1). Chuẩn bị mẫu trước khi phun: để loại trừ các yếu tố gây ảnh hưởng đến kết quả thực nghiệm trước khi phun mẫu phải được kiểm tra các thơng số hình học, kích thước kỹ thuật, độ nhấp nhô bề mặt và độ sạch của mẫu.
2). Chuẩn bị bề mặt mẫu:
- Làm sạch bề mặt mẫu: do mẫu được tiện đạt kích thước theo yêu cầu của bản vẽ, nên khi làm sạch bề mặt sử dụng nước xà phòng để rửa sạch dầu mỡ, sau đó rửa bằng nước lã và sấy khơ.
- Tạo nhám bề mặt mẫu: có nhiều phương pháp để tạo nhám bề mặt mẫu như phun hạt (cát, bi, hạt kim loại, oxit kim loại); gia cơng cơ khí (tạo ren, lăn nhám bề mặt), tạo ren đồng thời lăn nhám đỉnh ren. Quá trình chuẩn bị bề mặt mẫu thực nghiệm, tác giả lựa chọn phương pháp tạo nhám bề mặt mẫu trên thiết bị phun hạt tại Viện cơ khí năng lượng và mỏ - Vinacomin.
3). Chuẩn bị vật liệu, thiết bị phun: bột phun hợp kim 67Ni18Cr5Si4B đúng chủng loại có độ hạt từ 22 đến 270 µm và được sấy khô ở nhiệt độ t =
Chuẩn bị mẫu trước khi phun (Vật liệu, kích thước và trạng thái bề mặt
phun…)
Chuẩn bị bề mặt mẫu (Làm sạch và tạo
nhám)
Chuẩn bị vật liệu phun, thiết bị
Lựa chọn chế độ công nghệ phun
Gia nhiệt
Tiến hành phun
Gia cơng cơ khí sau phun
120-1500C trong 2-3 giờ. Khí oxy và khí propan được cung cấp trực tiếp từ các chai chứa (khí oxy chứa trong chai có dung tích 40 lít, áp xuất 150 atm, khí propan (C3H8) chứa trong chai có dung tích 150 lít và chứa 6 Kg khối lượng khí) các chai cấp khí được lắp đồng hồ điều chỉnh áp suất. Mẫu phun sau khi chuẩn bị bề mặt xong được gá trên máy tiện, còn đầu phun được gá trên đồ gá phun.
4). Tiến hành phun: khi phun sử dụng hệ thống phun HVOF model: MP- 2100 Manual HVOF Control Panel, súng phun kiểu HP – 2700. Sau khi chuẩn bị bề mặt thực hiện phun càng sớm càng tốt để đảm bảo chất lượng của lớp phun, thời gian chờ tối đa khơng q 1-2 giờ. Q trình phun được tiến hành theo các bước sau:
+ Mở van oxy trước, van khí cháy sau, cuối cùng là bật mồi lửa; + Tăng áp suất khí đầu vào để đạt được tốc độ phun và nhiệt độ phun; + Bật công tắc máy cho mẫu phun quay;
+ Tiến hành phun, theo quy trình được tính trước, súng phun di chuyển dọc theo đường sinh của vật mẫu tạo ra lớp phủ đều, phun nhiều lớp để đạt độ dày và độ đồng đều của lớp phủ. Trong quá trình phun cần giữ nhiệt độ bề mặt mẫu phun trong khoảng 1500C hình 3.35. Nhiệt độ quá cao dễ gây ra sự biến dạng, biến đổi tổ chức của mẫu và giảm độ cứng lớp phun.
5). Gia cơng cơ khí sau phun: có nhiều phương pháp gia cơng cơ khí sau khi phun như: tiện hoặc mài lớp phủ. Trong trường hợp này tác giả lựa chọn phương pháp mài vì độ cứng lớp phủ cao, hơn nữa phương pháp mài cho độ bóng và độ chính xác về kích thước lắp ghép cao.
6). Kiểm tra chất lượng lớp phủ: chất lượng lớp phủ sau khi phun, sử dụng các thiết bị chuyên dùng để kiểm tra các chỉ tiêu về: độ cứng, độ xốp và độ bám dính lớp phủ, hiện tượng nứt và tình trạng bề mặt lớp phủ...
3.5. Lựa chọn thơng số công nghệ phun
- Với vật liệu nền của van cầu silo DN80 là thép C45 bột phun là thép hợp kim 67Ni18Cr5Si4B, yêu cầu chất lượng lớp phun phủ là độ bền mịn cao, có độ cứng cao.
Các lựa chọn có tính chất tương đối với thí nghiệm của TS Phan Văn Liệu trong luận án Tiến sĩ, khác nhau về trạng thái hình học của chi tiết có biên dạng bán cầu, từ đó tác giả lựa chọn một số thơng số chính để tiến hành phun phủ thực nghiệm có tham khảo cơng trình nghiên cứu của TS Phan Văn Liệu [8] để chọn thông số phun và đánh giá lớp phủ đó là độ cứng. Bởi độ cứng là tiêu chí có thể cải thiện khả năng chịu mòn của vật liệu. Trong khi quá trình phun làm thay đổi độ cứng do các tác động nhiệt và va đập. Các thông số phun được lựa chọn cho nghiên cứu gồm:
- Tốc độ trung bình dịng kim loại phun V = 0,8 ÷ 1km/s. - Lưu lượng cấp bột phun m = 0,25 ÷ 0,45 gam/phút. - Khoảng cách phun L = 0,15 ÷ 0,35m.
3.6. Chế tạo đồ gá tiện và phun chi tiết
Do chi tiết van cầu Silo DN80 có hình dạng chóp bán cầu đặc biệt về hình học (hình 3.19). Để gia cơng với kích thước đạt u cầu, cùng với việc gia công mặt cầu, phun phủ lên bề mặt cầu chi tiết súng phun phải đi vuông góc với mặt cầu mới đạt được chất lượng bề mặt tốt nhất. Nên tác giả đã dựa trên nguyên lý hoạt động đóng mở của van cầu silo DN80 để tạo nên một bộ đồ gá đặt chi tiết để gia công và phun chi tiết được tốt nhất.