Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun nổ bột thép hợp kim 20cr3NI vào phục hồi chi tiết máy dạng trục

Thông tin tài liệu

Luận văn

bộ giáo dục đào tạo Trờng Đại học nông nghiệp I =================== Nguyễn Văn Long Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun nổ bột thép hợp kim 20Cr3Ni vào Phục hồi chi tiết máy dạng trục Chuyên ng nh : Kỹ thuật máy v Cơ giới hoá Nông Lâm nghiệp MÃ số : 60.52.14 luận văn tHạc Sĩ Kỹ tht Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS Hµ Minh Hïng Đơn vị: ViệN nghiên cứu khí, Bộ Công Thơng H Nội 2007 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu v kết nghiên cứu Luận văn n y l trung thực v cha đợc sử dụng để bảo vệ học vị n o Mäi sù gióp ®ì viƯc thùc hiƯn ln văn đợc cảm ơn v thông tin trích dẫn Luận văn đ rõ nguồn gốc Tác giả: Nguyễn Văn Long Tr ng i h c Nụng nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t.1 Lời cảm ơn Tác giả xin chân th nh cảm ơn giúp đỡ thầy giáo hớng dẫn vừa l Chủ nhiệm đề t i nghiªn cøu khoa häc cÊp Nh n−íc m sè KC06-13CN: PGS.TS H Minh Hùng, thầy giáo v đồng nghiệp l m việc Khoa Cơ điện Trờng Đại học Nông nghiệp I, Trung tâm Đ o tạo v ứng dụng công nghệ Cơ khí Tự động hoá (Viện Nghiên cứu Cơ khí), Bộ môn Vật liệu học v Nhiệt luyện (Trờng Đại học Bách khoa H Nội) đ tận tình giúp đỡ ho n th nh Luận văn n y Tác giả: Nguyễn Văn Long Tr ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t.2 Danh mục hình T T 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 30 31 32 33 34 Tên hình Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý phun phủ Hình 1.2 Sơ đồ phun nhiệt khí dùng dây kim loại Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị phun nhiệt khí dùng bột kim loại Hình 1.4 Trạm phun phủ nhiệt khí dùng dây v bột phun Hình 1.5 Sơ đồ phun nổ Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý đầu phun dây hồ quang điện dây Hình 1.7 Súng phun plasma v sơ đồ nguyên lý trạm phun plasma Hình 1.8 To n cảnh số phận thiết bị phun nổ dùng để phun phủ bột kim loại Hình 1.9 Sơ đồ cấu trúc lớp phun Hình 1.10 Sơ đồ ảnh hởng hạt có tính hoạt hoá nhiệt đến chu trình nhiệt tiếp xúc hạt hình th nh lớp phun theo Hình 2.1 Sơ đồ đa nhiệt v o hạt kim loại phun v lớp dòng plasma Hình 2.2 Phân bố thực nghiệm, tính toán dòng lợng riêng vết nung Hình 2.3 a) Hệ số tập trung dòng nhiệt riêng phun dây dòng plasma Hình 2.3 b) Sự thay đổi hiệu suất nung vật phun Hình 2.4 Sơ đồ biến dạng đồng thời víi kÕt tinh l¹i cđa h¹t kim lo¹i phun va đập v o mặt phẳng Hình 2.5 Phân bố nhiệt độ thời điểm khác Hình 2.6 Sơ đồ giải thích thay đổi thời gian Hình 2.7 ảnh hởng nhiệt độ đến hệ số dẫn nhiệt Hình 2.8 Biểu đồ để tính Hình 2.9 Chu tr×nh nhiƯt tiÕp xóc H×nh 2.10 Chu tr×nh nhiệt tiếp xúc Hình 2.11 Sự va đập hạt phun với kim loại Hình 2.12 Sự thay đổi tốc độ bay hạt hợp kim Hình 2.13 ảnh hởng tốc độ bay hạt Niken ®Õn ®é