ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - NGUYỄN MẠNH LINH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT THÉP SKD61 KHI GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN VỚI ĐIỆN CỰC ĐỒNG VÀ DUNG MÔI DẦU Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUN – 2013 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học kỹ thuật Cơng nghiệp Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN ĐÌNH MÃN Phản biện 1: ………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn họp tại: ………………………………………………………………………………… Vào hồi:……….giờ…… ngày…….tháng……năm 20… Có thể tìm hiểu luận văn Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên Thư viện Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Gia công tia lửa điện (viết tắt EDM - Electrical Discharge Machining) phương pháp gia công tiên tiến sử dụng rộng rãi Phương pháp gia cơng chi tiết có hình dáng hình học phức tạp, làm từ vật liệu có độ cứng, độ mài mịn cao mà việc gia cơng chúng phương pháp gia công truyền thống tiện, phay, mài…là vơ khó khăn, đơi khơng thể gia công Phương pháp thường dùng để gia cơng chi tiết có độ dày lớn, có hình dáng 3D phức tạp khn mẫu dụng cụ, khuôn đột, khuôn đùn ép kim loại, loại cối định hình, hay gia cơng lỗ nhỏ sâu, lỗ, rãnh có thành mỏng v.v Phương pháp đặc biệt hiệu gia công vật liệu cứng, khó gia cơng (thép khổng rỉ, thép tơi…) cho độ xác cao Thép SKD61 loại thép hợp kim dụng cụ sử dụng phổ biến Một số chi tiết khuôn dập, khuôn ép, cối dập thuốc…sử dụng thép SKD61 tơi cứng Sau nhiệt luyện thép SKD61 đạt độ cứng 60-64 HRC, việc gia cơng phương pháp gia cơng truyền thống địi hỏi chi phí lớn, suất chất lượng khơng cao Vì việc chế tạo khn mẫu phương pháp gia công tia lửa điện sử dụng rộng rãi Chất lượng bề mặt sau gia công phương pháp gia công tia lửa điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, thông số công nghệ, vật liệu gia công, vật liệu điện cực, dung môi… Việc chế tạo khuôn mẫu phương pháp gia công tia lửa điện nhà máy khí sử dụng rộng rãi, chưa có nhiều nghiên cứu, đánh giá chất lượng bề mặt khuôn sau gia cơng Xuất phát từ đặc điểm tình hình trên, tác giả chọn đề tài: “Đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 gia công phương pháp gia công tia lửa điện với dung môi dầu điện cực đồng” 2 Mục đích, đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Mục đích đề tài Đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 gia công phương pháp gia công tia lửa điện với dung môi dầu điện cực đồng 2.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài chất lượng bề mặt gia công (độ nhám bề mặt, cấu trúc độ cứng lớp bề mặt, thành phần hóa học tổ chức pha lớp bề mặt) thép SKD61 sau gia công phương pháp gia công tia lửa điện với môi trường gia công dầu điện cực đồng 2.3 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học - Bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, đề tài làm sở cho việc nghiên cứu khía cạnh khác q trình gia cơng tia lửa điện - Các phương pháp nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công nhà khoa học nước quan tâm nghiên cứu Đề tài đóng góp số kết việc nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công phương pháp gia công tia lửa điện 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết nghiên cứu ứng dụng gia công khuôn dập, khuôn ép, cối dập thuốc,… Nội dung luận văn Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: - Nghiên cứu tổng quan phương pháp gia công tia lửa điện - Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 sau gia công phương pháp gia công tia lửa điện với điện cực đồng dung môi dầu Trên sở kiến nghị với nhà sản xuất cò mổ động RV125 chế tạo từ thép SKD61 nhằm nâng cao chất lượng bề mặt khuôn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN 1.1 Đặc điểm phương pháp gia công tia lửa điện Gia công tia lửa điện phương pháp gia cơng cách phóng điện ăn mịn sở tác dụng nhiệt xung điện tạo phóng điện hai điện cực 1.1.1 Các đặc điểm phương pháp gia cơng tia lửa điện - Điện cực (đóng vai trị dụng cụ cắt): Có độ cứng thấp nhiều so với vật liệu phôi Vật liệu phôi thường vật liệu cứng qua nhiệt luyện thép tôi, hợp kim cứng Vật liệu điện cực thường đồng, grafit… - Vật liệu dụng cụ cắt vật liệu phơi phải có tính dẫn điện tốt - Môi trường gia công: Khi gia công phải sử dụng chất lỏng điện môi làm môi trường gia công Đây dung dịch không dẫn điện điều kiện làm việc bình thường 1.1.2 Khả cơng nghệ phương pháp gia công tia lửa điện Phương pháp gia cơng tia lửa điện tạo mặt định hình đường thẳng, đường cong, rãnh định hình, bề mặt có profin phức tạp,… với độ bóng tương đối cao (Ra = 1,6 ÷ 0,8 μm) độ xác cao (IT5) 1.2 Các phương pháp gia công tia lửa điện 1.2.1 Phương pháp gia cơng xung định hình 1.2.2 Phương pháp gia cơng cắt dây tia lửa điện 1.3 Cơ sở phương pháp gia cơng tia lửa điện R §iƯn cùc C Phơi Hình 1.1 Sơ đồ ngun lý gia cơng tia lửa điện Thực chất phương pháp gia công tia lửa điện tách vật liệu khỏi bề mặt phôi nhờ tia lửa điện Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện mô tả hình 1.1 1.4 Các tượng xấu gia công tia lửa điện - Hồ quang - Ngắn mạch, sụt áp - Xung mạch hở, khơng có dịng điện - Sự nhiệt chất điện môi CHƯƠNG MÁY XUNG ĐỊNH HÌNH VÀ CÁC THƠNG SỐ CƠNG NGHỆ TRONG Q TRÌNH GIA CƠNG 2.1 Sơ máy xung định hình E le c tr o d e D ie le c tr ic W o r k p ie c e P u ls e g e n e to r Hình 2.1 Mơ hình máy xung định hình - NC-controller generator: Bộ điều khiển số - Servo drive: Bộ điều khiển động servo - Machine head: Trục máy (thường dùng để gắn dụng cụ) Nó đóng vai trị trục Z - Dielectric tank: Thùng chứa dung dịch điện ly (ngập điện cực) - Workpiece: Phôi – chi tiết cần gia công - Electrode: Dụng cụ - Dielectric unit: Hệ thống thùng bơm dung dịch điện ly lên thùng chứa - Machine table: Bàn máy di chuyển theo phương X, Y - Gap: khe hở phóng điện Khe hở cần phải đảm bảo không đổi suốt q trình phóng tia lửa điện - Dielectric: Dung dịch điện ly - Pulse generator: Nguồn cung cấp điện áp công suất chiều dạng xung 2.2 Ưu, nhược điểm phương pháp gia công xung định hình 2.2.1 Ưu điểm Một điểm đặc biệt q trình gia cơng tia lửa điện khơng có lực cắt q trình gia cơng Khơng có lực cắt đồng nghĩa với việc tính toán đồ gá, bàn máy đơn giản nhiều, công suất động điều khiển trục khơng cần lớn trước Đó lý hãng chế tạo máy xung đẩy mạnh nghiên cứu gia công máy phay, máy khoan tia lửa điện thành cơng, họ chế tạo chi tiết phức tạp không thua phương pháp gia cơng truyền thống mà cơng suất thấp nhiều Chất lượng chi tiết gia cơng tốt, độ xác kích thước độ nhám bề mặt khơng thua phương pháp gia công truyền thống 2.2.2 Nhược điểm Không gia công chi tiết phức tạp Rõ ràng nơi phơi bị ăn mịn, hình dáng chi tiết có hình dáng giống điện cực Vì vậy, cần phải gia công chi tiết phức tạp, việc thiết kế điện cực trở nên khó khăn nhiều lần Tốc độ gia công chậm Sau xung, bề dày lượng kim loại bị ăn mòn khoảng vài µm giới hạn diện tích nhỏ Tốc độ gia công chậm đồng nghĩa với suất chế tạo thấp 2.3 Chất lượng bề mặt gia cơng xung định hình 2.3.1 Về độ nhám bề mặt: D S Rmax R Hình 2.2 Cấu trúc tế vi chi tiết gia công xung định hình 2.3.2 Về vết nứt tế vi lớp ảnh hưởng nhiệt: Hv 400 600 800 1000 Hình 2.3 Cấu trúc bề mặt phơi 2.4 Các thông số công nghệ gia công xung định hình 2.4.1 Điện áp đánh lửa Uz 2.4.2 Thời gian trễ đánh lửa td 2.4.3 Điện áp phóng tia lửa điện Ue 2.4.4 Dịng phóng tia lửa điện Ie 2.4.5 Thời gian phóng tia lửa điện te 2.4.6 Độ kéo dài xung ti 2.4.7 Khoảng cách xung to CHƯƠNG THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT THÉP SKD61 DÙNG LÀM KHN DẬP CỊ MỔ ĐỘNG CƠ RV125 3.1 Mục đích thí nghiệm Thực nghiệm gia cơng khn dập cị mổ động RV125 phương pháp gia công tia lửa điện với điện cực đồng, dung môi dầu vật liệu khuôn dập thép SKD61 Đánh giá chất lượng bề mặt khuôn sau gia cơng, sở để phân tích, đưa góp ý, khuyến cáo quy trình cơng nghệ lựa chọn vật liệu điện cực nhà sản xuất 3.2 Mô tả hệ thống thí nghiệm 3.2.1 Sơ đồ thí nghiệm Sơ đồ thực thí nghiệm thể hình 3.1 Dụng cụ gia công (điện cực) Phôi ngâm dung dịch điện mơi Q trình phân cực gia công phân cực thuận (điện cực phân cực âm(-) – phơi phân cực dương(+) ) Hình 3.1 Sơ đồ thí nghiệm 11 - Ủ để khử ứng suất rèn, cho độ cứng đồng - Phay đạt kích thước mẫu - Phay vành biên để thoát kim loại thừa - Nhiệt luyện đạt độ cứng 48÷52 HRC - Mài xác góc nghiêng - Gá phơi lên máy, rà thẳng theo mặt nghiêng - Lắp điện cực - Đặt chế độ xung - Xung 3.2.8 Thiết bị đo kiểm kết thí nghiệm Máy đo nhấp nhơ bề mặt gia công máy đo biên dạng kiểu đầu dò tiếp xúc SJ-400 (Hãng MITUTOYO – JAPAN) Máy kiểm tra độ cứng tế vi máy đo độ cứng tế vi Indenta Met 1106 (Hãng BUEHLER - USA Máy phân tích pha (X-ray) máy nhiễu xạ tia X Siemens D5000( CHLB Đức ) Máy chụp hình thái bề mặt (SEM) kính hiển vi điện tử quét Jeol 6490 JED2300 (Hãng JEOL - JAPAN) Máy quan sát cấu trúc mặt cắt ngang lớp bề mặt máy hiển vi quang học Axiovert 40MAT (Hãng CARL ZEISS GERMAN) Máy phân tích thành phần hóa học bề mặt (EDX) máy quang phổ phát xạ PDA-7000 (Thụy Sỹ ) 3.3 Kết thí nghiệm thảo luận 3.3.1 Hình dáng bề mặt khuôn 12 Sau gia công kết nhận hình dạng kích thước bề mặt khn đạt yêu cầu (hình 3.6) Hình 3.6 Hình ảnh nửa khn dập cị mổ động RV125 3.3.2 Topography bề mặt gia công a Nhấp nhô profin bề mặt khuôn - Để đánh giá tổng quát nhấp nhơ tồn bề mặt khn, tác giả chọn vị trí tiêu biểu, đại diện cho bậc bề mặt khn hình 3.7 Kết cho thấy: + Trị số nhấp nhô vị trí có chiều sâu khác bề mặt khn xấp xỉ Rz = (21,83÷ 32,37)μm tương đương độ nhẵn cấp + Kết cho thấy bề mặt có độ nhẵn thấp, trước sử dụng cần thiết phải có ngun cơng gia công tinh 13 Hình 3.7 Vị trí kiểm tra mẫu Bảng 3.7 Kết nhấp nhô bề mặt Mẫu Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Vị trí Kết Rz( µm ) Rz1 Rz2 Rz3 24,4 20,2 20,9 27,4 26,2 27,9 32,3 33,6 31,2 23,4 22,3 24,1 28,7 21,1 23,1 30,1 31,1 29,8 24,1 23,7 24,5 27,7 28,3 28,6 31,1 34,9 28,1 Trị số trung bình Rz(µm) (Rz1 + Rz2 + Rz3)/3 21,83 27,17 32,37 23,27 24,30 30,33 24.,10 2820 31,37 b Ảnh SEM bề mặt gia công Để nghiên cứu hình dạng bề mặt gia cơng ta chụp ảnh SEM cho mẫu, mẫu chụp vị trí khác (hình 3.8) với độ phóng 100x, 1000x Hình 3.8 Vị trí chụp ảnh SEM kết sau: Ảnh SEM mẫu 1: 14 Hình 3.9 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 100X Hình 3.11 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 100X Hình 3.10 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 1000X Hình 3.12 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 1000X Ảnh SEM mẫu 2: Hình 3.13 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 100X Hình 3.14 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 1000X 15 Hình 3.15 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 100X Ảnh SEM mẫu 3: Hình 3.16 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 1000X Hình 3.17 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 100X Hình 3.18 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 1000X Hình 3.19 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 100X Hình 3.20 Ảnh SEM bề mặt mẫu vị trí với độ phóng đại 1000X 16 kết cho thấy hình dạng bề mặt vị trí khác có đặc điểm tương tự Kết rằng: - Bề mặt sau gia công tập hợp vết lõm nhiều hạt hình cầu bám dính bề mặt Đây yếu tố tạo độ nhẵn bề mặt gia công thấp - Đường kính, chiều sâu phân tán vết lõm Nguyên nhân tia lửa điện tạo trình xung không liên tục lượng tia không - Trong trình xung phần vật liệu điện cực, phơi bị nóng chảy bay Đồng thời bị dung dịch điện môi làm nguội nhanh tạo sức căng mặt ngồi nên hình thành hạt hình cầu Và hạt khơng dung dịch mơi mà lại bám dính bề mặt gia công - Miệng vết lõm vê với bán kính cong tia lửa điện làm vật liệu nóng chảy, bay lúc bị dung dịch điện mơi tác dụng đồng thời vừa làm nguội nhanh vừa gây sức căng bề mặt ngồi - Trên bề mặt gia cơng xuất nhiều vết nứt tế vi với mật độ lớn Đây dạng khuyết tật có ảnh hưởng khơng tốt đến độ bền mòn độ bền mỏi khuôn Nguyên nhân xuất vết tế vi nứt gia công tia lửa điện tác động