Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí

- VÕ TẤN HÒA NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MẠ XOA ĐỂ PHỤC HỒI CÁC CHI TIẾT MÁY TRONG CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Hà Nội – Năm 2012 VÕ TẤN HÒA CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY KHÓA 2009 Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn này với đề tài “Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí” là do tôi tự thực hiện dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Đào Khánh Dư.
- Hà Nội, ngày 20 tháng 3 năm 2012 Học viên thực hiện Võ Tấn Hòa Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 2 MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .
- Tổng quan về việc nghiên cứu mạ xoa ở trên thế giới và trong nước…….11 1.3.
- Cơ sở lý thuyết về mạ xoa .
- Kim loại nền .
- Nguyên lý của công nghệ mạ xoa .
- Các thông số công nghệ cơ bản của công nghệ mạ xoa.
- Nhiệt độ mạ xoa .
- Đặc điểm dung dịch mạ xoa .
- Đặc điểm của lớp kim loại mạ CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ MẠ XOA .
- Dung dịch mạ xoa.
- Dung dịch mạ kim loại đơn.
- 32 Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 3 2.1.1.4.
- Dung dịch mạ xoa Ni-SiC .
- ¶nh h-ëng cña tèc ®é t-¬ng ®èi gi÷a bót xoa vµ chi tiÕt ……...58 Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 4 2.2.
- Qui trình công nghệ mạ xoa .
- Trình tự công nghệ mạ xoa .
- Các bước chính của công nghệ mạ xoa phục hồi chi tiết máy .
- Mạ kim loại .
- Kiểm tra sản phẩm CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM LỚP MẠ XOA ĐỒNG VÀ NIKEN .
- Nghiên cứu thực nghiệm tính năng ma sát lớp mạ xoa đồng và niken .
- Triển khai công nghệ mạ xoa Ni-SiC để phục hồi chi tiết máy .
- Phục hồi chi tiết trục con trượt máy bào ngang TAIKO .
- Phục hồi trục nén trên và dưới của máy dập viên thuốc .
- Quy trình phục hồi trục nén trên và dưới .
- Kết quả nghiệm thu KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 5 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG 1.
- Bảng 1.1 – Quan hệ giữa quá thế kết tinh, dòng trao đổi và cỡ hạt 2.
- Bảng 2.1 – Phân loại dung dịch mạ xoa.
- Bảng 2.2 – Điện thế và thời gian làm sạch bằng điện cho các loại kim loại nền khác nhau.
- Bảng 2.4 – Ứng suất lớp mạ Ni ứng suất thấp và nhiệt độ dung dịch mạ xoa.
- Bảng 2.5 – Bề dày an toàn của lớp mạ xoa.
- Bảng 2.7 – Độ cứng của lớp mạ xoa.
- Bảng 2.8 – Ảnh hưởng của mật độ dòng điện mạ xoa Ni tổ hợp tới tính chất lớp mạ 10.
- Bảng 2.10 –Trình tự công nghệ mạ xoa 12.
- Bảng 3.1 – Kết quả thử cơ lý tính của lớp mạ xoa đồng trên các kim loại nền khác nhau.
- Bảng 3.2 – Kết quả thử cơ lý tính lớp mạ xoa trên nền thép tại TTTĐCN.
- Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 6 14.
- Bảng 3.3 – Kết quả thử cơ lý tính của lớp mạ xoa niken trên các kim loại nền khác nhau.
- Bảng 3.4 – Kết quả thử cơ lý tính của lớp mạ xoa Ni-SiC trên nền thép tại Viện KT Nhiệt Đới và Bảo Vệ Môi Trường.
- Bảng 3.5 – Những dạng hư hỏng xảy ra trong mạ xoa.
- Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thiết bị mạ xoa.
- Hình 2.1: Ảnh hưởng của mật độ dòng điện mạ xoa tới hàm lượng hạt SiC trong lớp mạ tổ hợp 3.
- Hình 3.1: Bản vẽ chi tiết trục con trượt máy bào.
- Hình 3.2: Chi tiết thực-con trượt máy bào 9.
- Hình 3.3: Quá trình mạ phục hồi 10.
- Hình 3.7: Bản vẽ chi tiết trục nén trên Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 7 14.