bỊn Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….3 Trang 6 10 11 14 18 23 24 24 24 29 29 30 30 31 32 32 41 43 43 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 b¸m dÝnh líp phđ víi nỊn l thÐp C35 H×nh 2.14 Sù phơ thc cđa nhiƯt ®é tiÕp xóc TK v o nhiƯt ®é nung kim loại T2 Hình 2.15 Độ bám dính lớp phun có chiều d y khác Hình 2.16 §−êng cong lý thut vỊ sù phơ thc cđa ®é bám dính v o khoảng cách phun L Hình 3.1 Thiết bị dùng để tạo mẫu thí nghiệm phun phủ Viện NC Cơ khí Hình 3.2 Thiết bị phun cát l m bề mặt trớc phun phủ Viện Hình 3.3 Bộ phận điều khiển thiết bị phun v súng phun nổ để thí nghiệm Hình 3.4 Kính hiển vi dùng để soi kim tơng mẫu phun phủ Hình 3.5 Dụng cụ để đo độ nhám bề mặt lớp phủ Hình 3.6 Thiết bị v dụng cụ đo độ bền bám dính phơng pháp keo dán Hình 3.7 Lò thí nghiệm để gia công nhiệt mẫu phun phủ Hình 3.8 Thiết bị đo độ độ cứng lớp kim loại phủ theo HV v đo độ cứng tế vi Hình 3.9 Ví dụ ảnh chụp vết lõm khối tứ diện ép tạo mốc nhân tạo Hình 3.10 Sơ đồ thử m i mòn vật liệu phun phủ Hình 3.11 Mẫu thử v sơ đồ thử độ bền liên kết phơng pháp kéo chốt Hình 3.12 Mẫu để nghiên cứu cấu trúc tế vi v đo độ cứng lớp phủ v vùng lân cận biên giới liên kết theo hớng dới góc nghiêng Hình 4.1.Phun tạo lớp phủ 20Cr3Ni mẫu hình trụ súng phun nỉ H×nh 4.2 MÉu sè 1, 2, sau phun phủ bột thép hợp kim 20Cr3Ni Hình 4.3 Mẫu phun phđ bét thÐp hỵp kim 20Cr3Ni sau m i để cắt l m mẫu khảo sát tính v cấu trúc Hình 4.4 Mẫu thí nghiệm xác định độ bền bám dính lớp phủ với kim loại nềnsau phun phủ bột thép hợp kim 20Cr3Ni Hình 4.5 Thí nghiệm xác định độ bền bám dính lớp phđ víi kim lo¹i nỊn sau phun phđ bét thÐp hợp kim 20Cr3Ni Hình 4.6 Phun tạo lớp phủ thép hợp kim 20Cr3Ni phục hồi trục chân vịt t u thuỷ súng phun nổ Viện NC Cơ khí Hình 4.7 Phun tạo lớp phủ thép hợp kim 20Cr3Ni phục hồi trục cổ trục bánh hộp số súng phun nổ Viện NC Cơ khí Hình 4.8 ảnh đồ độ xốp lớp phủ 20Cr3Ni Hình 4.9 ảnh ®å ®é bỊn b¸m dÝnh líp phđ 20Cr3Ni víi nỊn thÐp Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….4 45 47 48 48 48 51 52 53 53 53 53 61 64 64 68 69 70 70 71 71 72 72 75 76 59 60 61 62 63 64 65 66 Hình 4.10 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ 20Cr3Ni ë vïng l©n cËn biªn giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 7, L = Normal, KNL) Hình 4.11 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ 20Cr3Ni ë vïng l©n cËn biªn giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 2, L = min, KNL) Hình 4.12 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ 20Cr3Ni ë vïng l©n cËn biªn giíi víi nỊn thÐp C35, x 500 (MÉu sè 3, L = Normal, NL) Hình 4.13 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ 20Cr3Ni ë vïng l©n cËn biªn giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 4, L < Normal, KNL) Hình 4.14 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ 20Cr3Ni ë vïng l©n cËn biªn giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 