Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV THỰC NGHIỆM ÉP NÓNG VẬT LIỆU HỢP KIM ĐỒNG MA SÁT ỨNG DỤNG LÀM ĐĨA LY HỢP Ô TÔ VÀ MÁY CÔNG TRÌNH EXPERIMENTAL HOT-PRESSING COPPER ALLOY FRICTION MATERIALS FOR APPLICATION OF MAKING CLUTCH DISKS OF CARS AND CONSTRUCTION MACHINES PGS TS Hà Minh Hùng (1,a); ThS Trần Quang Hanh (2,b) Viện Nghiên cứu Cơ khí, Viện IDAT Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật, Đại học Thái Nguyên a haminhhunggs@gmail.com; b khanhnhimorning@gmail.com TÓM TẮT Bài báo giới thiệu số kết thực nghiệm áp dụng công nghệ ép nóng để tạo phôi vật liệu hợp kim đồng ma sát hệ đa nguyên Cu-Sn-Zn-Pb-Fe-C-gr-Al quy mô phòng thí nghiệm Việc phân tích đánh giá tính chất lý tổ chức tế vi mẫu vật liệu nhận sau ép nóng với thông số công nghệ lựa chọn thực nghiệm sở khoa học cho bước nghiên cứu nhằm tạo liên kết kim loại hợp kim ma sát với lớp thép đĩa ly hợp xe ô tô vận tải, máy công trình lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng công nghệ luyện kim bột Viện Phát triển Kỹ thuật, Công nghệ tiên tiến đào tạo trình độ Tiến sĩ Viện Nghiên cứu Cơ khí Từ khóa: luyện kim bột (LKB); ép nóng (EN); hợp kim ma sát bột đồng (HKMSCu); hợp kim lớp (Trimetal); Viện Phát triển Kỹ thuật, Công nghệ tiên tiến (IDAT) ABTRACT This article introduces some experimental research results when applying hot-pressing technology to make copper alloy friction materials with pluralistic system Cu-Sn-Zn-Pb-FeC-gr-Al in the scale of laboratory The analysis and evaluation of mechanical properties and microstructure of sample materials after being hot-pressed with the main technical parameters being selected upon experimental test shall be the scientific base for the following research steps so as to create the metallic bond among alloy friction materials with the steel foundation and apply in manufacture clutch disks of car and construction machine in the fields researching the applications of powder metallurgy at Powder metallurgy, Advance technology and training the Doctor level at National Research Institute of Mechanical Engineering Keywords: Powder metallurgy; Hot-pressing; Alloy friction materials with copper powder foundation; Trimetal; Institute for Development of Advanced Technical and Technology (IDAT) ĐẶT VẤN ĐỀ Ở nước ngoài, vật liệu ma sát luyện kim bột sử dụng để chế tạo chi tiết phanh cụm truyền động xe ô tô, máy nông nghiệp, máy mỏ, máy xây dựng, máy bay, máy công cụ, máy dập, máy ép sản xuất khí, Việc sử dụng loại vật liệu ma sát để làm việc có bôi trơn cưỡng cụm thiết bị như: đĩa ly hợp, máy điều tốc, khớp nói có môment tới hạn, hệ truyền dẫn thủy lực điều kiện làm việc bôi trơn (ma sát khô) như: khớp nối, phanh hãm, khớp nối điện từ thay cho vật liệu thép gang đúc vật liệu ma sát gắn kết với gang thép truyền thống trước cho