làm lớp bề mặt phơi bị nung nóng đến nhiệt độ cao làm nguội với tốc độ nhanh dung dịch điện môi 3.3.3 Tổ chức tế vi lớp bề mặt gia công a Vị trí phân tích Sau gia cơng, mẫu làm cắt theo phương pháp tuyến với bề mặt mặt gia cơng Vị trí phân tích tổ chức tế vi kiểm tra hai vị trí Hình 3.21 Vị trí phân tích TCTV thấp Vị trí phân tích TCTV Vị trí phân tích TCTV cao Hình 3.21 Vị trí phân tích tổ chức tế vi 17 b Kết phân tích Để phân tích tổ chức đặc điểm lớp bề mặt gia công ta sử dụng ảnh SEM (200x 500x) xác định chiều sâu, độ cứng lớp biến đổi trình xung gây Kết sau: a b Hình 3.22 Ảnh tổ chức tế vi mẫu cao, a) 200X; b b) 500X 18 a b Hình 3.23 Ảnh tổ chức tế vi mẫu thấp, a) 200X; b) 500X x a b Hình 3.24 Ảnh tổ chức tế vi mẫu cao, a) 200X; b) 500X a b Hình 3.25 Ảnh tổ chức tế vi mẫu thấp, a) 200X; b) 500X 19 a b Hình 3.26 Ảnh tổ chức tế vi mẫu cao, a) 200X; b) 500X a b Hình 3.27 Ảnh tổ chức tế vi mẫu thấp, a) 200X; b) 500X Bảng 3.8 Chiều dày lớp biến trắng lớp chuyển tiếp, µm Lớp biến trắng Lần đo Lần đo Lần đo Cao 24,06 24,72 12,03 L1 Thấp 8,67 11,65 21,79 Cao 15,78 11,39 16,30 L2 Thấp 6,09 8,93 18,5 Cao 10,54 11,55 21,11 L3 Thấp 12,04 16,04 10,99 Mẫu Lớp chuyển tiếp Lần đo Lần đo Lần đo 13,33 8,67 11,12 12,29 11,14 9,23 7,11 10,87 11,12 10,87 9,05 9,57 8,46 6,21 8,68 10,11 12,68 13,84 Bảng 3.9 Sự thay đổi độ cứng (HV) lớp bề mặt theo chiều sâu TT Khoảng cách từ bề mặt Mẫu L1 Mẫu L2 Mẫu L3 Hình Ảnh tổ chức tế vi mẫu P2 thấp, a) 200x; b) 500x 20 mẫu, µm Cao 756,6 10 100 150 200 250 350 450 550 750 Thấp 453,7 Cao 537,4 Thấp 470,7 Cao 396,6 Thấp 453,4 (11 µm) (15 µm) (11 µm) (15 µm) (11 µm) (14 µm) 613,4 (28 627,1 (40 359,5 (28 690,2 (40 411,8 (33 627,1 (65 µm) µm) µm) µm) µm) µm) 627,1 588,2 387,4 682,6 322,5 739,8 683,7 627,1 496,2 646,0 426,2 757,3 633,3 707,9 502,0 588,7 453,7 738,5 633,8 646,0 506,5 676,7 407,5 749,8 627,1 662,0 507,8 662,0 408,0 626,0 714,7 570,8 520,6 676,7 424,5 716,0 627,1 698,1 492,9 684,33 441,3 724,2 619,9 553,7 479,6 640,68 343,3 692,0 Kết cho thấy: Cấu trúc mặt cắt ngang bề mặt thép SKD61 gia công tia lửa điện gồm lớp: Lớp biến trắng, lớp trung gian lớp - Lớp biến trắng: + Chiều dày lớp vị trí khác mẫu xấp xỉ tương đương + Lớp nằm ngồi cùng, màu sáng, có chiều dày lớn phân biệt rõ nét với lớp lại Lớp biến trắng hình thành từ vật liệu điện cực phơi bị nóng chảy, bay khơng bị dung dịch điện môi mà lại làm nguội với tốc độ cao + Ở lớp biến trắng xuất vết nứt tế vi phân bố nhiều bề mặt có chiều sâu xấp xỉ độ dày lớp biến trắng + Độ cứng tế vi lớp biến trắng HRC = (32,8÷46,1) thấp độ cứng lớp lại + Đây lớp có cấu trúc tế vi đặc điểm tính khơng có lợi cho q trình làm việc khn dập nóng - Lớp trung gian: 21 + Nằm bên lớp biến trắng, lớp trung gian khó quan sát cách rõ dàng, có chiều dày xấp xỉ vị trí gia cơng khác nhỏ lớp biến trắng Lớp hình thành lượng nhiệt tia lửa điện làm cho vật liệu phôi vùng tiếp giáp với lớp biến trắng bị nóng chảy vùng bên bị chuyển biến pha Như vậy, thực chất lớp trung