5, L < Normal, NL) Hình 4.15 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ 20Cr3Ni ë vïng l©n cËn biªn giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 6, L = Normal, NL) Hình 4.16 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ 20Cr3Ni ë vïng l©n cËn biªn giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 8, KNL) Hình 4.17 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ hợp kim 20Cr3Ni, x200 v ảnh đồ phân tÝch pha xèp líp phđ b»ng phÇn mỊm Material-Pro analyser Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….5 77 78 78 79 79 80 80 81 Sơ đồ bảng biểu TT Trang Bảng 3.1 Th nh phần hoá học bột hợp kim phun phủ, % khối lợng Bảng 3.2 Ví dụ quy ho¹ch thùc nghiƯm theo kiĨu N = = 27 Bảng 4.1 Kết khảo sát độ cứng lớp phủ v kim loại Bảng 4.2 Kết khảo sát đo chiều d y lớp phủ v trung gian Bảng 4.3 Kết đo đạc v tính toán độ xốp lớp phủ Bảng 4.4 Kết đo đạc v tính toán độ bền bám dính σ P Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….6 49 59 73 73 74 74 Mục lục Trang Mở đầu Chơng Tổng quan 1.1 1.2 1.2.1 Khái quát chung Các phơng pháp phun kim loại Phơng pháp phun phủ nhiệt khí 1.2.2 Các phơng pháp phun điện 1.2.3 Ưu điểm v nhợc điểm phơng pháp phun phủ 12 1.3 Đặc trng hình th nh v cấu trúc lớp phủ kim loại Các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng lớp phủ Phơng pháp đánh giá suất v chất lợng lớp phủ kim loại Mục tiêu nghiên cứu đề t i luận văn Kết luận Chơng 12 Chơng nghiên cứu sở lý thuyết công nghệ phun phủ kim loại 21 2.1 2.1.1 Cơ chế hình th nh lớp phủ kim loại Quá trình hoạt hóa nhiệt xẩy bề mặt phun phủ 22 22 2.1.2 Nhiệt độ tiếp xúc vùng va đập phun 26 2.1.3 Hiện tợng va đập hạt kim loại phun 34 2.2 Các biện pháp nâng cao độ bám dính lớp phủ với lớp kim loại Vai trò tốc độva đập hạtphun v o kim loại Vai trò gia nhiệt kim loại trớc phun 42 1.4 1.5 1.6 2.2.1 2.2.2 2.2.3 ¶nh h−ëng cđa øng st d− líp phđ KÕt luËn ch−¬ng 16 17 20 43 43 46 48 Chơng đối tợng, vật liệu, thiết bị nghiệm phơng pháp nghiên cứu thí 3.1 Vật liệu v thiÕt bÞ thÝ nghiƯm 49 3.1.1 VËt liƯu thÝ nghiƯm 49 3.1.2 ThiÕt bÞ thÝ nghiƯm v kiĨm tra 49 49 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t.7 3.2 Phơng pháp phun 55 3.3 56 3.4 Phơng pháp xây dựng mô hình toán học đánh giá chất lợng lớp phủ Chọn h m mục tiêu mô hình toán học mô chất lợng lớp phủ Phơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm thống kê toán học Phơng pháp tính toán xây dựng h m mục tiêu Phơng pháp kiểm tra đánh giá chất lợng lớp phủ 3.4.1 Độ bền chịu mòn lớp phủ 61 3.4.2 Độ bám dính lớp phun với kim loại 63 3.4.3 Phơng pháp tính độ xốp v mật độ tơng ứng lớp phủ 65 3.4.4 Phơng pháp kim tơng Kết luận Chơng 68 68 4.1 Chơng kết thí nghiệm thảo luận 69 Thực nghiệm tạo lớp phủ phơng pháp phun plasma v phun nổ Kết thực nghiệm đo đạc v tính toán tiêu tính Kết nghiên cứu cấu trúc tế vi lân cận biên giới