- Hình 3.8: Bản vẽ chi tiết trục nén dưới 15.
- Hình 3.9: Hoạt hóa bề mặt chuẩn bị mạ xoa 16.
- Hình 3.10: Mạ xoa trục 17.
- Lý do chọn đề tài: Mạ kim loại ra đời và phát triển hàng trăm năm nay.
- Mạ kim loại không chỉ nhằm mục đích bảo vệ kim loại nền khỏi bị ăn mòn, trang trí làm đẹp cho sản phẩm mà còn có tác dụng phục hồi các chi tiết máy quý giá bị mài mòn, tạo ra các lớp mạ có cấu trúc đặc biệt, chịu được nhiệt độ, chịu được ma sát và có độ cứng rất cao.
- Vì vậy công việc bảo trì bảo dưỡng tại các nhà máy, xí nghiệp được đưa lên hàng đầu và coi phương pháp Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 8 mạ kim loại là một giải pháp hữu hiệu để nâng cao chất lượng và kéo dài tuổi thọ của các chi tiết máy nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất.
- Việc phục hồi các chi tiết máy bị hư hỏng sau một thời gian làm việc hoặc các chi tiết có kích thước bị hụt do gia công là một việc có ý nghĩa kinh tế vô cùng lớn.
- Để góp phần vào việc nâng cao hiệu quả kinh tế, tôi mạnh dạn lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí”.
- Mục đích nghiên cứu của luận văn: Nhằm phát triển, giới thiệu công nghệ mạ xoa đến với tất cả các nhà máy, xí nghiệp về một phương pháp phục hồi chi tiết máy mới với mong muốn đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
- Nâng cao chất lượng sản phẩm và kéo dài tuổi thọ của các kết cấu chi tiết máy.
- Từ đó đi sâu nghiên cứu sự phối hợp giữa công nghệ mạ xoa và công nghệ phun phủ trong việc phục hồi tại chổ để nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy.
- Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài tập trung vào nghiên cứu công nghệ mạ xoa đồng và niken, thông qua việc nghiên cứu dung dịch và thiết bị để mạ xoa, xây dựng quy trình công nghệ rồi từ đó tiến hành thực nghiệm lớp mạ và đánh giá kết quả trên các chi tiết thực.
- Ý nghĩa của đề tài: Với các kết quả nghiên cứu của luận văn, bước đầu đã tạo cơ sở cho việc xác định một qui trình công nghệ mạ xoa và mở ra một hướng công nghệ mới trong ngành cơ khí với những ưu điểm nổi bật của công nghệ mạ xoa.
- Đưa ra một cái nhìn tổng quan về công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí.
- Trên cơ sở thực nghiệm mạ xoa cho hai chi tiết con trượt máy bào và trục nén máy dập viên thuốc đã cho kết quả khả quan, tạo tiền đề thuận lợi cho hướng giải pháp phục hồi các chi tiết máy bị hỏng và mang lại hiệu quả kinh tế cao.
- Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 9 5.
- Nội dung luận văn: Luận văn đã tập trung giải quyết một số vấn đề về nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm.
- Nội dung luận văn được chia thành 3 chương nhằm làm rõ vấn đề nghiên cứu “nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí”, cụ thể gồm.
- Mở đầu + Chương 1: Tổng quan + Chương 2: Nghiên cứu công nghệ mạ xoa + Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm lớp mạ xoa đồng và niken + Kết luận và đề xuất + Tài liệu tham khảo Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cứu, thực hiện khó tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được ý kiến góp ý của quý Thầy, Cô để bản luận văn được hoàn thiện hơn và trở thành một tài liệu tham khảo hữu ích cho việc ứng dụng công nghệ mạ xoa vào trong quá trình sản xuất.
- TÁC GIẢ Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.
- Đặt vấn đề: Chất lượng bề mặt của chi tiết máy với các đặc tính như khả năng chịu mài mòn, chịu nhiệt, chống gỉ.
- Việc phục hồi các chi tiết máy bị hư hỏng sau một thời gian làm việc hoặc các chi tiết có kích thước bị sai do gia công không đúng thao tác có ý nghĩa kinh tế vô cùng lớn.
