III. ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn
4.3.1.Thiết bị thớ nghiệm
2. ý nghĩa thực tiễn
4.3.1.Thiết bị thớ nghiệm
Thiết bị thớ nghiệm gồm bể mạ (hỡnh 4.3.1) và nguồn ủiện mạ (hỡnh 4.3.2).
Dung dịch mạ kẽm cú cỏc thành phần như sau: ZnCl2 - 33g/l; NH4Cl - 220 g/l; H3BO3 - 30g/l .
Kẽm clorua (ZnCl2) : Hàm lượng kẽm clorua ảnh hưởng ủến chất lượng lớp mạ. Nếu hàm lượng kẽm clorua quỏ cao làm giảm phõn cực katụt, lớp mạ thụ. Nếu hàm lượng kẽm clorua quỏ thấp, khả năng phõn bố kộm, mật ủộ dũng ủiện katụt bộ, tốc ủộ mạ chậm, hiệu quả thấp.
Hỡnh 4.2.1. Trục vớt mỏy ộp dầu
a - trục cũ; b - trục chế tạo mới
a)
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 61
Hỡnh 4.3.2. Nguồn ủiện mạ thớ nghiệm
Amon clorua (NH4Cl) : Hàm lượng amon clorua phạm vi rộng 200-300 g/l, là muối dẫn ủiện và là loại chất tạo phức. Hàm lượng cao tăng khẳ năng dẫn ủiện, khả nằng phõn bố tốt. Nếu quỏ cao 300 g/l thỡ muối kết tinh, ảnh hưởng ủến chất lượng lớp mạ. Hàm lượng nhỏ hơn 200 g/l, lớp mạ thụ, ủộ búng kộm. Vỡ vậy phải khống chế trong phạm vi từ 250 g/l là thớch hợp.
Axit Boric (H3BO3): là chất ủệm ổn ủịnh ủộ pH, duy trỡ hàm lượng quy ủịnh.
4.3.2. Thớ nghiệm mạ kẽm trờn trục vớt
a) Thớ nghiệm lựa chọn chếủộ mạ (Cường ủộ dũng ủiện và thời gian mạ) - Thớ nghiệm 1
Quy trỡnh mạ thớ nghiệm: Tẩy gỉ (cơ học
và húa học); rửa; tẩy dầu
mỡ; rửa; hoạt húa; hoạt húa; mạ. 1 2 3 4 5 6 7 7 8 7 9 10 Hỡnh 4.3.1. Bể mạ
1-Bể ngoài (chứa nước gia nhiệt); 2-Bể trong (chứa dung dịch mạ); 3-Van xả
nước gia nhiệt; 4-Van xả dung dịch mạ (khi mạ ngoài bể); 5-Bộ phận cung cấp nước gia nhiệt; 6-Bộ phận hỳt khớ ủộc; 7-Cỏc thanh(4 thanh) treo cực dương (anốt); 8-Thanh treo chi tiết mạ (katốt); 9-Cực dương; 10-Giỏ ủỡ thanh treo (giỏ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 62
a)
Chỳng tụi tiến hành cỏc thớ nghiệm sau:
Thớ ngiệm lần 1 (Ký hiệu mẫu: 1)(hỡnh 4.3.3): Cường ủộ dũng ủiện: I
= 15 A; Thời gian mạ: t = 15 phỳt.
Thớ ngiệm lần 1' (Ký hiệu mẫu: 1'): Cường ủộ dũng ủiện: I = 6,5 A; Thời gian mạ: t = 10 phỳt.
Thớ ngiệm lần 1'' (Ký hiệu mẫu: 1''): Cường ủộ dũng ủiện: I = 6,5 A; Thời gian mạ: t = 15 phỳt.
1
2
Hỡnh 4.3.3. Thớ nghiệm mạ lần 1
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 63
Kết quả cỏc lần mạ cho ở hỡnh 4.3.4. Qua hỡnh 4.3.4 thấy chi tiết mạ ở thớ nghiệm 1'' (I = 6.5A, t = 15ph) cho lớp mạ ủẹp nhất. Chỳng tụi chọn chế ủộ mạ này cho cỏc thớ nghiệm tiếp theo.
b) Thớ nghiệm ứng dụng bảng chắn phi kim ủể nõng cao ủộ ủồng ủều lớp mạ (mạ lần 2)
Mẫu mạ 1'' (hỡnh 4.3.4) chỉ sử dụng 4 anốt (khụng cú bảng chắn phi kim hay katốt phụ). Chỳng tụi ủo ủộ ủồng ủều lớp mạ của mẫu này (hỡnh 4.3.5) ủể làm kết quả ủối chứng với trường hợp khụng sử dụng bảng chắn phi kim.
