Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 1

Trang 1

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 2

Trang 2

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 3

Trang 3

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 4

Trang 4

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 5

Trang 5

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 6

Trang 6

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 7

Trang 7

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 8

Trang 8

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 9

Trang 9

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 142 trang nguyenduy 05/03/2024 270
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram

Luận án Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram
iện bằng sơ đồ hình 2.10 
và 2.11. 
 Hình 2.10: Ảnh hưởng của hạt bột trong quá trình hình thành kênh phóng điện của quá 
 trình EDM [43] 
 37 
 Ca-tốt 
 Hạt bột 
 Hạt bột 
 A-nốt 
 Hình 2.11: Cây cầu trong quá trình phóng điện của quá trình PMEDM [59] 
2.2.2. Sự cách điện của dung d ch điện m i 
 Theo [50] sự cách điện của dung dịch điện môi được đặc trưng bởi cường độ điện 
trường đánh thủng sự cách điện của dung môi (Ebr) và được xác định bởi công thức (2.4) 
 ε +2ε
 2 22kT p1 3 Nf
 Ebr =E i - r ln (2.4) 
 ε ε -ε N
 1 p 1 i
Trong đó: 
 ε1: Hằng số điện môi của dung môi cách điện. 
 εp: Hằng số điện môi của hạt bột. 
 Nf: Nồng độ bột sau gia công(g/l). 
 Ni: Nồng độ bột ban đầu(g/l). 
 r: Bán kính hạt bột(µm). 
 Ei: Điện trường đánh thủng sự cách điện của dung dịch điện môi khi không có 
bột(V/m). 
 2kT
 Nếu tỷ số là không đổi thì sự cách điện của dung dịch điện môi phụ thuộc 
 ε1
chủ yếu vào kích thước hạt bột (r), nồng độ hạt bột (N), hằng số điện môi của vật liệu bột 
và loại dung dịch điện môi. Bột trộn vào dung dịch điện môi đi vào vùng khe hở 
phóng điện sẽ chịu tác dụng của lực điện trường và các lực khác. Các hạt bột sẽ làm giảm 
sự cách điện của dung dịch điện môi và Ebr giảm khi N tăng. 
 38 
2.2.3. Độ lớn khe hở phóng điện 
 A-nốt 
 δi 
 Ca-tốt 
 Hình 2.12: Hạt bột trong khe hở phóng điện [22] 
 Giả thiết các hạt bột mang dấu (+) do điện từ cực dương đặt vào theo hình 2.12. 
Điện trường là một yếu tố quan trọng để tạo ra tia lửa điện. Nó phụ thuộc vào sự thay đổi 
kích thước khe hở phóng điện. 
 - Khi không có bột: Khoảng cách khe hở điện cực có giá trị là δ1 . 
 - Khi có bột: Điện trường tăng lên khi có sự xuất hiện của các hạt bột, 
 khoảng cách khe hở điện cực mới là δ2 theo tài liệu [50] xác định bởi công thức 
 (2.5): 
 r+hp
 δ21 =βδ 1+ (2.5) 
 gd
Trong đó: 
 β: Hệ số tăng điện trường do hình dạng nhám tại khe hở điện cực (β>1). 
 gd: Khoảng cách giữa hạt bột và điện cực. 
 hp: Chiều cao nhấp nhô. 
Theo công thức (2.5) δ2>δ1 chứng tỏ bột trộn vào khe hở đã làm tăng khe hở phóng tia lửa 
điện. 
2.2.4. Độ rộng của kênh plasma 
 Do các hiện tượng vật lý phức tạp xảy ra trong khe hở phóng điện, rất khó khăn 
