Ảnh hưởng của dung môi đến độ hạt nano-micro khi gia công bằng tia lửa điện

Trong nghiên cứu này, nhóm tác đã giả sử dụng phương pháp gia công tia lửa điện với ba loại dung môi là nước, dầu hỏa và dầu gia công tia lửa điện để gia công chế tạo hạt nano - micro Niken. Sử dụng máy ảnh SEM để chụp kết quả về đường kính hạt, dùng phần mềm Smileview để phân tích đường kính hạt. Kết quả thấy rằng, khi dung môi là nước thì đường kính hạt là nhỏ nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ảnh hưởng của dung môi đến độ hạt nano-micro khi gia công bằng tia lửa điệnẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI ĐẾN ĐỘ HẠT NANO-MICROKHI GIA CÔNG BẰNG TIA LỬA ĐIỆNEFFECT OF LIQUID ON THE SIZE OF NANO-MICROPARTICLESPRODUCED BY EDMNGUYỄN TIẾN DŨNG1, NGUYỄN HỮU DĨNH2, NGUYỄN ANH XUÂN1BÙI THỊ DIỆU THÚY1, NGUYỄN THỊ XUÂN HƯƠNG11Viện Cơ khí, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam2Khoa Cơ sở - Cơ bản, Trường Đại học Hàng hải Việt NamTóm tắtTrong nghiên cứu này, nhóm tác đã giả sử dụng phương pháp gia công tia lửa điện vớiba loại dung môi là nước, dầu hỏa và dầu gia công tia lửa điện để gia công chế tạo hạtnano - micro Niken. Sử dụng máy ảnh SEM để chụp kết quả về đường kính hạt, dùngphần mềm Smileview để phân tích đường kính hạt. Kết quả thấy rằng, khi dung môi lànước thì đường kính hạt là nhỏ nhất.Từ khóa: Gia công tia lửa điện; hạt nano-micro; Hạt niken; dung dịch gia công.AbstractIn this study, we was applied to produce Nickel microspheres with three types ofdielectric liquids, such as deionized water, kerosene, and EDM fluid. Using scanningelectronic microscopy (SEM) to capture the result of the particle diameter, useSmileview software to analyze particle diameter. The results found that when thedielectric liquid is water, the size of particles is smallest.Keywords: Electrical discharge machining (EDM), nano-microparticles, niken particles, dielectric liquid.1. Mở đầuHiện nay có rất nhiều phương pháp gia công chế tạo các hạt kim loại có kích thước nano –micro, như sử dụng phương pháp điện phân, phương pháp ăn mòn hóa học, phương pháp siêuâm, phương pháp gia công bằng tia lửa điện…Đối với phương pháp gia công bằng tia lửa điện để chế tạo hạt nano – micro là phươngpháp mới được tìm ra và chưa nghiên cứu nhiều. Phương pháp gia công tia lửa điện là phươngpháp mới được đưa vào ứng dụng trong thời gần đây để gia công các hạt kim loại có kích thướcnano – micro, và nó ưu điểm nổi trội là có khả năng gia công được các loại vật liệu kim loại cứngmột cách dễ dàng. A.E.Berkowitz [1] đã tự thiết kế chế tạo ra hệ thống này trong phòng thí nghiệm,sau đó tiến hành gia công hạt nano – micro niken. Ngoài ra, Vasudevamurthy [2] cũng sử dụngphương pháp gia công tia lửa điện để chế tạo các hạt thép không gỉ SUS 304, đồng thời phân tíchảnh hưởng của các thông số công nghệ đến đường kính hạt. Hong Juan [3,4] dùng phương phápnày để chế tạo các hạt Silic. Liu Yifan [5] đã kết hợp gia công tia lửa điện để chế tạo hạt niken. Mộtsố nghiên cứu [6] về ảnh hưởng của cường độ dòng điện, hiệu điện thế đến độ hạt niken khi giacông bằng phương pháp này.Bài báo này đưa ra mô hình chế tạo nano - micro bằng tia lửa điện, tiến hành thí nghiệm đểnghiên ảnh hưởng của dung môi đến độ hạt niken, từ đó tìm ra loại dung môi gia công cho độ hạtlà bé nhất.2. Phương pháp thí nghiệmSử dụng hai thanh niken làm hai điện cực và lắp trên máy gia công tia lửa điện E46PM (Hình1).Trong mỗi thí nghiệm sẽ đổ đầy dung dịch gia công vào hộp gia công làm bằng inox, giữ nguyên cácthông số gia công như cường độ dòng điện, hiệu điện thế,… chỉ thay đổi dung môi gia công.Do niken có tính chất từ tính nên sử dụng nam châm vĩnh cửu để tách các hạt niken ra khỏidung môi gia công, dùng cồn tinh khiết để làm sạch các loại tạp chất.72Tạp chí khoa học Công nghệ Hàng hảiSố 55 - 8/2018Hình 1. Sơ đồ nguyên lý cơ bản gia công bằng tia lửa điện:1- Nguồn điện; 2- Hệ thống điều khiển trục chính; 3- Dụng cụ điện cực; 4- Dung dịch gia công;5- Chi tiết gia công; 6- Bàn máy gia công.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi gia công3.1. Các thông số làm thí nghiệmVới nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi, thay đổi lần lượt ba loại dung môi là dầu gia côngtia lửa điện, dầu hỏa và nước. Các thông số công nghệ khác không thay đổi như độ dài xung là300μs, điện áp 15A, hiệu điện thế là 45V. Vật liệu gia công là Niken 99,99% được cắt thành từngmiếng 260mm*190mm*170mm, trước mỗi thí nghiệm đều được làm sạch bằng giấy ráp.Bảng 1. Thông số thí nghiệm khi dung môi thay đổiThí nghiệmDung môiĐộ dài xung điện(s)Điện áp (A)Hiệu điện thế (V)ADầu gia công EDM3001545BDầu hỏa3001545CNước30015453.2. Kết quả thí nghiệm và thảo luậnCác hạt niken sau mỗi thí nghiệm sẽ được đưa lên máy hiển vi điện tử SEM để chụp với độphóng 200 lần (Hình 2). Sử dụng phần mềm Smileview để đo và thống kê kích thước hạt kim loạitrong mỗi ảnh, kết quả thống kê thể hiện tại Bảng 2.Thí nghiệm AThí nghiệm BThí nghiệm CHình 2. Hạt Niken thể hiện trên SEMTạp chí khoa học Công nghệ Hàng hảiSố 55 - 8/201873Bảng 2. Phân bố đường kính hạt khi dung môi khác nhauĐường kính(m)0-55-1010-1515-2020-2525-3030-3535-4040-4545-5050-5555-6060-6565-70Thí nghiệm A(%)02,1517,1327,5217,4314,066,113,364,593,362,450,610,920,31Thí nghiệm B(%)0,547,2222,4830,2618,810,637,361,50,950,260000Thí nghiệm C(%)73,416,17,122,620,75000000000Hình 3. Tỷ lệ phân bố đườ ...