Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng và tốc độ chuyển động tương đối giữa đầu phun với chi tiết đến chất lượng bề mặt phun phủ bằng công nghệ phun nhiệt khí tốc độ cao HVOF

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT<br /> <br /> NGUYỄN CHÍ BẢO<br /> <br /> NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA LƯU LƯỢNG VÀ TỐC<br /> ĐỘ CHUYỂN ĐỘNG TƯƠNG ĐỐI GIỮA ĐẦU PHUN VỚI<br /> CHI TIẾT ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT PHUN PHỦ<br /> BẰNG CÔNG NGHỆ PHUN NHIỆT KHÍ TỐC ĐỘ CAO –<br /> HVOF<br /> <br /> Ngành<br /> Mã số<br /> <br /> : Kỹ thuật Cơ khí động lực<br /> : 62 52 01 16<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> HÀ NỘI - 2017<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Máy & Thiết bị Công<br /> nghiệp - Trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> <br /> Tập thể hướng dẫn khoa học:<br /> 1. PGS.TS Đinh Văn Chiến<br /> 2. PGS.TS Triệu Hùng Trường<br /> <br /> Phản biện 1: PGS.TS Trần Văn Dũng<br /> Trường Đại học bách khoa Hà Nội<br /> Phản biện 2: PGS.TS Lê Thu Quý<br /> Bộ Công thương<br /> Phản biện 3: TS Tạ Ngọc Hải<br /> Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam<br /> <br /> Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường<br /> Họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> Vào hồi:… giờ…, ngày tháng năm 2017<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> + Thư viện Quốc gia;<br /> + Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> <br /> DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ<br /> <br /> 1. Đinh Văn Chiến, Nguyễn Chí Bảo, Phạm Văn Liệu (2014),<br /> “Nghiên cứu độ xốp lớp phủ khi phun bằng phương pháp<br /> phun nhiệt khí tốc độ cao HVOF”, Tạp chí Cơ khí Việt<br /> Nam, (số 1+2), tr 28-33.<br /> 2. Phạm Văn Liệu, Đinh Văn Chiến, Nguyễn Chí Bảo (2014),<br /> “Nghiên cứu quá trình cháy và lưu lượng khí trong công nghệ<br /> phun nhiệt khí tốc độ cao HVOF dùng để phục hồi chi tiết máy bị<br /> mòn”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, (số 7), tr 15-19.<br /> 3. Nguyễn Chí Bảo, Đinh Văn Chiến (2016) “Nghiên cứu độ bám<br /> dính lớp phủ bột cacbua Cr3C2 – NiCr trên nền thép trục thép<br /> 40cr bằng phương pháp phun ôxy – nhiên liệu tốc độ cao<br /> (HVOF)”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam. (số12 -2016),tr 34-39.<br /> 4. Nguyễn Chí Bảo, Đinh Văn Chiến (2016) “Nghiên cứu độ cứng<br /> lớp phủ bột cacbua Cr3C2 – NiCr trên nền thép trục thép 40cr<br /> bằng phương pháp phun ôxy–nhiên liệu tốc độ cao(HVOF)”, Tạp<br /> chí KHCN – ĐHCN Hà nội. (số 37 tháng 12 - 2016),tr 34-37.<br /> <br /> 1<br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Lý do chọn đề tài<br /> Phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (High Velocity Oxygen-Fuel, viết tắt<br /> là HVOF) là một kỹ thuật phun nhiệt được ứng dụng từ những năm<br /> 1980. So sánh với phun phủ nhiệt khác (Phun hồ quang điện, phun<br /> plasma, phun khí cháy, phun nổ,…), phun phủ nhiệt HVOF có các đặc<br /> trưng nổi bật như mật độ, độ bền bám dính và độ cứng tốt hơn. Do đó,<br /> công nghệ này tạo được lớp phủ sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành<br /> công nghiệp mang lại hiệu quả kinh tế cao.<br /> Hiện nay, nghiên cứu ứng dụng công nghệ phun phủ nhiệt HVOF<br /> trên thế giới được phát triển mạnh nhằm tạo lớp phủ kim loại và hợp<br /> kim có chất lượng tốt, nâng cao tuổi thọ của các chi tiết máy dạng trục<br /> bị mòn trong công nghiệp. Tại Việt Nam,một số cơ sở nghiên cứu và<br /> doanh nghiệp sản xuất cơ khí đã đầu tư thiết bị phun phủ HVOF. Tuy<br /> nhiên, các nghiên cứu về công nghệ phun nhiệt HVOF chưa nhiều.