trong việc xác định độ rộng của kênh plasma trong khe hở phóng điện của EDM. Độ rộng 
của kênh plasma trong PMEDM nói chung được coi là lớn hơn so với EDM [59]. Nguyên 
 39 
nhân mở rộng kích thước kênh plasma có thể là do đường dịch chuyển các ion và electron 
dài hơn, áp lực xung quanh lại nhỏ hơn. Cả hai nguyên nhân này đều quan hệ với kích 
thước khe hở phóng điện. Các ion và electron được tăng tốc độ di chuyển, tích lũy năng 
lượng và va chạm với các phân tử nhỏ tại thời điểm phóng tia lửa điện. Điều này làm tăng 
năng lượng và số lượng đường dịch chuyển của chúng, do đó kích thước khe hở phóng 
điện tăng theo. Phân cực điện cực dương với thời gian phát xung ngắn đã làm đường kính 
plasma tại bề mặt phôi lớn hơn nhiều so với trên bề mặt điện cực [65]. Khi gia công tinh 
với phân cực dương, cường độ dòng điện nhỏ và thời gian phát xung ngắn thì sự di chuyển 
chủ yếu là các electron, do các ion có khối lượng lớn hơn nên cần thời gian dài hơn để tăng 
tốc. 
2.2.5. Số lƣợng tia l a điện 
 Chow và các cộng sự [23] cho thấy rằng sau khi bổ sung thêm bột, dạng sóng xung 
là hoàn toàn khác nhau so với không có bột theo hình 2.13. 
 a. Bột SiC b. Bột Al 
 c. Không trộn bột 
 Hình 2.13: Dạng sóng xung của điện áp và dòng điện [23] 
 Nhiều tia lửa điện được hình thành với mỗi lần phát xung trong PMEDM. Nguyên 
nhân là do rất nhiều chuỗi tia lửa điện được hình thành và dẫn đến sự phân tán năng lượng 
tia lửa điện. Khi một xung điện được đặt vào sẽ tạo ra đồng thời nhiều điểm phóng tia lửa 
điện [23], [27], [41]. 
 40 
2.2.6. Cơ sở l thu ết sự xâm nhập của bột trộn trong dung m i vào bề mặt chi tiết 
trong quá trình PMEDM 
 Trong quá trình PMEDM đã có rất nhiều hiện tượng xảy ra đối với nguyên tố kim 
loại trong bột trộn để xâm nhập vào bề mặt chi tiết và tạo thành cacbít trên bề mặt dưới tác 
dụng nhiệt, điện. Các hiện tượng đó có thể bao gồm: Khuếch tán, hóa học, hấp phụ bay hơi 
của quá trình vật lý và bám dính cơ học... 
2.2.6.1. Khuếch tán 
 Dưới tác dụng nhiệt sinh ra của quá trình PMEDM đã hình thành các hiện tượng 
hóa học và vật lý làm cho các nguyên tố của môi trường như: Bột hợp kim, dung môi dầu 
cách điện chuyển biến và khuếch tán sâu vào bề mặt như trên hình 2.14. 
 A Nguyên tố kim loại của bột 
 AxCy 
 Phôi thép gia công PMEDM 
 Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý hình thành lớp phủ [32] 
 - Phân hóa: Là quá trình phân rã phân tử, tạo ra các nguyên tử hoạt của nguyên tố 
định thấm phủ. 
 - Hấp thụ: Tiếp theo nguyên tử hoạt xâm nhập, hòa tan vào mạng tinh kim loại nền 
với nồng độ cao, tạo ra độ chênh lệch gradien nồng độ giữa lớp bề mặt và phần lõi. 
 - Khuếch tán: Tiếp theo nguyên tử hoạt ở lớp hấp thụ sẽ đi sâu vào bên trong theo cơ 
chế khuếch tán, tạo nên lớp phủ với chiều sâu nhất định. 
 41 
 Trong xử 1ý vật liệu, có nhiều 
phản ứng và quá trình dựa vào sự khuếch 
tán trong trạng thái rắn, ở mức vi mô, 
hoặc từ pha lỏng, pha khí, hoặc pha rắn 
khác, Điều này được thực hiện bằng 
