TỐI ƯU HÓA CÁC THÔNG SỐ QUÁ TRÌNH PHUN PLASMA ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ BÁM DÍNH CỦA LỚP PHỦ Al2O3-40TiO2
Abstract
Độ bám dính của lớp phủ phun nhiệt có vai trò quyết định đến tuổi thọ làm việc của chi tiết trong điều kiện chịu mài mòn. Ngoài các yếu tố liên quan đến tính chất vật liệu thì thông số quá trình phun ảnh hưởng rất lớn đến khả năng bám dính của lớp phủ với kim loại nền. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tối ưu hóa các thông số phun Plasma bao gồm: Cường độ dòng điện (I), Tốc độ cấp bột (M), khoảng cách phun (L) đến độ bám dính của lớp phủ Al2O3-TiO2 hệ (60-40)% trên nền thép tấm phẳng C45. Phương pháp Taguchi và kỹ thuật ANOVA (Analysis of variance) được sử dụng để tối ưu hóa và đánh giá ảnh hưởng của các thông số phun tới độ bền bám dính của lớp phủ với nền kim loại. Kết quả cho thấy, với bộ thông số: I =
600A, M = 1,7 kg/h, L = 110 mm cho lớp phủ có độ bám dính lớn nhất với 58,2 MPa. Thứ tự ảnh hưởng của các thông số nghiên cứu đến độ bám dính được với I (73,6 %) > L (17,8 %) > M (8,3 %). Kết quả thí nghiệm kiểm chứng sau đó được so sánh với giá trị tối ưu và cho kết quả với sai số 2 %. Như vậy, có thể khẳng định rằng kết quả tối ưu là đáng tin cậy. Ngoài ra, hàm hồi quy toán học thể hiện mối quan hệ giữa độ bền bám dính và các thông số phun đã được xây dựng cho phép dự đoán giá trị độ bám dính dựa trên thông số phun.
References
Nguyễn Văn Thông, Công nghệ phun phủ bảo vệ và phục hồi, NXB KH&KT, 2006.
Hoàng Tùng, Công nghệ phun phủ và ứng dụng, NXB KH&KT, 2006.
Vũ Minh Thành và công sự, Lớp phủ vô cơ, NXB KHTN&CN, 2017.
P222-32, Aluminia oxide 60%, Titanium dioxide 40%, Metallisation, 2.9.12.5.ISSUE: 1/95-12.
Yao Sun-Hui, Su Yan-Liang and Kao Wen-xian, Thermal shock performance of Al2O3/TiO2 air plasma spray coatings, Taiwan, 2011.
Snehlatakumari Roll, Effect of TiO2 addition in Al2O3: Phase evolution, densification, microstructure and mechanical properties, No-109CR0676. 2013.
V. Fervel, B. Normand and C. Coddet: Wear Vol. 230, p.70, 1999.
G. Bolelli, V. Cannillo, L. Lusvarghi, T. Manfredini. Wear behaviour of thermally sprayed ceramic oxide coatings. Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e dell’Ambiente, University a di Modena e Reggio Emilia, Via Vignolese 905, 41100 Modena, MO, Italy. 2006.
A. Rico, J. Rodriguez, E. Otero, P. Zeng, W.M. Rainforth, Wear behaviour of nanostructured alumina–titania coatings deposited by atmospheric plasma spray. Wear, Vol. 267, Issues 5-8, 1191-1197, 2009.
V.V. Narulkar, S. Prakash, K. Chandra, Effects of temperature on tribological properties of Al2O3-TiO2 coating. Defence Science Journal, Vol. 58, No.4, 582-587, 2008.
Taguchi G, Konishi S, Taguchi Methods, orthogonal arrays and linear graphs, tools for quality American supplier institute, American Supplier Institute, pp. 8 - 35, 1987.
Tiêu chuẩn thép cacbon kết cấu chất lượng tốt, TCVN 1766 - 75, 2009.
http://www.mecpl.com/pdf-files/HIPOJET_2700_ONE.pdf
Test methods for build - up thermal spraying - JIS-H-8666,1980.
