Luận án Nghiên cứu công nghệ phun Plasma hợp kim nền crom, ứng dụng phục hồi cánh quạt khói trong nhà máy nhiệt điện

hư (hình 3.14). 
61 
Hình 3.14. Mẫu thử đo độ bền bám trượt theo JIS-H-8664 [1, 92] 
Mẫu đo được làm từ vật liệu thép 16Mn, sau khi gia công bề mặt phủ của mẫu 
được tạo nhám bằng máy phun hạt mài, độ nhám đạt Rz = 71±2µm. Tiếp theo 
lớp phủ được tạo trên mẫu có chiều dày tối thiểu 1mm (Ø42+0,2mm) như (hình 
3.15a). Chế độ phun tạo lớp phủ mẫu được thực hiện theo bảng quy hoạch thực 
nghiệm đã định. 
 a, Ảnh mẫu sau khi phủ b, Đồ gá và mẫu thử được gá đặt trên máy 
Hình 3.15. Mẫu và đồ gá mẫu được lắp trên máy nén 
a, Lắp trục dẫn vào khuôn. b, Lắp mẫu thử vào trục dẫn. c, Đặt bạc ép lên mẫu. 
Hình 3.16. Đồ gá đo độ bền bám trượt lớp phủ trên mẫu 
62 
b, Chế tạo đồ gá đo mẫu thử bám trượt: Để có được kết quả đo chính xác, 
một vấn đề quan trọng là phương pháp đo cần được đảm bảo khi đo được nén 
đúng tâm cho mẫu thử. Dựa trên kích thước và kết cấu của mẫu đo, bộ đồ gá đo 
mẫu được thiết kế và sau khi chế tạo đạt được (hình 3.16). 
c, Quy trình đo mẫu trên máy: Để xác định độ bền bám trượt của lớp phủ 
với thép nền, ta tiến hành lắp ráp mẫu với đồ gá theo sơ đồ (hình 3.14) và thứ tự 
thực hiện các bước như (hình 3.16). Sau khi lắp ráp, tiến hành đặt và điều chỉnh 
đồ gá vào đúng tâm của đầu trục nén của máy như (hình 3.15b). Dưới tác dụng 
lực nén của máy, hệ thống máy tính được kết nối sẽ tự động vẽ ra biểu đồ đường 
đặc tính như (hình 3.17), biểu đồ đường đặc tính biểu diễn giá trị lực nén từ khi 
bắt đầu cho tới khi lớp phủ bung ra khỏi mẫu thép nền. 
Hình 3.17. Biểu đồ lực nén mẫu thử khi đo độ bền bám trượt lớp phủ 
Quan sát trên biểu đồ cũng cho thấy đường đặc tính được chia thành 3 giai 
đoạn, giai đoạn đầu (I) đường đặc tính là một đường thẳng nằm ngang song song 
63 
và trùng với trục hoành, đây là khoảng thời gian chưa có lực tác dụng lên mẫu 
thử. Ở giai đoạn (II) đường đặc tính là một đường cong đi lên, đây là giai đoạn 
đầu trục máy nén bắt đầu tiếp xúc với bạc ép của đồ gá và lúc này bắt đầu xuất 
hiện lực. Giai đoạn (III) lực nén tăng đều và nhanh đến một giá trị lớn nhất rồi 
giảm về 0, nhìn vào đường đặc tính của giai đoạn này cũng cho ta thấy đường 
đặc tính gần như tuyến tính, điều đó chứng tỏ rằng độ bền bám trượt của lớp phủ 
với thép nền là tương đối đều và ổn định cho tới khi lớp phủ bị bong trượt ra 
khỏi mẫu thép nền như (hình 3.18). 
Hình 3.18. Ảnh chụp mẫu thử sau khi đo độ bền bám trượt 
Độ bền bám trượt (τBtr) được xác định theo công thức (3.2): 
Btr
P
= ;(MPa)
F
 (3.2) 
Trong đó: τBtr - Độ bền bám trượt lớp phủ (MPa). 
 P - Lực nén (N). 
 F - Diện tích xung quanh lớp phủ tiếp xúc với mẫu (mm2) 
 F = .d.h (3.3) 
 Ở đây: d - đường kính ngoài của mẫu thép nền (mm). 
 h - chiều cao mẫu (mm). 