liên kết lớp phủ v kim loại Thảo luËn khoa häc KÕt luËn Ch−¬ng 69 3.3.1 3.3.2 3.3.3 4.2 4.3 4.3 56 57 58 61 73 77 82 85 KÕt ln 86 Danh mơc tµi liƯu sư dông 87 Phô lôc 89 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n th c s K thu t.8 Mở đầu Trong lĩnh vực công nghệ vật liệu, bên cạnh các công nghệ sản xuất truyền thống, công nghệ phun phủ ® v ®ang ng y c ng ph¸t triĨn rÊt m¹nh mÏ v cho phÐp chÕ t¹o nhiỊu lo¹i vËt liệu có tính chất đặc biệt, có khả đảm bảo tính ổn định cho thiết bị máy móc l m việc điều kiện khắc nghiệt Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun phủ để tạo vËt liƯu míi nhiỊu líp, ®ã líp kim loại l thép bon, lớp bề mặt l m việc đôi ma sát l lớp bột thép, bột hợp kim l hớng công nghệ Vật liệu tổ hợp nhận đợc công nghệ phun phủ có tính chất - lý v tính chất sử dụng đặc biệt m công nghệ truyền thống nhận đợc Các chi tiết máy có lớp phủ bề mặt ng y c ng đợc sử dụng rộng r i có nhiều u ®iĨm: 1) - Cã hƯ sè tiÕt kiƯm sư dơng kim loại quý cao so với phơng pháp công nghệ truyền thống; 2) - Có thể giảm giá th nh chế tạo chi tiết máy với tính kü tht v ti thä n©ng cao, cã thĨ phơc hồi nhiều chủng loại chi tiết máy bị m i mòn; 3) Có thể chế tạo chi tiết máy chịu m i mòn cao, chịu tải trọng va đập nh tải trọng thay đổi chiều đợc sử dụng nhiều máy móc v thiết bị đại nh: động h ng không, phơng tiện ng nh giao thông vận tải, máy móc nông nghiệp, hộp giảm tốc, máy công cụ Hiện Việt Nam cha có nghiên cứu cách có hệ thống vấn đề nh: đặc tính hình th nh lớp phủ kim loại vật liệu nỊn thÐp, cÊu tróc líp phđ b»ng bét thÐp Cr-Ni, thc tÝnh vËt liƯu líp phđ sau phun phđ v gia công nhiệt Chính vậy, việc chọn đề t i nghiên cứu Luận văn theo hớng ứng dụng công nghệ phun phủ để phục hồi số chi tiết máy dạng trục phục vụ Tr ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….9 Hình 4.9 ảnh đồ độ bền bám dính lớp phủ 20Cr3Ni víi nỊn thÐp C35 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n th c s K thu t.89 Trên Hình 4.8 thể ảnh đồ mô độ xốp lớp phủ bột thép 20Cr3Ni thép C35, Hình 4.9 - độ bền bám dính hai lớp Các ảnh đồ n y nhận đợc sử dụng phần mềm máy tính chuyên dụng Statistica để tính toán mô 4.3 Kết nghiên cứu cấu trúc tế vi lân cận biên giới liên kết lớp phủ với kim loại nền: Phơng pháp nghiên cứu cấu trúc lớp phủ v biên giới liên kết với kim loại đợc sư dơng réng r i nghiªn cøu øng dơng nớc công nghiệp phát triển giới v đợc áp dụng để nghiên cứu số mẫu điển hình nhận đợc theo quy hoạch thực nghiệm, sử dụng thiết bị khảo sát mẫu Kết đợc thể Hình 4.10 ữ Hình 4.16 dới Trên Hình 4.17 l ảnh chụp cấu trúc lớp phủ v ảnh đồ phân tích th nh phần lỗ xốp lớp phủ phần mềm máy tÝnh chuyªn dơng Líp phđ 20Cr3Ni ← Biªn giíi↑ → C35 Hình 4.10 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ 20Cr3Ni vùng lân cận biên giới với thÐp C35, x 200 (MÉu sè 7, L = Normal, KNL) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….90 