350C Hình 2.8 Ảnh chụp bề mặt lớp mạ với chế độ mạ – Nhiệt độ mạ 400C 32 Hình 2.9 Ảnh chụp bề mặt lớp mạ với chế độ mạ – Nhiệt độ mạ 450C 33 Hình 2.10 Ảnh chụp bề mặt lớp mạ với chế độ mạ – Nhiệt độ mạ 50 C Hình 2.11 Ảnh SEM mặt cắt ngang lớp mạ sau mạ 34 Hình 2.12 Hình 2.13 Ảnh SEM bề mặt phân tích EDX thành phần lớp mạ sau 2h mạ Ảnh SEM thể bám dính lớp mạ góc chi tiết 32 38 38 39 Ảnh SEM thể tham gia hạt cứng lớp mạ 41 Hình 3.1 Thiết bị đo hệ số ma sát CTM 49 Hình 3.2 Thực đo hệ số ma sát CTM 50 Hình 2.14 Hình 3.3: Thời điểm thực đo góc ma sát CTM Hình 3.4: Hình 3.5: Hình 3.6 Hình 3.7: Bộ khuôn dập thuốc 59 Kết cấu máy dập thuốc ZP 61 Cơ chế tác dụng lực lên khn 60 Máy dập ZP 31 67 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 50 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ công nghiệp giới, chi tiết máy phải làm việc điều kiện khắc nghiệt nhiệt độ, áp suất, tốc độ cao, chịu ảnh hưởng ma sát mài mòn lớn Do chi tiết máy sau gia công sử dụng kỹ thuật mạ nhằm nâng cao chất lượng bề mặt sử dụng ngày phổ biến Chúng dần thay cho chi tiết máy gia công truyền thống khơng có can thiệp cơng nghệ bề mặt hỗ trợ Những ưu việt chi tiết mạ như: có độ bền độ dai, khả chống va đập, chịu ăn mịn hóa học hay Ơxi hóa mơi trường….cao hẳn [1], [2], [3] Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, ngành cơng nghệ bề mặt nói chung kỹ thuật mạ không ngừng tiến phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội Kỹ thuật bề mặt nói chung kỹ thuật mạ nói riêng trở thành ngành kỹ thuật đầy tiềm Trong thập niên kỷ XXI, chuyển giao công nghệ, kỹ thuật mạ tiên tiến từ tập đoàn nước vào nước ta diễn mạnh mẽ Mặt khác giáo dục sau đại học nước công nghiệp phát triển kỹ thuật bề mặt phát triển nở rộ tạo nhiều hội nghiên cứu chuyên sâu cho học viên cao học Tuy nhiên thời điểm này, kỹ thuật mạ Việt Nam chủ yếu tập trung vào lĩnh vực mạ đơn thuần, tức mạ vật liệu dạng đơn chất mạ Niken, Crôm, …lên vật dụng [4],[5] Những cách mạ tăng khả chống ăn mòn vật liệu nhiên tính bề mặt lại bị ảnh hưởng xấu Mặt khác, chi tiết mạ dạng đơn chất có chất lượng bề mặt Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM b Chày c Chày Hình 3.4: Bộ khn dập thuốc b) Nguyên lý làm việc Sơ đồ lắp khn hính dáng, kết cấu máy dập viên ZP 31 hình 3.5 Khi máy làm việc, mân quay mang theo 31 khuôn quay theo, cấu cam cam làm nhiệm vụ tạo chuyển động lên xuống cho chày chày Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 59 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM Bánh nén Viên thuốc Cam rút chày a Kết cấu chung máy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 60 b Vị trí làm việc khn http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM Cơ cấu cấp bột thuốc Mâm quay Bàn gạt Chày c Hình ảnh phần kết cấu máy Hình 3.5: Kết cấu máy dập thuốc ZP 31 Tại vị trí bàn gạt, chày nâng lên vị trí cao nhất, chày hạ xuống vị trí thấp nhất, bột thuốc cấp vào lỗ cối định lượng ví trí chày bàn gạt Đến vị trí nén, cấu cam đưa chày đến vị trí thấp nhất, chày đến vị trí cao hệ thống bánh nén ép lên phần đuôi chày tạo nên lực nén Việc điều chỉnh lực nén nhờ trục lệch tâm đỡ vào lỗ bánh nén Khi mâm quay đưa khn đến vị trí đầu bàn gạt, gạt gạt viên khỏi cối trôi đến vị trí hứng sản phẩm Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 61 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM 3.2.3 Cơ chế tác dụng lực dạng hỏng khuôn Sơ đồ thành phần lực tác động vào khn hình 4.3 Viên thuốc Hình 3.6 Cơ chế tác dụng lực lên khn Phân tích yếu tố tác động đến đầu chày hình 4.3 Dưới tác dụng lực nén P (thường từ 12 – 25 KG/cm2 tùy loại viên) đầu chày chịu tác dụng thành phần lực yếu tố khác sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 62 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM - Phản lực pháp tuyến phân bố bề mặt chày, tổng hợp lực ta thành phần phản lực Q Lực Q làm cho toàn chày bị nén dọc trục làm cho đầu chày bị biến dạng theo phương ngang gây ma sát đầu chày cối gây mòn học phần mặt đầu chày - Phản lực pháp tuyến N biến dạng đầu chày sai số lắp ráp làm cho đầu chày chà sát vào bề mặt cối tạo lực ma sát F = N.f (f hệ số ma sát) F gây mịn học phần mặt ngồi đầu chày - Thành phần hóa chất bột thuốc gây ăn mịn hóa học bề mặt mặt ngồi chày Q trình ăn mịn xẩy khốc liệt, đặc biệt loại hóa chất có tính axis Ngồi thành phần bột thuốc cịn có thành phần gây độ mòn học lớn (các rơi senlulo loại đông dược – dập viên Xuyên tâm liên, Berberin độ mòn học sợi gây lớn nhiều so với độ mòn ma sát , thường tuổi bền khuôn dập loại viên 30 – 55% so với viên khác) - Ngồi yếu tố cịn nhiều yếu tố khách quan chủ quan khác gây hỏng khuôn Kết tương tác sẻ gây dạng hỏng khuôn sau: - Chày bị chùn (đặc biệt phần đầu chày) – Hậu là giảm độ nén viên, gây độ không đồng khối lượng viên; - Bị mài mòn ăn mịn khốc liệt phần đường kính ngồi đầu chày, đặc biệt phần giao tuyến mặt đầu mặt – hậu làm cho viên có nhiều ba via, làm tăng nhiễm thành phần Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 63 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM kim loại vào thành phần thuốc, làm thất thoát bột thuốc, làm giảm chất lượng làm xấu viên; - Bị ăn mòn mài mòn phần mặt đầu chày – Làm giảm chất lượng bề mặt thuốc, làm tăng nhiễm thành phần kim loại vào thành phần thuốc; 3.2.4 Yêu cầu kỹ thuật khuôn Xuất phát từ điều kiện làm việc trên, khuôn dập cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau: - Đảm bảo độ cứng, tính chống mài mòn, thường phải đạt độ cứng HRC = 57 – 61; - Đảm bảo độ bền, độ dẻo; - Đảm bảo tính chống ăn mịn hóa học cao; - Đảm bảo độ xác kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan, nhám bề mặt.v.v a Các giải pháp nâng cao chất lƣợng khuôn Để nâng cao chất lượng khuôn có giải pháp sau: - Lựa chọn vật liệu chế độ nhiệt luyện: sử dụng số loại sau: + Thép Y8A, Y9A: loại thép có ưu điểm độ thấm tơi thấp nên đảm bảo độ dẻo, dai phần lõi chày, đảm bảo độ cứng mặt (HRC = 56 – 62), tính gia cơng tốt, rẻ tiền Tuy nhiên loại có nhược điểm độ chống mài chống ăn mịn thấp, tơi phải làm nguội qua mơi trường nên chất lượng sau tơi khó ổn định; Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 64 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM + Thép 9XC: Loại thép có ưu điểm độ cứng cao ((HRC = 56 – 64), độ chống mài mòn, độ dẻo chấp nhận được, dễ gia công, giá vật liệu vừa phải nên giá thành khn hợp lý Tuy nhiên cịn số nhược điểm bề mặt dễ bị C tơi; + Thép X12M: loại thép đáp ứng tốt yêu cầu tính chất lý có nhược điểm lớn giá vật liệu cao, khó gia cơng tinh mài nên giá thành khuôn cao - Nâng cao chất lượng gia công cắt gọt, đặc biệt gia công tinh sau nhiệt luyện; - Nâng cao chất lượng bề mặt khuôn