phép tăng độ bền độ tin cậy làm việc tăng hiệu sử dụng cụm ma sát máy móc thiết bị Vật liệu ma sát luyện kim bột đồng thời tạo điều kiện tốt để thiết kế, 283 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV chế tạo cụm ma sát có kết cấu với hệ số ma sát cao, khả làm việc ổn định, chịu mài mòn bền nhiệt cao hai chi tiết cặp đôi [1] Ở Việt Nam, gần Viện Nghiên cứu Cơ khí số sở nghiên cứu chuyên ngành bước đầu có nghiên cứu vấn đề thử nghiệm công nghệ ép nóng bột hợp kim đồng [2] vật liệu ma sát luyện kim bột [3÷7], chưa có đầu tư đáng kể để hoàn thiện công nghệ làm sở khoa học đưa vào ứng dụng thực tiễn phục vụ ngành kinh tế nước ta Đặc biệt ngành giao thông vận tải khai thác than - khoáng sản Việt Nam có số lượng lớn thiết bị, máy móc xe vận tải mỏ hoạt động nhập từ nhiều nguồn cung cấp nước ngoài, có đĩa ly hợp làm vật liệu trimetal (3 lớp) hợp kim đồng – thép – hợp kim đồng (xem Hình 1) [5], [7] Đĩa ma sát ly hợp truyền động máy động lực, máy công trình phương tiện vận tải ngành kinh tế nói chung sản phẩm khoa học công nghệ cao, tích hợp nhiều ngành kỹ thuật, hàng năm có nhu cầu thay lớn, nước ta phải nhập khẩu, tiêu tốn nhiều ngoại tệ Có nhiều phương án công nghệ luyện kim bột tiên tiến, có công nghệ ép nóng nghiên cứu ứng dụng để tạo phôi vật liệu ma sát nước, đến chưa có chuyển giao vào Việt Nam quy mô công nghiệp Vì thế, việc nghiên cứu thử nghiệm công nghệ ép nóng để chế tạo vật liệu hợp kim ma sát sở bột đồng làm việc môi trường có dầu bôi trơn ly hợp máy động lực ô tô vận tải làm sở khoa học cho việc chế thử điều kiện Việt Nam cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn [5÷7] PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Kết hợp nghiên cứu tài liệu công bố với việc giám định sản phẩm mẫu để chọn thành phần hóa học bột nguyên liệu phương án tạo phôi vật liệu hợp kim ma sát phù hợp với gam tải trọng xe ô tô vận tải máy công trình hoạt động Việt Nam Từ lựa chọn phương pháp phối trộn bột nguyên liệu: sử dụng bột hợp kim đồng BCu6Sn6Zn3Pb nhập ngoại (85 % Cu; % Sn; % Zn; % Pb tính theo khối lượng) tính toán cho thêm bột thành phần pha trộn khác gồm Fe; C-gr; Al cho đảm bảo thành phần hóa học lựa chọn hỗn hợp bột đầu vào ép nóng gồm có: 73Cu; 6Sn; 6Zn; 3Pb; 4Fe; 4C-gr; 4Al(Al2O3) tính theo % khối lượng nguyên tố [7] Sử dụng máy trộn kiểu ly tâm hành tinh để trộn bột nguyên liệu ép nóng (Hình 2a) - Tiến hành thực nghiệm ép nóng tạo hình vật liệu hợp kim ma sát sở bột đồng (HKMSCu) nguyên tố khác Sn, Zn, Pb, Fe, C-gr, Al theo quy hoạch thực nghiệm kiểu hai mức yếu tố công nghệ đầu vào (N = 23 + = 9) Ba thông số công nghệ lựa chọn để thí nghiệm ép nóng gồm: - Áp lực ép nóng thay đổi khoảng X1 = pe.n = 2,5 ÷ 3,5 MPa; - Nhiệt độ ép nóng X2 = Te.n = 850 ÷ 9000C - thời gian giữ nhiệt X3 = te.n = ÷ phút - Thiết bị ép nóng quy mô