BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGHUYÊN *** TRƢƠNG ĐỨC THIỆP NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MẠ COMPOSITE VÀ ỨNG DỤNG MẠ THỬ NGHIỆM CÁC CHI TIẾT NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số: 62.52.04.01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Thái Nguyên - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Công trình đƣợc hoàn thành tại: Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên; Trƣờng Cao đẳng Nghề Cơ khí nông nghiệp. Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Phan Quang Thế 2. TS. Trần Minh Đức Phản biện 1: GS.TSKH. Phạm Văn Lang Phản biện 2: PGS.TS. Trần Thế Lục Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quế Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Đại học Thái Nguyên. Họp tại: Vào hồi giờ, ngày tháng năm 2012 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia; - Thư viện Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên; - Thư viện Trường Cao đẳng Nghề Cơ khí nông nghiệp. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 1. Nguyễn Đăng Bình - Phan Quang Thế - Trương Đức Thiệp (2008), Kỹ thuật bề mặt và ứng dụng, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Số 4(48) Tập 2, Hội thảo Khoa học Công nghệ Toàn quốc, Công nghệ Vật liệu và bề mặt, Bộ giáo dục và đào tạo - Đại học Thái Nguyên. 2. Nguyễn Đăng Bình - Phan Quang Thế - Trương Đức Thiệp (2010), Mạ composite TiO 2 một giải pháp kỹ thuật nâng cao khả năng làm việc của lớp mạ Ni, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Số 72, Bộ giáo dục và đào tao - Đại học Thái Nguyên. 3. Nguyễn Duy Cương - Nguyễn Đăng Bình - Bùi Chính Minh - Trương Đức Thiệp (2010), Nguồn xung cung cấp cho công nghệ mạ, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Số 72, Bộ giáo dục và đào tao - Đại học Thái Nguyên. 4. Phan Quang Thế - Trương Đức Thiệp (2009), Nghiên cứu mối quan hệ giữa chế độ cắt và tuổi bền của dao Nitrit Bo phủ dùng tiện tinh thép hợp kim qua tôi; Đề tài cấp Bộ mã số B-2007 TN 06-05. 5. Nguyễn Đăng Bình - Phan Quang Thế - Trần Minh Đức - Trương Đức Thiệp - và một số cộng sự (2008) “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ tổ hợp kim loại composite coating, nhằm nâng cao chất lượng chi tiết làm việc trong điều kiện ăn mòn và ma sát cao”; Đề tài cấp Quốc gia mã số KC.02.18/06-10. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Khái niệm chất lƣợng bề mặt chi tiết khi  .  [3,8,78]:  . - Các thông số bề mặt: hình dáng  hình ren, hình prôphil, ); kích   dà - lý  );  ; ;  ;  trúc ;  ;. - Các thông số bên trong           ;   là     t-   c . - lý - .   Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 1.2. Hƣ hỏng và phƣơng pháp phục hồi chi tiết máy 1.2.1. Nguyên nhân dẫn đến hư hỏng của chi tiết máy    [1,39,76]:       a. Các yếu tố bên ngoài  * Các yếu tố vật lý:  c  * Các yếu tố hóa học: c c  * Các yếu tố lý - hóa: cùn   c ) và mô.   gxem  b. Các yếu tố bên trong các thô  Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 1.2.2. Ma sát và mài mòn chi tiết máy  ,  nhau (khi    Ma quá tr hình 1.1; ngoài   [4,39]. Hình 1.1: Tổng quan về phân loại ma sát