6. Kế hoạch thực hiện
3.6.1. Thiết bị thí nghiệm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hình 3.7: Máy đánh bóng soi tổ chức tế vi εcomet 250
Hình 3.8: Kính hiển vi quang học Hình 3.9:Cân điện tử Electronic Mode: WT3003NE Capacity: 300g
3.6.2.Hóa chất
Các hóa chất sử dụng cho quá trình soi tổ chức tế vi liệt kê trong bảng 3.1
Hóa chất HNO3 (2% )
(ml)
FeCl3 (ml)
Hàm lƣợng 200 100
Bảng 3.1 : Các loại hóa chất sử dụng cho quá trình soi tổ chức 3.6.3. Quá trình chuẩn bị đo mòn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Mẫu gồm có: Thép cácbon 9XC Ø100, dầy 4mm đem tôi rồi đo độ cứng. - Ram mẫu ở các chế độ khác nhau và đo đô cứng:
+ 2000C tổ chức nhận đƣợc là Mram độ cứng đạt 60 HRC + 3000 C tổ chức nhận đƣợc là trustit độ cứng đạt 50 HRC
+ 4500C tổ chức nhận đƣợc là xoocbit ram độ cứng đạt 43HRC - Mài, đánh bóng, Kiểm tra khối lƣợng các mẫu theo thƣ tự đánh dấu.
- Sau đó mang các mẫu trên đi mài trên thiết bị Máy đo độ mòn, sau mỗi lần mài ta đem đi soi tổ chức tế vi và đem kiểm tra khối lƣợng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
ĐỀ CƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tên đề tài:
“Đánh giá mòn của vật liệu làm chày dập thuốc viên sau khi nhiệt luyện”
Ngƣời hƣớng dẫn : PGS.TS. Phan Quang Thế
Học viên : Nguyễn Thu Thủy
Chuyên ngành : Công nghệ chế tạo máy
Đơn vị công tác : Trƣờng TC Nghề TN – TLĐLĐ VN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
3.6.4.Thực hiện đo mòn
- Làm sạch mẫu bằng cồn công nghiệp, sấy khô và cân khối lƣợng ban đầu của từng mẫu trên cân điện tử Electronic Mode: WT3003NE.
- Đặt chế độ trên Máy đo mòn: Tốc độ quay của đĩa gắn mẫu 60v/phút, Tổng số vòng quay mài mòn 01 mẫu là 1200 vòng.
- Gá lần lƣợt từng mẫu chắc chắn trên đĩa quay của máy đo mòn và thực hiện mài mòn theo chế độ đã chọn theo thứ tự từ mẫu 1 đến mẫu 3.
Hình 3.10 : Mẫu thép 9XC sau khi mài mòn
- Mẫu sau khi mài mòn đƣợc làm sạch lại bằng cồn công nghiệp, sấy khô và cân khối lƣợng của từng mẫu trên cân điện tử Electronic Mode: WT3003NE.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Mẫu Độ cứng (HRC) Khối lƣợng trƣớc khi mòn (g) Khối lƣợng sau khi mòn (g) Lƣợng mòn (g) 1 42-43 192.875 192.824 0.051 2 50-51 192.192 192.156 0.036 3 59-60 193.266 193.250 0.016
Bảng 3.2 Bảng đo khối lượng trước khi mòn và sau khi mài mòn
Từ kết quả thí nghiệm nhận thấy rằng, muốn chi tiết có chất lƣợng làm việc tốt, tuổi thọ cao thì việc xác định độ cứng và khả năng chống mài mòn là yếu tố quan trọng. Thép có độ cứng cao sẽ có tính chống mài mòn cao.
Từ đó tận dụng việc nâng cao độ cứng của thép sau tôi sẽ có ý nghĩa quan trọng.