phòng thí nghiệm (EN-20) sử dụng cho thí nghiệm có công suất 20 kW Trên Hình 2b ảnh chụp thời điểm trình ép nóng tạo hình HKMSCu Nguyên lý ép nóng tạo phôi vật liệu HKMSCu tham khảo công trình [7] Hình Bộ đĩa ma sát xe ô tô vận tải mỏ tải trọng 35 [5] a) b) Hình Máy trộn phối liệu kiểu ly tâm hành tinh (a) trình thí nghiệm ép nóng bột HKMSCu (b) [7] 284 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 3.1 Hình thái bột nguyên liệu mẫu sau ép nóng Trên Hình 3a ảnh chụp SEM bột nguyên liệu BCu6Sn6Zn3Pb, Hình 3b - ảnh SEM bột sắt - graphit (Fe + C-gr); Hình 3c - ảnh SEM bột Al trước đưa vào máy nghiền trộn Kết nghiền trộn với thời gian 1,5 h cho hỗn hợp bột nguyên liệu ép nóng có ảnh SEM cho Hình Từ cho thấy, cỡ hạt bột cấu thành hỗn hợp bột nguyên liệu đầu vào ép nóng trở nên nhỏ mịn nhiều so với trạng thái trước nghiền trộn Phân bố chúng tương đối đồng điều dẫn tới vật liệu sau ép nóng nhận mức độ đồng cao a) b) c) Hình Ảnh SEM bột BCu6Sn6Zn3Pb, độ hạt ≤ 160 µm (a); bột Fe+C-gr, độ hạt ≤ 180µm (b); bột Al, độ hạt ≤ 50 µm (c) trước nghiền trộn [7] Hình ảnh chụp mẫu thí nghiệm sau ép nóng từ hỗn hợp bột nguyên liệu nghiền trộn với thời gian 1,5 lấy khỏi khuôn ép Ta thấy mẫu thí nghiệm có bề mặt tốt, không phát thấy vết nứt phân lớp Tuy nhiên mẫu chưa làm lớp bề mặt khỏi màng mỏng graphit nên chúng có màu đen Hình Ảnh SEM bột nguyên liệu ép nóng sau nghiền trộn, độ hạt ≤ µm [7] Hình Mẫu HKMSCu sau ép nóng tháo khuôn graphit (b) [7] 3.2 Xác định độ xốp mật độ vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng Với thành phần hóa học chọn, lấy giá trị mật độ bột nguyên tố cấu thành gồm có: ρCu = 8,94 g/cm3; ρSn = 7,3 g/cm3; ρZn = 7,14 g/cm3; ρPb = 11,3 g/cm3; ρAl = 2,698 g/cm3; ρFe = 7,84 g/cm3; ρCu = 8,94 g/cm3; ρC-gr = 1,6 ÷ 2,0 g/cm3 Khi mật độ vật liệu trạng thái đặc xít tương đương vật liệu đúc cán có giá trị ρđ.x.= 8,189 g/cm3 (tương ứng với γ = 0) Mật độ mẫu vật liệu sau ép nóng phụ thuộc vào tổng độ xốp có chúng xác định phương pháp cân thủy tĩnh cho Bảng Phân tích số liệu Bảng ta thấy: - Độ xốp vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng giảm tỷ lệ thuận theo chiều tăng thông số công nghệ Te.n; te.n pe.n; - Mật độ vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng tăng tỷ lệ thuận với chiều tăng thông số công nghệ Te.n; te.n pe.n 285 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Bảng Kết đo tính toán độ xốp, mật độ vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng Ký hiệu, mã số mẫu TN No.1 (000) No.2 (010) No.3 (020) No.4 (100) No.5 (110) No.6 (120) No.7 (200) No.8 (210) No.9 (220) Độ xốp, γ0, % 31,400 30,150 28,890 27,9153 25,6348 24,147 23,780 22,030 21,6552 Mật độ, ρ0, g/cm3 5,6176 5,7200 5,6232 5,9030 6,0897 6,2116 6,24165 6,3849 6,4156 Sau hoàn thành thí nghiệm khảo sát mẫu quy hoạch thực nghiệm (QHTN) trạng thái sau ép nóng, đưa chúng vào khuôn kim loại để ép nguội với mức độ biến dạng tổng tính theo chiều cao phôi ép εV1 = 12,5 % Kết đo đạc tính toán độ xốp, mật độ loạt mẫu sau ép nóng biến dạng ép nguội lần cho Bảng Tương tự vậy, sau hoàn thành thí nghiệm khảo sát mẫu nhận trạng thái sau ép nóng biến dạng ép nguội lần 1, mẫu thí nghiệm lại đưa vào khuôn kín để ép nguội với mức độ biến dạng tổng theo chiều cao phôi ép εV2 = 25 % (tính từ trạng thái ban đầu mẫu chưa qua biến dạng lần nào) Kết đo đạc tính toán độ xốp, mật độ loạt mẫu sau ép nóng biến dạng nguội lần cho Bảng Bảng Kết đo tính toán độ xốp, mật độ vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng biến dạng nguội lần (εV1 = 12,5 %) Ký hiệu, mã số mẫu TN No.1-1 (000) No.2-1 (010) No.3-1 (020) No.4-1 (100) No.5-1 (110) No.6-1 (120) No.7-1 (200) No.8-1 (210) No.9-1 (220) Độ xốp, γ1, % 27,475 26,318 25,278 24,4259 22,4304 21,1286 20,8075 19,2762 18,9483 Mật độ, ρ1, g/cm3 5,9390 6,0338 6,1189 6,1887 6,3521 6,4850 6,6100 6,6373 6,4587 Bảng Kết đo tính toán độ xốp, mật độ vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng biến dạng nguội lần (εV2 = 25%) Ký hiệu, mã số mẫu TN No.1-2 (000) Độ xốp, γ2, % 23,550 22,6125 21,6675 20,9364 19,2261 18,1102 17,8350 16,5225 16,2414 Mật độ, ρ2, g/cm3 6,2605 No.2-2 (010) 6,3372 No.3-2 (020) 6,4146 No.4-2 (100) 6,4745 No.5-2 (110) 6,6145 No.6-2 (120) 6,7059 No.7-2 (200) 6,7285 No.8-2 (210) 6,8359 No.9-2 (220) 6,8590 Phân tích số liệu thực nghiệm Bảng 1, cho thấy: Vật liệu hợp kim đồng ma sát (HKMSCu) sau ép nóng có độ xốp trung bình tương đối lớn (γ0 = 21,6552 ÷ 31,4 %), mật độ tương ứng thấp (ρ0 = 6,4156 ÷ 5,6176 g/cm3) Như vậy, để đạt độ xốp mật độ tương ứng chuẩn theo tiêu chí giám định vật liệu hợp kim đồng ma sát tương đương có thành phần Fe, Pb, Al, C-gr tham gia Liên bang Nga sản xuất (hợp kim ФAБ có γ* = ÷ %; ρ* = 6,2 ÷ 6,3 g/cm3; hợp kim M140 có γ* = ÷ %; ρ* = 6,2 ÷ 6,6 g/cm3 [1]), mẫu HKMSCu sau ép nóng cần phải thiêu kết lại lần phải qua nguyên công biến dạng để giảm độ xốp, đồng thời làm tăng mật độ chúng Theo tài liệu Fedorchenko I M [1] nhà nghiên cứu khác [7] công bố đưa 286 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV nhôm (Al) ôxit nhôm (Al2O3) vào thành phần HKMSCu làm tăng hệ số ma sát khả làm việc nhiệt độ cao vật liệu sau thiêu kết; Qua biến dạng ép nguội lần với tổng biến dạng thể tích εV1 = 12,5 %, độ xốp mật độ trung bình tương ứng hợp kim đồng ma sát đạt giá trị: γ1 = 27,475 ÷ 18,9483 % ρ1 = 5,939 ÷ 6,6373 g/cm3, tức độ xốp trung bình tính theo thể tích mẫu hợp kim đồng ma sát khảo sát giảm đáng kể, mật độ tăng lên; Qua biến dạng nguội lần với tổng biến dạng thể tích εV2 = 25 %, độ xốp mật độ trung bình tương ứng hợp kim đồng ma sát đạt giá trị: γ2 = 23,55 ÷ 16,2414 % ρ2 = 6,2605 ÷ 6,859 g/cm3, chứng tỏ độ xốp trung bình tính theo thể tích mẫu hợp kim đồng ma sát khảo sát giảm mạnh, mật độ tăng lên nữa; Sự sai khác mật độ vật liệu mẫu thí nghiệm nước so với vật liệu ФAБ M140 Liên bang Nga sản xuất giải thích chọn thành phần bột nguyên liệu khác Ngoài ra, vùng cấu trúc vật liệu có màu đen tích tụ nhiều graphit (C-gr) nguyên tố pha trộn vào hỗn hợp bột nguyên liệu ép nóng với mật độ đáng kể (ρC-gr = 1,6 ÷ 2,0 g/cm3), điều dẫn đến tăng mật độ thực tế mẫu HKMSCu sau ép nóng Giả thiết kiểm định thông qua nghiên cứu sâu phương pháp SEM-EDX vật liệu; Để đạt độ xốp vật liệu HKMSCu có tổ chức tế vi tương ứng với tổ chức giám định sản phẩm đĩa ly hợp nhập ngoại, ta nhận thấy cần thiết phải tiến hành biến dạng dẻo chúng đến mức có giá trị thích hợp, cho vừa đảm bảo độ bền, độ cứng tổng lượng lỗ xốp lại để thấm dầu bôi trơn tốt Lượng biến dạng tổng cộng qua lần ép nén khuôn kim loại đạt đến εΣi ≥ 50% 3.3 Tổ chức tế vi vật liệu hợp kim ma sát đồng sau ép nóng biến dạng dẻo 3.3.1 Hợp kim ma sát đồng BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4 Al4 sau ép nóng Kết nghiên cứu khảo sát chụp ảnh tổ chức tế vi vật liệu HKMSCu (lấy ký hiệu BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4 Al4) trạng thái sau ép nóng phương pháp hiển vi quang học cho Hình a) b) c) d) Hình Ảnh chụp tổ chức tế vi vật liệu hợp kim đồng ma sát BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4 Al4, x100: a - Mẫu số (100); b - Mẫu số (120); c - Mẫu số 7(200); d - Mẫu số (210) 287 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV Phân tích kết Hình cho thấy: - Mẫu thí nghiệm số có mã số (100) nhận chế độ quy hoạch thực nghiệm (100) với X1 = pe.n = 2,5 MPa; X2 = Te.n = 850OC; X3 = te.n = phút (Hình 6a): tổ chức tế vi vật liệu có vùng cấu trúc màu đen tương đối lớn, với hình dạng khác Đặc biệt vùng màu đen lại phát tiểu vùng màu sáng màu xanh nhạt Điều chứng tỏ giả thiết quan điểm cho khác biệt hai tiêu chí độ xốp mật độ trung bình tương ứng vật liệu BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4Al4 sau ép nóng nghiên cứu so với tiêu tương ứng vật liệu Liên bang Nga sản xuất Giải thích tượng vùng màu đen có tích tụ graphit (C-gr) nguyên tố khác nên làm tăng mật độ thực vật liệu Đồng thời điều minh chứng cho nhận xét rằng, độ xốp vật liệu giảm tỷ lệ thuận, mật độ tương ứng lại giảm theo chiều tăng thông số công nghệ ép nóng trên; - Đối với mẫu thí nghiệm số 6, mã số (120) nhận chế độ quy hoạch thực nghiệm (120) với X1 = pe.n = 2,5 MPa; X2 = Te.n = 9000C; X3 = te.n = phút (Hình 6b): tổ chức tế vi vật liệu có vùng cấu trúc màu đen giảm đáng kể so với mẫu số Các tiểu vùng cấu trúc có hình dạng khác nhau, kích thước giảm không kéo dài nhiều lắm, phát tiểu vùng màu sáng tương tự Hình 6a Điều lần minh chứng cho giả thiết nêu quy luật thay đổi độ xốp, mật độ vật liệu BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4Al4 phụ thuộc yếu tố công nghệ ép nóng chủ yếu chọn; - Hai mẫu thí nghiệm số 7, mã số (200) hình 6c (X1 = pe.n = 3,5 MPa; X2 = Te.n = 8500C; X3 = te.n = phút) mẫu số 8, mã số (210) hình 6d (X1 = pe.n = 3,5 MPa; X2 = Te.n = 8750C; X3 = te.n = phút) có đặc điểm: tổ chức tế vi vật liệu có vùng cấu trúc màu đen giảm nhiều so với mẫu xét Các tiểu vùng cấu trúc với hình dạng khác nhau, kích thước giảm mạnh có đặc điểm như: số vùng có thiên hướng cầu hóa, lại đa số có hình dạng kéo dài không lớn Ở vùng cấu trúc màu đen phát tiểu vùng màu sáng (Hình 6c,d) tương tự mẫu số (Hình 6a), mẫu số (Hình 6b) Điều lại lần minh chứng cho giả thiết nêu phần quan niệm cho khác biệt hai tiêu chí độ xốp mật độ trung bình tương ứng vật liệu sau ép nóng xét Đồng thời điều minh chứng rõ nhận xét cho độ xốp vật liệu giảm tỷ lệ thuận, mật độ tương ứng lại giảm theo chiều tăng thông số công nghệ ép nóng Giải thích cho tượng tương tự đưa mẫu quy hoạch thực nghiệm khác khảo sát Như vậy, kết nghiên cứu phân tích chụp ảnh tổ chức tế vi vật liệu hợp kim đồng ma sát BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4Al4 trạng thái sau ép nóng làm rõ quy luật thay đổi độ xốp mật độ trung bình tương ứng mẫu khảo sát điểm nút quy hoạch thực nghiệm điển hình Những phân tích nhận xét nêu cho thấy quy luật thay đổi chúng phù hợp với sở lý thuyết luyện kim bột nói chung Từ kết thực nghiệm điều chỉnh lại miền thay đổi thông số công nghệ ép nóng nhằm đạt hàm mục tiêu độ xốp mật độ tương ứng tốt theo yêu cầu đĩa ly hợp 3.3.2 Ảnh hưởng biến dạng đến tổ chức tế vi vật liệu hợp kim đồng ma sát Đặc điểm thay đổi tiểu vùng cấu trúc tế vi vật liệu hợp kim đồng ma sát BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4Al4 sau ép nóng đánh giá thông qua việc khảo sát chụp ảnh xác định hình thái tiểu vùng đặc trưng trình biến dạng phôi ép hình trụ khuôn kim loại Các mẫu vật liệu sau biến dạng khuôn ép kín hình trụ với mức độ ép khác tính theo chiều cao phôi ép (εΣi = 12,5 ÷ 50 %) Lượng biến dạng tương đối trung bình (εΣi, %) qua lần biến dạng tính theo thể tích trường hợp cho cách tính toán tỷ lệ giảm chiều cao phôi ép (H) đường kính mẫu sau ép nóng coi không thay đổi mặt trụ khuôn ép chặn lại Khi đó, tính toán thể tích mẫu HKMSCu sau biến dạng (ở trạng thái nguội để gây ảnh hưởng tới cấu trúc vật liệu) dựa việc đo chiều cao mẫu ép so với chiều cao ban đầu trạng thái sau ép nóng Vì thế, điều 288 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV kiện thí nghiệm này, độ xốp thể tích trung bình cho gần độ xốp diện tích nhận phương pháp phân tích cấu trúc vật liệu HKCuMS kính hiển vi quang học có tích hợp phần mềm phân tích ảnh kỹ thuật số Material Pro-Analyzer [7] Như vậy, phương pháp phân tích kim tương học ảnh tế vi nhận mức biến dạng