Líp phđ 20Cr3Ni ← ↑ Biªn giíi C35 Hình 4.11 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ 20Cr3Ni vùng lân cận biên giới với nÒn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 2, L = min, KNL) Líp phđ 20Cr3Ni ← Biªn giíi ↑ → C35 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t.91 Hình 4.12 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ 20Cr3Ni vùng lân cận biên giới víi nỊn thÐp C35, x 500 (MÉu sè 3, L = Normal, NL 875-2) Líp phđ 20Cr3Ni ← Biªn giíi C35 Hình 4.13 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ 20Cr3Ni vùng lân cận biên giới víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 4, L < Normal, KNL) Líp phđ 20Cr3Ni ← Biªn giíi ↑ → C35 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t.92 Hình 4.14 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ 20Cr3Ni vùng lân cận biên giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 5, L < Normal, NL-875-4) Líp phđ 20Cr3Ni ← Biªn giíi C35 Hình 4.15 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ 20Cr3Ni vùng lân cận biên giới víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 6, L = Normal, NL975-2) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….93 Líp phđ 20Cr3Ni ← ↑ Biên giới C35 Hình 4.16 ảnh chụp cấu trúc tế vi lớp phủ 20Cr3Ni vùng lân cận biên giíi víi nỊn thÐp C35, x 200 (MÉu sè 8, KNL) a) b) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t.94 Hình 4.17 ảnh chụp cấu tróc tÕ vi líp phđ thÐp hỵp kim 20Cr3Ni, x 200 (a) v ảnh đồ phân tích pha xốp líp phđ b»ng phÇn mỊm Material-Pro analyser: Phase – lỗ xốp; Phase hợp kim 20Cr3Ni 4.4 Thảo luận khoa học kết thực nghiệm: Phân tích bảng số liệu nhận đợc v ảnh chụp cấu trúc tế vi đây, rút nhËn xÐt sau: 1) §èi víi mÉu sau phun phđ v không qua nhiệt luyện (mẫu KNL) độ cứng lớp kim loại giảm dần từ 216 HV vùng lân cận biên giới liên kết với lớp phủ xuống đến 158 HV (không đổi độ sâu > 200 àm Hình 4.11) Độ cứng trung bình lớp vùng n y đạt 177,875 HV Điều n y giải thích trình phun plasma (phun nổ), nhiệt độ lớp ngo i kim loại nóng lên v có va đập mạnh hạt bột hợp kim 20Cr3Ni cã thĨ l m biÕn cøng líp bỊ mỈt nỊn phủ Độ cứng lớp phủ, có độ d y 500ữ 600 àm, đạt trung bình 691,75 HV, tức cao h¬n nhiỊu so víi líp nỊn thÐp C35 l có nguyên tố hợp kim v bít chúng với h m lợng cao lớp phủ Độ cøng líp trung gian cã chiỊu d y 40÷ 50 àm đạt từ 253 HV đến 260 HV, giảm dần theo chiều từ lớp phủ đến lớp (Bảng 4.1, 4.2, Hình 4.12); 2) Đối với mẫu sau phun phủ v đ qua nhiệt luyện (mẫu NL-875-2) độ cứng lớp kim loại giảm dần từ 146 HV vùng lân cận biên giới liên kết với lớp trung gian + líp phđ xng ®Õn 141 HV (v không giảm độ sâu > 200 àm Độ cứng trung bình lớp vùng n y đạt 144,5 HV, tøc thÊp h¬n so víi mÉu ch−a nhiƯt lun Điều n y giải thích trình nung nhiệt độ cao 875OC v giữ nhiệt giê ® l m mỊm vËt liƯu kim loại Độ cứng lớp phủ, có độ d y 500ữ700 àm, đạt