khuếch tán, hiện tượng chuyển tái vật 
 Hình 2.15: Cặp khuếch tán Cu-Ni 
liệu thông qua chuyển động nguyên tử. Có 
thề minh họa hiện tượng này bằng cách 
sử dụng cặp khuếch tán, ghép hai thanh 
kim loại khác nhau với nhau, chẳng hạn 
Cu và Ni theo hình 2.15. Cặp đôi này 
được nung nóng đến nhiệt độ cao và 
giữ nhiệt trong thời gian đủ dài, nhưng 
 a) 
dưới nhiệt độ nóng chảy của cả hai kim 
loại, và làm nguội đến nhiệt độ phòng. 
Phân tích hóa học cho thấy trạng thái, 
tương tự trạng thái minh họa trên hình 
2.16.a, Cu và Ni tinh khiết ở hai đầu 
mút của cặp thanh và ở giữa là vùng hợp 
kim hóa. Nồng độ của hai kim loại này 
biến thiên theo vị trí được nêu trên b) 
hình 2.16.b. Kết quả này cho thấy, các 
nguyên tử Cu dịch chuyển, khuêch tán, vào 
Ni, và Ni khuếch tán vào Cu. Quá trình, 
nguyên từ kim loại này khuêch tán vào 
kim loại khác được gọi là liên khuếch tán, 
hoặc khuếch tán tạp chất. 
a. Khuếch tán nút trống 
 Cơ chế nguyên tử từ nút mạng ban 
đầu chuyển sang vị trí nút trống kế cận 
được minh họa trên hình 2.17. Cơ chế 
này được gọi là khuếch tán nút trống. 
Quá trình này yêu cầu sự hiện diện của c) 
 Hình 2.16: Khuếch tán nguyên tử [11] 
 42 
nút trống, và khả năng xảy ra khuếch tán nút trống phụ thuộc vào số lượng sai 
lệch này; trong kim loại, nồng độ nút trống cao thường ở các khoảng nhiệt độ 
cao. Do nguyên tử khuếch tán và nút trống trao đổi vị trí cho nhau, khuếch tán 
nguyên tử theo một chiều tương ứng với chuyền động của nút trống theo chiều ngược 
lại. Cả liên khuếch tán và tự 
khuếch tán đều xảy ra theo cơ 
chế này; trong liên khuếch tán, 
các nguyên tử tạp chất phải thay 
thế các nguyên tử dung môi. 
b. Khuếch tán xen kẽ 
 Trong kiểu khuếch tán 
thứ hai, khuếch tán xen kẽ, các 
nguyên tử dịch chuyển từ vị trí 
xen kẽ đến vị trí xen kẽ kế cận, 
nếu vị trí này còn trống. Cơ chế 
này xảy ra trong liên khuếch 
tán, các nguyên tử cacbon, 
nitrogene, hydro, và oxy, có kích 
thước đủ nhỏ để chen vào vị trí 
xen kẽ. Các ngưyên tử kim loại, 
kể cả trong dung dịch rắn thay 
thế, thường không khuếch tán 
theo cơ chế này, hình 2.18. 
 Trong hầu hết các hợp kim, Hình 2.17: Khuếch tán nút trống [24] 
sự khuếch tán xen kẽ xảy ra nhanh 
hơn so với cơ chế khuếch tán 
nút trống, do các nguyên tử xen 
kẽ nhỏ hơn, do đó linh động 
hơn. Hơn nữa, số vị trí xen kẽ còn 
trống cũng nhiêu hơn nút trống, 
xác suất khuếch tán xen kẽ lớn hơn 
 Hình 2.18: Khuếch tán xen kẽ [24] 
khuếch tán thông qua nút trống. 
 43 
2.2.6.2. Sự liên kết của các phản ứng hóa h c và sự hấp phụ ba hơi của quá trình vật l 
 Dưới tác dụng nhiệt hoặc tác dụng của chùm ion của quá trình PMEDM, bột hợp 
kim và chất dung môi bị phân hủy thành các nguyên tử hoạt tính. nguyên tử hoạt tính sẽ bị 
hấp phụ và khuếch tán thành lớp phủ, ngay sau khi phân hủy các nguyên tố này sẽ kết hợp 
với nhau tạo nên các hợp chất và phủ lên bề mặt chi tiết. Tại nhiệt độ cao đã phá v các 
liên kết trong phân tử bột, đồng thời tăng tốc độ của các phản ứng hóa học. Quá trình tạo 