- Do đó việc nghiên cứu phục hồi kim loại trở nên cấp thiết, và đã có một số phương pháp phục hồi như: Hàn kim loại, phun kim loại, mạ kim loại.
- Hàn phục hồi: Nhược điểm của hàn là sinh ra nhiệt độ cao ở bề mặt chi tiết khi hàn sẽ dẫn đến ứng suất nhiệt, thiên tích vùng, làm chi tiết dễ bị cong vênh, biến Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 11 dạng.
- Hàn thường ứng dụng để phục hồi các chi tiết bị ăn mòn như: vỏ tàu, cánh bơm, chân vịt.
- Phun kim loại, thực chất là phun kim loại nóng chảy lên chi tiết.
- Nhược điểm của phương pháp này là: Độ bền liên kết với kim loại gốc thấp so với các phương pháp khác, chi tiết phục hồi có độ bền mỏi bị giảm xuống đáng kể.
- Mạ kim loại, hiện nay có rất nhiều cách khác nhau để tạo ra lớp mạ tổ hợp điện hóa, trong đó có kỹ thuật mạ bể, kỹ thuật mạ xoa, kỹ thuật mạ phun,…Tuy nhiên công nghệ mạ xoa là sự phát triển mới của công nghệ mạ điện và được coi là một nội dung quan trọng của công nghệ bề mặt, ở một số nước trên thế giới công nghệ mạ xoa đã được coi là hạng mục kinh tế mới cấp quốc gia và là trọng điểm để nghiên cứu và phổ cập ứng dụng.
- Mạ xoa cũng giống như các phương pháp mạ điện khác đã được chấp nhận và rất hữu ích trong việc tái chế các chi tiết máy đã bị hư hỏng do sử dụng hoặc hụt kích thước do gia công sai.
- Hiện nay các chi tiết như vậy đã được phục hồi và tái sử dụng nhờ công nghệ mạ xoa đặc biệt này.
- Sau khi phục hồi bằng mạ xoa chi tiết có khả năng trở về trạng thái mới, trong nhiều trường hợp các chi tiết này lại có tính chống mòn và tuổi thọ cao hơn chi tiết mới.
- Đó là lý do vì sao công nghệ mạ xoa ngày càng được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp và quân sự.
- Vì vậy việc nghiên cứu về dung dịch và thiết bị để làm chủ công nghệ mạ xoa là cấp thiết.
- Đề tài nghiên cứu sâu về dung dịch và công nghệ mạ xoa Ni-SiC, ứng dụng để mạ phục hồi các chi tiết máy bị mài mòn.
- Tổng quan về việc nghiên cứu mạ xoa ở trên thế giới và trong nước: Từ năm 1899 công nghệ mạ xoa được phát minh, dùng cho việc sửa chữa các sản phẩm mạ thứ phẩm, đến nay có lịch sử hàng trăm năm.
- Năm 1943 công ty Dalic (Pháp) đầu tiên ứng dụng công nghệ mạ xoa như công nghệ mạ đặc biệt dùng cho công nghiệp, được gọi là kỹ thuật DALIC.
- Từ năm 40 đến thập kỹ 70 của thế kỹ XX, công nghệ mạ xoa bắt đầu phổ biến ở Mỹ, Anh, Nhật, v.v…Công ty Dalic, công ty Selectiva (Mỹ) khi đưa vào sử dụng gọi công nghệ này là Brush Plating, Selective Plating, Electro – Chemical Metallizing (phủ kim loại bằng điện hóa).
- Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 12 Công nghệ mạ xoa rất có hiệu quả trong ứng dụng, sau nhiều năm đã được nhiều ngành và lĩnh vực tiếp thu, từ công nghiệp chế tạo mạch điện cho đến công nghiệp hàng không, tàu thủy đều sử dụng công nghệ này cho sửa chữa và chế tạo.
