Ch−¬ng 9 Phôc håi b»ng phun ®¾p [1, 3, 14, 19, 20] 9.1 Kh¸i niÖm

Phun phñ kim lo¹i cßn gäi lµ kim lo¹i ho¸ (metallization) hoÆc lµ Schoop

(theo tªn mét kü s− ng−êi Thuþ Sü lµ U.M. Schoop 1910).

Nguyªn lý chung khi phun Kim lo¹i láng ®−îc phun vµo bÒ mÆt

cÇn phôc håi. §Ó nung ch¶y kim lo¹i cã thÓ sö dông hå quang ®iÖn, hå quang Plasma, ngän l÷a hµn khÝ, .... Khi phun kim lo¹i láng ®−îc dßng khÝ nÐn thæi lµm ph©n t¸n thµnh c¸c líp s−¬ng mï rÊt nhá, b¾n lªn bÒ mÆt vËt ®· ®−îc lµm s¹ch. §Çu phun kim lo¹i gäi lµ pistole.

Nguyªn lý chung t¹o lùc phun kim lo¹i :

Dïng h¬i Ðp cã ¸p suÊt cao ®Ó thæi m¹nh vµo giät kim lo¹i láng lµm

ph¸ vë lùc c©n b»ng trªn bÒ mÆt (lín h¬n søc c¨ng bÒ mÆt cña giät kim lo¹i láng) vµ biÕn thµnh c¸c h¹t nhá theo luång h¬i h¬i khÝ nÐn ®Ëp vµo bÒ mÆt vËt cÇn phôc håi, dÝnh kÕt hÕt líp nµy ®Õn líp kh¸c vµ t¹o nªn líp kim lo¹i ®¾p trªn bÒ mÆt.

3 5 4

H×nh 9-1 S¬ ®å nguyªn lý ®Çu phun kim lo¹i b»ng hå quang ®iÖn

1- D©y hµn; 2 - Kh«ng khÝ nÐn 3 - Con l¨n cÊp d©y hµn; 4 - Líp kim lo¹i ®¾p 5 - Kim lo¹i nÒn Phôc håi b»ng ®Çu phun hå quang cã 2 d©y kim lo¹i

vu«ng gãc.

≅

D©y hµn KhÝ nÐn

Hå quang ≅

D©y hµn

H×nh 9-2 S¬ ®å nguyªn lý ®Çu phun kim lo¹i b»ng 2 d©y hµn bè trÝ vu«ng gãc.

Phôc håi b»ng phun ®¾p bét kim lo¹i

2 3 4 1 - Dßng khÝ nÐn cã

¸p suÊt cao.

2 - Bét kim lo¹i

3 - Líp kim lo¹i ®¾p

1 4 - Kim lo¹i c¬ b¶n

5 - §Çu phun

H×nh 9 - 3 S¬ ®å phun ®¾p b»ng bét kim lo¹i

2 6

H×nh 9-4 S¬ ®å nguyªn lý phun ®¾p b»ng hå quang plasma [19, 20] 1- Nguån ®iÖn trùc tiÕp; 2- BiÕn trë; 3- Nguån ®iÖn gi¸n tiÕp 4- Oxilograph (m¸y dao ®éng) 5- KhÝ nÐn 6- Má phun; 7- KhÝ b¶o vÖ; 8- Nguån cÊp bét 9- KhÝ vËn chuyÓn bét vµo;

Phôc håi b»ng ®Çu phun ®¾p khÝ nÐn víi d©y kim lo¹i nãng ch¶y.

D©y kim lo¹i

§Çu phun

b»ng khÝ ch¸y

KhÝ Ðp vµ khÝ t¹o ngän

l÷a nung ch¶y kim lo¹i

d©y hµn

H×nh 9 - 4 S¬ ®å phun ®¾p b»ng ®Çu phun khÝ víi d©y kim lo¹i nãng ch¶y

H×nh 9 - 5 H×nh d¸ng ngaßi ®Çu phun ®¾p b»ng ngän l÷a khÝ

9.2 øng dông : chèng gØ, phôc håi, trang trÝ vµ b¶o vÖ [14, 19]

1. Phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y mßn

2. Söa ch÷a c¸c khuyÕt tËt cña vËt ®óc

3. Söa ch÷a c¸c khuyÕt tËt xuÊt hiÖn khi gia c«ng c¬ khÝ 4. B¶o vÖ chèng gØ ë m«i tr−êng khÝ quyÓn 5. B¶o vÖ chèng gØ ë nhiÖt ®é cao

6. Thay thÕ kim lo¹i mµu b»ng kim lo¹i phun

100

7. Trang trÝ 65 % b¶o vÖ chèng gØ

35 % phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y bÞ mßn

• øng dông cña kü thuËt phun phñ nh«m vµ kÏm cho c¸c c«ng tr×nh cÇu

thÐp, cÇn cÈu lín, bÓ chøa lín, thiÕt bÞ cét truyÒn h×nh, cæng thÐp lín, vá

tµu, thiÕt bÞ tµu BiÓn b¸o ®−êng thuû vµ nh÷ng kÕt cÊu thÐp lín. [3] • Phôc håi kÝch th−íc vµ phôc håi h×nh d¸ng h×nh häc. • Phôc håi c¸c bÒ mÆt bÞ mßn mµ khã hµn ®¾p nh− cæ trôc khuûu cam, chi

tiÕt kh«ng yªu cÇu chÞu mµi mßn cao, c¸c bÒ mÆt l¾p ghÐp cè ®Þnh (lç l¾p

æ l¨n,...