lớp phủ là kết quả của các phản ứng hóa học, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, thành phần 
hóa học của bột và dung môi cách điện  
 Các tác động vật lý sinh ra trong khi phóng tia lửa của quá trình PMEDM đã tạo 
thành lớp phủ như bay hơi, lực điện từ, plasma Quá trình này thường bao gồm ba giai 
đoạn chính: 
- Bay hơi: Tách hoặc lấy vật liệu từ bột hợp kim dung môi cách điện hay hay vật liệu nền; 
- Chuyên chở: Di chuyển vật liệu tới bề mặt cần phủ; 
- Lắng đọng: Tạo lớp màng lên bề mặt phủ. 
2.2.6.3. Bám dính cơ h c 
 Dưới tác dụng nhiệt của quá trình PMEDM làm cho bột hợp kim bị nóng chảy và 
bám dính vào bề mặt. Độ bám cơ học được biểu thị như một sự giữa chặt các phần tử kim 
loại đập vào những vị trí nhấp nhô của bề mặt kim loại nền. 
 Quá trình bám dính cơ học được chia làm ba giai đoạn: 
 - Tạo nên một mặt tiếp xúc, nghĩa là tạo nên sự dịch chuyển gần nhau của các 
nguyên từ kim loại đến một khoảng cách đủ để có sự tác dụng hóa học. 
 - Hoạt tính và sự tác dụng hóa học của các nguyên tử kim loại gần nhau sẽ đưa đến 
hình thành mối liên kết hóa học bền vững. 
 - Các quá trình phục hồi (kết tinh lại, khuếch tán tạo pha mới,...) xảy ra tiếp theo có 
thể nâng cao hoặc làm giảm sức bền của mối liên kết. 
Kết luận chƣơng 2: 
 Chương hai nghiên cứu và tổng hợp về cơ sở lý thuyết gia công tia lửa điện EDM 
và gia công tia lửa điện có trộn bột –PMEDM trên các vấn đề: 
 - Bản chất vật lý của quá trình phóng tia lửa điện trong phương pháp gia công 
EDM để làm cơ sở nghiên cứu về quá trình gia công PMEDM. 
 - Bản chất của quá trình gia công PMEDM, vai trò của hạt bột ảnh hưởng đến quá 
trình phóng tia lửa điện trong gia công EDM. 
 44 
 - Cơ sở và bản chất của sự xâm nhập nguyên tố hóa học trong bột trộn và dung môi 
cách điện vào bề mặt chi tiết và quá trình tạo cacbít trên bề mặt. 
 Tóm lại: Quá trình EDM có sự tham gia của các hạt bột đã làm thay đổi phương 
thức và thông số của quá trình phóng tia lửa điện, khả năng cách điện của dung môi giảm 
đi. Mỗi loại vật liệu bột và kích c hạt khác nhau thì dạng ứng xử trong quá trình PMEDM 
rất khác nhau. Điều này ảnh hưởng đến quá trình gia công trên các phương diện: 
 - Năng suất gia công. 
 - Mòn điện cực. 
 - Chất lượng bề mặt của chi tiết sau gia công (độ nhám bề mặt, độ cứng tế vi 
 bề mặt). 
 45 
 CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ 
 CÔNG NGHỆ VÀ NỒNG ĐỘ BỘT CACBÍT VÔNPHRAM TRONG 
 DUNG DỊCH ĐIỆN MÔI TỚI ĐỘ NHÁM BỀ MẶT 
3.1. Mục đích 
 Một số kết quả nghiên cứu [63], [53], [51], [52], [62], [55], [27], [26], [58], [64], 
[46] đã công bố về ảnh hưởng của bột dẫn điện đến độ nhám bề mặt của chi tiết. Trong các 
công bố nêu trên, mới chỉ dừng lại ở việc khảo sát các loại bột có nhiệt độ nóng chảy thấp 
như: Graphite, Crom, Silicon, Nikel...trên nền vật liệu phôi khác nhau. Nhưng rất ít công 
trình nghiên cứu về ảnh hưởng của bột Cacbít vônphram tới độ nhám bề mặt (Ra). Ngoài ra 
