TS. Nguyễn Tiến Dũng cùng các cộng sự tại Trường Đại học Hàng Hải Việt Nam vừa hoàn thành một nghiên cứu quan trọng, tập trung vào việc chế tạo hạt vật liệu micro hợp kim Crôm-Niken, với mục đích ứng dụng trong công nghệ phun phủ phục hồi các chi tiết máy chịu mài mòn. Báo cáo này đã được trình bày tại Sở KH&CN Hải Phòng vào ngày 12/8/2024 và nhận được sự đánh giá cao về tính khả thi và hiệu quả kinh tế mà nghiên cứu mang lại.

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, các chi tiết máy móc, đặc biệt là những bộ phận trong động cơ tàu thủy, thường phải đối mặt với nhiều nguyên nhân gây mài mòn như ma sát, biến dạng phá hủy, ăn mòn, xói mòn, và xâm thực. Những yếu tố này không chỉ làm giảm hiệu suất của máy móc mà còn dẫn đến chi phí sửa chữa và thay thế cao. Vì vậy, việc tìm kiếm các giải pháp công nghệ để phục hồi các chi tiết này là vô cùng cần thiết.

Nghiên cứu của TS. Dũng và các cộng sự đã tập trung vào việc sử dụng hợp kim Crôm-Niken để chế tạo hạt vật liệu micro, nhằm tạo ra lớp phủ có độ bền cao, khả năng chống mài mòn tốt, từ đó kéo dài tuổi thọ của các chi tiết máy.

Phương pháp chế tạo hạt vật liệu

Nhóm nghiên cứu đã đề xuất và thử nghiệm hai phương pháp chế tạo hạt vật liệu micro hợp kim Crôm-Niken:

Máy Gia Công Tia Lửa Điện: Đây là phương pháp gia công tạo ra hạt vật liệu có kích thước nhỏ hơn 100µm với cường độ dòng điện 45A, độ kéo dài xung máy phát 300µs, điện áp phóng điện 9V và dung dịch gia công là dầu hỏa.

Máy Gia Công Tia Lửa Điện Kết Hợp Âm: Phương pháp này sử dụng cường độ dòng điện 9A, độ kéo dài xung máy phát 120µs, điện áp phóng điện 90V, tần số sóng siêu âm 28KHz, công suất sóng siêu âm 600W và dung dịch gia công là dầu gia công tia lửa điện. Kết hợp sóng siêu âm giúp tăng hiệu suất gia công và kiểm soát kích thước hạt vật liệu một cách hiệu quả hơn.

Quy trình phun phủ

Nghiên cứu cũng đã xây dựng một quy trình phun phủ hoàn chỉnh với hạt vật liệu micro hợp kim Crôm-Niken. Quy trình này bao gồm các bước sau:

Chuẩn Bị Trước Khi Phun: Làm sạch bề mặt và tạo độ nhấp nhô cần thiết để đảm bảo độ bám dính của lớp phủ.

Phun Phủ Chi Tiết: Sử dụng công nghệ phun phủ để phủ lớp vật liệu lên bề mặt chi tiết.

Xử Lý Nhiệt Lớp Phun Phủ: Tăng cường tính chất cơ học của lớp phủ.

Gia Công Cơ Khí Sau Khi Phun: Tiến hành tiện và mài lớp phủ để đạt độ mịn và độ dày mong muốn.

Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã thử nghiệm phun phủ phục hồi trên hai chi tiết cụ thể: trục khuỷu và xupap của động cơ tàu thủy. Kết quả cho thấy các chi tiết sau khi phun phủ có độ bám dính tốt, độ cứng cao, và khả năng chịu mài mòn vượt trội.

Hiệu Quả Kinh Tế và Tiềm Năng Ứng Dụng

Hội đồng tư vấn đánh giá rằng phương pháp phun phủ với hạt vật liệu micro hợp kim Crôm-Niken mang lại hiệu quả kinh tế cao, với chi phí phục hồi thấp hơn so với phương pháp hàn đắp truyền thống. Nghiên cứu cũng mở ra khả năng áp dụng rộng rãi cho nhiều loại chi tiết máy khác nhau, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp nặng như hàng hải, dầu khí, và sản xuất ô tô.

Hướng phát triển

Mặc dù đã đạt được những kết quả đáng khích lệ, nghiên cứu vẫn cần bổ sung thêm các thông tin chi tiết về phương pháp thử và tiêu chuẩn về độ bám dính, độ cứng, và độ mài mòn đối với các mẫu thử nghiệm. Đồng thời, phân tích thành phần hạt vật liệu của hợp kim chế tạo cũng là một bước quan trọng để hoàn thiện quy trình và đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Nghiên cứu của TS. Nguyễn Tiến Dũng và các cộng sự không chỉ đóng góp vào lĩnh vực công nghệ phục hồi chi tiết máy mà còn mở ra những triển vọng mới cho việc áp dụng công nghệ tiên tiến trong các ngành công nghiệp khác nhau. Với những kết quả đạt được, đề tài có tiềm năng lớn để nhân rộng và ứng dụng thực tiễn, góp phần nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của các thiết bị máy móc trong tương lai.

Nguồn: sokhcn.haiphong.gov.vn