JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF METALS
VIETNAM FOUNDRY AND METALLURGY SCIENCE AND TECHNOLOGY ASSOCIATION
Công trình nghiên cứu này với mục đích khảo sát ảnh hưởng của cốt hạt TiC tới một số tính chất cơ học của vật liệu compozit nền đồng cốt hạt TiC như: độ bền nén, độ cứng, độ mài mòn. Continue reading Ảnh hưởng của hàm lượng TiC tới cơ tính của vật liệu compozit Cu – TiC
Trong những năm gần đây, một số công trình nghiên cứu đã sử dụng phương pháp nghiền năng lượng cao để tổng hợp TiC từ hỗn hợp TiO2 và muội than [5,6]. Tuy nhiên, các công bố đó mới nêu ra vấn đề, hoặc đưa ra những số liệu biểu kiến, mà chưa đề cập đến cơ chế cũng như những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp TiC khi nghiền năng lượng cao. Continue reading Ảnh hưởng của năng lượng cơ học đến nhiệt độ tổng hợp TiC từ TiO2 và muội than
Công trình nghiên cứu này nhằm đưa ra công nghệ hợp kim hoá nền Fe bằng bột Cu để ứng dụng vào việc chế tạo chi tiết phục vụ cho các thiết bị gia công cơ khí, máy nâng chuyển, thiết bị ngành giao thông vận tải….
Fabrication of alloying Cu – Fe matrix for sintered structural materials
Trần Quốc Lập, Phạm Thảo
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vũ Lai Hoàng
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên
TÓM TẮT
Bài báo mô tả quy trình công nghệ chế tạo nền Fe – Cu theo phương pháp luyện kim bột. Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần, lực ép và nhiệt độ thiêu kết đến độ xốp của sản phẩm nền.
ABSTRACT
This paper presents alloying process of Cu – Fe matrix by powder metallurgy technology. The effect of compo- sition, pressure and sintering temperature on porosity of materials are reported.
1. Đặt vấn đề
Tính chất cơ bản của sản phẩm hợp kim hoá bột Fe bằng bột Cu là độ xốp và thành phần của hợp kim. Các tính chất này có thể thay đổi khi điều chỉnh công nghệ chế tạo. Tuỳ theo độ xốp của sản phẩm nhận được mà phạm vi ứng dụng có khác nhau: khi độ xốp nhỏ hơn 60% ứng dụng để chế tạo phin lọc; khi độ xốp nhỏ hơn 30% ứng dụng chế tạo bạc tự bôi trơn; khi nhỏ hơn 20% ứng dụng chế tạo các chi tiết có độ bền chịu tải trọng tĩnh, vật liệu bôi trơn và vật liệu ma sát; khi nhỏ hơn 15% ứng dụng chế tạo các chi tiết có độ bền và độ chính xác cao; khi nhỏ hơn 5% ứng dụng chế tạo vật liệu kết cấu và các chi tiết có độ bền, độ chính xác cao…[1-5]. Ngoài ra, hợp kim hoá bột Fe bằng bột Cu cho phép chống sự ăn mòn của khí quyển.
Ở các nước công nghiệp phát triển, phạm vi ứng dụng của các chi tiết luyện kim bột có khác nhau. Nước có phương tiện giao thông phát triển mạnh thì 50% chi tiết được sản xuất theo phương pháp luyện kim bột [6].
Ở Việt nam nhu cầu về vật liệu này rất lớn nhưng chưa có cơ sở nào tiến hành nghiên cứu chế tạo. Công trình nghiên cứu này nhằm đưa ra công nghệ hợp kim hoá nền Fe bằng bột Cu để ứng dụng vào việc chế tạo chi tiết phục vụ cho các thiết bị gia công cơ khí, máy nâng chuyển, thiết bị ngành giao thông vận tải….
2. Thực nghiệm
2.1. Nguyên liệu ban đầu
Như đã biết Fe – Cu là hệ hòa tan hữu hạn do đó lần lược tiến hành khảo sát với các hàm lượng bột Cu khác nhau cho thêm vào bột Fe (bảng 1).
| Mẫu | Thành phần và hàm lượng (% nguyên tử) |
|
| Fe | Cu | |
| M1 | 87 | 13 |
| M2 | 84 | 16 |
| M3 | 81 | 19 |
| M4 | 78 | 22 |
Bảng 1. Thành phần và hàm lượng các mẫu khảo sát
2.2. Các thông số cần khảo sát
Quá trình hợp kim hoá được khảo sát theo quy trình ép, thiêu kết một lần và hai lần.
Khi ép và thiêu kết một lần, khảo sát ở các lực ép (2, 3, 4, 5, 6 tấn/cm2) và thiêu kết ở nhiệt độ (1050, 1100, 1150°C) với các thành phần khác nhau.
Khi ép và thiêu kết hai lần, đã khảo sát:
– Lần 1: lực ép 2 tấn/cm2 và thiêu kết ở nhiệt độ 1000°C.
– Lần 2: lực ép (2, 3, 4, 5, 6 tấn/cm2) và thiêu kết ở nhiệt độ 1150°C.