các nghiên cứu được công bố mới chỉ dừng lại khảo sát ở một vài chế độ thông số công 
nghệ EDM và nồng độ bột. Chính vì điều này chưa đánh giá hết mức độ ảnh hưởng của các 
thông số công nghệ EDM, nồng độ bột đến quá trình PMEDM và độ nhám bề mặt của chi 
tiết sau gia công. 
 Trong chương này, luận án nghiên cứu, đánh giá, xác định ảnh hưởng của các 
thông số công nghệ EDM, nồng độ bột Cacbít vônphram trộn trong dung môi đến độ 
nhám bề mặt chỉ tiêu - Ra của thép SKD61, làm cơ sở cho bộ thông số tham khảo trong quá 
trình gia công PMEDM. Ngoài ra, luận giải các hiện tượng xảy ra trong quá trình PMEDM 
tác động tới độ nhám bề mặt, đây chính là tiền đề để mở rộng nghiên cứu sau này. Bên 
cạnh đó so sánh, đánh giá độ nhám bề mặt chi tiết gia công bằng phương pháp PMEDM so 
với độ nhám bề mặt chi tiết gia công bằng phương pháp EDM. 
3.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 
Đối tƣợng nghiên cứu 
 Vật liệu thép SKD61 chưa qua xử lý nhiệt được gia công bằng phương pháp 
PMEDM để khảo sát độ nhám bề mặt sau gia công. 
 Bột Cacbít vônphram có một số thành phần nguyên tố khác theo bảng 3.3 được trộn 
vào dung môi cách điện. 
 Nghiên cứu sự tác động qua lại giữa các thông số công nghệ và nồng độ bột ảnh 
hưởng tới độ nhám bề mặt của chi tiết sau gia công. So sánh độ nhám bề mặt của phương 
pháp PMEDM và EDM. 
Phạm vi nghiên cứu 
 Các chế độ công nghệ của má xung trong gia công PMEDM: Xuất phát từ vấn 
đề thực tiễn là giảm được một số nguyên công khi gia công PMEDM so với các phương 
 46 
pháp khác. Do vậy, trong chương này khảo sát nghiên cứu tại các chế độ gia công tinh và 
bán tinh các thông số công nghệ EDM được chọn theo bảng 3.6. 
 Nồng độ bột trộn trong gia công PMEDM: Thông qua các thí nghiệm thăm dò dựa 
trên các thông số công nghệ EDM đã chọn như bảng 3.6 để xác định tác động, ảnh hưởng 
của nồng độ bột đến độ nhám bề mặt (Ra). Do vậy, trong nghiên cứu này nồng độ bột 
được chọn tại 3 dải (20g/l; 40g/l; 60g/l). 
3.3. Điều kiện thực nghiệm khảo sát 
 Trong phần thực nghiệm gia công EDM có trộn bột đảm bảo các điều kiện: 
 - Chất lượng dung môi và điều kiện dòng chảy chất điện môi trong tất cả các thí 
nghiệm là như nhau. 
 - Nồng độ bột được ổn định trong quá trình gia công PMEDM. 
 - Nhiệt độ môi trường gia công luôn ổn định và bằng nhiệt độ trong phòng gia 
công. 
 - Tổng hợp các nhiễu ảnh hưởng tới độ chính xác gia công, các phép đo là ổn định 
và không thay đổi trong suốt quá trình thực hiện thí nghiệm. 
 Mô hình thực nghiệm theo như hình 3.1. 
 QÚA TRÌNH XUNG PMEDM 
 Hình 3.1: Mô hình thực nghiệm 
3.3.1. Hệ thống thí nghiệm 
 1. Máy thí nghiệm 
 47 
 Máy xung điện ARISTECH CNC-460 của Hãng LIEN SHENG MECHANICAL 
 &ELECTRICAL CO.,LTD – ĐÀI LOAN được dùng để làm thực nghiệm gia công vật liệu 
 SKD61, tại Trung tâm Công nghệ -Học Viện Kỹ thuật Quân Sự. Các đặc tính của máy như 
 sau: 
 - Kích thước lắp đặt: 2.170x1.760x2.560mm. 
 - Kích thước thùng dầu: 1.400x800x500mm. 
 - Kích thước bàn máy: 900x600mm. 
 - Hành trình 3 trục X,Y,Z: 900x600x300mm. 
