III. ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn
2.2.2.Nghiờn cứu thực nghiệm
2. ý nghĩa thực tiễn
2.2.2.Nghiờn cứu thực nghiệm
Trục vớt trong cụng nghệ mạ cú thể ủược coi là một trong cỏc chi tiết cú hỡnh dỏng phức tạp, ủộ ủồng ủều lớp mạ sẽ khụng cao.
Các ph−ơng pháp kiểm tra lớp mạ
Có rất nhiều ph−ơng pháp kiểm tra đánh giá chất l−ợng lớp mạ: kiểm tra bề mặt ngoài lớp mạ, kiểm tra độ bám chắc của lớp mạ lên lớp nền, kiểm tra độ dày lớp mạ, kiểm tra độ bền ăn mòn, kiểm tra dung dịch mạ.
a - Kiểm tra bề mặt ngoài lớp mạ.
Trong các ph−ơng pháp kiểm tra thì ph−ơng pháp kiểm tra bề mặt ngoài lớp mạ th−ờng đ−ợc sử dụng nhất. Ph−ơng pháp này đơn giản, có thể dùng mắt để kiểm tra và phân loại. Chỉ có thể phân loại thành 3 loại: đạt chất l−ợng, phải làm lại và loại phế phẩm.
Chi tiết đạt chất l−ợng là loại chi tiết có bề mặt ngoài không có châm kim, điểm bong, gẫy, rỗ tối. Lớp mạ phải bóng, đẹp, có màu sắc phù hợp. Tuỳ theo yêu cầu mà có những quy định về chất l−ợng lớp mạ. Đối với chi tiết trang sức, chọn những chi tiết có bề mặt ngoài đẹp, bóng. Khi chọn những chi tiết bảo vệ chọn những chi tiết có tính năng chống gỉ phù hợp với yêu cầu.
Những chi tiết phải làm lại là những chi tiết có bề mặt lớp mạ không đạt yêu cầu, phải tẩy lớp mạ hỏng và mạ lại và loại không phải tẩy lớp mạ nh−ng phải gia công tiếp những nguyên công sau mạ nh− đánh bóng.
Những chi tiết phế phẩm là những chi tiết bị ăn mòn quá nhiều, chi tiết bị khuyết tật về cơ khí mà tr−ớc khi mạ không phát hiện ra.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 26
b - Kiểm tra độ bám chắc của lớp mạ.
Độ bám của lớp mạ không tốt chủ yếu do khâu chuẩn bị bề mặt không tốt. Ngoài ra độ gắn bám còn phụ thuộc vào thành phần dung dịch, chế độ làm việc, hệ số gi>n nở vì nhiệt của kim loại nền và kim loại mạ.
Để kiểm tra độ bám chắc của kim loại mạ lên kim loại nền ng−ời ta sử dụng các ph−ơng pháp sau :
+ Uốn cong chi tiết mà lớp mạ không bị bong là đạt yêu cầu. Thí nghiệm này đ−ợc tiến hành kiểm tra những chi tiết dạng tấm và những dây kim loại.
+ Mẫu mạ đ−ợc kẹp trên êtô, dùng dũa dũa đi cạnh lớp mạ, cho đến khi tạo thành góc 450 với bề mặt lớp mạ, kim loại nền lộ ra mà lớp mạ không bị bong.
+ Dùng dao nhỏ vạch ngang, dọc trên bề mặt chi tiết cho tới khi tới kim loại nền, số lần vạch cự ly vạch không hạn chế, quan sát lớp mạ không có hiện t−ợng bong.
+ Chi tiết mạ đ−ợc đ−a vào lò nung, gia nhiệt trong thời gian 0,5 – 1 giờ, sau đó làm nguội trong không khí hoặc ở nhiệt độ th−ờng, lớp mạ không bị bong ra và không bị rộp.
+ Thử độ gắn bám bằng cách chà sát, dũa… c - Kiểm tra độ dày lớp mạ.
Độ dày là nhân tố quan trọng để đánh giá chất l−ợng lớp mạ, độ dày ảnh h−ởng rất lớn đến độ bền sử dụng. Có hai ph−ơng pháp để đo độ dày của lớp mạ: ph−ơng pháp vật lý và ph−ơng pháp hoá học.
Ph−ơng pháp hoá học bao gồm những ph−ơng pháp nh−: ph−ơng pháp dòng chảy, ph−ơng pháp hoà tan, ph−ơng pháp nhỏ giọt, và ph−ơng pháp điện l−ợng.
Ph−ơng pháp vật lý bao gồm: ph−ơng pháp trọng l−ợng, ph−ơng pháp đo trên máy, ph−ơng pháp kim c−ơng.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 27
+ Ph−ơng pháp đo dòng chảy: một phần nhỏ lớp mạ trên chi tiết, d−ới tác dụng của dung dịch chảy với tốc độ nhất định bị hoà tan. Quan sát trực tiếp bằng mắt, khi lớp mạ hoà tan hết màu sắc kim loại bị thay đổi. độ dày lớp mạ đ−ợc tính toán bởi thời gian hoà tan lớp mạ trên bộ phận cần kiểm tra của chi tiết.
+ Ph−ơng pháp nhỏ giọt: nhỏ từng giọt dung dịch lên bề mặt lớp mạ trong thời gian một phút, sau đó lấy giấy thấm thấm dung dịch đi. Nhỏ giọt thứ hai, để dung dịch trong một phút sau đó thấm cho đến khi lộ kim loại nền hoặc lớp mạ trong.
Độ dày lớp mạ đ−ợc tính theo công thức: h = (n- 0,5)hX
Trong đó: h - độ dày lớp mạ n - số giọt dung dịch
hX: độ dày lớp mạ bị một giọt dung dịch hoà tan(phụ thuộc vào nhiệt độ) + Dùng máy đo độ dày: dùng máy đo độ dày cho ta kết quả nhanh, thuận tiện, không phá huỷ vật chất.
d - Kiểm tra độ xốp lớp mạ.
Số lỗ lớn nhỏ từ bề mặt lớp mạ đến kim loại nền gọi là lỗ xốp. Số l−ợng lỗ xốp ảnh h−ởng đến tính năng bảo vệ của lớp mạ, do vậy nó là chỉ tiêu quan trọng đánh gía chất l−ợng lớp mạ.
Có nhiều ph−ơng pháp đo độ xốp lớp mạ: ph−ơng pháp quét lên lớp cao hoặc ph−ơng pháp ngâm, ph−ơng pháp dán giấy lọc.
e - Ph−ơng pháp kiểm tra độ bền ăn mòn
Kiểm tra độ bền ăn mòn của lớp mạ để đánh giá chất l−ợng lớp mạ nh− độ xốp, độ dày và chất l−ợng gia công bề mặt tr−ớc khi mạ và sau khi mạ, so sánh độ bền ăn mòn trong khí quyển. Điều kiện thí nghiệm ăn mòn giống
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 28
nh− ăn mòn trong khí quyển, nó trực tiếp ăn mòn trong dung dịch hoá học hay khí công nghiệp hoá học.
Trong những ph−ơng pháp kiểm tra độ bền ăn mòn thì ph−ơng pháp kiểm tra độ bền ăn mòn bằng ph−ơng pháp phun n−ớc muối là đ−ợc rộng r>i nhất. Ph−ơng pháp này dùng để kiểm tra chất l−ợng lớp mạ bảo vệ nh− kẽm, cađimi và các lớp mạ trang sức.
Dung dịch thí nghiệm: - Dung dịch NaCl 3% - Dung dịch NaCl 5% - Dung dịch NaCl 20%
- Dung dịch n−ớc biển: NaCl: 27 g/l MgCl2: 6 g/l
CaCl2: 1 g/l KCl: 1 g/l Điều kiện thí nghiệm:
- Nhiệt độ 35 6 20C.
- Độ ẩm t−ơng đối lớn hơn 95% - Độ pH n−ớc muối: 6,5 6 7,2.
- L−ợng n−ớc muối khống chế trong khoảng 1 – 2 ml/giờ/ 80cm2. - Đ−ờng kính hạt s−ơng muối 1 – 5 àm chiếm trên 85%.
- áp lực phun 0,8 – 1 kg/cm2.
- Treo mẫu thẳng đứng hoặc nghiêng với ph−ơng thẳng đứng một góc 15 – 300. Thời gian phun có hai loại.
Mỗi ngày phun liên tục 8 giờ, dừng phun 16 giờ. Một chu kỳ là 24 giờ. Thời gian dừng phun không gia nhiệt, đóng kín buồng phun, để nguội tự nhiên.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 29
Loại tốt: độ bóng không hề thay đổi, lớp mạ kim loại nền không bị ăn mòn. Loại đạt: màu tốt, lớp màng có màng oxy hoá, đồng đều hoặc không đồng đều. Diện tích ăn mòn lớp mạ nhỏ hơn 3%.
Loại không đạt: diện tích ăn mòn lớn hơn 3%. Kim loại nền có điểm gỉ. f - Ph−ơng pháp Hull kiểm tra chất l−ợng dung dịch lớp mạ.
Ph−ơng pháp Hull là một ph−ơng pháp tổng hợp để đánh giá chất l−ợng lớp mạ và cách thức mạ. Sử dụng ph−ơng pháp hull cho ta kết quả nhanh, tổng hợp và đồng thời nhiều yếu tố ảnh h−ởng đến chất l−ợng lớp mạ: nồng độ dung dịch, mật độ dòng điện, các chất phụ gia, tạp chất, pH, nhiệt độ. Với thời gian ngắn. Đặc biệt bình Hull có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ nên có thể tiến hành ngay tại nơi sản xuất, nên điều kiện thí nghiệm giống điều kiện trong thực tế sản xuất.
Do vậy mà kết quả thí nghiệm phản ánh rất rõ và đúng với thực tế sản xuất, giúp cho ng−ời sản xuất có thể nhanh chóng khắc phục đ−ợc những sự cố xảy ra trong bể mạ. Những −u điểm này giúp cho thí nghiệm Hull đ−ợc sử dụng rất rộng r>i trong công nghệ mạ.