- Có khoảng 70 công ty chế tạo máy bay ứng dụng công nghệ mạ xoa itrong sửa chữa chi tiết máy bay, trong đó có không lực Mỹ, Anh, Hà Lan, Malaysia, v.v… Ngoài các nước Mỹ, Anh, Pháp công nghệ mạ xoa cho tàu thuyền đã được phổ cập rộng rãi cho Nhật Bản, Singapo, Hàn Quốc, Đan Mạch, Hà Lan,v.v…Ở Trung Quốc vào các thập kỹ 60, 70 của thế kỹ XX có Nhà máy điện cơ Thượng Hải, Viện bảo vệ kim loại Vũ Hán, Học viện tăng thiết giáp Bắc Kinh, Cục hàng không dân dụng Bắc Kinh đã ứng dụng thành công công nghệ mạ xoa cho các lĩnh vực phục hồi sửa chữa khác nhau như: các van trong lò phản ứng, các chi tiết trong máy phát điện, tuabin, quân sự, hàng không.
- Năm 2004 nhóm nghiên cứu của trường đại học Bách Khoa Hà Nội đứng đầu là GSTSKH Nguyễn Anh Tuấn đã ngiên cứu về mạ xoa niken và niken tổ hợp.
- Đề tài khoa học cấp Nhà nước do nhóm tác giả trên đã xây dựng được công nghệ và thiết bị mạ xoa các lớp mạ Cu, Ni, Cr phục hồi một số chi tiết máy có hiệu quả.
- Cơ sở lý thuyết về mạ xoa: 1.3.1.
- Điều kiện tạo thành lớp mạ điện Mạ điện là quá trình điện kết tủa kim loại trên bề mặt nền một lớp phủ có những tính chất cơ, lý, hoá, v.v… đáp ứng được yêu cầu mong muốn.
- Các phần chính của bộ phận mạ điện gồm: 1- Dung dịch mạ gồm có muối dẫn điện, ion kim loại kết tủa thành lớp mạ, chất đệm và các phụ gia.
- Quá trình tổng quát là: Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 13 - Trên anot xảy ra quá trình hoà tan kim loại trên anot: M - ne → Mn+ (1.1.
- Trên catot, cation phóng điện thành nguyên tử kim loại mạ: Mn.
- Tuỳ bản chất của các trở lực gây ra đối với quá trình điện cực mà người ta phân biệt thành các dạng quá thế khác nhau: quá thế khuếch tán, quá thế chuyển đổi, quá thế kết tinh, quá thế nồng độ, quá thế hoá học, quá thế điện hoá… Trong mạ điện thường gặp các loại quá thế sau: Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 14 Quá thế khuếch tán ktηQuá thế khuếch tán phát sinh khi nồng độ cation trong lớp kép giảm mà khuếch tán không bù kịp.
- Phân cực khuếch tán được tính bằng phương trình: )/ln()/(01CCnFRTkt=η (1.4) trong đó: C1 - nồng độ cation của kim loại kết tủa trong lớp sát catot.
- Quá thế khuếch tán giữ phần chủ yếu trong quá thế nồng độ (phân cực nồng độ) ηnđ Quá thế chuyển đổi Quá thế chuyển đổi phát sinh do chậm chuyển đổi hyđrat hoặc các ligan trong nội cầu phức hay chậm phóng điện (cho - nhận điện tử)… nó được xác định bằng công thức Tafel: Nghiên cứu công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết máy trong cơ khí Trang 15 iba lg+=η trong đó: i - mật độ dòng, A/dm2.
- Nếu khâu phóng điện là chậm nhất, ta có quá thế điện hóa ηđh Quá thế kết tinh kη Quá thế kết tinh phát sinh do nguyên tử kim loại vừa được giải phóng chậm tham gia kết thành mạng lưới tinh thể.
- Quá thế kết tinh có quan hệ với dòng điện trao đổi i0 của kim loại ấy.
- Quan hệ giữa quá thế kết tinh ηk , dòng điện trao đổi i0 và cỡ hạt tinh thể thể hiện rất rõ trong các trường hợp kết tủa kim loại từ dung dịch muối đơn (vì khi đó các quá thế nồng độ, điện hoá.
- Căn cứ vào giá trị quá thế kết tinh ηk chia kim loại thành 3 nhóm như trong bảng 1.1.
- Thấy rằng quá thế kết tinh ηk phụ thuộc vào bản chất kim loại và tỉ lệ ngược với dòng trao đổi i0

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt