BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - NGUYỄN MINH HẢI NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CHẾ TẠO DAO XÉN GIẤY BẰNG CÔNG NGHỆ HÀN NỔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - NGUYỄN MINH HẢI NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU CHẾ TẠO DAO XÉN GIẤY BẰNG CÔNG NGHỆ HÀN NỔ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nông lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS HÀ MINH HÙNG Viện Nghiên cứu Cơ khí – Bộ Công Thương HÀ NỘI - 2009 LỜI CAM ðOAN Tôi xin giáo người hướng dẫn Những số liệu kết nghiên cứu ñược trình bày luận văn hoàn toàn trung thực chưa ñược công bố học vị Các thông tin trích dẫn luận văn ñều ñược rõ nguồn gốc Hà nội, ngày 18 tháng 11 năm 2009 Học viên Nguyễn Minh Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… i LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành xin bày tỏ lòng biết ơn tới Lãnh ñạo nhà trường, Viện ñào tạo sau ñại học, Khoa ñiện Trường ñại học nông nghiệp Hà nội, Viện nghiên cứu khí - Bộ công thương, Trường Cao ñẳng nghề kỹ thuật công nghiệp Việt nam - Hàn quốc ñã tạo ñiều kiện cho suốt trình học tập, nghiên cứu ñể cho ñược nâng cao trình ñộ ñạt ñược kết hôm nay, nhằm ñáp ứng ngày tốt yêu cầu nhiệm vụ Tôi xin chân thành cảm ơn PGS-TS Hà Minh Hùng, ñã tận tình hướng dẫn, giúp ñỡ suốt trình thực ñề tài, ñặc biệt PGS-TS ðào Quang kế với Thầy giáo, Cô giáo Khoa Cơ ñiện Trường ðại học nông nghiệp Hà Nội ñã hết lòng không quản thời gian giúp ñỡ ñể thực hoàn thành ñề tài ñúng tiến ñộ Trong trình thực luận văn tốt nghiệp, thân ñã thực nỗ lực thực nghiệm, tìm hiểu nhiều tài liệu tham khảo, kết hợp với kiến thức ñã ñược học ứng dụng vào ñề tài ñược giao ñể hoàn thành nội dung ñặt Tuy nhiên, lực kinh nghiệm hạn chế nên nội dung luận văn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong ñược quan tâm, góp ý quý Thầy, Cô giáo bạn ñồng nghiệp ñể luận văn ñược hoàn chỉnh có hướng khắc phục nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 18 tháng 11 năm 2009 Học viên Nguyễn Minh Hải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… ii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH .vi MỞ ðẦU 1 Tính cấp thiết ñề tài Mục ñích ñề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Sơ lược dao xén giấy công nghiệp 1.2 Tổng quan vật liệu bimetal hàn nổ 1.2.1 Nguyên lý hàn nổ tạo phôi vật liệu bimetal 1.2.2 Các thông số chủ yếu công nghệ hàn nổ 17 Chương 34 VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 34 2.1 Vật liệu, thiết bị thí nghiệm 34 2.2 Các phương pháp thí nghiệm 37 2.2.1 Phương pháp tiến hành thí nghiệm hàn nổ 37 2.2.2 Phương pháp ñánh giá chất lượng vật liệu bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau hàn nổ 41 Chương 48 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ HÀN NỔ ðẾN TÍNH CHẤT VẬT LIỆU BIMETAL THÉP CT3 - THÉP CD 100 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… iii 3.1 Phân tích ảnh hưởng chế ñộ hàn nổ ñến tính chất bề mặt vật liệu bimetal thép CT3 - thép CD 100 48 3.2 Phân tích tính chất vật liệu bimetal thép CT3 – thép CD 100 sau hàn nổ thông qua cấu trúc tế vi biên giới lớp 55 Chương 62 ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN DẠNG DẺO TỚI TÍNH CHẤT VẬT LIỆU BIMETAL THÉP CT3 - THÉP CD 100 62 4.1 Tính chất vật liệu bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau ép nóng 62 4.2 Kết khảo sát cấu trúc tế vi vùng biên giới hai lớp Bimetal 66 KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC .79 