9-3 §Æc ®iÓm cña phun phñ vËt liÖu

−u ®iÓm

1. Phun kim lo¹i rÊt thÝch hîp cho viÖc phôc håi trôc khuûu, æ bi, chèt,... vµ söa

ch÷a c¸c khuyÕt tËt cña ®óc

2. Phun phñ cã thÓ phñ mét líp ®−îc c¸c kim lo¹i nguyªn chÊt, c¸c hîp kim hoÆc

phi kim lªn c¸c bÒ mÆt vËt liÖu nh− kim lo¹i, sø, gç, v·i, giÊy,... 3. B»ng phun kim lo¹i cã thÓ t¹o ra nh÷ng líp dÉn ®iÖn trªn vËt kh«ng dÉn ®iÖn;

t¹o c¸c líp chÞu nhiÖt,...

4. Kim lo¹i líp phun b»ng hå quang hoÆc b»ng ngän löa khÝ cã thÓ cho tÝnh chÊt

kh«ng kh¸c nhau. VÝ dô khi phun nh«m b»ng hå quang ®iÖn sÏ cho kh¶ n¨ng

chèng gØ tèt h¬n so víi c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c. 5. Kh¶ n¨ng øng dông cña phun kim lo¹i kh«ng bÞ h¹n chÕ vÒ kÝch th−íc cña vËt

cÇn phñ. V× thiÕt bÞ phun cã thÓ di chuyÓn dÔ dµng, cã thÓ x¸ch tay. 6. Líp kim lo¹i ®¾p cã tÝnh chÞu mµi mßn, ®é bÒn, ®é cøng cao ( tuú theo vËt liÖu

líp kim lo¹i ®¾p. §Æc biÖt vËt liÖu phñ th−êng cã kh¶ n¨ng chèng mµi mßn :

ThÐp kh«ng gû, ®ång thau, nh«m, hîp kim nh«m cña Ni,... 7. Phun plasma ®−îc øng dông ®Ó phun vËt liÖu cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao : W,

Mo, Cr,...

8. Phôc håi c¸c chi tiÕt m¸y b»ng phun lµ biÖn ph¸p tÝch cùc ®Ó sö dông c¸c chi

tiÕt m¸y, m¸y mãc thiÕt bÞ ®· bÞ háng hoÆc mÊt chÝnh x¸c. Nguyªn liÖu dïng

cho phôc håi rÊt nhá so víi khèi l−îng toµn bé chi tiÕt; chi phÝ cho phôc håi

còng rÊt nhá. Phôc håi ®−îc c¸c trôc, bÒ mÆt cong, ph¼ng bÞ mµi mßn. Kh«ng

ph¸ ho¹i tÝnh nguyªn vÑn cña chi tiÕt.

9. Phun phôc håi cã thÓ ®¶m b¶o chÊt l−îng cao, trong mét sè tr−êng hîp ®¶m

b¶o tÝnh chÊt vËt liÖu tèt h¬n vËt liÖu nÒn.

10. Kh«ng ph¸ ho¹i kÕt cÊu kim t−¬ng cña kim lo¹i gèc v× nhiÖt ®é phun lªn

chi tiÕt kh«ng cao.

11. ChiÒu dµy líp phun ®¾p kh¸ lín, cã thÓ phôc håi c¸c bÒ mÆt bÞ mßn

nhiÒu.

12. Líp kim lo¹i phun dµy vµ xèp nªn cã kh¶ n¨ng tÝch luü dÇu b«i tr¬n,

gi¶m ma s¸t, t¨ng kh¶ n¨ng chÞu mµi mßn

101

13. C«ng nghÖ phun ®¬n gi¶n, dÔ thao t¸c, n¨ng suÊt cao so víi m¹ kho¶ng

tuú theo møc ®é mµi mßn vµ ®é phøc t¹p bÒ mÆt cÇn phôc håi 9 - 60% so

víi m¹.

14. Cã thÓ phun kim lo¹i mµu vµ hîp kim b¸c bit nªn tiÕt kiÖm ®−îc kim lo¹i

mµu .

15. Khi phun cã sö dông khÝ nÐn. ThiÕt bÞ ®¬n gi¶n.

16. N¨ng suÊt cao.

17. ChÊt l−îng phun ®¾p phô thuéc : chÊt l−îng bÒ mÆt kim lo¹i, tèc ®é

phun, ¸p lùc khÝ nÐn, l−îng kim lo¹i nãng ch¶y, kÝch th−íc kim lo¹i bét,

...

