8. Bố cục của luận án
3.6.4.Thông số tối ưu
3.6. Tính toán kết quả thực nghiệm
3.6.4.Thông số tối ưu
Trong nghiên cứu này, hàm mục tiêu (desirability function) của các thông số đầu ra được sử dụng để tìm ra thông số tối ưu cho kết quả thực nghiệm. Hai thông số đầu ra cần phải tối ưu là kích thước hạt trung bình (đạt giá trị nhỏ nhất) và hệ số hình dạng (mong muốn càng gần 1 càng tốt). Căn cứ trên hai điều kiện tối ưu đó bộ thông số đầu vào tối ưu được tìm ra trên bảng 3.6.
Bảng 3.6. Thông số tối ưu đa mục tiêu (dmin, Sf max) Số thứ tự Nhiệt độ rót Chiều dài máng Góc nghiêng máng Đường kính hạt Hế số hình dạng Hàm mục tiêu Ưu tiên 1 580,000 300,000 65,000 48,274 0,824 0,979 Lựa chọn 2 580,000 300,066 64,901 48,343 0,823 0,976
Giá trị tối ưu được lựa chọn là giá trị tại đó có hàm mục tiêu có giá trị lớn nhất, trong bảng 3.6, khi tính toán giá trị mong đợi cho kích thước hạt (càng nhỏ càng tốt) và hệ số hình dạng (càng lớn càng tốt). Để thoả mãn đồng thời hàm mục tiêu đó phần mềm Design Expert 11.1.0.1 tính toán xác định giá trị hàm mục tiêu lớn nhất tại giá trị nhiệt độ rót 580 oC, chiều dài máng 300 mm và góc nghiêng của máng là 65 độ, đây cũng là giá trị tối ưu trong quá trình thực nghiệm.
3.7. Kết luận
Luận án đã tiến hành chuẩn bị tổ chức cho hợp kim nhôm ADC 12 bằng phương pháp máng nghiêng kết hợp rung. Kết quả cho thấy đã tạo được tổ chức tế vi dạng cầu cho phôi hợp kim nhôm ADC12. Nghiên cứu thực nghiệm dựa trên phương pháp quy hoạch thực nghiệm đáp ứng bề mặt (RSM) có hệ số mở rộng α = 1,682 với bộ thông số lựa chọn. Đã thu được kết quả như sau:
- Xác định khoảng nhiệt độ đông đặc của hợp kim này và lựa chon khoảng biến thiên cho các thông số công nghệ trong quá trình rót đúc trên máng nghiêng trên cơ sở phân tích giản đồ pha và DSC của hợp kim nhôm ADC12
- Tổ chức tế vi hợp kim nhôm ADC12 có dạng cầu, kích hước hạt trung bình 48 µm, hệ số hình dạng 0,82 và tương đối đồng đều giữa các vị trí khác nhau của mẫu. Tổ chức này đảm bảo điều kiện tạo hình bán lỏng.
- Đã phân tích ảnh hưởng các thông số công nghệ đến kích thước và hệ số hình dang của hạt và tìm ra bộ thông số công nghệ tối ưu cho quá trình rót đúc trên máng nghiêng với hệ thống thiết bị đã xây dựng. Giá trị tối ưu là nhiệt độ rót 580 oC, chiều dài máng 300 mm và góc nghiêng 65 độ. Giá trị này được sử dụng để tiến hành rót đúc phôi phục vụ cho quá trình ép chảy bán lỏng trong chương tiếp theo của luận án.
Chương 4
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH ÉP CHẢY BÁN LỎNG
Trong công nghệ tạo hình bán lỏng, ép chảy bán lỏng là phương pháp tạo hình thích hợp cho cả tạo hình xúc biến và lưu biến. Ép chảy bán lỏng cho phép tạo hình các chi tiết có hình dạng phức tạp, thành mỏng, rãnh sâu, tốc độ tạo hình thấp, hạn chế chảy rối trong quá trình tạo hình, nâng cao cơ tính chi tiết thành phần. Trong chương này, đã nghiên cứu thực nghiệm ép chảy bán lỏng chi tiết có thành mỏng dựa trên các phôi đúc đã chuẩn bị tổ chức vi mô dạng cầu. Thực nghiệm đã khảo sát ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến cơ tính và tổ chức của sản phẩm sau quá trình ép, đánh giá ảnh hưởng và xây dựng hàm hồi quy thực nghiệm cho các thông số công nghệ.
4.1. Chuẩn bị thực nghiệm
4.1.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
- Mục tiêu nghiên cứu: Khảng định khả năng tạo hình bán lỏng xúc biến đối với hợp kim nhôm ADC12, nâng cao cơ tính của chi tiết sau tạo hình so với phương pháp đúc và đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến cơ tính của chi tiết sau tạo hình.
- Nội dung thực nghiệm:
+ Nghiên cứu thực nghiệm ép chảy bán lỏng chi tiết có hình dạng phức tạp từ hợp kim nhôm ADC12 đã được chuẩn bị tổ chức với các thông số công nghệ (nhiệt độ tạo hình T, thời gian giữ nhiệt t, tốc độ đầu ép v) khác nhau.
+ Đánh giá mức độ ảnh hưởng của các thông số công nghệ trên đến cơ tính của sản phẩm bằng phương pháp QHTN.
+ Khảo sát sự thay đổi của tổ chức tế vi của sản phẩm sau tạo hình nhằm đánh giá khả năng tạo hình bán lỏng của hợp kim nhôm ADC12.