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… iv DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng 2.1 Tên bảng Trang Thành phần hoá học tính thép CT3 thép dụng cụ 34 CD 100 sử dụng ñể hàn nổ (Theo TCVN 1822-76) 2.2 Kích thước hình học mẫu thí nghiệm hàn nổ theo số liệu 3.1 Quy hoạch thực nghiệm thăm dò công nghệ hàn nổ tạo vật 37 49 liệu bimetal thép CT3 - thép CD 100 3.2 Kết hàn nổ tạo phôi bimetal thép CT3 - thép CD 100 50 theo [4] 4.1 ðộ bền bám dính lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 sau lần ép nóng, thử phương pháp kéo dứt Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… 64 v DANH MỤC CÁC HÌNH Số hình Tên hình Trang 1.1 Các thông số kích thước dao xén giấy 1.2 Mô phôi vật liệu hai lớp kim loại (bimetal) Sơ ñồ nổ góc nghiêng kim loại (a) thời 1.3 ñiểm nổ (b); sơ ñồ nổ song song kim loại (c) thời ñiểm nổ (d)…………………………….………………… 1.4 Hình dạng liên kết kim loại hai lớp hàn nổ ………………… 1.5 Hình ảnh liên kết hai lớp kim loại thời ñiểm hàn nổ…… 12 1.6 Sơ ñồ hàn nổ treo………… ………………… 13 1.7 1.8 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Sơ ñồ hình thành bề mặt sóng liên kết hàn nổ kim loại khác nhau……………………………………………………………… 15 Sơ ñồ hình học kim loại hàn bay thời ñiểm trình hàn nổ…………………………………………………… 19 Phôi bimetal thép CT3 - thép CD 100 bị cong vênh……………… 37 Máy ép thuỷ lực ET- 400 (a) hệ thống ñiện ñiều khiển PLC (b) dùngñể nắn phẳng phôi bimetal hàn nổ thép CT3 - thép CD 100 37 Một số mẫu thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm hàn nổ tạo phôi bimetal thép CT3 - thép CD 100 ………………………………… 39 Pakét nổ sau ñược rải thuốc nổ dạng bột khung chắn ñặt kim loại hàn: ñế nổ ñất ñá cứng + gỗ tấm……… 40 Sơ ñồ cắt lấy mẫu thử phá huỷ mẫu nghiên cứu cấu trúc tế vi băng bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau hàn nổ 42 Mẫu thử phá hủy xác ñịnh ñộ bền bám dính lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 theo phương pháp kéo dứt……………….… 43 Sơ ñồ nguyên lý ñặt tải thử kéo dứt mẫu bimetal ñể xác ñịnh 44 ñộ bền bám dính lớp…………………………………………… Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… vi 2.8 Thí nghiệm ép phá huỷ mẫu bimetal có kết nối máy tính ñể xác ñịnh lực phá huỷ……………………………………………… 2.9 45 Kính hiển vi quang học khảo sát cấu trúc tế vi biên giới lớp bimetal…………………………………………………………… 3.1 46 Mẫu thí nghiệm bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau hàn nổ số chế ñộ QHTN 1: Mẫu số 1, mã số 000 (D = 4.500 m/s)… 3.2 52 Mẫu thí nghiệm bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau hàn nổ 52 số chế ñộ QHTN 1: (Mẫu số 11, mã số 101, D = 5.000 m/s) 3.3 Mẫu thí nghiệm bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau hàn nổ chế ñộ QHTN 1: (Mẫu số 14, mã số 111, D = 5.000 m/s)…………… 3.4 Mẫu thí nghiệm bimetal thép CT3 - thép CD 100 sau hàn nổ chế ñộ QHTN 1: (Mẫu số 24, mã số 122, D = 5.500 m/s)…………… 3.5 54 Mẫu thí nghiệm khảo sát cấu trúc biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 …………………………………………… 3.6 57 Ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 ( x 500, Mã số 000)………………………… 3.7 58 Ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 (x 200, Mã số 010)………………………… 3.8 58 Ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 (x 200, Mã số 101)…………………… 3.9 59 Ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 (x 200, Mã số 011)………………………… 3.10 59 Ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 (x 200, Mã số 111)………………………… 3.11 60 Ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (x 200, Mã số 