3.6.6. Be mat của thép 9XC sau khi tiến hành đo mòn.
Mẫu 1: Độ cứng 59-60(HRC)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Mẫu 2: Độ cứng 50-51(HRC)
Trƣớc khi mài mòn Sau khi mài mòn
-Mẫu 3: Độ cứng 42-43(HRC)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Quan sát các bức ảnh chụp cấu tạo tế vi bề mặt làm việc của chi tiết sau khi mài mòn ta thấy bề mặt chi tiết có các vết trắng do quá trình chế tạo phôi ban đầu của vật liệu chi tiết không đồng đều và càng thuận lợi cho quá trình mòn xảy ra nhanh hơn. Các vết trắng này xen kẽ các vết đen là kết quả của cấu trúc tế vi các hạt tạo nên vật liệu chi tiết không đồng đều, dẫn đến mòn do cào xƣớc và do mòn dính, trong quá trình làm việc.Khi đó đỉnh các nhấp nhô của bề mặt đá tiếp xúc với bề mặt chi tiết và quá trình mòn của bề mặt chi tiết bắt đầu hình thành, các nhấp nhô bắt đầu xuất hiện khi quá trình mòn bề mặt chi tiết bắt đầu xảy ra. Quá trình mòn càng nhiều thì các vết trắng đen càng thuận lợi cho quá trình mòn xảy ra nhanh hơn. Từ các bức ảnh thể hiện rất rõ điều đó.
3.7. KẾT LUẬN CHƢƠNG III
Trong chƣơng này đã nghiên cứu về quá trình nhiệt luyện thép 9XC, tìm hiểu đƣợc về cấu chúc tế vi của thép 9XC sau khi nhiệt luyện, để từ đó thực hiện quá trình đo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
CHƢƠNG IV : KẾT QUẢ 4.1.Phân tích kết quả của quá trình làm thực nghiệm
Từ bảng số liệu đo đƣợc từ quá trình mòn mẫu ta lập đƣợc các đồ thị
biểu diễn mối quan hệ giữa lƣợng mòn của các mẫu thử nhƣ sau :
ĐỒ THỊ MÕN CỦA MẪU 1 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 20 40 60 80 100 Thời gian (Phút) K h ối lƣ ợ n g m òn (42-43 HRC) ĐỒ THỊ MÕN CỦA MẪU 2 0 0,05 0,1 0,15 0,2 20 40 60 80 100 Thời gian (Phút) K hối lƣ ợn g m òn (50-51 HRC)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐỒ THỊ MÕN CỦA MẪU 3 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 20 40 60 80 100 Thời gian (Phút) K hối lƣ ợn g m òn (59-60 HRC)
SO SÁNH KHỐI LƢỢNG MÕN CỦA 3 MẪU
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 20 40 60 80 100 Thời gian (Phút) K h oo (42-43 HRC) (50-51 HRC) (59-60 HRC)
Từ đồ thị biểu diễn lƣợng mòn của mẫu ta có nhận xét sau:
Đối với mẫu đem mài mòn với độ quay của đĩa gắn mẫu 60v/phút, Tổng số vòng quay mài mòn 01 mẫu là 1200 vòng thì từ đồ thị ta nhận thấy mẫu có độ cứng 42-43 HRC là có lƣợng mòn nhiều hơn so với các mẫu còn lại. Vì vậy muốn chi tiết có chất lƣợng làm việc tốt , tuổi thọ cao, việc xác định đúng độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn là yếu tố quan trọng.Thép có độ bền, độ cứng cao sẽ có tính chống mài mòn cao.Nhƣ vậy xác định đúng độ cứng làm việc của chi tiết, tận dụng tuyệt đối việc nâng cao độ cứng của thép sau tôi sẽ có ý nghĩa quan trọng trong việc tăng tuổi thọ của chi tiết.
Mặt khác tuổi thọ của chi tiết còn phụ thuộc vào tính chống mài mòn, điều này còn phụ thuộc vào lƣợng cacbit. Thép có lƣợng cacbit nhỏ mịn phân bố nhiều thì có tính chống mài mòn cao. Nhƣ vậy ngoài việc chọn độ cứng phù hợp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
còn phải chọn chế độ sử lí nhiệt sao cho trong tổ chức của nó có nhiều cacbit nhỏ mịn phân bố đều.
Với độ cứng 60HRC ứng suất đã đƣợc khử triệt để, với nhiều cacbit nhỏ mịn, phân bố đều sẽ cho chi tiết có độ cứng, độ dai, khả năng chống mài mòn
4.2. Kết luận
+ Khi ram 4500C tổ chức nhận đƣợc là xoocbit ram độ cứng đạt 43HRC ta thấy tổ chức là nền của Aumentit và trên sơ đồ nhám thì khoảng cách giữa các đỉnh và các đáy của các nhấp nhô tế vi khi mài dao động nhiều hơn, số lƣợng nhấp nhô tế vi có khoảng cách giữa đỉnh và đáy lớn ít hơn vì vậy bề mặt mài sẽ mòn nhanh hơn.
+ Khi ram ở 3000C tổ chức nhận đƣợc là trustit độ cứng đạt 50HRC ta thấy trền nền vật liệu có đen xen các vết trắng và đen nhƣng thành phần mactenxit vẫn nhiều hon cementit và khoảng cách đỉnh các nhấp nhô dao động ít hơn vì vậy mà ở chế độ ram này ta thấy chi tiết bị mài mòn ít hơn so với ở 4500C
+ Khi ram ở 2000C tổ chức nhận đƣợc là Mram độ cứng đạt 60 HRC từ ảnh tổ chức hạt và đồ thị nhám ta thấy nền vật liệu chủ yếu là mactenxit và có một ít là cementit. Khoảng cách giữa các đỉnh và các đáy của các nhấp nhô tế vi khi mài dao động không đáng kể, số lƣợng nhấp nhô tế vi có khảng cách giữa đỉnh và đáy lớn nhiều hơn vì vậy bề mặt mài sẽ mòn ít và chậm hơn.Do đó làm tăng độ bền mài mòn, tăng khả năng chống ăn mòn hóa học và tăng độ bền mỏi.Trên bề mặt mài không thấy xuất hiện vết nứt nhƣ vậy sự ổn định về chất lƣợng bề mặt gia công và khả năng làm việc sẽ cao hơn.
4.3. Kết luận chung
Trong đề tài này tác giả đã nghiên cứu khảo sát và đạt đƣợc kết quả nhƣ sau:
Nghiên cứu tìm hiểu tổng quan các lý thuyết về mòn, các cơ chế mòn nhƣ: Mòn do dính, mòn do cào xƣớc, mòn do biến dạng dẻo, mòn do cào xƣớc bằng nút tách, mòn do va chạm của hạt cứng, mòn do mỏi, mòn hóa học.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Nghiên cứu tìm hiểu về quá trình nhiệt luyện, tính chất, đặc điểm của quá trình nhiệt luyện.
- Trên cơ sở lý thuyết về mòn tác giả đã tìm hiểu về cơ chế mài mòn của chày dập thuốc, bằng các hình ảnh từ máy chụp kính hiển vi điện tử (1- 100)μm cho thấy cơ chế mài mòn của các bộ chày cối, từ đó thực hiện quá trình nhiệt luyện thép 9XC để đạt đƣợc các độ cứng khác nhau từ đó đánh giá đƣợc độ bền của chi tiết sau khi bị mài mòn.
Thực hiện quá trình đo mòn trên máy đo mòn để xác định ở độ cứng nào mòn xảy ra nhiều nhất.
Các kết quả đạt đƣợc cho ta thấy rằng công nghệ nhiệt luyện là một phƣơng pháp vô cùng quan trọng trong việc nâng cao khả năng chống mài mòn.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sự khác nhau giữa các phƣơng pháp sử lí nhiệt.Cơ tính của vật liệu đƣợc cải thiện rõ rệt, giới hạn bền tăng, độ cứng của vật liệu cũng tăng. Chế độ nhiệt luyện với áp lực cao của dầu đƣợc ứng dụng thành công tại công ty Z127 thuộc bộ quốc phòng.
Các kết quả đạt đƣợc cho thấy muốn chi tiết có chất lƣợng làm việc tốt , tuổi thọ cao, việc xác định đúng độ bền, độ cứng và khả năng chống mài mòn là yếu tố quan trọng. Thép có độ bền, độ cứng cao sẽ có tính chống mài mòn cao. Nhƣ vậy xác định đúng độ cứng làm việc của chi tiết, tận dụng tuyệt đối việc nâng cao độ cứng của thép sau tôi sẽ có ý nghĩa quan trọng trong việc tăng tuổi thọ của chi tiết.