2.3. Quy trình công nghệ hợp kim hoá nền Fe bằng Cu
Quá trình trộn tiến hành trong tang và bi sứ, thời gian trộn hỗn hợp bột 10 giờ với tốc độ quay của tang là 50 vòng/phút. Hỗn hợp bột (Fe + Cu) được ép trên máy ép thuỷ lực.
Hình 1. Sơ đồ công nghệ hợp kim hoá nền Fe bằng bột Cu
Bài báo đề cập kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu ma sát trên cơ sở nền Fe – mác Φ MK11 của Nga. Đã xác định công nghệ chế tạo và kiểm tra các thông số như: độ xốp, độ mài mòn, giới hạn bền nén và hệ số ma sát của sản phẩm.
Fabrication of Fe based friction materials Φ MK 11
Trần Quốc Lập, Phạm Thảo
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Vũ Lai Hoàng
Trường ĐH KTCN Thái Nguyên
ABSTRACT
This paper concerns with the fabrication technology of Fe based friction materials – Φ MK11 (Russian standart). Characteristics of the material such as porosity, wear rate, compression strength and friction coefficient were deter- mined.
1. Đặt vấn đề
Vật liệu ma sát (VLMS) là vật liệu có hệ số ma sát cao được ứng dụng trong các thiết hị hãm, các bộ phận truyền động… nó thường chịu tải trọng rất lớn, có khi tới 70 Kg/cm2 với vận tốc (50 – 70) m/giây [1]. Khi làm việc, trên các bề mặt hãm xảy ra sự đốt nóng tức thời (trong các bộ hãm máy bay nhiệt độ lên tới 1000 ÷ 1100°C). Với những điều kiện làm việc khắc nghiệt như vậy, VLMS phải có các yêu cầu kỹ thuật cơ bản sau: hệ số ma sát cao, không thay đổi rõ rệt trong khoảng nhiêt độ rộng; độ chịu mài mòn cao, ổn định; độ bền lớn, độ dai va đập cao; khả năng chống kẹt cao và chống được sự xâm thực của môi trường [2].
Nhu cầu về VLMS ở Việt Nam cũng như trên thế giới là rất lớn. VLMS được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực công nghiệp. Trong điều kiện ma sát khô, VLMS ứng dụng để chế tạo các bộ phận thay đổi chuyển động, cơ cấu phanh ôtô, máy cắt gọt kim loại và bộ ly hợp của động cơ. Khi làm việc trong điều kiện ma sát ướt, VLMS được ứng dụng trong các bộ phận chịu tải trọng lớn như bộ ly hợp của máy bay.
VLMS nền kim loại có hai nhóm cơ bản: nhóm trên cơ sở nền Cu (hợp kim của Cu) và nhóm trên cơ sở nền Fe (hợp kim của Fe). Hiện nay, các chi tiết làm việc trong điều kiện ma sát phần lớn được chế tạo từ vật liệu ma sát trên cơ sở nền Fe. VLMS trên cơ sở nền Fe có giá thành thấp hơn so với VLMS trên cơ sở nền kim loại mầu. Ngoài ra VLMS trên cơ sở nền Fe có hệ số ma sát cao, độ chịu mài mòn lớn…
Công trình nghiên cứu này nhằm đưa ra công nghệ chế tạo VLMS trên cơ sở nền Fe – Mác Φ MK11 của Nga.
2. Thực nghiệm
2.1. Nguyên liệu ban đầu
Dựa trên thành phần VLMS Mác Φ MK-11 của Nga (64% Fe; 15% Cu; 9% Grafit; 3% SiO2; 3% amiăng và 6% BaSO4) thì công trình nghiên cứu này lựa chọn thành phần hoá học của VLMS trên cơ sở nền Fe có thành phần và hàm lượng như bảng 1:
| Thành phần | Fe | Cu | Cgr | SiC | BaSO4 |
| Hàm lượng (%) | 64 | 15 | 9 | 6 | 6 |
Bảng 1. Thành phần và hàm lượng của VLMS trên cơ sở nền Fe
2.2. Quy trình công nghệ chế tạo vật liệu ma sát trên cơ sở nền Fe
Với thành phần như trên thì vật liệu ma sát bao gồm kim loại và phi kim loại có tỷ trọng và kích thước hạt bột khác nhau, để đồng đều thành phần cần tiến hành trộn hợp lý. Quá trình trộn được tiến hành trong tang và bi sứ, thời gian trộn hỗn hợp bột 10 giờ trong môi trường cồn nhằm tránh sự ôxi hoá bột và tốc độ quay của tang là 50 vòng/phút.
Hình 1. Sơ đồ công nghệ chế tạo vật liệu ma sát trên cơ sở nền Fe
Hỗn hợp bột vật liệu ma sát được ép đóng bánh trên máy ép thuỷ lực.
Quá trình thiêu kết mẫu cần phải bảo vệ tốt tránh hiện tượng ôxi hoá trở lại thành ôxit làm chất lượng mẫu kém không có khả năng dính kết với nền và độ xốp cao.
Truy cập trực tiếp website www.doi.org và nhập chỉ số DOI của bài báo vào ô tìm kiếm.
Nếu chỉ số đã được công nhận kết quả tìm kiếm sẽ được chuyển về website xuất bản trực tiếp của bài báo.