122)………………………… 3.12 4.1 53 60 Ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 (x 500, Mã số 022)…… 61 Ảnh chụp trạng bề mặt mẫu bimetal thép CT3 - thép CD 100 63 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… vii 4.2 Hiện trạng mẫu thử sau ñã thử phá hủy ñể xác ñịnh ñộ bền bám dính hai lớp vật liệu thép CT3 - thép CD 100 ……………… 4.3 64 Kiểm tra kích thước hình học trạng bề mặt mẫu thử phá hủy xác ñịnh ñộ bền bám dính lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 67 4.4 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp thép thép CT3 - thép CD 100 … 67 4.5 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ thép CD 100 , x 100…………… 67 4.6 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 (mẫu cắt dọc hướng biến dạng, x 100 )………………… 4.7 68 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới lớp thép CT3 - thép CD 100 (cắt ngang theo hướng cán, mẫu 04 N, x100 )………………… 4.8 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (mẫu cắt dọc hướng biến dạng, x 100)………………… 4.9 69 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới lớp bimetal thép CT3 – thép 69 CD 100 (mẫu cắt ngang hướng biến dạng, x 100)……………… 4.10 68 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt phần phôi, dọc theo hướng nổ & lần biến dạng dẻo, x 100) 4.11 70 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt phần phôi, dọc theo hướng nổ & lần biến dạng dẻo, x 100) 4.12 70 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt vùng mép biên cuối phôi, ngang theo hướng nổ & biến 71 dạng dẻo, x 100 ) 4.13 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt vùng mép biên cuối phôi, dọc theo hướng nổ & biến dạng dẻo, x 100) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp……… viii 71 Phân tích ảnh chụp trạng bề mặt cấu trúc tế vi số mẫu thử sau ép nóng rút số nhận xét sau: - Ta nhận thấy lớp kim loại (thép CT3) bị biến dạng làm cho tổ chức có xu hướng kéo dài theo hướng chảy kim loại vuông góc với phương ép; - Tổ chức lớp thép CD 100 không bị biến dạng ñối với lớp thép CT3; - Cả hai lớp kim loại mẫu vật liệu bimetal ñều không bị phá hủy bị biến dạng ép nóng Trên hình 4.6 hình 4.7 ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới liên kết lớp bimetal thép CT3 - thép CD 100 qua lần biến dạng ép nóng, hình 4.8 hình 4.9 – qua lần ép nóng (các mẫu ñều ñược làm nguội không khí) Hình 4.6 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên Hình 4.7 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới lớp thép CT3 – thép CD 100 giới lớp thép CT3 – thép CD 100 (mẫu cắt dọc hướng biến dạng, x 100 ) (mẫu cắt ngang hướng biến dạng, x 100) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 67 Hình 4.8 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên Hình 4.9 Ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới lớp thép CT3 – thép CD 100 giới lớp thép CT3 – thép CD 100 (mẫu cắt dọc hướng biến dạng, x 100) (mẫu cắt ngang hướng biến dạng, x100) - Phân tích kết hình 4.6 ÷ 4.9 cho thấy: - Mẫu bimetal thép CT3 – thép CD 100 qua lần ép nóng (ε∑ = 10 %), ñược cắt dọc theo hướng biến dạng (hình 4.6) cắt ngang theo hướng biến dạng (hình 4.7) ñều có liên kết hai lớp vật liệu hàn tốt, liên kết có dạng sóng âm toàn chiều dài mẫu khảo sát nhận ñược sau hàn nổ ñã bị biến dạng làm giảm biên ñộ sóng ñáng kể, không phát thấy có khuyết tật dạng màng mỏng hợp chất liên kim ðiều chứng tỏ hai vật liệu hàn (thép CD 100) lớp (thép CT3) giữ ñược chất lượng mối hàn tốt; - Mẫu bimetal thép CT3 – thép CD 100 qua lần ép