trung bình theo phương ép khác xác định lượng biến dạng tổng tới hạn cần thiết để đảm bảo cấu trúc vật liệu khảo sát tương đương với mẫu nhập ngoại (xem Hình 8) Từ xác lập chế độ tối ưu trình ép – thiêu kết áp lực biến dạng vật liệu trimetal hợp kim đồng ma sát – thép – hợp kim đồng ma sát Các mẫu vật liệu HKMSCu qua biến dạng dẻo tiến hành nghiên cứu khảo sát cấu trúc tế vi vùng có đặc điểm gần giống với cấu trúc vật liệu trạng thái sau ép nóng (chưa qua biến dạng, εΣ = 0%) Kết thí nghiệm mẫu điển hình qua biến dạng lần thứ với biến dạng tổng cộng εΣ4 = 50 % cho Hình (có độ phóng đại lớn so với cấu trúc tế vi cho Hình 6) Ảnh chụp tổ chức tế vi mẫu vật liệu HKMSCu cho thấy: a) b) c) d) Hình Ảnh chụp tổ chức tế vi vật liệu hợp kim đồng ma sát BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4Al4 sau ép nóng biến dạng nguội với εΣ4 = 50 %: a - Mẫu số 4-EN (100); b - Mẫu số 6-EN (120); c - Mẫu số 7-EN (mã số 200); d - Mẫu số 8-EN (mã số 210) - Các vùng cấu trúc đặc trưng có màu đen sẫm (lỗ xốp); màu xanh ngọc (có thể hạt Al, Fe nguyên tố hợp kim hóa bị biến dạng mạnh theo phương ép, tức dọc trục mẫu hình trụ Mặc dù vật liệu HKCuMS biến dạng bị chặn thành khuôn hình trụ làm cho bị hạn chế biến dạng theo hướng kính phôi ép, nên cho hạt cấu trúc điển hình lỗ xốp toàn khối vật liệu xốp biến dạng theo phương ép Điều dẫn đến kết hình thù hạt cấu trúc lỗ xốp có dạng kéo dài (tức bị nén chặt theo phương ép), không cấu trúc ban đầu trước bị biến dạng (ở trạng thái sau ép nóng); - Trong vùng cấu trúc màu đen cho lỗ xốp dư sau biến dạng có tích tụ cacbon từ graphít (C-gr) hợp chất hóa học khác Để làm rõ vấn đề này, báo khác đề cập đến kết phân tích SEM-EDX tiểu vùng cấu trúc đặc trưng số mẫu vật liệu HKMSCu Trên Hình ảnh chụp cấu trúc vật liệu mẫu nhập Liên bang Nga để đối chiếu với vật liệu chế thử nhóm nghiên cứu Việt Nam trạng thái sau ép nóng qua biến dạng Từ Hình Hình cho thấy cấu trúc tế vi vật liệu hợp kim đồng ma sát BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4C-gr4Al4 chế thử nước trạng thái 289 Kỷ yếu hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc khí - Lần thứ IV qua ép nóng biến dạng dẻo có hình thái cấu trúc tương đồng với vật liệu HKMSCu Liên bang Nga sản xuất KẾT LUẬN Bằng thực nghiệm, nhóm nghiên cứu chứng minh khả áp dụng công nghệ ép nóng (ép đồng thời với thiêu kết) điều kiện phòng thí nghiệm bột hợp kim ma sát đồng hệ BCu73Sn6Zn6Pb3Fe4Cgr4Al4 quy mô phòng thí nghiệm đạt kết khả quan Đã xác định độ xốp, mật độ trung bình tương ứng, kết phân Hợp kim Cu Thép 65Mn tích chụp ảnh tổ chức tế vi vật liệu khảo sát B.G.HKCu-65Mn trạng thái sau ép nóng làm rõ quy Hình Tổ chức tế vi biên giới lớp thép luật thay đổi chúng mẫu thí - hợp kim đồng (mẫu Liên bang Nga chế nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm phù hợp