Diện tích lớp phủ kiểm tra trong nghiên cứu này F ≈ 1030 (mm2) 
3.4.3. Phương pháp xác định độ bền kéo đứt liên kết lớp phủ (σk) 
a, Mẫu đo: Mẫu đo độ bền kéo đứt liên kết lớp phủ (độ bền liên kết giữa 
các phần tử phủ với nhau) được lựa chọn chế tạo theo tiêu chuẩn JIS-H-8664 
với kết cấu và kích thước như (hình 3.19). Mẫu thử kéo gồm hai nửa, nửa mẫu 
bên trái và nửa mẫu bên phải được lắp ghép với nhau thành một khối có cùng 
kích thước Ø40mm và có tổng chiều dài là 65mm. 
64 
Hình 3.19. Mẫu thử đo độ bền kéo đứt liên kết lớp phủ theo JIS-H-8664 [1, 92] 
Mẫu khi ghép hai nửa với nhau tạo ra mặt cắt tách rời để khi kéo lớp phủ 
bị phá hủy tại vị trí đó, ở hai đầu phía ngoài của mẫu có gia công ren M24x2 để 
lắp ghép bulông trục kéo. Độ không đồng tâm của hai nửa mẫu không được vượt 
quá 0,02mm, sau khi gia công mẫu được lồng vào trục gá để tạo nhám bề mặt 
phủ có độ nhám Rz = 71±2µm. Tiếp theo mẫu được phủ có lớp phủ đạt chiều 
dày (1 ÷ 1,2)mm, các bước thực hiện cơ bản được mô tả như (hình 3.20). 
a, Lắp ghép hai nửa mẫu thử 
b, Lắp mẫu vào trục gá 
c, Gá kẹp mẫu trên đồ gá phun 
d, Mẫu sau khi phủ và được thiêu kết 
Hình 3.20. Hình ảnh các bước thực hiện tạo lớp phủ trên mẫu 
Trước khi đo, mẫu được mài trên máy mài tròn ngoài đạt kích thước 
Ø42+0.2mm (hình 3.21). 
65 
a, Ảnh mẫu đang mài trên máy 
b, Ảnh mẫu sau khi mài xong 
Hình 3.21. Ảnh mẫu được gia công mài trên máy mài tròn ngoài 
b, Chế tạo trục gá kéo mẫu: Căn cứ vào kích thước và kết cấu của mẫu đo 
cũng như khoảng mở má kẹp của máy đo, ta tiến hành thiết kế và chế tạo 2 trục 
kéo với một đầu có ren M24x2 để lắp vào 2 đầu mẫu thử như (hình 3.22). 
 a, Sơ đồ nguyên lý b, Ảnh chụp trục gá lắp vào mẫu thử 
Hình 3.22. Sơ đồ lắp ráp mẫu thử kéo 
66 
c, Quy trình đo độ bền kéo đứt lớp phủ: Để đo ta tiến hành lắp bulông trục 
gá vào hai đầu của mẫu thử như (hình 3.22b), tiếp theo bulông trục gá kéo được 
kẹp chặt trên má kẹp của hai đầu máy kéo như (hình 3.23). Điều khiển cho đầu 
máy kéo tự động dịch chuyển cho tới khi lớp phủ bị đứt rời hai nửa với nhau 
như (hình 3.24), lực máy đo được chính là lực kéo đứt của lớp phủ được biểu 
diễn trong (hình 3.25). 
Hình 3.23. Ảnh mẫu gá kẹp trên máy kéo 
Hình 3.24. Ảnh mẫu sau khi kéo đứt 
Hình 3.25. Biểu đồ lực kéo khi đo độ bền kéo đứt lớp phủ 
Quan sát biểu đồ (hình 3.25) cho thấy đường đặc tính về cơ bản được chia 
ra thành 3 giai đoạn, giai đoạn ban đầu (I) lực tăng dần theo quy luật đường 
67 
thẳng nhưng chậm, theo quy luật thì giai đoạn này gọi là biến dạng đàn hồi. Ở 
giai đoạn (II) đường đặc tính là một đường ngang gần như song song với trục 
hoành, giai đoạn này gọi là giai đoạn biến dạng dẻo kèm biến dạng đàn hồi. Giai 
đoạn (III) đường đặc tính bắt đầu tăng nhanh đến một giá trị lớn nhất sau đó 
giảm về 0, có nghĩa tại thời điểm này lớp phủ đã bị đứt lìa và giai đoạn này gọi 
là giai đoạn phá hủy. 