nóng (ε∑ = 20 %), ñược cắt dọc theo hướng biến dạng (hình 4.8) cắt ngang theo hướng biến dạng (hình 4.9) ñều giữ ñược liên kết hai lớp vật liệu hàn tốt Mối hàn có dạng sóng âm toàn chiều dài mẫu khảo sát nhận ñược sau hàn nổ ñã bị biến dạng làm giảm biên ñộ sóng rõ rệt so với qua lần ép nóng, trường hợp không phát thấy có khuyết tật Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 68 dạng màng mỏng hợp chất liên kim ðiều chứng tỏ hai vật liệu hàn (thép CD 100) lớp (thép CT3) giữ ñược chất lượng mối hàn tốt Tuy nhiên ñộ bền bám dính xác ñịnh ñược thử phá hủy loạt mẫu qua lần ép nóng thấp so với mẫu qua lần ép nóng ðiều ñó ñã ñược giải thích phần Trên hình 4.10 hình 4.11 ảnh chụp cấu trúc tế vi biên giới lớp vật liệu bimetal thép CT3 – thép CD 100 qua lần ép nóng thường hóa không khí Mẫu ñược cắt vùng phôi dọc theo hướng nổ vuông góc với hướng biến dạng ép nóng (hình 4.10), mẫu ñược cắt vùng mép biên cuối phôi, ngang theo hướng nổ (hình 4.11) Phân tích kết nhận ñược hình 4.10 hình 4.11 cho thấy: Hình 4.10 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp Hình 4.11 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt phần phôi, dọc theo hướng nổ & phần phôi, dọc theo hướng nổ & lần biến dạng dẻo, x 100) lần biến dạng dẻo, x 100) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 69 Hình 4.12 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp Hình 4.13 Ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt bimetal thép CT3 – thép CD 100 (cắt vùng mép biên cuối phôi, ngang theo vùng mép biên cuối phôi, dọc theo hướng hướng nổ & biến dạng dẻo, x 100 ) nổ & biến dạng dẻo, x 100) - Tại phần phôi bimetal thép CT3 – thép CD 100 qua lần ép nóng với mức ñộ biến dạng dẻo tổng cộng ε∑ = 10 % (hình 4.10) biên giới liên kết lớp vật liệu bimetal nói chung giữ ñược biên dạng sóng có biên ñộ lớn tạp chất bẩn hợp chất liên kim làm giảm ñộ bền bám dính chúng Kết trùng khớp với số liệu thử phá hủy mẫu tương ứng xác ñịnh ñộ bền bám dính lớp bimetal có giá trị cao (ñến 704,8 MPa) Mối hàn vùng khảo sát lý tưởng, ñảm bảo mức chất lượng nói chung vật liệu bimetal mức cao nhất; - Tại phần phôi bimetal thép CT3 – thép CD 100 qua lần ép nóng với mức ñộ biến dạng dẻo tổng cộng ε∑ = 20 % (hình 4.11) biên giới liên kết lớp vật liệu bimetal có biên dạng sóng với biên ñộ nhỏ (hầu tiếp xúc lớp mặt phẳng) tạp chất bẩn hợp chất liên kim làm giảm ñộ bền bám dính chúng Kết trùng khớp với số liệu thử phá hủy mẫu tương ứng xác ñịnh ñộ bền bám dính lớp bimetal có giá trị tương ñối cao (ñến 538,7 MPa) Mối hàn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 70 vùng khảo sát lý tưởng, ñảm bảo mức chất lượng nói chung vật liệu bimetal mức phù hợp; - Mẫu bimetal thép CT3 – thép CD 100 qua lần ép nóng với mức ñộ biến dạng dẻo tổng cộng ε∑ = 10 % ñược cắt ngang theo hướng nổ vùng mép biên cuối phôi (hình 4.12) cho kết phản ánh rõ tượng kim loại bị ép dồn lại, liên kết cục lớp kim loại (vết ñen với chiều sâu rãnh khoảng ÷ mm tính từ mép biên vào phần phôi nổ) Lớp kim loại (thép CT3) bị biến dạng dẻo mãnh liệt, tao thớ cong, không ñồng ñều, lớp thép CD 100 bị biến dạng tương ñối Biên giới lớp kim loại có ngậm khuyết tật gồm ñiểm ñen cục bộ, ñiều ñó làm giảm rõ rệt ñộ bền bám dính chúng cách ñáng kể Nhiều mẫu thử phá hủy ñược cắt vùng mép biên phôi nổ ñều có tượng không bám dính phần diện tích tiếp xúc lớp (lên tới khoảng 20 ÷ 30 %) ðộ bền bám dính lớp trường hợp không vượt giới hạn 552,3 MPa (xem bảng 4.1) - Mẫu bimetal thép CT3 – thép CD 100 qua