trung bình 586,33 HV, tức thấp so với độ cứng lớp phủ mẫu cha nhiệt luyện, nhng lại cao nhiều so với lớp thép C35 Điều giải thích l có nguyên tố hợp kim v bít cđa chóng víi h m l−ỵng cao líp phđ, nhng nhiệt luyện đ có tợng thoát bon Độ cứng lớp trung gian có chiều Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t.95 d y 20ữ 40 àm đạt từ 346 HV đến 313 HV, giảm dần theo chiều từ lớp phủ đến lớp (Bảng 4.1, 4.2, Hình 4.13); 3) §èi víi mÉu sau phun phđ v ® qua nhiƯt luyện (mẫu NL-875-4) độ cứng lớp kim loại giảm dần từ 157 HV vùng lân cận biªn giíi liªn kÕt víi líp trung gian + líp phủ xuống đến 146 HV (v không giảm độ sâu > 200 àm Độ cứng trung bình lớp vùng n y đạt 149,6 HV, tức thấp so víi mÉu ch−a nhiƯt lun §iỊu n y cã thể giải thích trình nung nhiệt ®é cao 875OC v gi÷ nhiƯt giê ® l m mỊm vËt liƯu kim lo¹i nỊn, ë møc mạnh so với mẫu giữ nhiệt Độ cứng lớp phủ, có độ d y 500ữ 700 àm, đạt trung bình 552,67 HV, tức thấp so với độ cứng lớp phủ mẫu cha nhiệt lun v mÉu nhiƯt lun ë 875OC v gi÷ nhiƯt giờ, nhng lại cao nhiều so với lớp thép C35 Điều giải thích tơng tự nh mẫu NL-875-2 Độ cứng lớp trung gian có chiều d y 40ữ 50 àm đạt từ 365 HV đến 358 HV, giảm dần theo chiều từ lớp phủ đến lớp (Bảng 4.1, 4.2, Hình 4.14); 4) Đối với mẫu sau phun phủ v đ qua nhiệt luyện (mẫu NL-875-4) độ cứng lớp kim loại giảm dần từ 137 HV vùng lân cận biên giới liên kết với lớp trung gian + lớp phủ xuống đến 136 HV (v không giảm độ sâu > 200 àm Độ cứng trung bình lớp vùng n y đạt 136,4 HV, tức thấp so với mẫu cha nhiệt luyện Điều n y giải thích trình nung nhiệt độ cao 975OC v giữ nhiệt đ l m mềm vật liệu kim loại nền, mức mạnh so với mẫu nung nhiệt độ 875OC v giữ nhiệt Độ cứng lớp phủ, có độ d y 500ữ 600 àm, đạt trung bình 476,0 HV, tức thấp so víi ®é cøng líp phđ mÉu nhiƯt lun ë 875 OC v gi÷ nhiƯt giê, nh−ng vÉn cao nhiều so với lớp thép C35 Điều giải thích tơng tự nh mẫu NL-875-4 §é cøng líp trung gian cã chiỊu d y 25ữ 35 àm đạt từ 358 HV đến 340 HV, giảm dần theo chiều từ lớp phủ đến lớp (Bảng 4.1, 4.2, Hình 4.15); Tr ng i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n th c s K thu t.96 5) Khi tăng mức thông số phun phủ độ xốp lớp phđ c ng gi¶m tõ γP1 = 9,744% (mÉu sè ë møc QHTN ( − ) ®Õn γP9 = 4,328 % (mÉu sè ë møc QHTN ( + ) độ bền bám dính lớp phủ với kim loại ngợc lại, tăng từ 1= 43,277 MPa đến = 69,225 MPa mẫu tơng ứng (Bảng 4.2, 4.3) Điều n y phù hợp với nguyên lý chung vật liệu xốp v số kết thực nghiệm thử bám dính băng bimetal thép + hợp kim đồng đợc chế tạo cách phủ v thiêu kết bột thép bon công trình Nghiên cứu ứng dụng công nghệ luyện kim bột chế tạo vật liệu compozit chịu mòn l m bạc trợt tác giả [5] Đặc biệt l ảnh đồ Hình 4.12, Hình 4.13 c ng minh chøng râ xu h−íng ®é bỊn bám dính lớp phủ c ng tăng độ xốp c ng giảm; 6) Chất lợng lớp phủ đợc đánh giá l cao, nh thể ảnh chụp cấu trúc tế vi vùng lân cận biên giới liên kết