Báo cáo nghiên cứu khoa học: CÔNG NGHỆ ÉP ỐNG LÓT VẬT LIỆU COMPOSITE DẠNG LỚP TỪ BỘT KIM LOẠI TRONG MÔI TRƯỜNG ĐÀN HỒI

Nghiên cứu công nghệ chế tạo ống lót dạng lớp từ bột vật liệu composite trong môi trường đàn hồi là một phương pháp ưu việt và đem lại kết quả tốt như: tăng khả năng chịu mài mòn, chống nứt cao, chống rung, cách âm…
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " CÔNG NGHỆ ÉP ỐNG LÓT VẬT LIỆU COMPOSITE DẠNG LỚP TỪ BỘT KIM LOẠI TRONG MÔI TRƯỜNG ĐÀN HỒI" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008 CÔNG NGHỆ ÉP ỐNG LÓT VẬT LIỆU COMPOSITE DẠNG LỚP TỪ BỘT KIM LOẠI TRONG MÔI TRƯỜNG ĐÀN HỒI TECHNOLOGY PRESSURE OF LAYER-TUBE COMPOSITE FROM METAL POWDER IN ELASTIC SURROUNDINGS ĐINH MINH DIỆM Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng PAVEL ALEKSEEVICH KUZNECOV Viện ĐHBK Quốc gia Saint-Peterburg, Liên Bang Nga NGUYỄN TOÀN THẮNG NCS Viện ĐHBK QG Saint-Peterburg, Liên Bang Nga TÓM TẮT Nghiên cứu công nghệ chế tạo ống lót dạng lớp từ bột vật liệu composite trong môi trường đàn hồi là một phương pháp ưu việt và đem lại kết quả tốt như: tăng khả năng chịu mài mòn, chống nứt cao, chống rung, cách âm… Phương pháp này có thể ứng dụng để chế tạo các sản phẩm dạng lớp lưỡng kim như: ổ trượt, phễu lọc và các sản phẩm ống trục có tỷ lệ chiều cao trên chiều dày (H/) lớn. ABSTRACT Research on processing technology of layer-tube that made from composite powder in elastic surroundings is a preeminent method and a good result, such as improving on abilities of abrasion resistant, cracked resistant and soundproofing,... This method can be used for making of layer- bimetal products, e.g. the frition-bearing, the filter funnel and the tube products having a higher ratio of heigh to length (H/ ). 1. Đặt vấn đề Các ống lót kim loại đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế tạo máy. Khi vận hành, yêu cầu đặt ra đối với ống lót là phải có chất lượng cao, cụ thể như: độ bền cao, khả năng chống mài mòn tốt, thời gian sử dụng lâu,… Một trong những phương pháp tốt nhất để nâng cao chất lượng của ống lót là sử dụng vật liệu compos ite dạng lớp được chế tạo từ bột kim loại [1]. Lớp composite kim loại là hệ thống được tạo ra từ 2 hoặc nhiều hơn 2 thành phần vật liệu xen kẽ khác nhau, nhưng vẫn đảm bảo giữ được tính chất riêng của mỗi thành phần tham gia vào sản phẩm. Lớp composite kim loại có đặc trưng chống nứt cao, cách âm và chống rung tốt, bề mặt lớp phủ có khả năng chống ăn mòn cao (ví dụ như lớp thép chống rỉ, lớp titan…). Ngày nay, lớp kim loại được sản xuất và phân loại thành các dạng sau: chống ăn mòn, chống ma sát, vật liệu kỹ thuật điện, lưỡng kim nhiệt và 10 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008 sản phẩm vật liệu composite phục vụ đời sống thường ngày. Lớp kim loại có các dạng: tấm, dải, thanh, ống, thỏi. Để nhận được sản phẩm