lần ép nóng với mức ñộ biến dạng dẻo tổng cộng ε∑ = 20 % ñược cắt ngang theo hướng nổ vùng mép biên cuối phôi (hình 4.13) cho kết phản ánh rõ tượng kim loại bị ép dồn lại, liên kết cục lớp kim loại (vết ñen với chiều sâu rãnh khoảng ÷ mm tính từ mép biên vào phần phôi nổ) Cũng ñối với trường hợp mẫu qua lần ép nóng, ñây lớp kim loại (thép CT3) bị biến dạng dẻo mãnh liệt, lớp thép hàn (CD 100) bị biến dạng tương ñối Biên giới lớp kim loại có ngậm khuyết tật gồm ñiểm ñen cục màng mỏng tạp chất, ñiều ñó làm giảm rõ rệt ñộ bền bám dính chúng cách ñáng kể Một số mẫu thử phá hủy ñược cắt vùng mép biên dọc theo phôi nổ ñều có tượng không bám dính phần Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 71 diện tích tiếp xúc lớp kim loại hàn nổ (lên tới khoảng ÷ %) ðộ bền bám dính lớp trường hợp không vượt giới hạn 428,9 MPa Như vậy, với kết hợp thử phá hủy mẫu xác ñịnh ñộ bền bám dính lớp nghiên cứu khảo sát cấu trúc tế vi mẫu thí nghiệm tương ứng với vị trí cặp ñôi lẫy mẫu tương ứng ñó phôi bimetal hàn nổ phôi sau biến dạng dẻo cho phép ta có ñánh giá toàn cục chất lượng ñể khẳng ñịnh tính chất vật liệu nhận ñược miền thay ñổi thông số công nghệ nổ ép nóng Kết thực nghiệm trường hợp phù hợp với nghiên cứu lý thuyết công nghệ hàn nổ tạo phôi bimetal nói chung bimetal thép bon – thép hợp kim nói riêng Nhờ có mối liên hệ ảnh hưởng thông số công nghệ hàn nổ biến dạng dẻo sau ñó ta xác ñịnh chế ñộ hàn phù hợp, ñịnh lượng biến dạng dẻo vật liệu bimetal thép CT3 – thép CD 100 sau hàn nổ ñủ ñể ñảm bảo việc nắn chỉnh làm phẳng phôi ñủ lượng dư nhỏ cho khâu gia công khí ñến thành phẩm dao xén giấy, nhằm tiết kiệm nguyên liệu lượng chi phí gia công Kết luận chương Trong phần này, tác giả ñã rút kết khoa học sau: Kết thử ñộ bền bám dính lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 sau hàn nổ biến dạng dẻo phương pháp ép nóng với mức chất lượng bám dính khác qua lần ép ðộ bền bám dính lớp có xu hướng giảm dần từ 552,3 ÷ 747,8 MPa xuống tới 428,9 ÷ 538,7 MPa lượng biến dạng dẻo tổng cộng tăng từ ε∑ = 10 % ñến ε∑ = 20 % ðiều ñược lý giải Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 72 giả thuyết cho diện tích bề mặt tiếp xúc thực tế lớp kim loại giảm dần so với diện tích tiếp xúc tính toán, mà liên kết kim loại lớp vật liệu bimetal giảm, dẫn tới lực phá hủy mẫu tương ứng giảm Kết nghiên cứu khảo sát chụp ảnh cấu trúc tế vi vùng liên kết lớp kim loại sau hàn nổ sau biến dạng dẻo cho thấy mối hàn có bước sóng cao sạch, không ngậm tạp chất bẩn khuyết tật liên kim loại khẳng ñịnh mức chất lượng vật liệu bimetal cao, mẫu có số khuyết tật như: ngậm tạp chất bẩn dạng màng mỏng, ngậm ôxit liên kim cục biên giới hàn ñã có liên kết lớp kim loại chất lượng mối hàn chưa cao ðiều phù hợp với nghiên cứu ñặc tính mối liên kết hàn nổ nói chung ñã ñược trình bày Chương Tại phần mẫu thí nghiệm nhận ñược sau hàn nổ biên giới liên kết hai lớp bimetal thép CT3 – thép CD 100 có cấu trúc dọc theo hướng nổ tốt, cấu trúc biên giới lớp bimetal trường hợp không thấy tượng có nhiều khuyết tật ñặc trưng làm giảm chất lượng mối hàn Tại vùng mép biên hai bên phần ñầu, phần cuối phôi vật liệu bimetal sau hàn nổ, chất lượng bám dính so với phần phôi Nguyên nhân có không hàn vùng mép biên ðể giảm tượng này, người ta ñã dùng “phương án nổ treo”, nhiên tượng ñang toán cần giải mà nước có ứng dụng nhiều hàn nổ giới loại bỏ hoàn toàn khuyết tật vùng mép biên Do vậy, cần lựa chọn phôi cách phù hợp ñể ñảm bảo vùng không hàn nhỏ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 