Cỏch ủo: Vị trớ ủo gồm 17 mặt cắt ngang (từ 1; 2; 23;...; 9; 10) và 4 ủường sinh (M1; M2; M3; M4). Ở mỗi vị trí đo, đo 3 lần sau đó lấy giá trị trung bình.
Kết quả ủo cho ở bảng 4.3.1.
Cỏch tớnh cỏc hệ số ủược trỡnh bày ở chương 2.
Hỡnh 4.3.4. Kết quả mạủể chọn chếủộ (cường ủộ dũng ủiện I và thời gian t)
a) Mạ lần 1: I = 15A, t = 15ph; b) Mạ lần 1': I = 6,5A, t = 10ph; c) Mạ lần 1'': I = 6,5A, t = 15ph
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 64
Bảng 4.3.1. Bề dầy lớp mạ khi mạ lần 1(mẫu 1''-mạ khụng cú bảng chắn phi kim hay katốt phụ
Mặt 1 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 89 9 10
M1 11,5 16,8 30,2 16,5 29,7 15,9 31,2 16,4 30,7 16,9 30,5 15,7 29,7 15,9 30,1 15,7 31,2 M2 11,7 17,1 31,1 16,1 30,1 16,1 30,6 16,1 30,4 16,2 31,0 15,9 29,8 15,7 31,0 15,6 30,7 M3 12,1 16,7 29,8 16,0 29,8 16,2 31,1 15,9 31,1 16,4 30,2 15,6 29,7 15,6 30,4 16,1 30,1 M4 11,8 17,0 31,2 16,3 30,2 16,5 30,8 16,3 30,5 16,7 30,1 16,0 29,6 15,8 30,7 15,9 30,4
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 65
Kết quả mạ lần 1 (mẫu 1"): h1max = 31.2 àm; h1min = 11.5 àm; h2TB =22.6 àm;
K1 = h1max / h 1min = 2.71 K1TB = h 1min / hTB = 0.51 1 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 89 9 10 A A A-A M M M 1 2 4 4.3.5. ðo bề dày lớp mạ kẽm a - sơủồ cỏc vị trớ ủo; b - cỏch ủo
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 66
ðể nõng cao ủộ ủồng ủều của lớp mạ cú thể sử dụng phương phỏp dựng bảng chắn phi kim. Bảng chắn phi kim cú tỏc dụng làm cho từ trường giữa bề mặt anốt và katốt (chi tiết phõn bố ủều hơn) dẫn ủến lớp mạ ủều hơn.
Ở ủõy bảng chắn phi kim chỳng tụi sử dụng là ống nhựa Ф110 ủược cắt những chỗ ủối diện với phần lừm của trục vớt, phần cũn lại ủối diện với phần ủỉnh răng của trục vớt (hỡnh 4.3.6a), phần này cú tỏc dụng ngăn cản dũng ủiện làm cho mật ủộ dũng ủiện ở phần ủỉnh răng nhỏ hơn. Kết quả mạ với bảng chắn phi kim cho ở hỡnh 4.3.7. Mẫu mạ cũng ủược ủo bề dầy lớp mạ tương tự như mẫu khụng dựng bảng chắn phi kim (Mẫu 1''). Kết quả ủo cho ở bảng 4.3.2.
Kết quả mạ lần 2 (cú bảng chắn phi kim - tử bảng 4.3.2) như sau:
h2max = 26.3 àm; h2min = 11.7àm; h2TB = 20.4 àm;
K2 = h2max / h 2min = 2.25
K2TB = h2min / h2TB = 0.57
Hỡnh 4.3.6. Bảng chắn phi kim
a - Bảng chắn phi kim; b - Chi tiết mạ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 67
c) Thớ nghiệm ứng dụng katốt phụ ủể nõng cao ủộ ủồng ủều lớp mạ (mạ lần 3) Mặt 1 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 89 9 10 M1 12,5 15,8 25,8 16,3 26,1 15,9 25,8 16,1 25,8 15,9 25,5 15,6 25,7 15,7 25,6 15,5 25,8 M2 11,7 16,1 26,1 16,1 26,2 16,3 26,0 16,2 25,6 16,2 25,8 15,5 25,9 15,5 26,1 15,4 25,6 M3 12,2 16,7 26,0 15,7 25,9 16,2 25,9 15,9 25,9 16,2 25,7 15,8 26,1 15,6 26,3 16,1 25,5 M4 11,9 16,0 25,9 16,3 26,3 16,4 26,1 16,3 25,7 16,3 26,1 16,1 26,3 15,8 25,9 15,7 26,0 Hỡnh 4.3.7. Mạ lần 2( Mạ cú bảng chắn phi kim)
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 68
ðể nõng cao ủộ ủồng ủều lớp mạ cũn cú thể sử dụng katốt phụ.