lớp từ vật liệu composite, người ta ứng dụng các phương pháp chế tạo khác nhau như: đúc, cán, ép, hàn, … [2]. Phần lớn các phương pháp được sử dụng trước đây là để chế tạo các sản phẩm lớp có dạng tấm, ống trụ hay có hình dạng đơn giản. Để chế tạo các sản phẩm ống trụ lớp, ví dụ như ống lót, người ta thường sử dụng phương pháp ép thủy tĩnh. Nhưng thiết bị thủy lực lại là các thiết bị cấu trúc phức tạp và đắt tiền. Để giảm chi phí và ứng dụng công nghệ đơn giản hơn, chúng ta có thể sử dụng một phương pháp khác, về cơ bản, theo phương pháp này là ứng dụng môi trường đàn hồi động. Khi ép trong môi trường đàn hồi, có thể nhận được các ống lót mỏng. Ngoài ra, tổn thất áp lực khi ép đàn hồi theo chiều cao của ống lót thấp hơn khi ép trong khuôn cứng [3]. 2. Giới thiệu về công nghệ ép lớp vật liệu composite trong môi trường đàn hồi Trong khuôn khổ của bài báo này, chúng tôi đề cập đến việc nghiên cứu ép lớp composite trong ống lót lưỡng kim loại (bimetal) từ các bột với việc ứng dụng môi trường đàn hồi (polyuretan-hình.1). Hình 1. Sơ đồ ống lót lưỡng kim loại. 1- lớp trong; 2- lớp ngoài Bản chất của quá trình ép đàn hồi là biến lực dọc trục trong quá trình ép đàn hồi thành áp lực theo mọi hướng bao quanh vật liệu. Áp lực hướng tâm được sinh ra trong quá trình ép đàn hồi ống lót. Tóp và giãn là hai sơ đồ cơ bản của ép đàn hồi ống lót. Chúng ta xem xét phương pháp giãn, phương pháp này được mô tả trên sơ đồ hình 2. Thiết bị ép đối với ép đàn hồi ống lót gồm có: chày trên 1, nắp trên 2, ống đàn hồi thay thế 3, ống trục đàn hồi 4, trục tâm 6, khuôn 8, nắp dưới 9. Quá trình ép đàn hồi được tiến hành theo 2 giai đoạn: ép lớp thứ nhất (a) và ép lớp thứ 2 (b). Khi ép lớp thứ nhất, chúng ta sử dụng ống đàn hồi thay thế 3, ép đàn hồi được tiến hành theo các bước sau: rắc bột vật liệu của lớp thứ nhất 5 vào khuôn 8, việc nén chặt hướng tâm bột vật liệu được tiến hành khi nén trục ống đàn hồi 4 bằng chày trên 1. Nắp trên 2 và nắp dưới 9 sẽ ngăn cản không cho bột bị đẩy ra ngoài theo hướng 11 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(28).2008 trục. Trục tâm 6 sẽ đảm bảo định tâm ống đàn hồi 4 trong quá trình giãn. Khi ép lớp thứ hai (7) thì ống lót đàn hồi 3 sẽ được tháo ra. Bột vật liệu của lớp thứ hai (7), sẽ được rắc vào khe hở, sau khi tháo ống lót đàn hồi 3 ra. Quá trình ép lớp thứ 2 được tiến hành như trong giai đoạn 1. Hình 2. Sơ đồ nguyên lý ép đàn hồi ống lót nhiều lớp vật liệu tổ hợp. а) Ép lớp thứ nhất. б) Ép lớp thứ hai. Việc lựa chọn các sơ đồ, phương pháp công nghệ ép là một trong những vấn đề quan trọng nhất, những vấn đề này phụ thuộc vào kích cỡ hình học của sản phẩm ép, đặc trưng vật lý- cơ học của các bột vật liệu trong quá trình liên kết lớp là yêu cầu của quá trình khai thác đối với các sản phẩm. Quá trình lựa chọn phương pháp ép được mô tả cụ thể trong thuật toán ch ...