9. Bố cục luận án
5.2.1.2. Quy trình phục hồi trên mẫu tấm cong đồng dạng
Quy trình phục hồi trên mẫu được thực hiện theo thứ tự các bước cơ bản như sau:
a, Tạo dạng mòn hỏng trên mẫu b, Gia công sau khi hàn bù đắp
c, Tạo lớp phủ trên mẫu d, Mẫu sau khi tạo lớp phủ Hình 5.5. Hình ảnh các bước cơ bản phục hồi trên mẫu
Bước 1. Tạo mẫu phủ: Mẫu phủ được chế tạo từ vật liệu 16Mn, mẫu được gia công trên các loại máy công cụ theo đúng yêu cầu kỹ thuật bản vẽ (hình 5.4). Mẫu được tạo dạng mòn hỏng tương tự cách quạt trong thực tế (hình 5.5a).
Bước 2. Làm sạch: Mẫu được tẩy rửa toàn bộ các bề mặt để loại bỏ dầu, mỡ và gỉ sét bằng dung dịch amigo.
Bước 3. Hàn đắp:Tiến hành hàn bồi đắp các vị trí mòn lõm mẫu bằng loại que hàn (E7016).
Bước 4. Gia công cơ khí sau hàn và kiểm tra: Sử dụng máy mài cầm tay gá trên dưỡng mài được chế tạo theo biên dạng mẫu. Tiến hành mài sửa lại các vị trí hàn với mục đích để đảm bảo kích thước mẫu và tạo được biên dạng cong của mẫu (hình 5.5b). Sau khi hàn đắp, mối hàn được kiểm tra bằng máy siêu âm kiểm tra khuyết tật.
Bước 5. Tạo nhám bề mặt phun: Tạo nhám bề mặt mẫu phủ bằng máy phun hạt mài Shang-Po, phun hạt Al2O3 lên bề mặt mẫu có độ nhám (Rz = 71±2μm).
Bước 6. Gá đặt mẫu phủ và súng phun: Để phủ kín toàn bộ bề mặt mẫu, khi phun cần tạo chuyển động tương đối mẫu hoặc đầu phun sao cho luôn đảm bảo khoảng cách, tốc độ dịch chuyển và góc phun được ổn định trong suốt quá trình phun. Với yêu cầu đó trong nghiên cứu ứng dụng này đã sử dụng Robot AX-V50 có số trục là 6 để thực hiện mang súng phun thực hiện quá trình phủ, mẫu phun được gá trên đồ gá cố định như (hình 5.5c).
Bước 7. Cài đặt thông số phun: Thông số phun được cài đặt và điều chỉnh trên bảng điều khiển và thiết bị cấp bột theo (bảng 5.2).
Bảng 5.2. Thông số công nghệ điều chỉnh khi phun
Thông số Giá trị
Cường độ dòng điện phun (𝐼𝑝) 582,3 (A)
Điện áp (𝑈𝑝) 35 (V)
Lưu lượng khí chính (𝑃Ar) 50 (l/phút) Lưu lượng khí thứ cấp (𝑃H2) 5 (l/phút) Lưu lượng khí mang bột (𝑃Ar) 40 (l/phút)
Khoảng cách phun (𝑙𝑝) 160,7 (mm)
Lưu lượng cấp bột (𝑚𝑏) 31,5 (g/phút)
Bước 8. Gia nhiệt ban đầu: Bước này sử dụng đầu đốt ngọn lửa ôxy - axêtylen nung nóng bề mặt phủ ở nhiệt độ khoảng 140°C ÷ 150ºC, nhằm giữa nhiệt độ ổn định trên mẫu và loại bỏ dầu mỡ, hơi nước để tạo điều kiện thuận lợi cho sự lắng đọng của lớp phủ.
Bước 9. Tiến hành phun: Bước này là công việc sử dụng máy phun plasma,
kết hợp với sự dịch chuyển của cánh tay robot mang súng phun di chuyển theo chương trình đã xác lập. Lớp phủ sau khi tạo trên mẫu đạt độ dày từ (1 ÷ 1,2)mm (hình 5.5d).
Bước 10. Kiểm tra chất lượng: Mẫu sau khi phủ được cắt ra thành từng mẫu nhỏ, tiếp theo là nguyên công mài, đánh bóng rồi kiểm tra đo độ xốp và độ cứng tế vi. Độ xốp lớp phủ được đo bằng kính hiển vi quang học (Leice ICC50E). Độ cứng tế vi của lớp phủ được đo bằng thiết bị ISOSCAN HV2 AC.
5.2.1.3. Đánh giá một số chỉ tiêu lớp phủ trên mẫu
Mẫu sau khi phủ được cắt thành từng miếng nhỏ bằng máy cắt dây, rồi được làm sạch, đánh bóng và kiểm tra đo 2 chỉ tiêu là độ xốp và độ cứng tế vi. Kết quả đo được trình bày trong (bảng 5.3) với 5 mẫu.
Bảng 5.3. Kết quả đo tính phần trăm độ xốp và độ cứng trên mẫu thí nghiệm
TT Chỉ tiêu đánh giá Kết quả đo và tính toán Kết quả trung bình Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5
1 Độ xốp (Lp) 4,12 3,28 3,47 4,03 3,25 3,63 (%) 2 Độ cứng tế vi (KLp) 685,7 706,7 695,3 687,6 701,5 695,36 (HV)
Kết quả trong (bảng 5.3) cho thấy kết quả đo trên 5 mẫu khác nhau của độ xốp và độ cứng lớp phủ cho sự chênh lệch nhau không nhiều, điều đó cho thấy lớp phủ được tạo trên bề mặt mẫu có vị trí hàn bù đắp là khá đồng đều với nhau. Mặt khác kết quả trung bình 5 mẫu đo của độ xốp là (3,63%) và độ cứng tế vị của lớp phủ đạt được là (695,36HV) cũng rất phù hợp, điều đó chứng tỏ lớp phủ đã đáp ứng được tốt điều kiện làm việc trong môi trường mài mòn, xói mòn và có nhiệt độ theo các tài liệu [3, 4, 8]. Đồng thời kết quả đo lớp phủ trên mẫu đồng dạng cũng rất sát với kết quả đo của 2 chỉ tiêu trên mẫu tiêu chuẩn.