Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến cơ tính của lớp phủ cho khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm - kẽm
Không được cung cấp trong văn bản.
Luận án tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến cơ tính của lớp phủ cứng CrN và TiN trên khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm - kẽm, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và tuổi bền của khuôn đúc từ thép SKD61. Các lớp phủ cứng từ Crôm (Cr) và Titan (Ti) đã được chứng minh hiệu quả trong việc bảo vệ bề mặt khỏi mài mòn và cào xước, với độ cứng cao (1800 ÷ 2100 HV), khả năng chống mài mòn tốt, trơ hóa học và hệ số ma sát thấp. Đặc biệt, lớp phủ CrN nổi bật với khả năng chịu nhiệt cao, có thể hoạt động an toàn ở 700 ÷ 750 °C.
Tình hình thực tiễn cho thấy, việc chế tạo khuôn mẫu chính xác cao ở Việt Nam còn phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào lớp phủ nitrit trên nền thép dụng cụ trong điều kiện phòng thí nghiệm, trong khi ứng dụng cho khuôn đúc áp lực nhằm nâng cao tuổi bền, giảm ma sát mài mòn và chống bám dính còn để ngỏ.
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu công nghệ PVD để tạo lớp phủ CrN và TiN trên chốt khuôn làm từ thép SKD61, tối ưu hóa ba thông số công nghệ chính (lưu lượng khí N2, tần số xung và nhiệt độ đế) cho lớp phủ CrN, sau đó áp dụng kết quả vào sản xuất thực tiễn. Đối tượng nghiên cứu bao gồm công nghệ chế tạo lớp phủ cứng bằng phương pháp phún xạ xung một chiều magnetron và hồ quang chân không. Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm kiểm chứng, tập trung vào chế tạo và đánh giá lớp phủ đơn lớp và đa lớp CrN, TiN trên chốt khuôn đúc áp lực trong phòng thí nghiệm và thực tiễn sản xuất.
Về ý nghĩa khoa học, luận án xây dựng được quy trình công nghệ tạo lớp phủ cứng CrN và TiN trên chốt tạo lỗ bằng PVD, làm cơ sở phát triển công nghệ này, đồng thời xác định phương trình hồi quy thực nghiệm chỉ ra lưu lượng khí N2 có ảnh hưởng lớn nhất đến lớp phủ CrN. Về ý nghĩa thực tiễn, công nghệ chế tạo lớp phủ CrN, TiN trên chốt khuôn đúc áp lực hợp kim nhôm - kẽm có thể được áp dụng rộng rãi, và phương trình hồi quy giúp lựa chọn thông số tối ưu.
Các kết quả mới của luận án bao gồm việc xây dựng công nghệ tạo lớp phủ cứng CrN, TiN trên chốt khuôn đúc áp lực sản phẩm nhôm - kẽm; tối ưu hóa ba thông số công nghệ chính cho lớp CrN (lưu lượng khí N2 = 7,23 cm³/phút, tần số xung = 120,5 kHz, nhiệt độ đế = 294,6 °C); đánh giá chi tiết các thông số của lớp phủ (độ cứng, hệ số ma sát, chiều dày, hợp thức, cấu trúc tinh thể, ứng suất dư); và áp dụng thành công kết quả vào thực tiễn sản xuất.
Thử nghiệm sản xuất cho thấy chốt khuôn SKD61 phủ CrN bằng phương pháp phún xạ magnetron đạt số lượng chi tiết đúc chất lượng tốt (58.000 ÷ 60.000 chi tiết). Chốt phủ CrN và TiN bằng phương pháp hồ quang chân không đạt số lượng chi tiết đúc tương ứng là 40.000 ÷ 50.000 và 40.000 ÷ 45.000. Sau 40.000 lần đúc, tình trạng kỹ thuật của chốt không có hiện tượng bong tróc và mòn, khẳng định hiệu quả của lớp phủ. Luận án kết luận đã giải quyết các vấn đề hỏng hóc của khuôn đúc áp lực và phát triển các quy trình công nghệ tối ưu cho lớp phủ cứng.