Đối tƣợng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Một số đặc trưng cơ bản của ma sát * Lực ma sát Cho  úng t Nms FF   (1.1) ng   F ms = F t (1.2) * Mômen ma sát Mômen ma sát  sau M ms = F ms .R (1.3) * Công ma sát (năng lượng ma sát) Nng l ms , E ms )  sau -    ms T S msmsms SdFE T ms W (1.4) - n:   L L Lmsms dME   L ms W (1.5) -     X X Xmsms dME   X ms W (1.6) Trong ó: F N - ng  R- cánh tay òn t ms. ; S ms - quãng  L - góc ln;  X - góc xoay.  i   t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Một số công thức tính mòn cổ điển theo kinh nghiệm  h     m dn h p I H  (1.7)  dn    1,31 209 h IE   (1.8)  3 0,27 1,72 8,4.10 . h h bh I HV Ie     (1.9) yme: 3 0,27 4 0,5 1,42.10 . 8,6.10 . h h bh I HV Ie     (1.10)  dn - -  -  - mô  HV- ke; e bh -  1.2.3. Ảnh hưởng của môi trường ăn mòn       mòn kim ll [39,78]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Hình 1.2: Phân loại các quá trình ăn mòn PHÂN LOẠI CÁC QUÁ TRÌNH ĂN MÒN KIM LOẠI Phân  theo  tính phá  Phân  theo quá trình Phân  theo môi                     khí  không khí      hóa     n mòn trong k.khí khô     Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 1.2.4. Các phương pháp phục hồi chi tiết máy Nh , c  máy, nay ng    h  ng pháp khác nhau [1,28,76]. ng pháp phân    c và h    thành ba nhóm: mòn   H    x H -   Trên c i h  trên, các ph h   -   hình 1.3. 1.3 cho   phng pháp khác nhau.     th ng pháp  [36].  t Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... này có thể lựa chọn các thông số công nghệ hợp lý để mạ các chi tiết cụ thể, đồng thời làm cơ sở để cho các nghiên cứu tiếp theo (tối ƣu hóa thông số công nghệ) Nghiên cứu thử nghiệm mạ composite cho một số chi tiết phục hồi và chi tiết mới (mạ lần đầu) trên cơ sở các kết quả nghiên cứu ở trên, để từ đó ứng dụng triển khai công nghệ mạ composite vào sản xuất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học... đƣợc sử dụng để khử dầu, mỡ bám lên bề mặt các chi tiết nhƣng cần hạn chế đối với các kim loại bằng đồng, bạc, titan và các hợp kim của chúng Việc gia công cơ khí nhƣ doa có thể cho phép khắc phục những chi tiết khuyết tật và xác định bề dày cần phải mạ để phục hồi kích thƣớc Lƣu ý trong quá trình gia công cơ khí cố gắng giữ nguyên vẹn bề mặt các chi tiết, sau khi gia công cơ khí bề mặt chi tiết phải... [23] Mạ composite là một biện pháp công nghệ cao nhằm tạo nên trên bề mặt các chi tiết máy một lớp mạ có ít nhất là hai pha, pha nền kim loại và pha có dạng hạt cứng hoặc sợi nhằm tạo cho chi tiết máy có khả năng làm việc vƣợt trội so với lớp mạ điện thông thƣờng Lớp mạ composite cho phép các chi tiết máy có thể làm việc tốt ở cả nhiệt độ bình thƣờng và nhiệt độ cao, tăng khả năng chống mài mòn và ăn... bản để thiết kế phân xƣởng mạ là: việc lựa chọn qui trình công nghệ, chuẩn bị bề mặt các chi tiết để mạ, lựa chọn các trang thiết bị phù hợp, các phƣơng tiện kiểm tra phù hợp với qui trình sản xuất mạ phủ, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 26 * Chuẩn bị chi tiết để mạ [28,75] Công việc chuẩn bị bề mặt các chi tiết để mạ là một công đoạn vô cùng quan trọng,... dính kết của các hạt lên bề mặt catot