TỐI ƯU HÓA ĐA MỤC TIÊU DỰA TRÊN PHÂN TÍCH GREY-TAGUCHI NHẰM CẢI THIỆN KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CHỊU MÀI MÒN THÔNG QUA CÁC TÍNH CHẤT CỦA LỚP PHỦ WC-12Co BẰNG PHUN HVOF
Abstract
Nghiên cứu này thực hiện để đánh giá khả năng cải thiện tính chịu mài mòn của lớp phủ WC-12Co bằng phun HVOF thông qua việc nâng cao các tính chất lớp phủ đồng thời. Phương pháp tối ưu đa mục tiêu dựa trên phân tích Grey–Taguchi được sử dụng thực hiện tối ưu. Các thông số lưu lượng cấp bột phun (A), khoảng cách phun (B), tỷ lệ oxy/propan (C) được tối ưu nhằm nâng cao đồng thời độ cứng và độ bền bám dính của lớp phủ với nền. Kết quả nghiên cứu xác định thông số phun tối ưu với A = 32 gam/phút; B = 0,35 m; C = 5; cho độ cứng đạt 1329,6 HV, độ bền bám dính đạt 65,3 Mpa cho hệ số Grey cao nhất dự đoán là 0,89 và thực nghiệm đạt 0,85. Mức độ ảnh hưởng của các thông số đến hệ số Grey với A là 39%, B là 14,6 %, C là 45,1 %, sai số là 1,2 %. Giá trị tối ưu này hoàn toàn phù hợp với kết quả dự đoán hệ số Grey qua hàm số dự đoán xây dựng từ kết quả thực nghiệm cho các thông số phun. Thực nghiệm thử mài mòn cho mẫu đa mục tiêu và mẫu có chỉ số Grey cao kế tiếp được thực hiện. Kết quả cho thấy độ mài mòn của mẫu đa mục tiêu giảm 7,1 %. Điều này đã chứng tỏ khả năng cải thiện tính chịu mài mòn khi lớp phủ có tính chất tổng hợp cao. Phương pháp tối ưu đa mục tiêu dựa trên phân tích Grey - Taguchi mang đến sự hiệu quả cho bài toán tối ưu đồng thời nhiều tính chất đầu ra.
References
Nguyễn Thanh Phú, Đinh Văn Chiến, Đào Duy Trung, Đoàn Thanh Hòa, “Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng cấp bột, khoảng cách phun và tỷ lệ oxy/propan đến độ cứng lớp phủ WC-12Co. Tạp chí Cơ khí Việt Nam, tr. 13-19, 2018.
Nguyễn Thanh Phú, Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng phun, khoảng cách phun, tỷ lệ oxy/ propan đến độ cứng, độ bền bám dính và độ xốp của lớp phủ WC-12Co bằng phun HVOF. Tạp chí Khoa học và Công nghệ trường ĐHSPKT Hưng Yên, số 26, 6-2020, tr. 7-13.
Karidkar .S, “Optimization of Powder Spray Process Parameters using Taguchi Methodology”, vol. 137, pp. 71–76, 2017.
T. A. El-Taweel,“Multi-response optimization of EDM with Al–Cu–Si–TiC P/M composite electrode”. Int J Adv Manuf Technol, 44:100–113, 2009.
Van-Chien Dinh, Thanh-Phu Nguyen & Van-Canh Tong, Multi-response optimization of 67Ni18Cr5Si4B coating by HVOF spray using Taguchi-OEC technique. Journal of Adhesion Science and Technology, 33:3, 314-327, 2019.
Argha Dasa*, Arindam Majumderb , Pankaj Kr. Dasc, Detection of Apposite PSO Parameters using Taguchi Based Grey Relational Analysis: Optimization and Implementation Aspects on Manufacturing Related Problem, Procedia Materials Science 6, pp. 597 – 604, 2014.
Ghosh, S.; Sahoo, P.; Sutradhar, G. Tribological Performance Optimization of Al-7.5% SiCp Composites Using the Taguchi Method and Grey Relational Analysis. J. Compos. 2013, 2013, 1–9.
Kuram, E.; Ozcelik, B. Multi-objective optimization using Taguchi based grey relational analysis for micro-milling of Al 7075 material with ball nose end mill. Measurement, 46, 1849–1864, 2013.
Nguyễn Thanh Phú, Đinh Văn Chiến, Đào Duy Trung, Đoàn Thanh Hòa, “ứng dụng phương pháp taguchi và kỹ thuật ANOVA để nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số phun HVOF đến độ xốp lớp phủ WC-12co. Tạp chí Cơ khí Việt Nam, tr. 13-19, 2018.
Nguyễn Văn Dự NĐB, Quy hoạch thực nghiệm trong kỹ thuật. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2011.
E384 A, Standard Test Method for Microindentation Hardness of Materials, 2011.
H-8664 J, Test methods for build-up thermal spraying, 2004.
