Luận án 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

Tên luận án:

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.

Ngành:

Kỹ thuật cơ khí động lực

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ phun nhiệt khí tốc độ cao (HVOF) đến chất lượng bề mặt phun phủ. Cụ thể, nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự hình thành lớp phủ bột cacbit Cr3C2-NiCr trên nền trục thép 40Cr bằng phương pháp HVOF phụ thuộc một cách đáng kể vào ba thông số chính: lưu lượng cấp bột phun (ký hiệu là m), tốc độ chuyển động tương đối giữa đầu phun với chi tiết (ký hiệu là n hoặc Vct), và lượng dịch chuyển đầu súng phun sau mỗi lớp phun (ký hiệu là S). Các thông số này được xác định là có ảnh hưởng quyết định đến chất lượng của lớp phủ được tạo thành.

Nghiên cứu cũng đã làm rõ cơ chế hình thành của lớp phủ bột cacbit Cr3C2-NiCr khi được phun lên nền trục thép 40Cr bằng phương pháp HVOF. Kết quả cho thấy, liên kết giữa lớp phủ bột cacbit Cr3C2-NiCr và kim loại nền chủ yếu là liên kết cơ nhiệt. Đây là một kết luận quan trọng giúp hiểu sâu hơn về tính chất và độ bền của lớp phủ.

Một đóng góp đáng chú ý của luận án là việc ứng dụng phương pháp mô phỏng để miêu tả chi tiết quá trình phun cacbit Cr3C2-NiCr lên bề mặt trục thép 40Cr bằng công nghệ HVOF. Việc này đã tạo ra một cơ sở khoa học vững chắc, cung cấp định hướng rõ ràng và hiệu quả cho các hoạt động thực nghiệm phun HVOF trên các mẫu vật lý.

Hơn nữa, luận án đã thành công trong việc xây dựng một phương trình toán học bậc hai. Phương trình này mô tả mối quan hệ định lượng giữa độ xốp và ứng suất bám dính của lớp phủ với ba thông số chế độ phun đã được xác định trước đó là lưu lượng cấp bột phun (m), chuyển động tương đối giữa súng phun với bề mặt chi tiết phun (Vct hoặc n), và lượng dịch chuyển đầu súng phun sau mỗi lớp phun (S). Sự phát triển của phương trình này cung cấp một công cụ mạnh mẽ để dự đoán và kiểm soát chất lượng lớp phủ.

Cuối cùng, dựa trên các phân tích và mô phỏng, luận án đã xây dựng được các đồ thị dưới dạng 2D và 3D. Từ những đồ thị này, nghiên cứu đã lựa chọn và xác định được vùng giá trị hợp lý nhất cho các thông số công nghệ phun. Cụ thể, các giá trị tối ưu được đề xuất là: lưu lượng cấp bột phun (m) = 35 gam/phút; tốc độ chuyển động tương đối giữa súng phun với chi tiết (n) = 130 vòng/phút (tương đương Vct = 28,574 m/phút); và lượng dịch chuyển đầu súng phun sau mỗi lớp phun (S) = 3 mm/vòng (tương đương S = 6,5 mm/giây). Các giá trị thông số này được chứng minh là mang lại độ xốp và độ bám dính tốt nhất cho lớp phủ, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm trong ứng dụng thực tiễn.