Chương Những vấn đề chung 1.1 Sự phát triển máy móc thiết bị 1.1.1 Sự phát triển số lượng máy ( tính máy ) [ 21,22] 1913 1930 1.500 7.500 1954 1958 102.000 138.000 1933 19.000 1961 164.000 1940 1950 58.000 70.000 1964 184.000 1.1.2 Ða dạng chủng loại thiết bị Máy móc ngành nói chung cơng nghiệp nói riêng đa dạng : Cơ khí , điện, xây dựng, điện tử, Các loại máy động lực máy phát điện, máy nổ, Các loại máy nâng chuyển, vận chuyển, Máy có chức công nghệ khác : máy tiện, phay, bào, Máy tạo lực : máy búa, máy ép, 1.1.3 Sự phát triển độ phức tạp đại Kích thước chi tiết máy có xu hướng thu gọ lớn Tuy nhiên xu thu gọn kích thước có cơng suất cao chiếm ưu Về kích thước Về cấu to Kích thớc đợc thu gọn Kích thớc chi tiết máy lớn Kết cấu đơn giản vi mạch Kết cấu tổ hợp Mc hin i : Máy cổ ®iĨn, trun thèng M¸y b¸n tù ®éng, tù ®éng M¸y tự động có hổ trợ máy tính, CAD/CAM, máy CNC Dây chuyền sản xuất tự động C.I.M CAM : Computer Aided manufactoring CNC- Machine with Computerised Numeric Control CIM - Computer intergrated Manufactoring CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sơ đồ tóm tắt mối liên hệ phận máy Cơ cấu điều khiển Nguồn Năng lượng cấu chấp hành C/C Kiểmtra Hệ thống biến đổi động lực C ( C cu cụng tỏc ) Vị trí mặt SX Nền móng máy - Hệ thống công nghệ sản xuất - An toàn LĐ vệ sinh m«i tr−êng Một số khái niệm máy chi tiết máy Máy móc hệ thống chi tiết máy cấu để thực chức định Chi tiết máy cụm chi tiết máy hay cấu phần tử lắp ráp thành máy 1.2.1 Chi tiết máy Chi tiết máy vật thể độc lập khơng có liên kết khác Nó chế tạo từ vật thể với loại vật liệu Chi tiết máy phần tử đơn giản để tạo nên cụm chi tiết máy • Các chi tiết đơn giản : then, chốt, cóc, vít, êcu, bulơng, • Chi tiết phức tạp : - Trục : Trục thẳng, trục khuỷu, trục bậc, trục rổng, trục đặc, - Bánh loại :(thẳng, côn, nghiêng, bánh chữ V, ) 1.2.2 Cụm chi tiết thường có từ chi tiết máy trở lên tạo nên cấu máy hay phận máy • Bulơng đai ốc, vít me đai ốc, khớp nối, đảo chiều, phanh, ổ bi, CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Cơ cấu tập hợp chi tiết khâu có liên hệ với thực dạng chuyển động định : cấu cu lít, cấu an tồn, 1.2.3 Modun tổ hợp chi tiết lắp ghép độc lập nhau, sau lắp lại thành máy hồn chỉnh Khi cần thay thế, sửa chữa phải thay ln modun Ðó modun TV, Máy vi tính, 1.3 Các loại chuyển động : • Chuyển động đơn : chuyển động quay tròn, thẳng, tịnh tiến, liên tục, gián đoạn , • Chuyển động kết hợp : quay + tịnh tiến, 1.4 Các truyền động máy : • Truyền động đơn, theo nhóm, thuỷ lực, khí nén • Truyền động cứng : bánh răng, đai, trục vít, • Truyền động qua khớp nối, 1.5 Các loại mối lắp : a Mối lắp cố định mối lắp ghép mà vị trí tương đối chi tiết khơng đổi Mỗi lắp cố định tháo mối lắp cố định khơng tháo • Mối lắp cố định tháo mối lắp ren, chêm, chốt, then • Mối lắp ghép cố định không tháo đuợc loại mối lắp cố định tán hàn ép nóng , ép nguội dán loại mối lắp thường gặp kỹ thuật vỏ tầu thuỷ vỏ máy bay, cầu, phà b Mối lắp di động mối ghép mà chi tiết có khả chuyển động tương Nó phân thành hai loại mối lắp di động : mối ghép di động tháo không tháo 1.6 Phân loại thiết bị máy móc 1.6.1 Phân loại thiết bị theo chức Máy phát điện: Biến nhiệt năng, thành điện Thiết bị , bào, máy móc Ðộng / Biến nhiệt điện thành Máy nông cụ, dụng cụ Máy thi hành chức công nghệ: máy tiện, phay máy rèn, máy hàn, CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Máy vận chuyển Thiết bị nâng hạ - Băng tải, xe ôtô - Cẩu , cần trục, Cầu trục, - Xe nâng, kích, Thiết bị tạo lực - Máy ép, máy dập, Ngoài ngời ta phân loại dựa theo chức công nghệ, độ xác, mức độ vạn năng, mức độ khí hoá, tự động hoá, theo chức khác nh : thiết bị nghiên cứu, thiết bị thí nghiệm, 1.6.2 Phân loại theo khối lợng : Loại nhẹ , vừa, nặng, nặng, 1.6.4 Phân loại theo ®é chÝnh x¸c: ChÝnh x¸c th−êng, rÊt chÝnh x¸c , siêu tinh xác, 1.6.5 Phân loại theo mức độ khí hoá & tự động hoá : Máy tự ®éng, m¸y b¸n tù ®éng, M¸y ®iỊu khiĨn theo chơng trình Phân loại theo cấu điển hình cđa m¸y : Nh− m¸y Ðp trơc khủu, m¸y c¸n ren, máy ép ma sát Theo cấu riêng biệt : Phanh, đảo chiều, cấu an toàn, bánh lệch tâm, 1.7 Nhu cầu lắp đặt sửa chữa máy Nhu cầu lắp đặt chế tạo máy móc thiết bị Nhu cầu tháo lắp di chuyển đến nơi , thử máy vận hành máy, Nhu cầu tháo lắp sửa chữa phục hồi chi tiết máy Nhu cầu phục hồi chi tiết máy bị h hỏng hay bị mài mòn sau thời gian vận hành Nhu cầu kiểm tra , bảo dởng máy, Nhu cầu bổ sung, trang bị mới, đại hoá trình sản xuất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chơng trạng thái kỹ thuật máy 2.1 Khái niệm sửa chữa tháo lắp tháo máy 2.1.1 Khái niệm chế tạo sửa chữa Quá trình chế tạo trình sản xuất bao gồm chế tạo chi tiết sau lắp ráp thành phận hay thành máy Để chế tạo chi tiết máy cần qua nhiều công đoạn, nhiều nguyên công Trong trình cần phải tháovà lắp ráp chúng Quá trình sửa chữa trình sản xuất Sửa chữa bảo quản, bảo dỡng, sửa chữa h hỏng, phục hồi lại kích thớc nâng cao chất lợng chi tiết, 2.1.2 Khái niệm tháo lắp máy Quá trình tháo lắp máy trình sản xuất phải tuân thủ theo quy định trình tự định Tháo lắp máy có mối quan hệ chặt chẽ với trình chế tạo sửa chữa phục hồi máy chi tiết máy Khi tháo rời tiến hành tháo theo cụm, theo phận từ tháo rời chi tiết Lắp ráp trình ngợc lại trình tháo máy, tức xuất phát từ chi tiết lắp thành cụm hay phận, sau lắp thành máy hoàn chỉnh 2-2 Một số khái niệm trạng thái kỹ thuật máy 2.2.1 Dự trữ kỹ thuật : Là khoảng thời gian bắt đầu làm việc sau sửa chữa thời hạn cho phép 2.2.2 Thời hạn làm việc khoảng thời gian cho phép máy làm việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, sau thời gian phải tiến hành sửa chữa định kỳ hay phục hồi lại tuỳ theo yêu cầu trình công nghệ 2.2.3 Thời gian vận hành - thời gian máy làm việc theo yêu cầu kỹ thuật với công suất thiết kế Thời gian vận hành đợc đánh giá khối lợng công việc làm thông qua tổng thời gian tÝnh theo giê, KWh, 2.2.4 Ti thä : lµ thời gian mà chi tiết giữ nguyên khả làm việc, đảm bảo đặc trng kỹ thuật cần phải sửa chữa 2.2.5 Độ tin cậy tính ổn định máy tính chất chi tiết máy thực chức nhiệm vụ định thời gian làm việc thoả mãn điều kiện vận hành, bảo quản, sửa chữa vận chuyển a Độ tin cậy: Là tập hợp tính chất phụ thuộc vào chức chi tiết, cơm chi tiÕt hay cđa m¸y nh− : CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Độ bền, độ bền lâu, Vận tốc chuyển động, vận tốc làm việc, Mức tiêu thụ lợng (mức tiêu hao nhiên liệu giới hạn cho phép), Chất lợng công việc, chất lợng sản phẩm đợc làm ra, b Tính ổn định máy khả làm việc bình thờng, thay đổi so với yêu cầu đề 2.2.6 Sự hoàn hảo không hoàn hảo máy + Máy hoàn hảo Là trạng thái máy thoả mản với tất yêu cầu kỹ thuật đề cho phép làm việc liên tục không xảy cố + Máy không hoàn hảo: Thể không hoàn chỉnh, không thoả mản yêu cầu kỹ thuật đề Khi máy khả làm việc, có khả sinh cố, a Không hoàn hảo có : Không hoàn hảo tõng bé phËn, tõng chi tiÕt : khuyÕt tËt chi tiết, liên kết; không đảm bảo độ bền bền cần thiết theo yêu cầu, Không hoàn hảo cụm chi tiết : độ lắp lẫn không tốt (lỏng, bị rơ chặt, ) ; tính cứng vững mối liên kết; b Sai lệch lắp ráp Không đồng trục, không vuông góc, vênh, nghiêng, không đối xứng, ; Sai vị trí; Sai lệch khoảng cách; c Sai lệch hai bề mặt tiếp xúc Không đảm bảo diện tích tiếp xúc cần thiết ly hợp ma sát Khoảng cách bánh không nh thiết kế làm cho bánh bị mòn không làm cho bề mặt tiếp xúc bị sai lệch, Sự tiếp xúc hai bánh không khớp, nghiêng, lệch, Không kín, van tiếp xúc không tốt : supáp, van khí, Piston-xylanh, Hai bề mặt không song song, kh«ng vu«ng gãc, d Sù sai lƯch bị lồi bề mặt Nguyên nhân : Do bị va đập Do tích tụ phần bị mài mòn (côn xe đạp bị bi ép); Do tích tụ dầu mở, chất cặn bã bị khô quánh lại (ví dụ vòng bi lâu ngày không bảo quản tốt) Do sản phẩm cháy tích tụ lại, bề mạt bị gỉ, Các nguyên nhân làm cho chế độ làm việc bị sai lệch, làm cho trình truyền dẫn nhiệt bị thay đổi; kết qủa hình dạng, kích thớc chi tiết CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt bị thay đổi Hiện tợng làm ảnh hởng đến khả lắp ráp, khả làm việc chi tiết máy máy e Sự biến dạng phá huỷ Khi làm việc nhiều chi tiết chịu tác dụng lâu dài lực (lực ma sát, lực uốn, ) nhiệt độ tăng cao, Kết gây nên biến dạng; làm cho chi tiết bị sai lệchkhi lắp ráp, làm cong trục, vênh, dão (cánh tuốc bin) , chí gây phá huỷ chi tiết máy : gẫy, vỡ, rạn, nứt chi tiết (ví dụ : bi, côn xe đạp, ) 2.2.7 Tính sửa chữa Sửa chữa tập hợp nguyên công có khả phục hồi tuổi thọ, phục hồi tính hoàn hảo, phục hồi khả làm việc máy Tính sửa chữa thích ứng tính chất vật liệu cho phép phát phòng ngừa nguyên nhân h hỏng cho phép bảo dỡng, sửa chữa máy Tính bảo toàn : tính chất không làm thay đổi khả làm việc khả máy chạy hoàn hảo 2.3 Các giai đoạn làm việc máy Giai đoạn chạy thử không tải Cho máy chạy trạng thái cha mang tải Giai đoạn chạy thử có tải theo mức độ khác : chạy thử non tải, chạy thử đầy tải, chạy thử tải an toàn, Giai đoạn công tác với tuổi thọ bình thờng máy làm việc với tải trọng định Giai đoạn h hỏng cần sửa chữa phục hồi chi tiết máy để phục hồi khả làm việc kéo dài ti thä cđa m¸y 2.4 Sù h− háng cđa c¸c chi tiết máy Khi chế tạo, lắp ráp, vận hành sửa chữa, xảy h hỏng phần hay toàn chi tiết Thông thờng h hỏng xảy bề mặt làm việc, bề mặt tiếp xúc 2.4.1 Các bề mặt làm việc Bề mặt biên giới pha khác bề mặt ranh giới vật thể với môi trờng xung quanh Ngời ta đa khái niệm bề mặt : Bề mặt hình học bề mặt đợc biểu thị vẽ chi tiết Đây bề mặt danh nghĩa mang nhiều tính chất lý tởng Bề mặt thực tế hay gọi bề mặt kỹ thuật Khái niệm không hàm ý hình học mà liên quan đến tính chất lớp kim loại dới bề mặt Chất lợng bề mặt đợc đặc trng yếu tố : dạng hình học, chất lợng bề mặt biên giới chất lợng lớp dới bề mặt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các bề mặt kỹ thuật phân loại nh hình 2-1 [14] Bề mặt kỹ thuật Bề mặt chịu tải Chịu tác dụng học Bề mặt không chịu tải Bề mặt không hoạt động Chịu tác dụng hoá lý(môi trờng, Bề mặt tự Bề mặt hoạt động Chịu tác dụng hoá học Bề mặt trang trí Bề mặt tiếp xúc Chịu tác dụng nhiệt Bề mặt lắp ghép Chịu tác dụng cháy Bề mặt chịu tải trọng động Bề mặt chịu ma sát Bề mặt chuyển động Bề mặt chịu tải trọng chu kỳ Bề mặt trợt Bề mặt chịu tải trọng tĩnh (Bề mặt lắp ghép) Bề mặt chịu tải trọng va đập (không quy luật) Bề mặt lăn Hình 2-1 Sơ đồ phân loại bề mặt kỹ thuật CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.4.2 Nguyên nhân h hỏng đợc phân : H hỏng chế tạo, h hỏng vận hành h hỏng chất lợng vật liệu, H hỏng vận hành nguyên nhân chủ yếu gây nên h hỏng máy H hỏng vận hành đợc chia làm nhóm : H hỏng mòn ( mòn đều, mòn không sinh ô van độ côn, vết xớc nhỏ vết xây xát Dạng h hỏng có liên quan với ma sát H hỏng học ( nứt, thủng, xớc thành rảnh, tróc, gẫy, biến dạng tác dụng học gây nên cong, vênh, xoắn, H hỏng hoá nhiệt : ăn mòn, bị rổ, bị biến dạng nhiệt độ, 2.4.3 Phân loại mòn Đặc trng cho trình h hỏng học mài mòn Đặc trung cho tác dụng hoá lý gọi ăn mòn (hay gỉ) Mòn nói chung đợc phân loại thành loại : a- Mòn học (còn có tên gọi mài mòn) dạng mòn tác dụng học Đây dạng h hỏng va chạm, mài mòn tróc dính, phá huỷ bề mặt liên quan đến hao mòn vật liệu Các giai đoạn mài mòn đợc biểu thị nh hình 2-2 Độ mài mòn I II III Hình 2-2 Sơ đồ giai đoạn mài mòn học I - Giai đoạn bắt đầu mài mòn ( Giai đoạn máy bắt đầu làm việc) II - Giai đoạn mài mòn bão hoà ( Giai đoạn xảy mài mòn máy làm việc bình thờng III - Giai đoạn mài mòn phát triển nhanh ( mài mòn cố, mài mòn phát triển đến mức phải loại bỏ chi tiết b - Mòn dới tác dụng môi trờng Mòn dòng chất lỏng, dòng khí hoá chất Mòn dạng chất hoà tan khuyếch tán hay thẩm thấu theo thời gian vào chi tiÕt m¸y; còng cã thĨ t¸c dơng ho¸ häc, c¸c t¸c dơng cđa ¸p lùc cã chu kỳ không chu kỳ tiếp xúc với chi tiết Các dạng mòn đợc gọi ăn mòn kim loại Dựa theo môi trờng có chất điện ly hay không mà ngời ta chia : ăn mòn hoá học ăn mòn điện hoá c - Dạng thứ dạng kết hợp học ăn mòn vật liệu dới tác dụng môi trờng Dạng mài mòn (mòn học) thờng xuất bề mặt khô tiếp xúc có chuyển động tơng nhau, đặc biệt bề mặt lắp ghép chặt, ma 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt sát lớn, Mòn học xuất có chuyển động kim loại kim loại hay có môi trờng chất phi kim loại chuyển động Trong thực tế ngời ta phân mòn học loại nh sau: a Sự phá huỷ bề mặt tróc dính (tróc loại 1) Do ma sát hình thành mối liên kết cục bộ, gây biến dạng phá hỏng mối liên kết (quá tải cục bộ) Xuất chủ yếu ma sát trợt, tốc độ dịch chuyển nhỏ, thiếu bôi trơn làm áp suất cục tăng giới hạn chảy b- Sự phá huỷ bề mặt tróc nhiệt (tróc loại hay mài mòn nhiệt) Do ma sát nhiệt độ tăng đáng kể hình thành mối liên kết cục bộ, gây biến dạng dẻo phá hỏng mối liên kết (quả tải nhiệt) Dạng xuất chủ yếu chuyển dịch tơng đối lớn áp lực riêng p tăng, cấu trúc kim loại xảy tợng kết tinh lại, ram, cục Tróc loại tuỳ thuộc vào độ bền, tính dẫn nhiệt, độ cứng vật liƯu c Sù ph¸ hủ mâi Theo [14] dạng mài mòn rổ hay pitting Do tác ®éng cđa øng st biÕn ®ỉi chu kú, øng st tăng lên lớn giới hạn đàn hồi Hiện tợng xảy mối liên kết ma sát không liên tục, xảy phần của bề mặt tiếp xúc Phá huỷ mõi thờng gặp bề mặt có nứt tế vi, vết lỏm sâu, độ bóng thấp không đồng Dạng mòn thờng xảy có ma sát lăn, bề mặt ổ lăn ổ trợt, bề mặt bánh răng, d Phá huỷ bề mặt xói mòn kim loại (Mòn tác dụng môi trờng dòng chảy) Là phá huỷ bề mặt lực tác dụng va đập lập lại nhiều lần thời gian kéo dài, áp lùc lín cđa dßng chÊt láng, dßng khÝ, dßng chun động bột mài, phóng điện chùm tia lợng chúng làm cho trình mòn ma sát phức tạp thêm e Phá huỷ bề mặt tợng fretting [7] Quá trình fretting đợc đặc trng Bởi có mặt chuyển vị nhỏ (bắt đầu có trị số lớn khoảng cách nguyên tử; Bởi đặc tính động tải trọng; Bởi