73 KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN Qua nghiên cứu thực nghiệm ñã nắm bắt ñược quy luật trình tự hàn nổ ñể tạo phôi vật liệu hai lớp kim loại có phương hướng áp dụng ñể chế tạo vật liệu bimetal thép CT3 – thép CD 100 làm dao xén giấy công nghiệp ðã chọn vật liệu, trang thiết bị thí nghiệm, phương pháp thực thí nghiệm hàn nổ tạo phôi vật liệu bimetal thép CT3 – thép CD 100 , kiểm tra tính chất vật liệu sau hàn nổ phương pháp thử ñộ bền bám dính hai lớp kết hợp nghiên cứu khảo sát cấu trúc tế vi biên giới lớp ñạt ñược kết khả quan nhiều vị trí mẫu thí nghiệm khác ðã xác ñịnh ñược với chế ñộ nổ phù hợp tạo liên kết hai lớp vật liệu với biên dạng sóng âm ñặc trưng cho mối hàn nổ có biên ñộ tương ñối lớn ñảm bảo ñộ bền bám dính cao, ñồng thời tạp chất Vật liệu bimetal có ñặc tính cấu trúc có chất lượng tốt sử dụng ñối với chi tiết làm việc ñiều kiện tải trọng chu kỳ tải trọng ñộng cao, thích hợp ñối với phôi dùng cho chế tạo dao xén giấy công nghiệp Khuyến cáo chế ñộ hàn nổ với thông số hàn nổ sản xuất phôi bimetal thép CT3 – thép CD 100 chế tạo dao xén giấy sau: C = 0,85 ÷ 1,0 (tương ứng với tốc ñộ nổ tính toán D = 5000 ÷ 5500 m/s); r = 1,6; h = h0 /δ1 = 0,3; chất lượng làm RZ mức +1 (làm tốt trước hàn nổ) Do thời gian kinh phí hạn chế, luận văn ñã trình bày số kết thực nghiệm nghiên cứu tính chất bimetal thép CT3 – thép CD 100 hàn nổ thông qua việc xác ñịnh ñộ bền bám dính lớp nghiên cứu khảo sát cấu trúc tế vi vùng biên giới chúng với nhiều kết thu nhận khả quan Tuy nhiên, ñể khẳng ñịnh có ñược Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 74 chế ñộ hàn nổ ñem lại chất lượng tốt tạo phôi vật liệu bimetal thép CT3 – thép CD 100 ñảm bảo ñủ ñiều kiện chế tạo dụng cụ cắt công nghiệp chế ñộ tải trọng cần có nghiên cứu ñiều kiện sử dụng nhiều chế ñộ tải trọng khác thời gian tới Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO TiếngViệt [1] Hà Minh Hùng tác giả, (2002), ”Tóm lược sáng chế hàn nổ hợp kim nhiều lớp”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 66/T10/2002, trang 24-26; [2] Hà Minh Hùng, Phạm Văn Quế, Nguyễn Văn Thành, (2007), “ứng dụng lượng nổ tạo phôi bimetal dạng thanh”, Tập san kỷ niệm 45 năm ngày thành lập Viện Nghiên cứu Cơ khí (6/7/1962 - 6/72007), Viện Nghiên cứu Cơ khí, Hà Nội, trang 81-88; [3] PGS.TS.Ngô Trí Phúc-GS.TS.Trần Văn ðịch “Sổ tay sử dụng thép giới ” Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2003, trang 1096 [4] Nguyễn Hữu Bính 2009“Phương pháp thực nghiệm hàn nổ tạo phôi bimetal” Chuyên ñề tiến sĩ kỹ thuật – Viện nghiên cứu khí [5] Hà Minh Hùng, (2003),”Hàn lượng nổ”, Nhà xuất “Khoa học Kỹ thuật”, Hà Nội, 282 trang; Tiếng Nga [6] Ха Минь Хунг (1991), “Разработка и внедрение промышленной технологии получения взрывом антифрикционных композиционных материалов для подшипников скольжения“, Московский ордена октябрьской революции и ордена трудового красного знамени Институт Стали и Сплавов, дисс кандидата техн наук , Москва , 269 стр.; [7] Ха Минь Хунг, Крупин Ю А., Чижиков В И (1993), “Исследование свойств зоны соединения полученной взрывом композиции Ст.08Кп+БрОФ 6,5-0,15”, Известия вузов, Черная металлургия; [8] Конон Ю А., Первухин Л Б., Чудновский А Д., (1987), “Сварка взрывом”, Москва, Машиностроение, 216 стр.; [9] Крупин А В., Соловьев В Я., Попов Г С., Кресъстев М Р (1991), Обработка металлов взрывом , Москва, Металлургия, 496 стр.; Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 76 [10] Гельман А С., Чудновский