Độ bền kéo đứt (𝜎𝑘) của lớp phủ được xác định theo công thức (3.4) sau: 
k
k
P
σ = ;(MPa)
F
 (3.4) 
Trong đó: σk – Độ bền kéo (MPa/mm2) 
 Pk – Lực kéo (N) 
 F – Tiết diện lớp phủ (mm2) 
Mặt khác diện tích lớp phủ được xác đinh theo công thức (3.5) sau: 
2 2
1 2(d d )F
4
 (3.5) 
Trong đó: d1 – Đường kính ngoài lớp phủ (mm) 
 d2 – Đường kính ngoài mẫu (mm) 
 Diện lớp phủ ở trong nghiên cứu này là: 
23,14(1764 1600)F 128,74(mm )
4
3.4.4. Phương pháp xác định độ xốp lớp phủ (γlp) 
Vị trí đo độ xốp là phần mặt cắt ngang của lớp phủ trên mẫu, vì vậy mẫu 
được cắt và gia công bề mặt trên máy mài phẳng, sau đó được đánh bóng bằng 
máy đánh bóng chuyên dụng với các loại giấy giáp có kích thước hạt từ (400 ÷ 
1200)µm. Mẫu sau khi đánh bóng đạt yêu cầu mới tiến hành mang đi đo. 
Hình 3.26. Hình ảnh mẫu sau khi được đánh bóng trên máy SmartLam 3.0 
68 
a, Độ xốp được phân tích trên máy 
b, Kết quả đo độ trên máy 
Hình 3.27. Ảnh đo độ xốp và phân tích trên máy kính hiển vi Leice ICC50E 
Độ xốp được xác định bằng cách trực tiếp đo diện tích các lỗ xốp trong khu 
vực quan sát của kính hiển vi và so sánh các khu vực này với tổng diện tích quan 
sát. Kính hiển vi được trang bị hệ thống máy tính và phần mềm để phân tích, 
xác định giá trị độ xốp của mẫu bằng cách chuyển đổi các vùng rỗ xốp thành 
màu xanh trong khi phần còn lại của các cấu trúc tế vi chuyển thành màu đỏ như 
(hình 3.27a). Chương trình máy tính được sử dụng để tính toán độ xốp bằng cách 
đánh giá về màu sắc khác nhau giữa vùng màu xanh và và màu đỏ (hình 3.27b). 
3.4.5. Phương pháp xác định độ cứng tế vi lớp phủ (KLp) 
Độ cứng tế vi của lớp phủ được đo tại vị trí phần mặt cắt ngang của lớp phủ 
trên mẫu (hình 3.28), chính vì vậy mẫu cũng được cắt và gia công bề mặt trên 
máy mài phẳng, sau đó được đánh bóng bằng máy đánh bóng chuyên dụng với 
các loại giấy giáp có kích thước hạt từ (400 ÷ 1200)µm. Mẫu sau khi đánh bóng 
đạt yêu cầu mới tiến hành mang đi đo. Độ cứng tế vi của lớp phủ được xác định 
là giá trị trung bình của ba vị trí đo khác nhau trên mẫu, ba vị trí đo khác nhau 
này được ấn định vùng đo trên lớp phủ là (vị trí ngoài cùng, vị trí điểm giữa và 
vị trí gần biên giới thép nền), vị trí đo được mô tả như (hình 3.29). 
Hình 3.28. Hình ảnh mặt cắt ngang lớp phủ trên mẫu sau khi đánh bóng 
69 
Hình 3.29. Hình ảnh mô tả vị trí đo độ cứng tế vi lớp phủ 
Quá trình đo được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM E384. Thông qua ống 
kính xác định vị trí cần đo, điều chỉnh các thông số kỹ thuật trên máy. Mũi thử 
kim cương hình chóp 4 cạnh có kích thước tiêu chuẩn, góc giữa các mặt phẳng 
đối diện là 136° (±30°) sẽ tự động di chuyển vào vị trí, hạ thấp và ấn vào bề mặt 
mẫu với tải trọng là 100g. Sau khi cắt bỏ tải trọng, máy được chuyển sang chế 
độ quan sát bằng kính hiển vi quang học tiến hành đo hai đường chéo của vết 
lõm (hình 3.30). 