 - Khối lượng điện cực mang tối đa: 200 Kg. 
 - Khôi lượng phôi đặt tối đa: 1.800 Kg. 
Cụm đầu gá Di chuyển theo 
điện cực trục Y 
Động cơ trục Di chuyển theo 
khuấy trục X 
 Di chuyển theo 
Thùng dầu trục Z 
 Tủ điều khiển 
Vòi phun 
dung môi 
 Bàn máy 
 Hình 3.2: Máy Xung tia lửa điện ARISTECH CNC-460 
 2. Vật liệu phôi 
 Vật liệu sử dụng để gia công thực nghiệm là thép SKD61- Nhà sản xuất Daido 
 Amistar (JIS- Nhật Bản), thành phần hóa học của thép SKD61 được cho ở bảng 3.1. 
 Trước khi gia công bằng EDM và PMEDM đã được làm chính xác hai bề mặt có độ song 
 song < 0,02mm, bề mặt trước khi gia công có độ nhám Ra=1,6 μm. Kích thước phôi trước 
 khi gia công D=19mm, L=50mm, kích thước phôi sau khi gia công D=19mm, L=49,7mm. 
 48 
 Bảng 3.1. Thành phần hóa học theo % khối lượng của thép SKD61 
 C Si Cr Mo V Mn 
 ≤0,38% ≤1,0% ≤5,0% ≤1,25% ≤1,0% ≤0,4% 
 Hình 3.3: Phôi SKD61 
 3. Vật liệu đồng điện cực 
 Sử dụng đồng điện cực là loại đồng đỏ (ký hiệu M1 của Nga) có độ tinh khiết cao 
theo bảng 3.2. 
 Hình 3.4: Điện cực đồng 
 49 
 Bảng 3.2. Đặc tính kỹ thuật của đồng điện cực 
 TT Đặc tính kỹ thuật Chỉ số 
 1 Thành phần hóa học của Cu (%) 99,78 
 2 Điện trở suất (µΩ.m) 9 
 3 Nhiệt độ nóng chảy (0C) 1083 
 4 Khối lượng riêng (kg/m3) 8.960 
 5 Độ cứng (HB) 100 
 4. Đặc tính kỹ thuật của bột Cacbít vônphram 
 Bột Cacbít vônphram (mã thương mại WC-727-6) dùng làm thí nghiêm được nhập 
khẩu từ Mỹ của nhà sản xuất PRAXAIR SURFACE TECHNOLOGIES. Các đặc tính của 
bột được thể hiện ở bảng 3.3 và bảng 3.4. Theo tài liệu [46] kích thước hạt dùng để nâng 
cao chất lượng bề mặt hiệu quả nhỏ hơn 36μm. 
 Bảng 3.3. Thành phần hóa học theo % khối lượng của bột Cacbít vônphram 
 C Co Fe W Thành phần khác 
 5,56% 11,9% 0,02% 82,5% <0,1% 
 Bảng 3.4. Kích thước hạt bột Cacbít vônphram theo % khối lượng 
 5.5μm 11μm 16μm 22μm 31μm 
 5,23% 20,75% 33,76% 29,61% 10,65% 
 Hình 3.5: Bột Cacbít vônphram của nhà sản xuất Praxair surface technologies 
 5. Dung môi dầu cách điện 
 50 
 Dung môi dầu cách điện được dùng là dầu Shell EDM Fluid 2, các đặc tính kỹ 
thuật được cho trong bảng 3.5 
 Bảng 3.5. Đặc tính kỹ thuật của dầu Shell EDM Fluid 2 
 TT Chỉ tiêu kĩ thuật Chỉ số 
 1 Độ nhớt động học, cSt ở 400C 2,25 
 2 Tỷ trọng ở 150C, kg/l 0,773 
 3 Nhiệt độ đông đặc (max) (0C) -27 
 4 Hệ số tổn thất điện môi (max) 0,01 
 6. Thùng chứa dung dịch điện môi 
 Thùng chứa dung dịch điện môi đảm bảo bột trộn được đồng đều và không bị lắng 
đọng, gá đặt phôi dễ dàng và thay đổi dung dịch điện môi được thuận tiện. Dùng hai cánh 
khuấy (D=100mm) có tốc độ 100v/phút để tạo sự đồng đều của bột và tránh lắng đọng. 
Bơm tuần hoàn cung cấp dung dịch điện môi có trộn bột với lưu lượng 32lít/phút vào khe 
hở phóng điện. Nam châm vĩnh cửu điều khiển có nhiệm vụ hút phoi để không lẫn với bột 
trộn trong dung môi. 
 Vòi phun 
 Điện cực 
 Trục khuấy 
 Bột dẫn Phôi 
 Nam châm Bơm 
 từ 
 a) 
 51 
 b) 
 Hình 3.6: Thùng dầu 