А Д (1978), “Плакирование стали взрывом”, Москва, Машиностроение, 190 стр.; [11] Г Н Эпштейн (1988), “Строение металлов, деформированных взрывом”, Москва, Металлургия, 280 стр.; [12] В И Беляев, В Н Ковалевский, Г М Смирнов, В А Чекан (1976), “Высокоскоростная деформация металлов”, Минск, Наука, 224 стр.; [13] Дерибас А А (1980), “Физика упрочнения и сварки взрывом”, Новосибирск, Наука, 220 стр.; [14] Кудинов В М., Коротеев А Я (1978), “Сварка взрывом”, Москва, Металлургия, 168 стр.; [15] Годунов С К., Дерибас А А., Козин Н С (1971), “Волнообразование при сварке взрывом” , ПМТФ, T.3, стр 63 - 75; [16] Гордополов Ю А., Дремин А Н., Михайлов А Н (1976), “Экспериментальное определение зависимости длины волн от угла соударения в процессе сварки взрывом” , Физика горения и взрыва, No 4, стр 601 – 604; [17] Первухин Л Б (1973), “Исследование технологии получения структуры и свойства крупногабаритных листов, плакированных взрывом”, Автореферат дисс кандидата техн наук, Москва, 25 стр.; [18] Патент 345344, США; [19] Гельман А С., Первухин Л Б., Цемахович Б Д (1974), “Изучение некоторых вопросов очистки поверхностей в процессе сварки взрывом”, Физика горения и взрыва, No 2, стр 284 – 288; [20] Патент 3377694,США, МИК3, B23K 21/00; [21] Патент 1922757, ФРГ, МИК3, B23p 3/09; [22] Патент 1168264, США, МИК3, B23K 29/00; [23] Патент 49 – 6027, Япония, МИК3, B23K 29/00; [24] Авторское свидетельство 317267, CCCP, МИК3, B23c3 19/00; [25] Патент 34082, Швеция, МИК3, B23p 3/09; Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 77 [26] Патент 3439408, США, МИК3, B23K 21/00; [27] Седых В.С., Казак Н Н (1972), “Сварка взрывом и свойства сварных соединений, Москва Машиностроение, 216 стр.; [29] Под ред М А Майерса, Л Е Мура (1984), “Ударные волны и явление высокоскоростной деформации металлов”, Москва, Металлургия, 512 стр.; Tiếng Anh [30] Williams J D., Dhir P., Crossland B (1971), “The nature of rorties in Explosive Welds – In Proc.” The third Intern Conf of the Center for High Energy Forming vail (Denver, Colorando), July, 1216/1971, S.L.S., p.311-312; Internet [31].Cập nhật ngày 17/8/2009 http://www.vidoemo.com/yvideo.php? explosionwelding=&i=bGRsNmZJcWuRpREdRNUU [32] Cập nhật ngày 25/9/2009, http://forum.vinamech.com/ showthread.php?t=3581 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 78 PHỤ LỤC Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 79 a) Mài mẫu thí nghiệm ñể xác ñịnh miền biên giới hai lớp kim loại hàn b) Gia công tiện ñúng kích thước mẫu ñể lắp vào ñồ gá thử kéo, nén c) Chi tiết mẫu thử ñược gá kẹp mâm cặp khoan lỗ sâu ñến miền biên giới hai lớp kim loại hàn Ảnh chụp trình tác giả Luận văn gia công chế tạo mẫu thử phá hủy bimetal thép CT3 - thép CD 100 Trường cao ñẳng kỹ thuật công nghiệp Việt nam – Hàn quốc, Tp.Vinh, Nghệ an Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… b [...]... giấy bằng công nghệ hàn nổ là cần thiết và có tính ứng dụng thực tiễn cao 2 Mục ñích của ñề tài ðề tài “ Nghiên cứu vật liệu chế tạo dao xén giấy bằng công nghệ hàn nổ nhằm tìm ra một chế ñộ hàn nổ thích hợp ñể tạo ñược phôi vật liệu bimetal Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 1 thép CT3 – CD 100 có ñộ bền dính kết giữa hai tấm vật liệu kim loại hàn cao và... lớp thép CT3 – CD 100 trong mẫu vật liệu bimetal sau hàn nổ và biến dạng dẻo ở một số chế ñộ hàn và xác ñịnh các thông số hợp lý của quá trình hàn nổ tạo cho tạo phôi bimetal vật liệu dùng chế tạo dao xén giấy 4 Cấu trúc luận văn Trong luận văn này tác giả xin ñược trình bày những nội dung sau : Chương 1: Tổng quan về dao xén giấy và vật liệu bimetal hàn nổ Chương 2: Vật liệu, thiết bị và phương pháp... phải có ñào tạo chuyên môn nghiệp vụ nổ cho công nhân vận hành quá trình nổ trong dây chuyền sản xuất vật liệu tổ hợp nhiều lớp có sử dụng năng lượng nổ [5, 8] Với sự phát triển của công nghệ chế tạo máy hiện ñại, ngày càng ñược ứng dụng nhiều tổ hợp vật liệu ñặc biệt, vật liệu hợp kim hai lớp Những vật liệu mới này ñều có thể ñược chế tạo bằng công nghệ hàn nổ và hiện nay, năng lượng nổ ñã ñược sử... dụng các công nghệ tạo ra vật liệu mới ñể giảm tiêu hao vật liệu ñắt tiền là hết sức cấp thiết và có tính hiệu quả kinh tế và kỹ thuật Việc ứng dụng công nghệ hàn nổ tạo phôi vật liệu bimetal ñể chế tạo dao xén giấy xét còn tạo ñiều kiện thuận lợi cho việc gia công cơ các bề mặt ñịnh vị ñược dễ dàng vì tại các vị trí cần gia công này nằm trên miền thép CT3 có ñộ cứng không cao Ngoài ra, dao xén giấy thường... của dao rất thấp Như vây, với sản lượng giấy ñược sản xuất thành sản phẩm tiêu dùng ở nước ta cũng như xuất khẩu ra ngoài nước, hàng năm các công ty có liên quan cần phải nhập ñể cung ứng nhu cầu thay thế với số lượng rất lớn dao xén giấy Ứng dụng công nghệ hàn nổ ñể chế tạo dao xén giấy vấn ñề ñặt ra là chọn vật liệu phù hợp với chức năng và ñiều kiện làm việc ñã nêu trên, giới hạn ñược chế ñộ hàn. .. mối hàn tốt, tạo ra vật liệu bimetal sau hàn nổ có ñầy ñủ các tính chất tương ñương, không thua kém dao nhập khẩu hiện nay ñang sử dụng trên thị trường 1.2 Tổng quan về vật liệu bimetal hàn nổ Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp chế tạo máy dẫn tới các nhu cầu to lớn về các loại vật liệu, song song nhu cầu ñó là cần phải phát triển mạnh mẽ ở lĩnh vực khoa học công nghệ vật liệu nhằm tạo. .. rãi trên thế giới là công nghệ hàn nổ Ưu ñiểm của công nghệ hàn nổ là nó có thể hàn ñược các tấm vật liệu có diện tích lớn, ñặc biệt là hàn ñược các loại vật liệu khó liên kết với nhau mà không thể sử dụng công nghệ truyền thống khác hoặc rất khó tạo ra liên kết kim loại giữa hai vật liệu khác xa nhau về cơ lý tính, ví dụ như : thép + chì, thép + bạc, thép + titan, phương pháp hàn nổ có năng suất cao... ñể chế tạo dao xén giấy trong ñiều kiện tại Việt Nam, giải quyết vấn ñề tiết kiệm vật liệu có giá thành cao, cải thiện ñược tính công nghệ trong gia công cơ khí và ñáp ứng kịp thời nhu cầu thay thế trong nước, tăng tính chủ ñộng trong sản xuất 3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Thí nghiệm kiểm tra ñộ bền bám dính hai lớp vật liệu bimetal thép thép CT3 – CD 100 và kiểm tra cơ tính vật liệu sau hàn nổ - Nghiên cứu. .. dụng vật liệu thấp, vì khi dao bị mòn phần lưỡi cắt chỉ chiếm khoảng 10 %, khối lượng còn lại 90 % kim loại phần cốt bằng thép hợp kim ñắt tiền trở thành phế liệu vì hết hạn ñộ Sử dụng vật liệu bimetal thép CT3 - thép CD 100 như ñề tài ñề xuất có thể cho phép tiết kiệm tới 70 ÷ 85 % thép hợp kim làm dụng cụ cắt rất ñắt tiền hiện nay ñể chế tạo Vì vậy, ñề tài nghiên cứu vật liệu chế tạo dao xén giấy bằng. .. loại vật liệu hợp kim nhiều lớp, trong ñó có vật liệu tổ hợp hai lớp (bimetal) Công nghệ Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội - Luận văn Thạc sỹ khoa học Nông nghiệp…………… 6 hàn nổ ñã ñược nghiên cứu và thực hiện trên thế giới cho phép chúng ta có thể ứng dụng nó ñể sản xuất vật liệu tổ hợp hai lớp (bimetal) chế tạo các chi tiết máy trong các thiết bị công nghiệp ở nước ta 1.2.1 Nguyên lý hàn nổ tạo phôi vật