a, Đo độ cứng lớp phủ trên máy 
 b, Vết đo độ cứng Vickers 
Hình 3.30. Ảnh đo độ cứng lớp phủ trên máy 
 Kết quả độ cứng vicker được xác định theo công thức (3.6) như sau: 
2 2
2Fsin
F F F2HV = k = 0,102 = 0,102 0,18915
S S d d

 (kgf/mm2) (3.6) 
Trong đó: HV - độ cứng Vickers 
 k - là một hằng số (k = 1/gn = 1/9,80665 = 0,102) 
 F - lực thử 
 S - diện tích bề mặt lõm 
 d - độ dài đường kính trung bình, 𝑑 = (d1+ d2)/2 
  - góc hợp bởi hai mặt phẳng đối diện = 1360 
 gn - gia tốc trọng trường 
70 
3.5. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU BAN ĐẦU PHỤC VỤ CHO QUÁ TRÌNH 
PHỦ BỘT Cr3C2-NiCr TRÊN NỀN THÉP 16Mn 
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của các công trình khoa 
học đã tổng hợp ở chương 2, cho thấy chất lượng lớp phủ bị ảnh hưởng nhiều 
bởi các yếu tố như đặc tính bề mặt của chi tiết phủ, tỷ lệ thành phần hợp chất bột 
phủ, và cường độ dòng điện phun.Đó là những cơ sở ban đầu và quan trọng 
để làm căn cứ cho việc lựa chọn, tuy nhiên chưa có một nghiên cứu nào chỉ ra 
cho biết chính xác giá trị những thông số đó khi phun bột Cr3C2 - NiCr bằng 
phương pháp phun plasma trên bề mặt nền thép 16Mn. Để có cơ sở cho việc xác 
định và lựa chọn bộ thông số phun hợp lý, thông qua một số các kết quả thực 
nghiệm khảo sát sơ bộ ban đầu như sau: 
3.5.1. Xác định độ nhám bề mặt phù hợp cho mẫu thép 16Mn 
Quá trình phun phủ ngoài việc làm sạch bề mặt, còn cần tạo ra độ nhám 
phù hợp để tăng độ bền bám dính của lớp phủ trên bề mặt chi tiết Liên quan 
đến vấn đề này và trực tiếp đến lớp phủ Cr3C2 - 30%NiCr, thông qua nghiên cứu 
khảo sát thực nghiệm cho thấy ảnh hưởng của độ nhám bề mặt tới độ bám dính 
của lớp phủ trên bề mặt thép nền 16Mn, bằng phương pháp phủ plasma. Kết quả 
cho biết độ bám dính của lớp phủ cao nhất đạt được là 32,4MPa khi bề mặt mẫu 
phủ có độ nhám Rz = 71±2µm (hình 3.31) [20]. 
Hình 3.31. Ảnh hưởng của nhám bề mặt tới độ bền bám dính lớp phủ [20] 
28.3
28.6
29.7
31.4
32.4
31.8
28
29
30
31
32
33
55 58 61 64 67 70 73 76
Đ
ộ
 b
ền
 b
á
m
 d
ín
h
 σ
 (
M
P
a
)
Độ nhám bề mặt mẫu phủ Rz (µm)
71 
Đồng thời thông qua thực nghiệm khảo sát này cũng cho biết bề mặt mẫu 
phủ được tạo nhám bằng máy phun hạt mài Shang-Po TM-DT1, sử dụng hạt 
Al2O3 với kích thước của hạt trong khoảng (0,35 ÷ 1,19)mm. Độ nhám trên bề 
mặt mỗi mẫu có được khác nhau là do việc thay đổi khoảng cách phun (40, 60, 
80, 100, 120, 140)mm. Thời gian và áp suất phun được cố định lần lượt là 30s 
và 6.0Bar. Kết quả độ nhám đạt được 76,7µm là lớn nhất ứng với khoảng cách 
phun là 100mm (hình 3.32) [20]. 
Hình 3.32. Ảnh hưởng của khoảng cách phun tới độ nhám bề mặt thép 16Mn [20] 
3.5.2. Xác định tỷ lệ thành phần Crom cacbit trong bột phủ Cr3C2-NiCr 
Độ bền chống ăn mòn của lớp phủ Cr3C2-NiCr liên quan đến tương tác giữa 
các thành phần cacbit và NiCr. Bột phủ Cr3C2-NiCr có các nguyên tố chính, mỗi 
nguyên tố giữ một vai trò nhất định trong lớp phủ, cụ thể như: NiCr có vai trò 
làm tăng tính dẻo liên kết giữa các hạt cho lớp phủ và tính kết dính, Cr3C2 có vai 
trò làm tăng độ cứng cho lớp phủ và làm tăng độ chịu tải trọng cho lớp phủ 
Đối với mỗi yêu cầu về chất lượng lớp phủ cụ thể như độ bám dính, độ xốp, độ 
cứng khác nhau người ta sẽ thay đổi tỷ lệ pha trộn hỗn hợp vật liệu phủ là khác 
nhau. Để xác định tỷ lệ pha trộn phù hợp đảm bảo chất lượng lớp phủ sau khi 
phun có độ bám dính, độ cứng một cách hài hòa nhất, một nghiên cứu khảo sát 
tiền đề đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm, sự ảnh hưởng của tỷ lệ phần trăm 
cacbit trong hỗn hợp vật liệu bột Cr3C2 – NiCr, đến độ bền bám dính và độ cứng 
tế vi của lớp phủ sau khi phun trên bề mặt thép hợp kim 16Mn. Kết quả nghiên 
58.0
61.7
71.1
76.7
67.0
57.3
55
60
65
70
75
20 40 60 80 100 120 140
Đ
ộ
 n
h
á
m
R
z 
(µ
m
)
Khoảng cách phun Lp (mm)
72 
cứu cho thấy, khi tăng hàm lượng Crôm cacbit từ 50% lên 80% theo khối lượng, 
độ bám dính lớp phủ giảm khoảng gần 3 lần, từ 43,58MPa xuống còn 16,32MPa 
(hình 3.33). Trong khi đó, độ cứng tế vi lớp phủ tăng lên khoảng gần 2 lần, từ 
411HV lên 701HV (hình 3.34) [23]. 
Hình 3.33. Ảnh hưởng tỷ lệ % Crôm cacbit tới độ bền bám dính lớp phủ [23] 
Hình 3.34. Ảnh hưởng tỷ lệ % Crôm cacbit tới độ cứng lớp phủ [23] 
Qua kết quả thực nghiệm cho thấy khi thay đổi phần trăm Crôm cacbit trong 
bột phun làm độ bám dính và độ cứng của lớp phủ có tỷ lệ nghịch với nhau, đây 
là cơ sở quan trọng cho các ứng dụng cụ thể muốn ưu tiên chỉ tiêu nào hơn hoặc 
lựa chọn hài hòa cả 2 chỉ tiêu để quyết định tỷ lệ pha trộn bột trước khi phun. 
3.5.3. Xác định khoảng giá trị cường độ dòng điện phun 
Liên quan đến vấn đề này đã tiến hành một nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng 
của dòng điện plasma đến độ bám dính của lớp phủ Cr3C2 - 30%NiCr trên bề 
16.32
22.46
43.58
10
20
30
40
50
50 55 60 65 70 75 80
Đ
ộ
 b
ền
 b
á
m
 d
ín
h
 σ
 (
M
P
a
)
Tỷ lệ phần trăm Crôm cacbit trong vật liệu bột phủ 
701
589
411
400
500
600
700
50 55 60 65 70 75 80
Đ
ộ
 c
ứ
n
g
 (
H
V
)
Tỷ lệ phần trăm Crôm cacbit trong vật liệu phủ 
73 
mặt mẫu thép hợp kim 16Mn, với 5 giá trị cường độ dòng điện phun là (300, 
400, 500, 600, 700)A để tạo ra các lớp phủ cho độ bám dính khác nhau (hình 
3.35) [23]. 
Hình 3.35. Ảnh hưởng của đòng điện phun tới độ bền bám dính lớp phủ [23] 
Kết quả cho thấy cường độ dòng điện phun ảnh hưởng mạnh đến độ bám 
dính của lớp phủ Cr3C2 - 30%NiCr với bề mặt 16Mn. Độ bền bám dính tăng khi 
cường độ dòng điện tăng, tuy nhiên độ bám dính tăng nhanh khi cường độ dòng 
điện tăng trong khoảng từ 400A đến 550A. Khi dòng điện tăng, nhiệt độ của quá 
trình tăng lên làm tăng sự tan chảy của các hạt, dẫn đến tăng cường độ bám dính 
của lớp phủ vào bề mặt. Ngược lại, tiếp tục tăng cường độ dòng điện từ 600A 
đến 700A lại dẫn đến giảm độ bám dính (hình 3.35). Điều này có thể liên quan 
đến sự quá nhiệt làm các hạt phun bị cháy dẫn đến giảm độ bám dính [23]. 
Quan sát đồ thị (hình 3.35), có thể thấy lớp phủ Cr3C2 - 30%NiCr khi phun 
trên bề mặt thép nền 16Mn, bằng phương pháp phun plasma ảnh hưởng đáng kể 
khi cường độ dòng điện phun trong khoảng từ 450A đến 650A. 
3.6. XÂY DỰNG KẾ HOẠCH THỰC NGHIỆM 
3.6.1. Cơ sở lựa chọn phương pháp quy hoạch thực nghiệm 
 Một phương pháp quy hoạch thực nghiệm hay còn gọi là một kế hoạch thí 
nghiệm được lựa chọn và thiết kế tốt sẽ cho phép nhà nghiên cứu tiến hành số 
lượng thí nghiệm ít nhất, tốn kém ít chi phí, giảm được thời gian và công sức 
nhưng lại thu được nhiều thông tin nhất về quá trình, đối tượng nghiên cứu. Mục 
17.4
19.3
28.7
30.5
27.7
16
20
24
28
32
300 400 500 600 700
Đ
ộ
 b
ền
 b
á
m
 d
ín
h
 σ
 (
M
P
a
)
Dòng điện Ip (A)
74 
đích cơ bản của việc quy hoạch thực nghiệm là xây dựng một tiến trình thí 
nghiệm bền vững, ít bị ảnh hưởng của các thay đổi bên ngoài như: 
- Giảm thiểu các yếu tố không điều khiển được. 
- Xác định các yếu tố quan trọng và có thể điều khiển được. 
- Xác định được cấp độ sai khác về giá trị giữa các kết quả. 
- Xác định số lượng thí nghiệm cần thiết tối thiểu. 
Trong thực tế có nhiều phương pháp quy hoạch thực nghiệm, tuy nhiên hiện 
nay có một số phương pháp được ứng dụng phổ biến như: Taguchi, giai thừa 
hoặc phương pháp bề mặt chỉ tiêu [24]. Trong nghiên cứu này tiến trình thí 
nghiệm được lựa chọn thực hiện theo phương pháp bề mặt chỉ tiêu (Response 
Surface Methods - RSM). 
Phương pháp bề mặt chỉ tiêu rất hữu ích trong việc phát triển, nâng cao hiệu 
quả và tối ưu hóa quá trình sản xuất. Nội dung chính của (RSM) là sử dụng một 
chuỗi các thí nghiệm được thiết kế với các mục đích sau [24]: 
- Chỉ ra tập giá trị các biến đầu vào (điều kiện vận hành, thực thi) sao cho 
tạo ra ứng xử của đối tượng nghiên cứu là “tốt nhất”. 
- Tìm kiếm các giá trị biến đầu vào nhằm đạt được các yêu cầu cụ thể về 
ứng xử của đối tượng nghiên cứu. 
- Xác định các điều kiện vận hành mới đảm bảo cải thiện chất lượng hoạt 
động của đối tượng so với tình trạng cũ. 
- Mô hình hóa quan hệ giữa các biến đầu vào với ứng xử của đối tượng 
nghiên cứu, dùng làm cơ sở để dự đoán hay điều khiển quá trình hay hệ thống. 
Ngoài ra phương pháp này cho phép xác lập được các ảnh hưởng tương tác 
và ảnh hưởng bậc cao của các yếu tố. Dựa vào kết quả thí nghiệm ta xây dựng 
được mô hình hồi quy, hay còn gọi là hàm hồi quy thực nghiệm nhằm biểu diễn 
quan hệ đầu vào và đầu ra dưới dạng một hàm liên tục. Có thể sử dụng hàm hồi 
quy nhằm dự đoán ứng xử của hệ thống, quá trình hay của đối tượng dưới các 
điều kiện đầu vào khác nhau [24]. 