lớp phủ 20Cr3Ni với thép C35 (Hình 4.12 ữ 4.14) cho thấy đờng phân cách hai lớp sạch, không ngậm xỉ khuyết tật cấu trúc khác tơng tự nh biªn giíi h n nỉ [ 9] Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….97 Kết luận Chơng 4: 1) Đ trình b y trình thực nghiệm v kết đo đạc, tính toán số tiêu nh: độ cứng HV líp nỊn thÐp C35, líp phđ trung gian v líp phủ thép hợp kim 20Cr3Ni; độ bền bám dính lớp phủ hợp kim với lớp thép C35 mÉu thÝ nghiƯm phun phđ b»ng plasma v phun nỉ (cã nhiƯt lun v kh«ng nhiƯt lun sau phun) Viện Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công thơng Trên sở số liệu thực nghiệm thu nhận đợc tác giả Luận văn n y đ Chủ nhiệm §Ị t i cÊp Nh n−íc KC06-13CN, sư dơng phÇn mềm máy tính chuyên dụng Statistica, xây dựng đợc ảnh đồ mô độ xốp lớp phủ v độ bỊn b¸m dÝnh cđa nã víi líp nỊn thÐp C35; 2) Đ thực nghiên cứu khảo sát v chụp ảnh cấu trúc vùng lân cận biên giới liên kết lớp phủ thép hợp kim 20Cr3Ni v lớp kim loại thép C35, xác định đợc chiều d y lớp phủ, lớp trung gian mẫu thí nghiệm điển hình để có đánh giá chất lợng b¸m dÝnh cđa líp phđ víi líp nỊn; 3) C¸c kết đo đạc v tính toán có trợ giúp máy tính l tin cậy đợc Tác giả đ đa nhiều nhận xét xác đáng phân tích số liệu đo nh ảnh cấu trúc v ảnh đồ mô chất lợng lớp phủ thép hợp kim 20Cr3Ni v vùng cấu trúc liên kết víi líp nỊn thÐp C35 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….98 KÕt luËn Trong công trình n y, tác giả đ ho n th nh mục tiêu theo Đề cơng nghiên cứu v đạt đợc kết khoa học sau đây: 1) Đ nghiên cứu tổng quan công nghệ v thiết bị hun phủ l hớng công nghệ tiên tiến giới để tạo sản phẩm khí có tính chất tổ hợp đặc biệt, sử dụng vật liệu kim loại v hỵp kim trun thèng kÕt hỵp víi hỵp kim đặc biệt chi tiết máy l m nâng cao tính sử dụng v tiết kiệm vật liệu quý hiếm; 2) Đ chọn đối tợng nghiên cứu v trình b y thiết bị dùng để thí nghiệm, phơng pháp luận thực thí nghiệm Quy hoạch thực nghiệm v sở lý thuyết xây dựng mô hình toán học h m hồi quy đánh giá chất lợng lớp phủ; 3) Đ nghiên cứu sở lý thuyết công nghệ phun phủ kim loại, gồm vấn đề nh: hình th nh lớp phủ, tợng học, vật lý, hoá học xẩy trình phun phủ, nhân tố gây ảnh hởng đến độ bền bám dính lớp phủ với kim loại v biện pháp điều chỉnh; 4) Đ trình b y kết thực nghiệm, đo đạc, tính toán số tiêu nh: độ cứng HV cđa líp nỊn thÐp C35, líp phđ trung gian v lớp phủ thép hợp kim 20Cr3Ni; độ bền bám dÝnh líp phđ hỵp kim víi líp nỊn thÐp C35 mẫu thí nghiệm phun phủ plasma v phun nỉ (cã nhiƯt lun v kh«ng nhiƯt lun sau phun) Viện Nghiên cứu Cơ khí, Bộ Công thơng Trên sở số liệu thực nghiệm thu nhận đợc tác giả Luận văn n y đ Chđ nhiƯm §Ị t i cÊp Nh n−íc KC06-13CN, sư dụng phần mềm máy tính chuyên Tr ng i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….99 dông Statistica, xây dựng đợc ảnh đồ mô độ xốp lớp phủ v độ bền bám dính với lớp thép C35; 5) Đ thực nghiên cứu khảo sát v chụp ảnh