biện pháp công nghệ bề mặt như: + Mạ Cr, Ni lên bề mặt – biện pháp nâng cao chất lượng khuôn lên đáng kể; + Mạ Composite tổ hợp Cr, Ni, giải pháp nâng cao đáng kể chất lượng khuôn so với công nghệ mạ Cr, Ni thông thường b Lựa chọn loại viên thuốc để thử nghiệm Nhóm tác giả đại diện Cty Dược phẩm Hà Tĩnh thỏa thuận trí chọn khn để thử nghiệm khn dập viên Vitamin C 9 có hàm lượng 10mg Đây loại viên khó dập cơng nghệ dập viên có tính ăn mịn cao cần lực dập lớn (vì hạt yêu cầu độ ẩn thấp để chống viên bị chuyển màu vàng bảo quản) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 65 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM Để dập loại viên này, theo tính toán từ kinh nghiệm thực tế, chọn chế độ lắp chày lỗ cối ; Dự kiến chiều dày lớp mạ 50 m, để đảm bảo khe hở ban đầu dung sai phần đầu chầy chế tạo c Kết luận Từ nghiên cứu trên, thấy việc lựa chọn phương án nâng cao chất lượng khuôn dập sau: - Lựa chọn vật liệu chế tạo thép 9XC, gia cơng khí nhiệt luyện khuôn đảm bảo tất yêu cầu kỹ thuật; - Nâng cao tính chống mài mịn, chống ăn mịn đầu chày (phần làm việc quan trọng nhất) cách mạ Composite tổ hợp dùng hạt cứng Al2O3 Ni (không mạ lỗ cối) Ưu điểm bật phương án là: thép 9XC đáp ứng yêu cầu lý tính, dễ gia cơng Việc mạ tổ hợp cần thực với phần diện tích nhỏ đầu chày nâng cao tính chống mịn, chống ăn mòn nên nâng cao tuổi thọ dụng cụ, giá thành khuôn hợp lý, quan trọng chống nhiễm thành phần kim loại vào thành phần thuốc 3.2.5 Quy trình thử nghiệm a Quy trình - Thiết bị: sử dụng máy dập ZP 31 Trung quốc sản xuất hình 1.6 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 66 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM Hình 3.7: Máy dập ZP 31 - Bộ khuôn: Sử dụng 20 khuôn mạ Composite tổ hợp 11 khuôn mạ Ni thông thường lắp đồng thời máy (Máy ZP 31 lắp 31 khuôn đồng thời) - Chọn loại viên dập: dập viên Vitamin C 9 có hàm lượng 10 mg Chế độ dập: + Tốc độ quay mâm quay: 30v/ph + Lực dập: P = 17,5 – 18 KG/dm2 + Năng suất dập máy: 55.800 viên/giờ, suất dập khuôn 1800 viên/giờ (Định mức quy định tuổi thọ trung bình cho khn ngành Dược 1.000.000 viên/ bộ) b Đánh giá kết Chỉ tiêu đánh giá, nghiệm thu: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 67 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM - Đánh giá trực tiếp thông qua tiêu nghiệm thu chất lương viên thuốc như: hình thức viên, độ bóng bề mặt viên, độ ba via, độ nén, độ rã , trọng lượng viên trung bình, độ đồng viên tiêu hóa lý khắt khe theo tiêu chuẩn ngành Dược cán kỹ thuật chuyên ngành dược Cty đảm nhiệm - Đánh giá tiêu khí thơng qua độ mịn, tuổi thọ khn cán kỹ thuật nhóm đề tài đảm nhiệm c Quy trình đánh giá Đánh giá chất lượng viên nhóm khn dập sau khi: d Máy chạy ổn định; e Chất lượng viên theo giõi liên tục, độ mòn đo sau 100 làm việc f Kết + Độ mòn đầu chày Thứ nguyên: m Bảng 3.5 Kết đo mòn đương kính đầu chày Số lần đo Mạ Ni 11 14 25 27 Mạ tổ hợp 11 16 10 11 12 13 31 34 36 - - - - 19 24 26 30 32 33 39 + Đánh giá Kết hợp hai tiêu chất lượng viên thuốc độ mòn đầu chày, nhóm nghiệm thu trí đánh giá: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 68 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM + Bộ khuôn mạ thông thường đạt tuổi thọ trung bình 800 – 850 làm việc tương đương 1.500.000 v/bộ + Bộ khuôn mạ Coposite tổ hợp đạt tuổi thọ trung bình 1200 – 