4.4. Hƣớng nghiên cứu tiếp theo của đề tài.
Kết quả của đề tài chỉ dừng lại ở một chi tiết bị mài mòn của dây chuyền
sản xuất thuốc.Vì vậy cần đƣợc tiếp tục tiến hành nghiên cứu và khắc phục cho các chi tiết khác nhƣ cam dẫn chày… đồng thời đƣa ra các giải pháp công nghệ tiên tiến hơn tạo ra sự đồng bộ trong quá trình hoạt động của dây chuyền.Tác giả tin tƣởng công nghệ nhiệt luyện sẽ đƣợc ứng dụng rộng rãi không chỉ trong nghành công nghiệp dƣợc mà còn đƣợc ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn văn Bình, Phan Quang Thế (2006), “Một số vấn đề về ma sát,
mòn và bôi trơn trong kỹ thuật”Nhà xuất bản khoa học và công nghệ , Hà
nội.
2. Bành Tiến Long, Trần Thế Lực, Trần sỹ Túy (2001), “ Nguyên lý gia công vật liệu”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội.
3. Phan Quang Thế, Nguyễn Đăng Bình, (2005) “ Mòn khuôn ép gạch lát
nền ceramics và vấn đề thiết kế chế tạo khuôn”, tạp chí KH & CN số 50 4. Phan Quang Thế, Nguyễn Đăng Bình, Trƣơng Đức Thiệp (2008), “ Kỹ
thuật bề mặt và ứng dụng”,Tạp chí Khoa Học và Công Nghệ số 4(48) Tập
2< Hội thảo Khoa học Công nghệ toàn quốc, Công nghệ Vật Liệu và bề mặt, Bộ giáo dục và đào tạo- Đại Học Thái Nguyên
5. Phan Quang Thế, Nguyễn Đăng Bình, Trƣơng Đức Thiệp, Trần Đức Minh , và một số cộng sự (2008) “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ
tổ hợp kim loại composite coating, nhằm nâng cao chất lƣợng chi tiết làm việc trong điều kiện ăn mòn và ma sát cao”, Đề tài cấp quốc gia mã số KC.02.18/06-10
6. PGS.TS Phan Quang Thế, Th.S Nguyễn Thị Quốc Dung (2008), “Ảnh
hƣởng của vận tốc cắt đến mòn và cơ chế mòn dụng cụ gắn mảnh PCBN khi tiện tinh thép 9XC qua tôi”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các
trƣờng đại học (62).
7. Nguyễn Văn Tƣ (2008), “ Ăn mòn và bảo vệ vật liệu”, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 8. Lƣơng Anh Dân, (2009),“ Xác định độ tin cậy trên cơ sở mòn của chày
dƣới khuôn ép gạch ceramics” Luận văn Th.S kỹ thuật ĐHKTCN Thái Nguyên
9. La Văn Bình, Trần Thị Hiền, La Thái Hà (2007), “ Khoa học và công
nghệ vật liệu”, Nhà xuất bản Bách Khoa, Hà Nội.
10.Lê Văn Cƣơng (Trƣờng Đại học hàng hải), “Nhiệt luyện các chi tiết cỡ
lớn trong công nghiệp đóng tàu”, Tạp chí Khoa học và công nghệ số 4(48) Tập 2/Năm 2008
11.Đinh Bá Trụ, Trần Đức Hƣng, “ ứng dụng kỹ thuật nguội cƣỡng bức nâng cao chất lƣợng nhiệt luyện chi tiết lớn”, Tạp chí Khoa học và công
nghệ số 4(48) Tập 2/Năm 2008
12.Nguyễn Trung Cảng, “ sổ tay nhiệt luyện”, Trƣờng Đại học Bách Khoa Ha Nội (2006)
13.Hoàng Văn Huynh, “ Nâng cao chất lƣợng đầu dao cắt bánh răng côn
xoắn bằng phƣơng pháp hóa nhiệt luyện, phun phủ bề mặt”, Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên (2013)
14.Bùi Đức Việt, “ Đánh giá khả năng cắt của đá mài CBN khi mài thép X12M nhiệt luyện trên máy mài phẳng theo chỉ tiêu lực cắt”, Đại học kỹ
thuật công nghiệp Thái Nguyên (2011)
15.Phạm Văn Lành, “ Nghiên cứu áp dụng công nghệ nhiệt luyện chân không để nhiệt luyện các sản phẩm cơ khí chất lƣợng cao”, Đề tài khoa học và công nghệ số 240.08RD/HĐ-KHCN (2008)