75 
3.6.2. Tiến trình thí nghiệm tối ưu hóa 
Trong nghiên cứu này, các thông và khoảng khảo sát đầu vào được lựa chọn 
với mục đích để thí nghiệm tối ưu hóa đã được thực hiện qua một loạt các bước: 
Nghiên cứu tài liệu tham khảo và thí nghiệm sàng lọc. Kết quả thí nghiệm sàng 
lọc đã cho biết ba thông số đầu vào gồm: Cường độ dòng điện phun (Ip), lưu 
lượng cấp bột phun (mp) và khoảng cách phun (Lp) là các thông số có ảnh hưởng 
mạnh nhất đến chất lượng lớp phủ Cr3C2 - 30%NiCr khi phun trên bề mặt thép 
nền 16Mn bằng phương pháp phun plasma, như vậy ba thông số này được lựa 
chọn để thực hiện cho tiến trình thí nghiệm tối ưu hóa. Tiến trình tối ưu hoá theo 
phương pháp bề mặt chỉ tiêu cơ bản gồm 3 giai đoạn sau: 
a, Giai đoạn 1: Thí nghiệm khởi đầu. Thí nghiệm khởi đầu là giai đoạn 
sau khi tiến hành các thí nghiệm sàng lọc (Screening Design) nhằm lựa chọn các 
biến thí nghiệm được tiếp tục khảo sát, ta phân tích mô hình rút gọn (đã loại bỏ 
các yếu tố không có ảnh hưởng đáng kể), nhằm xây dựng mô hình hồi quy bậc 
nhất mô tả hàm mục tiêu để xác định xem vùng khảo sát của các thông số đầu 
vào đã đảm bảo hàm mục tiêu đã chứa vùng cực trị hay chưa. Nếu hàm mục tiêu 
chưa nằm trong vùng cực trị thì chuyển sang gian đoạn 2, còn hàm mục tiêu đã 
có vùng cực trị thì ta bỏ qua gian đoạn 2 và chuyển luôn sang giai đoạn 3. 
Thực hiện thí nghiệm khởi đầu trong nghiên cứu này được thực hiện với số 
thí nghiệm là N = 2k + 6 (thí nghiệm hai mức đầy đủ và cộng thêm 6 thí nghiệm 
tại điểm trung tâm), như vậy N = 14 thí nghiệm. Giá trị các mức thông số đầu 
vào của giai đoạn này được trình bày trong (bảng 3.3). 
Bảng 3.3. Giá trị các mức của thông số khi thí nghiệm khởi đầu 
Thông số Ký hiệu Đơn vị 
Giá trị tại các mức 
-1 0 1 
Cường độ dòng điện phun Ip A 450 550 650 
Lưu lượng cấp bột phun mp gam/phút 20 30 40 
Khoảng cách phun Lp mm 120 160 200 
76 
Để xác định xem giá trị các thông số đầu vào đã lựa chọn, đảm bảo được 
hàm mục tiêu đầu ra có chứa cực trị hay chưa. Nghiên cứu tiến hành phân tích 
phương sai (ANOVA) với các chỉ tiêu đầu ra bao gồm độ bền bám dính (σBd), 
độ bền bám trượt (τBT), độ bền kéo (σk), độ xốp (γLp) và độ cứng tế vi (KLp) của 
lớp phủ. Kết quả phân tích cho thấy cả 5 hàm mục tiêu đầu ra đều đã ở trong 
vùng chứa cực trị. Như vậy khoảng giá trị của các thông số đầu vào trong nghiên 
cứu này được lựa chọn đã đảm bảo vì vậy ta bỏ qua giai đoạn leo dốc/xuống dốc 
để tìm vùng cực trị mà thực hiện ngay sang giai đoạn thí nghiệm bề mặt chỉ tiêu. 
b, Giai đoạn 2: Thí nghiệm leo dốc tìm vùng cực trị. Giai đoạn này được 
thực hiện nếu vùng thí nghiệm còn ở xa vùng cực trị, tiến hành các thí nghiệm 
leo dốc/xuống dốc (Steepest Ascent/Descent Method) nhằm tìm nhanh đến vùng 
chứa cực trị. Nhiệm vụ cơ bản là xác định giá trị gia số cho từng biến thí nghiệm. 
Sau đó tiến hành các thí nghiệm với các giá trị mới