1250 tương đương : 2.175.000 v/bộ, tăng 1,45 lần + Bề mặt lớp mạ màu bền, đẹp 3.2.7 Kết luận phần Qua thí nghiêm phần chứng minh cho tính ưu việt mạ tổ hợp composite so với mạ đơn chất thông thường trước ảnh hưởng mơi trường ăn mịn - Giảm đáng kể hệ số ma sát chi tiết mạ tổ hợp composite Ni- Al2O3, môi trường với chất ăn mòn mạnh axit muối lớp mạ composite Ni- Al2O3 thể khả giảm ma sát mài mịn - Các khuôn mạ Composite tổ hợp Ni- Al2O3, nâng cao chất lượng cách đáng kể đến 1,45 lần Tuy nhiên cần có thêm nghiên cứu để đánh giá xác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 69 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM PHẦN – KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN Các kết thí nghiệm thực cặp bể mạ có dung tích 0,5 m3, 60 dm3 Hai hệ thống gia nhiệt khống chế nhiệt từ động từ 0C - 100C với độ phân giải 0,1C Hệ thống khuấy thay đổi tốc độ khuấy vô cấp từ 100 v/p đến 500 v/p Hệ thống điều khiển dịng điện mạ với: - Cơng suất 18 KVA - Điện áp - 24V – 20V - Imax = 600 A 400 A - Bộ tần số thay đổi vô cấp từ KHz – 10 KHz Kết nghiên cứu ban đầu cho thấy mật độ hạt Al2O3 tham gia vào lớp mạ giảm tăng kể tăng tốc độ khuấy từ 140 v/p đến 175 v/p Độ cứng tế vi lớp mạ cao gấp 1,4 lần so với độ cứng tế vi lớp mạ Ni thông thường tốc độ khuấy 175 v/p Kết nghiên cứu ban đầu cho thấy mật độ hạt tham gia vào lớp mạ tăng đáng kể trở nên đồng tăng tốc độ khuấy từ 140 v/p đến 245 v/p Độ cứng tế vi lớp mạ cao gấp 1,8 lần so với độ cứng tế vi lớp mạ Ni thông thường tốc độ khuấy 235 v/p Khi tăng vận tốc khuấy tượng vón cục giảm đáng kể ngun nhân làm tăng độ cứng tế vi lớp mạ Mật độ dịng điện sử dụng khơng nên lớn A/dm2 để giữ cho lớp mạ không bị rạn nứt Để tăng khả chống mòn bề mặt tiếp xúc làm việc mơi trường ăn mịn, tăng độ cứng tế vi lớp bề mặt giải pháp hữu hiệu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 70 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM Thay đổi thông số trình mạ tốc độ khuấy, mật độ dòng điện, nhiệt độ mạ dẫn đến thay đổi đáng kể độ cứng tế vi lớp mạ composite Ni-Al2O3 Ni-TiO2 Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến độ cứng tế vi lớp mạ composite (có thể tăng độ cứng đến 125%) sau tốc độ khuấy mật độ dịng điện (có thể tăng độ cứng đến 86%) Đây kết có ý nghĩa to lớn việc nâng cao khả chống mòn bề mặt tiếp xúc Chiều dày lớp mạ có ý nghĩa to lớn khả chống mòn ăn mòn lớp điều kiện ma sát, mòn ăn mòn cao Các kết thí nghiệm chiều dày lớp mạ đạt tới khoảng 80-90 m, khả bám dính lớp mạ lên thấp lớp mạ bắt đầu bong khỏi tích lũy ứng suất dư lớp mạ vượt liên kết lớp mạ thép hợp kim qua Các hạt Al2O3 phân bố tương đối đồng theo chiều dày lớp mạ Ở góc chi tiết lớp mạ Al2O3 liên kết với tốt Các chi tiết máy mạ tổ hợp composite Ni- Al2O3 có hệ số ma sát giảm đáng kể so với chi tiết mạ đơn chất Ni, mơi trường với chất ăn mịn mạnh axit muối Các khuôn mạ Composite tổ hợp nâng cao chất lượng cách đáng kể Tuy nhiên, cần có thêm nghiên cứu để đánh giá xác Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 71 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dufour, Jim (2006) “An Introduction to Metallurgy”, 5th ed Cameron [2] Mohler, James B (1969) “Electroplating and Related Processes” Chemical Publishing Co ISBN 0-8206-0037-7 [3] Trương Ngọc Liên “Điện hóa lí thuyết” Nhà xuất khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2000 [4] Trần Minh Hoàng “Mạ điện” Nhà xuất khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2001 [5] Trần Minh Hoàng, Nguyễn Văn Thanh, Lê Đức Tri “Sổ tay Mạ điện” Nhà xuất khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2002 [6] Todd, Robert H.; Dell K Allen and Leo Alting (1994) "Surface Coating" Manufacturing Processes Reference Guide Industrial Press Inc ISBN 0-8311-3049-0 [7] R C AGARWALA and VIJAYA AGARWALA “Electroless alloy/composite coatings”; Metallurgical and Materials Engineering Department, Indian Institute of Technology, Roorkee 247- 667, India [8] Indira Rajagopal, “Composite Coatings, Surface Modification Technologies” Marcel Dekker, Inc, New York, 1989 [9] M Surender, B Basu, “Wear characterization of electrodeposited NiWC composite coatings”, Tribology International 37, 743-749, 2004 [10] M Molina, R A Saravanan, J Narciso; “Surface modification of aluminium alloy Al2O3” Materials Science and Engineering; 299-306, 2004 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 72 http://www.lrc-tnu.edu.vn Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành CNCTM [11] Kuo S L; “Effect of Nickel Ion Concentration on Ni/Al2O3 composite coatings”; Journal of Chinese Insititute of Engineers, Vol 28, No.1, pp.1-8; 2005 [12] B Muller and H Ferkel; “Al2O3- nanoparticle distribution in plate nickel composite films”; Nanostructured Materials, Vol 10, No.8, pp.12851288; 1998 [13] Jan Steinbach an Hans Ferkel; “Nanostructured Ni-Al2O3 film prepared by DC and Pulsed DC Electroplating”; Scripta mater, 44, 1813-1816, 2001 [14] M E Bahrololoom, R Sani; “The influence of pulse plating parameter on the hardness” Surface and coatings technology, 192, 154-163, 2005 [15] Hovestad A, Jansen L.J.J, “Electrochemical Co-deposition of Inert Particles in a Metallic Matrix” Journal of Applied Electrochemistry, Vol 25, pp.1-8; 2005 [16] Hovestad A, Janssen L.J.J., “Electrochemical Co-deposition of Inert Particles in a Metallic Matrix”, Journal of Applied Electrochemistry, Vol 25, pp 519-527, (1995) [17] Shi L, Sun C, Gao P., “Mechanical Properties and Wear and Corrosion Resistance of Electrodeposited Ni-Co/SiC Nanocomposite Coatings”, Applied Surface Science, Vol 252, pp.3591-3599, (2006) [18] Benea L, Varsanyi M L, Maurin G., “The Electrolytic Co-deposition of Zerconium Oxide Particles with Nikel”, the Annal of University of Galaty, (2003) [19] Phan Quang Thế, Nguyễn Đăng Bình; “Ma sát mịn mơi trơn kỹ thuật”; Nhà xuất khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2006 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trang 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn ... 2.4 Chi? ??u dày lớp mạ phụ thuộc vào thời gian mạ 37 Bảng 3.1 Hệ số ma sát chi tiết mạ Ni thông thường 51 Bảng 3.2 Hệ số ma sát chi tiết mạ tổ hợp composite NiAl2O3 Hệ số ma sát chi tiết mạ Ni thông... lớp mạ composite Ni -Al2O3 2.3 Kết luận phần 41 PHẦN – NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU MA SÁT MÀI MÒN CỦA CHI TIẾT ĐƢỢC MẠ Ni -Al2O3 3.1: Chế tạo thiết bị ma sát trượt: 44 44 3.1.1 Thiết bị mặt phẳng nghiêng... là: ? ?Nghiên cứu khả làm việc chi tiết mạ Composite Al2O3- Ni điều kiện ma sát trượt môi trường ăn mịn” Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân hướng dẫn PGS.TS Phan Quang Thế tham khảo