cấu trúc vùng lân cận biên giới liên kết lớp phủ thép hợp kim 20Cr3Ni v lớp kim loại thép C35, xác định đợc chiều d y lớp phủ, lớp trung gian mẫu thí nghiệm điển hình để có đánh giá chất lợng bám dính lớp phủ với líp nỊn tµi liƯu sư dơng TiÕng ViƯt: Ho ng Tïng (1994), ”C«ng nghƯ phun phđ v øng dơng ”, NXB Khoa häc v Kü thuËt, H Néi, 204 trang H Minh Hùng, Ho ng Văn Châu (2004), Công nghệ phun phủ v Xử lý bề mặt Chế tạo máy, Giáo trình đ o tạo SĐH - ViƯn NC C¬ khÝ, H Néi H Minh Hïng (2004), Nghiên cứu áp dụng công nghệ phun phủ để nâng cao độ bền lòng khuôn khuôn gia công áp lực, Báo cáo chuyên đề thuộc đề t i nghiên cøu khoa häc cÊp Nh n−íc m sè KC.06 – 13CN, ViƯn NC C¬ khÝ, H Néi H Minh Hùng, Vũ Dơng, Trần Ngọc ứng (2004), Nghiên cứu sở lý thuyết phun phủ nhiệt khí để chế tạo khuôn dập chịu mòn cao, Tạp chí Khoa học quân sù, Bé quèc phßng, H Néi H Minh Hïng (1998), Mô hình toán học công nghệ tạo băng composit kim loại bột thép thực nghiệm Tạp chÝ C«ng nghiƯp, sè 23/1998, tr 25-27 TiÕng Anh: Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….100 6.”Thermal Spraying in the Charapter 28 of the Welding handbook” (1995), Ameriacl Welding Society (8 –Edition), p 864-889 TiÕng Nga: Б.С Мытин (1987), "Порошковая металлургия и напыленные покрытия", Ред "Металлургия", Москва, стр 250-285 И С Солонин (1960) "Математическая статистика в машиностроении" Изд Москва – Сверловск, 175 стр Б.С Мытин (1987), "Порошковая металлургия и напыленные покрытия", Ред "Металлургия", Москва, стр 187-205 и 10 χа Минь χунг (1991), "Разработка и внедрение в промышленность тенологии получения антифрикциольных композиционных листов для подшипников скольжения Диссертация кан техн наук", МИИСиС, Москва, 269 стр Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….101 Phơ lơc (C¸c phiÕu b¸o kÕt qu¶ thÝ nghiƯm) Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….102 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Lu n văn th c s K thu t……………………………………….103 ... hớng dới góc nghiêng Hình 4.1 .Phun tạo lớp phủ 20Cr3Ni mẫu hình trụ súng phun nổ Hình 4.2 MÉu sè 1, 2, sau phun phñ bét thÐp hợp kim 20Cr3Ni Hình 4.3 Mẫu phun phủ bột thép hợp kim 20Cr3Ni sau... kim lo¹i nỊnsau phun phđ bét thép hợp kim 20Cr3Ni Hình 4.5 Thí nghiệm xác định độ bền bám dính lớp phủ với kim loại sau phun phủ bột thép hợp kim 20Cr3Ni Hình 4.6 Phun tạo lớp phủ thép hợp kim. .. nguyên lý phun phủ Hình 1.2 Sơ đồ phun nhiệt khí dùng dây kim loại Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị phun nhiệt khí dùng bột kim loại Hình 1.4 Trạm phun phủ nhiệt khí dùng dây v bột phun Hình 1.5 Sơ đồ phun

Ngày đăng: 06/12/2013, 19:51

Xem thêm: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun nổ bột thép hợp kim 20cr3NI vào phục hồi chi tiết máy dạng trục , Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun nổ bột thép hợp kim 20cr3NI vào phục hồi chi tiết máy dạng trục