gian tồn dạng hai lớp: Lớp bị nung đến trạng thái nóng chảy gọi lớp đúc lại, lớp bị nung đến trạng thái chuyển biến pha gọi lớp bị nhiệt luyện + Vết nứt tế vi xuất ít, chiều sâu nhỏ lớp trung gian chúng không tồn theo phương song song với bề mặt gia công + Độ cứng tế vi lớp trung gian cao HRC = (57,6÷63,3), cao nhiều so với lớp biến trắng lớp (48÷52HRC) + Đây lớp có ảnh hưởng tốt đến khả làm việc vật liệu làm khuôn - Các lớp khảo sát cho thấy có độ cứng tế vi thay đổi với quy luật giống (Bảng 3.9) 3.3.4 Thành phần hóa học tổ chức pha lớp bề mặt gia công Kết cho thấy: - Thành phần nguyên tố lớp bề mặt thép SKD61 sau gia công tia lửa điện với điện cực đồng dung dịch điện môi dầu bị thay đổi đáng kể: Xuất nguyên tố Cu (0,32%) %C tăng lên lớn (8.84% ÷ 15.18%) - %C tăng lên lớp bề mặt dầu biến bị phân tích tác động tia lửa điện tạo bon xâm nhập vào bề mặt phôi - Sự có mặt nguyên tố Cu bề mặt gia công vật liệu điện cực (Cu) trình xung bị tác động nhiệt tia lửa điện làm nóng chảy bay xâm nhập vào lớp bề mặt gia cơng 3.4 Quy trình cơng nghệ gia cơng khn dập cị mổ động RV125 thực tế Công ty Diesel Sông Công Thái Ngun Ngồi quy trình gia cơng quy trình thí nghiệm trên, sau xung, khn kiểm tra hình dáng hình học, sau đánh bóng lớp bề mặt với lượng dư 22 khoảng 100 µm theo kinh nghiệm (thông tin cung cấp phân xưởng CNC, công ty cổ phần Diesel Sông Công Thái Nguyên) KẾT LUẬN CHƯƠNG Thực nghiệm gia cơng khn dập cị mổ động RV125 nhằm đánh giá chất lượng bề mặt khuôn sau gia công, sở để phân tích, đưa góp 23 ý, khuyến cáo quy trình cơng nghệ lựa chọn vật liệu điện cực nhà sản xuất Thực nghiệm tiến hành Công ty Cổ phần Diesel Sông Cơng, sử dụng hệ thống thí nghiệm máy móc trang thiết bị Cơng ty, với quy trình thí nghiệm giống quy trình sản xuất thực tế Cơng ty Mẫu thí nghiệm đo phân tích kết Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu, thuộc Viện Khoa học Vật liệu – Hà Nội, với kết đo phân tích sau: - Độ nhám bề mặt: Đạt Rz = (21,83÷ 32,37)μm tương đương độ nhẵn cấp - Hình dạng bề mặt: Có nhiều vết lõm, hạt hình cầu bề mặt, đồng thời xuất nhiều vết nứt tế vi - Tổ chức tế vi: Cấu trúc mặt cắt ngang gồm lớp: Lớp biến trắng, lớp trung gian lớp - Thành phần hóa học lớp bề mặt: Có thay đổi đáng kể so với phôi thép SKD61 trước gia công, với %C tăng lên lớn (8.84% ÷ 15.18%) xuất nguyên tố Cu (0,32%) 24 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận chung Sau gia công thép SKD61 qua phương pháp gia công tia lửa điện với điệc cực đồng dung môi dầu, chất lượng bề mặt thép SKD61 đánh sau: 1) Độ nhám bề mặt vị trí có chiều sâu khác với mẫu thí nghiệm khác đạt xấp xỉ nhau, tương đương độ nhẵn cấp Vì sau xung cần thiết phải có ngun cơng gia công tinh Điều phù hợp với quy trình sản xuất thực tế Cơng ty 2) Trên bề mặt gia công xuất nhiều vết nứt tế vi với mật độ lớn Đây dạng khuyết tật có ảnh hưởng khơng tốt đến độ bền mịn độ bền mỏi khuôn Nguyên nhân xuất vết tế vi nứt gia công tia lửa điện tác động làm lớp bề mặt phơi bị nung