ô xy hoá không khí làm tạo sản phẩm bị ăn mòn; Một số nhà khoa học cho trình fretting tróc gây nên thể rõ chỗ tiếp xúc Là tợng phá huỷ bề mặt tróc, gỉ ôxy hoá động, xảy tổng hợp nhiều yếu tố: ma sát, áp lực, độ dịch chuyển bề mặt tiếp xúc nhỏ, điều kiện vận tốc (v) lớn, áp lực cao (p), nhiệt độ (t0) cao Muốn giảm tợng ta cần giảm vận tốc (v), áp lực (p), nhiệt độ (To) f Sự phá huỷ bề mặt ăn mòn kim loại: 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9.4.2 Theo thuyÕt cña Schoop KhÝ nÐn cung cấp lợng khí nén cho hạt kim loại Khi va đập vào bề mặt vật phun có xảy thay đổi nhiệt Khi khỏi miệng vòi phun chúng bị nguội dần đông đặc nhanh tác dụng dòng khí nén Trong thời điểm va đập chúng có biến dạng dẽo, chúng liên kết với thành lớp liên kết Nhiệt độ tia kim loại bị giảm xuông rÊt thÊp (50-100oC) nªn cã thĨ phđ lªn nhøng vËt liệu dể cháy mà không xảy cháy 9.4.3 Theo thuyết Karg, Kasch, Reininger Các tác giả cho hạt kim loại bị nguội đông đặc tác dụng nguồn lợng động khí nén Khi từ vòi phun hạt trạng thái nguội nên không xảy biến dạng dẻo 9.4.4 Theo thuyết Schenk : Nhiệt độ hạt phun phải nhiệt độ chảy lỏng để xảy hàn chặt với Điều không phù hợp với thực tế nh lớp kim loại sở nóng chảy để gắn phần tử lại với Sự hình thành lớp phun Xảy theo giai đoạn sau : Đầu dây phun nóng chảy; Thời gian nóng chảy phân tán hạt kim loại xảy nhanh : 1/10.000 - 1/100.000 giây sau giây có khoảng 7.000 giọt thép Các giọt kim loại đợc tách từ đầu dây; Sự bay va đập hạt kim loại lên bề mặt đợc chuẩn bị Thời gian khoảng 0,002 - 0,008 giây Quá trình liên kết phần tử để tạo nên lớp phun Qúa trình tạo thành lớp phủ phức tạp Kết nghiên cứu cho thấy phần tử kim loại thời thời điểm va đập lên bề mặt phun trạng thái lỏng bị biến dạng lớn Trong thời điểm va đập lớp ôxyt phải trạng thái lỏng nen biến dạng phụ thuộc vào dạng phần tử kim loại phun Khả biến dạng chủ yếu phụ thuộc lớp vỏ bọc phần tử phần tử sau phụ thuộc vào biến dạng phần tử trớc Khi phần tử sau va đập lên phần tử trớc phần tử trớc trạng thái lỏng sệt nên chúng dể dàng xảy liên kết kim loại với 9.5 Phân loại phơng pháp phun : Phun đắp lửa khí (oxy loại khí cháy (C2H2, ) Phun đắp hồ quang điện Phun đắp dòng điện cao tần (đạt 50.000 Hz) Phun ®¾p b»ng hå quang plassma Phun ®¾p b»ng sãng nổ Phun đắp lợng chùm tia laser Phơng pháp phun đắp hồ quang điện : Cho dây hàn (một dây nối với điện cực âm đầu nối với điện cực dơng tiến sát vào xuất hồ quang Ngn nhiƯt hå 103 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt quang sÏ lµm nãng chảy dây hàn Dòng khí có áp suất lớn thổi mạnh giọt kim loại lỏng làm chúng bay Lúc hồ quang tắt, nhng dây hàn tiếp tục tiến vào ngắn mạch, cờng độ dòng điện tăng lên đột ngột, khoảnh khắc dây hàn nóng chảy, giọt kim loại lỏng lại bị thổi Quá trình tiếp tục Nh trình phun hồ quang trình hồ quang ngắn mạch liên tục Thời gian chập mạch : 0,005 - 0,02 giây Thời gian tăng tốc độ dây hàn tăng Thời gian hồ quang cháy : 0,003 - 0,005 giây Quá trình phun xảy không liên tục; Kích thớc hạt kim loại thời điểm khác khác so với thời điểm chập mạch Khi phun phân tử ôxy bị phân huỷ thành nguyên tử ôxy, kim loại nóng chảy bị ôxy hoá mạnh * Các bon bị cháy 25 - 35 % * Silic 25 - 45 % * Mang gan 35 - 38 % 9.6 C¸c yÕu tè ảnh hởng đến phun đắp Nâng cao tốc độ luồng khí nén nh kéo dài thời gian đốt cháy dây hàn tạo khả làm sơng hoá hạt kim loại phun Kích thớc hạt kim loại phun thay đổi phạm vi rộng từ 0,002 - (0,2-0,4) mm Tốc độ, khối lợng độ lớn hạt kim loại lớp phun ảnh hởng lớn đến kết cấu tính chất Do nhiệt độ không neencos trạng thái hạt kim loại : lỏng Tốc độ hạt kim loại lúc đầu khoảng 18 m/s sau tăng dần đạt 200 m/s, (theo Nguyễn Đức Hùng V = 50 - 250 m/s)sau lại giảm dần cự ly 250 mm vào khoảng 85 m/s Thời gian chuyển động hạt từ đầu phun đến bề mặt chi tiết khoảng 0,003 giây Do thời gian ngắn tốc độ di chuyển lớn nên hạt kim loại cha kịp nguội nên va đập vào bề mặt làm biến dạng dẻo bám chặt vào bề mặt gia công Nhiệt độ thay đổi phụ thuộc vào khoảng cách từ đầu súng phun nh sau : Khoảng cách L mm 50 100 200 o 100 980 900 Nhiệt độ hạt kim loại C Cấu trúc bề mặt lớp phun đắp không đồng Thành phần hoá học lớp kim loại phun đắp khác nhiều so với kim loại số nguyên tố bị cháy ( Si = 25-45%, Mn = 35-38%, S 25-26 % • Møc độ ôxy hoá hạt kim loại lớp phun ảnh hởng đến độ bền lớp đắp 104 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Lớp kim loại phun đắp có nhiều lỗ xốp nên mật độ lớp kim loại nhỏ kim loại (lớp kim loại nền) trung bình 6,5 g/cm3 so với kim loại 7,7-7,8 g/cm3 Mật độ tơng đối lớp kim loại phun đắp 85 % độ xốp 15 % Trị số dẫn điện lớp kim loại phun đắp nhỏ thép từ 13 - 20 lần 9.7 Tính chất lý lớp kim loại phun đắp [1], [14] 9.7.1 Nhân tố ảnh hởng đến độ cứng lớp kim loại phun đắp Là ảnh hởng cự ly phun áp suất khí nén Trong trình phun, hạt kim loại bị không khí thổi nên nguội nhanh từ nhiệt độ nóng chảy xuống 100-150 oC số hạt bị tôi, số khác bị ôxy hoá nên độ cứng cao Nếu thép có %C ®Õn 0,4 % ®é cøng ®¹t HB 150-258 NÕu thÐp có %C đến 0,8 % độ cứng đạt HB 400 Bảng 9-1 Phun hồ quang điện Phun khí cháy Phun điện cao tần %C HB %C HB %C HB 0,12-0,15 197-220 0,10 192 0,12-0,16 230 0,4 258 0,35 208 0,35 330 0,45 285-300 0,44 230 0,45 401-415 0,8 320 0,62 267 0,64-0,66 440-460 §é cøng HB 320 280 240 200 25 50 75 100 125 150 mm Hình 9-6 ảnh hởng cự ly phun đến ®é cøng líp kim lo¹i phun VËt liƯu thÐp 0,45 %C [1](trang66) 1- Độ cứng HB lớp kim loại bề mặt 2- Độ cứng HB lớp kim loại cách bề mỈt 1,5 mm 9.7.2 TÝnh chÊt líp phun phđ a Độ bền học : Lớp kim loại phun đắp có độ bền chịu nén cao (80-120 KG/mm2) Trị số độ bền kéo phụ thuộc phơng pháp phun hàm lợng bon dây phun xem bảng [1] Bảng 9-2 Hàm lợng C Độ bền kéo (KG/mm ) ứng với phơng pháp phun % hồ quang điện Bằng lữa khí Điện cao tần 105 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 0,15 -0,20 10-12 18-20 11-12 0,25 24 14-19 0,4-0,46 11-18 22-24 0,6-0,8 14-19 19 18-19 Mặc dầu kim loại lớp phun có đồ bền kéo không cao nhng bị h hỏng ứng suất đạt tới trị số biến dạng dẻo kim loại gốc Tính học lớp kim loại phun gang hạt kim loại phun đắp có nhiều màng ôxy hoá có tạp chất Phun điện cao tần cho lớp phun có tính cao : Dây hàn thép 45 Độ bền đạt 22,5 KG/mm2 Tơng đơng độ bền gang Độ cứng đạt 400-415 HB Độ bền mõi tăng thêm 9-13,5 % Phun hồ quang điện Dây hàn thép 45: Độ bền đạt 9,36 KG/mm2 Tơng đơng độ bền gang Độ cứng đạt 250-260 HB b Độ bám : Tính chất học chủ yếu độ bám, Độ bám thông số quan trọng định chất lợng lớp phun đắp Nó phụ thuộc phơng pháp phun đắp, nhiệt độ, tốc độ hạt, cự ly phun chiều dày lớp phun Sau chuẩn bị bề mặt xong phải tiến hành phun Thời gian kéo dài lâu bề mặt bị ôxy hoá làm cho khả dính bám giảm, lớp kim loại phun để bong Chất lợng mối liên kết chảy hàn bám học lớp phun (độ bám) phụ thuộc vào chất lợng chuẩn bị bề mặt (phụ thuộc độ bề mặt sản phẩm), vật liệu phun, vật liệu chất lợng bớc tiến hành phun Chiều dày lớp phun phủ lớn mm cần bề mặt có độ nhám lớn (Nguyễn Đức Hùng, P.166) c Độ chịu mài mòn Trong điều kiện ma sát khô độ chịu mài mòn kim loại phun xốp, dòn, Trong điều kiện bôi trơn đầy đủ khả chịu mài mòn tăng vi lỗ rổ xốp chiếm 5-11 % tạo nên hốc chứa dầu bôi trơn nên ma sát nhỏ (hệ số ma sát khoảng : f = 0,01-0,04 Nhê cã líp xèp nµy mµ cho phÐp chi tiết máy làm việc bình thờng 100-190 sau đờng dầu bôi trơn hết Tính chất bảo vệ chống ăn mòn lớp phun phủ nhôm kẽm (Nguyễn Đức Hùng, P.171) phụ thuộc vào chiều dày, độ bám, độ xốp chất kim loại lớp phủ Lớp phủ kẽm có độ bám tốt song lớp lớp nhôm có độ bền ăn mòn cao nên ngời ta thờng tổ hợp kẽm với nhôm Để đảm bảo thời gian lớp bảo vệ 15 năm chiều dày lớp phủ phải đạt giá trị định theo bảng [5] Phơng pháp Lớp phủ Zn Bảng 9-3 Chiều dày bảo vệ tối thiểu, àm Nông thôn Thành Công Biển phố nghiệp 120 160 200+sơn 200 106 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Al ZnAl Al Zn ZnAl 120 200 120 - 160 40/200 300 160 40/200 200 40/250 300 200+s¬n 40/250 16 40/200 250 200 40/200 Khả bền ăn mòn lớp phủ Zn Al đợc trình bày bảng 9.4 thời hạn bảo vệ lớp phủ có chiều dày khác đợc trình bày bảng 9-5 [5] Bảng 9-4 Các tác nhân ảnh hởng cã khÝ qun Cltrong kh«ng khÝ SO2 40 mg/m2 Lớp phủ PH Độ cứng Nhiệt độ Cl- 50 mg/lít nớc Không bền