với sở lý thuyết luyện kim bột nói chung; tạo) [6] Kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy đưa chế độ công nghệ tạo hình biến dạng mức thích hợp đảm bảo vật liệu nhận có độ xốp, mật độ tổ chức tế vi tương đương so với vật liệu ma sát khảo sát mẫu đĩa ly hợp trimetal hợp kim đồng ma sát – thép – hợp kim đồng dùng cho xe ô tô vận tải hạng nặng ma sát Liên bang Nga chế tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Федорченко И М и другие, Свойства порошков, металлов, тугоплавких соединений и спеченных материалов, Киев, Издат-вo Наукова думка, 1978; [2] Hà Minh Hùng, Nghiên cứu thử nghiệm công nghệ ép nóng kim loại bột để chế tạo chi tiết máy, Hà Nội, 2000, Tuyển tập công trình NCKH Viện Nghiên cứu Cơ khí, Tập I, trang 16-23; [3] Trần Sỹ Kháng tác giả, Nghiên cứu chế tạo má phanh máy bay L-39 công nghệ ép nóng, Hà Nội, 2006, Tạp chí Kỹ thuật Trang bị, số 74, T11/2006, trang 45-47; [4] Hà Minh Hùng, Nguyễn Văn Giáp, Vật liệu ma sát luyện kim bột chế tạo máy, Báo cáo khoa học Hội thảo toàn quốc Công nghệ vật liệu & bề mặt VIMATECH-2008, Thái Nguyên, 2008, Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Thái Nguyên, số 48, Tập 2, trang 37-44; [5] Hà Minh Hùng, Nguyễn Văn Giáp, Đặng Văn Tuấn, Nghiên cứu vật liệu hợp kim ma sát ly hợp máy động lực, ô tô vận tải hạng nặng ngành khai thác khoáng sản, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 11, tháng11/2012, trang 118-124; [6] Hà Minh Hùng, Trần Tuấn Anh, Tính chất vật liệu hợp kim đồng ma sát chế tạo nước phương pháp ép - thiêu kết áp lực, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, số 8, tháng 8/2013, trang 25-34; [7] Hà Minh Hùng, Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu hợp kim lớp (trimetal) ứng dụng làm đĩa ma sát ly hợp động máy động lực, máy công trình phương tiện vận tải, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ Công thương mã số 119.13RD/HĐ-KHCN, Viện Nghiên cứu Cơ khí, Hà Nội, 2013; [8] Hà Minh Hùng, Đoàn Đình Phương, Tính chất ma sát học vật liệu ma sát bột sắt thiêu kết ép nóng ứng dụng làm phanh tàu vận tải đường sắt, Báo cáo tham dự Hội nghị toàn quốc Cơ khí chế tạo lần IV, tháng 10/2015 290 ... tương đương so với vật liệu ma sát khảo sát mẫu đĩa ly hợp trimetal hợp kim đồng ma sát – thép – hợp kim đồng dùng cho xe ô tô vận tải hạng nặng ma sát Liên bang Nga chế tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]... tích số liệu Bảng ta thấy: - Độ xốp vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng giảm tỷ lệ thuận theo chiều tăng thông số công nghệ Te.n; te.n pe.n; - Mật độ vật liệu hợp kim đồng ma sát sau ép nóng. .. dụng để tạo phôi vật liệu ma sát nước, đến chưa có chuyển giao vào Việt Nam quy mô công nghiệp Vì thế, việc nghiên cứu thử nghiệm công nghệ ép nóng để chế tạo vật liệu hợp kim ma sát sở bột đồng