Ka tốt phụ chỳng tụi sử dụng ở ủõy là 4 dõy ủiện cứng tạo thành một "lồng" bao quanh chi tiết mạ, chỗ ủối diện với ủỉnh răng vỏ dõy ủiện ủược cắt ủể hở dõy ủiện (hỡnh 4.3.8). Khi mạ phần hở này ủược coi như một katốt phụ và sẽ ủược mạ dẫn ủến lớp mạ trờn ủỉnh răng sẽ mỏng hơn.
Kết quả mạ với bảng chắn phi kim cho ở hỡnh 4.3.9. Mẫu mạ cũng ủược ủo bề dầy lớp mạ tương tự như mẫu khụng dựng bảng chắn phi kim (Mẫu 1''). Kết quả ủo cho ở bảng 4.3.3. Hỡnh 4.3.8. Katốt phụ a - Katốt phụ; b - Chi tiết lắp với katốt phụ. 1 - Chỗ cắt ủể hở dõy ủiện; 2 - Chỗ nối với chi tiết. a) b) 1 2
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 69
Bảng 4.3.3. Bề dầy lớp mạ khi mạ lần 3 (Mạ cú katốt phụ)
Mặt 1 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 89 9 10 M1 11,6 13,8 23,9 14,4 25,1 13,9 24,2 14,4 24,7 13,9 24,5 13,1 24,7 13,4 24,1 13,7 23,2 M2 11,7 13,5 24,1 14,2 24,1 14,1 2,36 15,1 24,4 13,2 25,0 14,3 23,3 13,5 24,0 13,6 24,7 M3 12,1 13,9 23,7 14,6 24,5 14,2 25,1 15,2 25,1 14,4 24,2 14,2 24,7 14,2 24,4 14,1 24,1 M4 11,8 14,1 24,2 15,0 23,5 14,5 23,8 14,3 25,2 14,7 24,1 14,0 23,6 13,8 23,7 13,9 24,4
Kết quả mạ lần 3 (cú katốt phụ - tử bảng 4.3.3) như sau:
h3max = 25.2 àm; h3min = 11.6àm; h3TB = 18.7 àm;
K3 = h3max / h 3min = 2.17
K3TB = h3min / h3TB = 0.62
d) Tổng hợp kết quả mạ kẽm trờn trục vớt
Tổng hợp kết quả nghiờn cứu mạ kẽm trong ba trường hợp: Mạ lần 1(mạ bỡnh thường); Mạ lần 2 (cú bảng chắn phi kim); Mạ lần 3 (cú Katốt phụ) cho ở bảng 4.3.4.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 70 Bảng 4.3.4. Tổng hợp kết quả mạ kẽm trờn trục vớt hmax hmin 1 N i i TB h h N = = ∑ ax min ax m h K h = TB min TB h K h = Mạ bỡnh thường 31.2àm 11.5àm 22.6àm 2.71 0.51 Mạ cú bảng chắn phi kim 26.3àm 11.7àm 20.4àm 2.25 0.57 Mạ cú katốt phụ 25.2àm 11.6àm 18.7àm 2.17 0.62 Từ bảng 4.3.4 cú một số nhận xột sau:
- Thụng qua K và KTB thấy rằng lớp mạ ủều nhất khi mạ cú katốt phụ (cú K nhỏ nhất và KTB lớn nhất) sau ủú ủến mạ cú bảng chắn phi kim và lớp mạ khụng ủều nhất khi mạ bỡnh thường (cú K lớn nhất và KTB nhỏ nhất). ðiều này chứng tỏ mạ với katốt phụ so với mạ bỡnh thường và mạ với bảng chắn phi kim.
- Chỗ mạ mỏng nhất trong cả ba trường hợp mạ khụng khỏc nhau nhiều nhưng chỗ mạ dầy nhất và chiều dầy lớp mạ trung bỡnh trong ba trường hợp khỏc nhau khỏ nhiều.
- Chiều dầy lớp mạ trung bỡnh trong trường hợp cú katốt phụ là nhỏ nhất sau ủú ủến mạ cú bảng chắn phi kim và lớn nhất khi mạ bỡnh thường. ðiều này cú thể do trờn katốt phụ cũng cú lớp mạ và bảng chắn phi kim làm giảm cường ủộ dũng ủiện mạ (như tăng ủiện trở của dung dịch mạ).