<br /> Thực tế đã có một số đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ, Ngành về<br /> công nghệ phun nhiệt HVOF cũng đã được thực hiện. Tuy nhiên, hiện<br /> chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của lưu lượng cấp bột<br /> phun và tốc độ chuyển động tương đối giữa đầu phun với chi tiết tới<br /> chất lượng lớp phủ bề mặt sau khi phu bằng công nghệ HVOF.<br /> Xuất phát từ lý do trên NCS đặt vấn đề “Nghiên cứu ảnh hưởng<br /> của lưu lượng và tốc độ chuyển động tương đối giữa đầu phun với chi<br /> tiết đến chất lượng bề mặt phun phủ bằng công nghệ phun nhiệt khí tốc<br /> độ cao HVOF” làm hướng nghiên cứu của đề tài luận án.<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu<br /> Đưa ra phương pháp tính toán xác định ảnh hưởng của lưu lượng<br /> cấp bột và tốc độ chuyển động tương đối giữa đầu phun với chi tiết đến<br /> chất lượng lớp phủ bột hợp kim Cr3C2-NiCr trên nền trục thép 40Cr<br /> bằng công nghệ phun nhiệt HVOF.<br /> 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu<br /> * Đối tượng nghiên cứu: Bề mặt trụ ngoài thép 40Cr có kích thước<br /> 60, 70 và 80 kích thước đường kính trong 30, chiều dài 60 mm<br /> được phủ lớp bột hợp kim Cr3C2-NiCr dày 0,6 mm bằng công nghệ<br /> HVOF.<br /> * Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng cấp<br /> <br /> 2<br /> bột phun (m gam/phút) và tốc độ chuyển động của phôi (n vòng/phút),<br /> tốc độ dịch chuyển của đầu phun (S mm/vòng) đến chất lượng lớp phủ<br /> bột cacbua Cr3C2-NiCr trên nền trục thép 40Cr bằng phương pháp phun<br /> HVOF như sau:<br /> Mức thay đổi<br /> Thông số công nghệ<br /> 1<br /> 2<br /> 3<br /> m (gam/phút)<br /> 25<br /> 35<br /> 45<br /> n (vòng/phút)<br /> 57<br /> 130<br /> 170<br /> S (mm/vòng)<br /> 3<br /> 6<br /> 9<br /> 4. Phương pháp nghiên cứu<br /> Phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm.<br /> Về lý thuyết: Ứng dụng các lý thuyết, các tài liệu khoa học liên<br /> quan đến sự hình thành và tính chất lớp phủ bột hợp kim trên nền thép<br /> bằng công nghệ phun nhiệt HVOF. Lý thuyết về xử lý số liệu thực<br /> nghiệm, các phần mềm tính toán.<br /> Về thực nghiệm: Tạo mẫu thực nghiệm, thiết kế và chế tạo đồ gá,<br /> phun trên mẫu thực nghiệm; xác định độ xốp, độ bám dính, độ cứng của<br /> lớp phủ với bề mặt nền thép 40Cr. Tạo cơ sở để xây dựng phương trình<br /> toán học, các đồ thị dạng 2D, 3D phản ánh mối quan hệ giữa độ xốp, độ<br /> bám dính,độ cứng với các thông số công nghệ (m, n và S) đến chất<br /> lượng lớp phủ.<br /> 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án<br /> Ý nghĩa khoa học:<br /> Đã xây dựng được mô hình thí nghiệm bằng phương pháp quy<br /> hoạch thực nghiệm để phân tích đánh giá sự ảnh hưởng của 3 thông số<br /> công nghệ chính quá trình phun HVOF gồm: lưu lượng cấp bột phun<br /> (m, gam/phút), tốc độ dài của vết phun tại tâm điểm va đập của chùm<br /> vật liệu phun trên bề mặt chi tiết hình trụ quay ( n vòng/phút hoặc Vct,<br /> mm/phút) và tốc độ di chuyển của đầu súng phun theo phương dọc tâm<br /> trục chi tiết phun (S mm/vòng hoặc mm/giây) đến tính chất cơ lý của<br /> lớp phủ bề mặt sau khi phun.<br /> Đã nghiên cứu khảo sát đánh giá các mẫu phun bằng phương pháp<br /> HVOF nhận được theo quy hoạch thực nghiệm và tính toán xây dựng<br /> mô hình toán học mô tả quan hệ giữa 3 thông số đầu vào và các hàm<br /> mục tiêu đầu ra gồm độ xốp lớp phủ, độ bền bám dính lớp phủ, độ cứng<br /> tế vi của lớp phủ Cr3C2-NiCr với nền thép 40Cr.<br /> Đã nghiên cứu khảo sát và chụp ảnh tổ chức tế vi vật liệu lớp phủ<br /> <br />