thƣờng tỷ lệ với sức căng bề mặt (còn gọi là năng lƣợng bề mặt) và đƣợc xác định bằng thực nghiệm Các yếu tố ảnh hƣởng đến giai đoạn này: bề mặt catot, khí hydro thoát ra ở bề mặt catot sẽ đẩy hoặc ngăn cản các phần tử vào catot, kích thƣớc các hạt, bề mặt mạ kỵ nƣớc (làm giảm độ bám phủ) Điện trƣờng và độ từ thẩm đều có ảnh hƣởng vì nó tác dụng lực lên các điện tích... định, trƣớc khi mạ chi tiết phải đƣợc ngâm rửa bằng hóa chất hoặc điện hóa trong dung dịch kiềm và cần tiến hành mạ ngay Để làm sạch bề mặt chi tiết khỏi bị dính bẩn gỉ sắt, sơn ngƣời ta thƣờng sử dụng biện pháp rửa bằng siêu âm Phƣơng pháp dùng bột mịn nhỏ đƣợc sử dụng để làm sạch mép gờ các chi tiết, các lò xo, bạc, các bánh răng và những vết gợn của bề mặt * Các phương pháp và thiết bị mạ điện Khi có... những chi tiết phức tạp gặp khó khăn nhƣ mạ mặt trong xilanh, trƣờng hợp này sử dụng trƣờng của lực li tâm, sử dụng trƣờng của lực li tâm có thể thu đƣợc lớp mạ mịn, quá trình này đƣợc tiến hành một cách thụ động Với các chi tiết mạ có hình dạng phức tạp nhƣ bề mặt sâu, hố lõm có lỗ thông hoặc lỗ cụt, cần dùng các anot có hình dáng gần giống chi tiết mạ Đối với các chi tiết nhỏ yêu cầu công nghệ cao phải... lớn, các chất phụ gia này sẽ có cả tác dụng của chất làm bóng và chất san bằng [60] Ảnh hƣởng của các hạt (pha thứ hai): để thu đƣợc lớp mạ composite, ngƣời ta cho vào dung dịch hạt cứng với tỷ lệ theo yêu cầu, các hạt có độ cứng và có độ rắn cao, có tính trơ về mặt hóa học, luôn ở trạng thái huyền phù Khi các hạt trong dung dịch mạ đƣợc đƣa đến và đƣợc kết tủa cùng với kim loại mạ trên chi tiết mạ (catot)... Trong quá trình mạ, lớp mạ thƣờng không bằng nhau trên bề mặt vật mạ, mặc dù trong cùng một điều kiện mạ, nhƣng tuổi thọ của lớp mạ lại đƣợc quyết định bởi vùng bề mặt có chi u dày lớp mạ mỏng, chi u dày tối thiểu chính là chi u dày quy định của lớp mạ mà mọi điểm trên bề mặt vật mạ cần đạt đƣợc, lớp mạ lý tƣởng là lớp mạ có chi u dày đồng đều trên toàn bộ vật mạ [14,16] b Độ ăn mòn của lớp mạ Để có kết... phƣơng pháp để làm sạch bề mặt chi tiết: cơ khí, hoá chất, điện hoá, hoặc đồng thời cùng sử dụng kết hợp các phƣơng pháp đó Đặc biệt cần lƣu ý với những chi tiết phục hồi, những chi tiết này phải đƣợc khử bỏ dầu, mỡ bằng dung môi để làm sạch Dùng các chất để làm sạch bề mặt chi tiết nhƣ: dầu hoả, dầu diezen, axeton và một vài chất lỏng khác; hiện nay để làm sạch dầu mỡ trên bề mặt ngƣời ta thƣờng dùng . GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGHUYÊN *** TRƢƠNG ĐỨC THIỆP NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MẠ COMPOSITE VÀ ỨNG DỤNG MẠ THỬ NGHIỆM CÁC CHI TIẾT NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT . một số cộng sự (2008) Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mạ tổ hợp kim loại composite coating, nhằm nâng cao chất lượng chi tiết làm việc trong điều kiện ăn mòn và ma sát cao ; Đề tài cấp Quốc. http://www.lrc-tnu.edu.vn CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 1. Nguyễn Đăng Bình - Phan Quang Thế - Trương Đức Thiệp (2008), Kỹ thuật bề mặt và ứng dụng, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Số 4(48) Tập