 7. Các thông số công nghệ và nồng độ bột dùng trong thực nghiệm 
 Các thông số công nghệ EDM có ảnh hưởng lớn đến quá trình ứng xử của các 
hạt bột. Ngoài ra mục đích của việc khảo sát tại các chế độ gia công tinh và bán tinh. 
Căn cứ vào cấu hình của máy xung làm thí nghiệm.Do vậy, các thông số về điện được 
chọn theo bảng 3.6. Các nồng độ bột được chọn để khảo sát được tiến hành trên cơ sở 
những thí nghiệm thăm dò, mục đích đánh giá ảnh hưởng mạnh nhất tác động đến 
chất lượng bề mặt của chi tiết theo bảng 3.6. 
Bảng 3.6. Các thông số công nghệ và nồng độ bột thực nghiệm cho quá trình PMEDM 
 Cường độ dòng điện (Ip) 1A; 2A; 3A; 4A 
 Thời gian phát xung (Ton) 16s; 32s; 50s; 200s 
 Thời gian ngừng phát xung (Toff) 50s 
 Dung dịch điện môi Shell EDM Fluid 2 
 Phân cực Ngược: Điện cực (-), Phôi (+) 
 Điện áp phóng (V) 80-120V 
 Nồng độ bột Cacbít vônphram (g/l) 20; 40; 60 
3.3.2. Thiết b đo, kiểm tra 
 1. Máy đo độ nhám bề mặt 
 Nhám bề mặt được đo bằng máy đo độ nhám bề mặt TR200 kiểu đầu đo tiếp xúc, 
độ phân giải 0,001μm theo hình 3.7. Điện nguồn: 220V/50Hz, Pin. Chiều dài chuẩn sử 
dụng mỗi lần đo là 5mm với 3 lần lặp trên mỗi mẫu thí nghiệm và kết quả sẽ là giá trị trung 
bình của các lần đo. 
 52 
 Màn hình Đầu dò đo 
 hiển thị kết tiếp xúc 
 quả đo và 
 các phím 
 chức năng 
 Bàn gá Bề mặt mẫu 
 đo 
 Hình 3.7: Máy đo độ nhám bề mặt TR200 
 2. Cân điện tử 
 Dùng để cân bột Cacbít vônphram trộn trong dung môi dầu cách điện. Cân điện tử 
Model: TE612; Hãng: SARTORIUS – Đức. 
 Hình 3.8: Cân điện tử TE612 
Đặc tính kỹ thuật: 
– Tải trọng: 610g. 
– Bước nhảy: 0,01g. 
– Giao diện: RS232 kết nối máy tính. 
– Kích thước đĩa: D= 110 mm. 
– Điện nguồn: 220V/50Hz , Pin. 
 53 
3.4. Nghiên cứu thực nghiệm các ếu tố ảnh hƣởng tới độ nhám bề mặt 
Ra 
 Trong mục 2.1.5 của chương 2 đã tìm hiểu và nghiên cứu chất lượng bề mặt - cụ 
thể là độ nhấp bề mặt Ra gia công bằng phương pháp EDM chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố 
như: Dòng phóng tia lửa điện, điện áp phóng tia lửa điện và thời gian phát xung. Ba yếu tố 
này có tác động mạnh tới việc tạo ra các vết l m trên bề mặt gia công, chính những vết l m 
này tạo thành độ nhám bề mặt sau gia công. 
 Khi gia công EDM bằng biện pháp trộn bột Cacbít vônphram trong dung môi dầu 
đã làm thay đổi quá trình phóng tia lửa điện: Khoảng cách phóng tăng 25-50μm (EDM) 
đến 50-150μm (PMEDM) [34], năng lượng và sự ion hóa của chất điện môi [26], [43], 
[59], [58] thay đổi. Ngoài ra phải kể đến sự phóng đồng đều khi có hạt bột trong quá trình 
phóng tia lửa điện, quá trình EDM chỉ phóng tại điểm gần nhất giữa hai điện cực nhưng 
trong quá trình PMEDM do hiệu ứng cây cầu [59] mà vùng phóng tia lửa điện được mở 
rộng hay nói một

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_danh_gia_chat_luong_be_mat_thep_skd61_chu.pdf
  • pdfBia tom tat luan an.pdf
  • pdfTom tat luan an.pdf
  • pdfThông tin đưa lên mạng- tiếng anh-Lê Văn Tạo 2013.pdf
  • pdfThông tin đưa lên mạng- tiếng việt-Lê Văn Tạo 2013.pdf