nóng đến nhiệt độ cao làm nguội với tốc độ nhanh dung dịch điện mơi Khơng thể loại bỏ hồn tồn khuyết tật mà hạn chế cách sử dụng chế độ gia công phù hợp 3) Cấu trúc mặt cắt ngang khuôn gồm lớp: Lớp biến trắng, lớp trung gian lớp Lớp biến trng cú dy t 6ữ24 àm, cú cng thấp lớp lại Lớp trung gian nằm bên lớp biến trắng, có độ cứng cao nhiều so với lớp biến trắng lớp 4) Trên bề mặt khuôn thép SKD 61 sau gia cơng có xuất ngun tố Cu (vật liệu điện cực) Kiến nghị 1) Tác giả kiến nghị với nhà sản xuất, đánh bóng sau xung nên loại bỏ lớp biến trắng giữ lại lớp trung gian Thực tế tại, sau xung, khn đánh bóng với lượng dư khoảng 100 µm chưa hợp lý, làm lớp trung gian có độ cứng cao Chỉ nên đánh bóng với lượng dư khoảng 20µm, nhằm loại bỏ lớp biến trắng giữ lại lớp trung gian, để tăng độ cứng bề mặt khuôn 2) Trên bề mặt khuôn thép SKD 61 sau gia cơng có xuất nguyên tố Cu (vật liệu điện cực) Điều chưa cơng trình nghiên cứu trước Điều mở hướng nghiên cứu mới, nhằm sử dụng vật liệu điện cực thích hợp để tăng chất lượng bề mặt gia công 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS TS Vũ Hoài Ân (2007), Gia công tia lửa điện CNC, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Địch (2003), Nghiên cứu độ xác gia cơng thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tào Ngọc Minh (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt máy cắt dây tia lửa điện, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đai học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Quốc Tuấn (2009), Các phương pháp gia công tiên tiến Trường Đại học KTCN, Đại học Thái Nguyên Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy (2001), Nguyên lý gia công vật liệu, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Kun Ling Wu, Biing Hwa Yan, Fuang Yuan Huang, Shin Chang Chen (2005), “Improvement of surface finish on SKD steel using electro-discharge machining with aluminum and surfactant added dielectric”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45, pp 1195–1201 McGraw - Hill, (2004), Advanced Machining Processes, Mechanical Engineering Mitutoyo (1999), Catalogue PC Pandey, HS Shan (2002), Modern Machining Processes, Pulishing Company Limited, London 10 Bekir Ozerkan, Can Cogun (2005), “Effeecet of powder mixed dielectric on machining performance in electric discharge machining”, Journal Science, 18, pp 211-228 ... giá chất lượng bề mặt thép SKD61 gia công phương pháp gia công tia lửa điện với dung môi dầu điện cực đồng” 2 Mục đích, đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Mục đích đề tài Đánh giá chất lượng bề. .. lượng bề mặt thép SKD61 gia công phương pháp gia công tia lửa điện với dung môi dầu điện cực đồng 2.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài chất lượng bề mặt gia công (độ nhám bề mặt, ... gồm: - Nghiên cứu tổng quan phương pháp gia công tia lửa điện - Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 sau gia công phương pháp gia công tia lửa điện với điện cực đồng dung