Kích th−ớc bể Hull có nhiều dạng nh−ng nói chung bể Hull là loại thí nghiệm có thể tích nhỏ, thao tác đơn giản... Nó có thể đánh giá phạm vi mật độ dòng điện cho phép và những điều kiện công nghệ khác (nh− nhiệt độ, giá trị pH, …) để đ−ợc lớp mạ tốt, nghiên cứu ảnh h−ởng của thành phần dung dịch và chất phụ gia, phân tích nguyên nhân xảy ra sự cố v.v… Vì vậy, nó đ−ợc sử dụng rất rộng r>i.
Catot nghiêng trong bình hull cho phép làm thay đổi mật độ dòng điện từ nhỏ đến lớn ngay trên 1 catot trong một lần thí nghiệm. Dòng điện không đổi 1 vào bình lấy trong khoảng từ 2 đến 5 A, riêng với mạ crôm và các quá trình mạ nhanh dùng 5 - 10 A. Mật độ dòng điện cục bộ Dx (mA/cm2) tại điểm x (tính từ đầu a gần anot nhất) của catot đ−ợc xác định theo công thức:
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 30
Dx = 10.I.(a – b.log10x)
Sâu 70 cm
Hình 2.2.1. Cấu tạo bình Hull Trong đó a và b là các hằng số bình
Ph−ơng pháp Hull ngay lập tức cho chúng ta biết đ−ợc giải mật độ dòng điện thích hợp của dung dịch.
Mật độ dòng điện tại những điểm gần anot thì càng lớn, mật độ dòng điện tại những điểm càng xa anot thì càng nhỏ.
Trong luận văn này chỉ hạn chế nghiên cứu khả năng ứng dụng bảng chắn phi kim và ứng dụng katốt phụ để nâng cao độ đồng đều của lớp mạ.
Bề mặt ngoài của lớp mạ đ−ợc đánh giá bằng trực quan.
Độ bám lớp mạ: Ngay sau khi mạ dùng dũa để thử sau đó lắp chi tiết vào máy để chạy sau đó tháo ra và kiểm tra xem có chỗ nào bị bong không.
48cm
128cm
62,5cm 102cm
Catot Anot
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 31
Độ đồng đều của lớp mạ đ−ợc đáng giá nh− sau: Sử dụng máy đo chiều dầy lớp phủ của Bộ môn Công nghệ cơ khí (hình 2.2.2) để đo chiều dầy lớp mạ. Chiều dầy lớp mạ đ−ợc đo ở nhiều điểm trên trục vít mạ. Sơ đồ các điểm đo cho ở hình 2.2.3. Cách ủo: Vị trí ủo gồm 17 mặt cắt ngang (từ 1; 2; 23;...; 9; 10) và 4 ủường sinh (M1; M2; M3; M4). Mỗi điểm đo,
đo ba lần sau đó lấy giá trị trung bình và ghi vào bảng.
Để đánh giá độ đồng đều lớp mạ chúng tôi sử dụng hai hệ số: K(hệ số
đồng đều dựa vào lớp mạ dầy nhất và nhỏ nhất) và KTB (hệ số đồng đều dựa vào lớp mạ nhỏ nhất và chiều dầy lớp mạ trung bình). Các hệ số đ−ợc xác định nh− sau: max min ; h K h = max ; TB h K h = ; N i i TB h h N = ∑
trong đó: - hi, i = 1 - N - chiều dầy lớp mạ ở điểm đo thứ i, àm;
- N - số điểm đo;
- hmax, hmin - chiều dầy lớp mạ lớn nhất và nhỏ nhất, àm; - hTB - chiều dầy lớp mạ trung bình,àm.
1 2 23 3 34 4 45 5 56 6 67 7 78 8 89 9 10 A A M M M M 1 3 2 4
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 32
Ch−ơng III.
CƠ SỞ Lí THUYẾT
Đối với máy để sản xuất thực phẩm, khi thiết kế, chế tạo và sử dụng chúng ngoài những yêu cầu chung (độ cứng, sức bền, độ bền rung động) còn phảI đáp ứng những yêu cầu trong đó có yêu cầu: Tính chống mòn cao của các bộ phận làm việc của máy và thiết bị sản xuất thực phẩm. Đó là một yêu cầu đặc biệt quan trọng đối với thiết bị, vì các vật liệu dùng chế tạo máy khi pha lẫn vào sản phẩm có thể làm cho thực phẩm và thức ăn gia súc trở thành vô dụng. Vì lý do này vật liệu chế tạo máy chế biến vừa phải đảm bảo tính chống mài mòn còn phải đảm bảo tính chống ăn mòn. Một trong những công nghệ đảm bảo đ−ợc yêu cầu này đó là mạ crôm.
Có rất nhiều loại máy sản xuất thực phẩm trong đó máy để ép thực phẩm và thức ăn chăn nuôi giữ một vị trí rất quan trọng, nhất là đối với n−ớc ta là một n−ớc nông nghiệp.
Để có cơ sở đạt đ−ợc mục đích của đề tài, ch−ơng này đề cập sơ l−ợc đến máy để ép thực phẩm và thức ăn chăn nuôi và công nghệ mạ crôm.