Nh−îc ®iÓm [1, 14]

• Mèi liªn kÕt gi÷a kim lo¹i líp phñ vµ kim lo¹i nÒn cßn thÊp; • Kh«ng khÝ nÐn dïng ®Ó phun kim lo¹i yªu cÇu kh«ng lÉn dÇu mì vµ h¬i Èm. V×

h¬i Èm ®i qua vïng hå quang sÏ bÞ ph©n huû vµ «xy ho¸ m¹nh c¸c h¹t kim lo¹i

nªn lµm gi¶m chÊt l−îng líp phun. H¬i Èm cßn lµm gi¶m nhiÖt ®é vïng hå

quang, lµm gi¶m nhiÖt ®é cña c¸c h¹t trong qu¸ tr×nh t¹o s−¬ng mï. Do ®ã lµm

gi¶m møc ®é biÕn d¹ng cña chung khi va ®Ëp vµo bÒ mÆt. DÇu mì lÉn trong

kh«ng khÝ Ðp sÏ t¹o thµnh mµng dÇu ng¨n c¸ch gi÷a líp phun víi chi tiÕt, gi÷a

c¸c h¹t phun víi nhau lµm gi¶m chÊt l−îng ®é b¸m ch¾c cña líp phun víi kim

lo¹i nÒn. Tæn thÊt kim lo¹i nhiÒu;

• ¶nh h−ëng ®Õn søc bÒn cña chi tiÕt (gi¶m giíi h¹n mâi cña chi tiÕt) • BÒ mÆt phun lu«n lu«n yªu cÇu ph¶i lµm s¹ch vµ t¹o nhÊp nh«; • §ßi hái tay nghÒ cao;

• §iÒu kiÖn lµm viÖc nÆng nhäc;

• Líp kim lo¹i phun cã ®é cøng nhá vµ dßn h¬n kim lo¹i d©y • Líp kim lo¹i phun cã søc bÒn kÐo nhá. • §é b¸m lªn kim lo¹i gèc rÊt yÕu nªn kh«ng dïng ®Ó phôc håi c¸c chi tiÕt chÞu

lùc kÐo, va ®Ëp, ...

9.4 Sù h×nh thµnh líp phun phñ

9.4.1 Theo thuyÕt cña Pospisil -sehyl • Líp phun phñ ®−îc h×nh thµnh do c¸c giät kim lo¹i láng bÞ phun b»ng dßng khÝ

nÐn víi tèc ®é trung b×nh 200 m/s. C¸c h¹t nµy bÞ ph¸ vì thµnh rÊt nhiÒu h¹t

nhá :

• C¸c h¹t mµ «xyt cña nã khi phun ë thÓ láng th× lu«n t¹o thµnh c¸c h¹t cã d¹ng

h×nh cÇu (nh− thÐp,...).

• C¸c h¹t kim lo¹i mµ «xyt cña nã khi phun ë thÓ r¾n sÏ t¹o thµnh nh÷ng h¹t cã

d¹ng kh«ng ®ång ®Òu, ®a c¹nh. VÝ dô nh− nh«m, kÏm,... • Theo thuyÕt nµy c¸c phÇn tö kim lo¹i trong thêi ®iÓm va ®Ëp trªn bÒ mÆt lµ ë

thÓ láng

102

9.4.2 Theo thuyÕt cña Schoop

KhÝ nÐn cung cÊp n¨ng l−îng khÝ nÐn cho c¸c h¹t kim lo¹i. Khi va ®Ëp vµo

bÒ mÆt vËt phun cã x¶y ra sù thay ®æi nhiÖt. Khi ra khái miÖng vßi phun chóng bÞ nguéi dÇn vµ ®«ng ®Æc rÊt nhanh do t¸c dông cña dßng khÝ nÐn. Trong thêi ®iÓm va ®Ëp chóng sÏ cã sù biÕn d¹ng dÏo, do vËy chóng liªn kÕt víi nhau thµnh nh÷ng líp liªn kÕt. NhiÖt ®é cña tia kim lo¹i bÞ gi¶m xu«ng rÊt thÊp (50-100oC) nªn cã thÓ phñ lªn nhøng vËt liÖu dÓ ch¸y mµ kh«ng x¶y ra sù ch¸y. 9.4.3 Theo thuyÕt cña Karg, Kasch, Reininger

C¸c t¸c gi¶ nµy cho r»ng c¸c h¹t kim lo¹i bÞ nguéi vµ ®«ng ®Æc lµ do t¸c

dông cña nguån n¨ng l−îng ®éng n¨ng khÝ nÐn. Khi ®i ra tõ vßi phun c¸c h¹t ®· ë tr¹ng th¸i nguéi nªn kh«ng x¶y ra sù biÕn d¹ng dÎo.

9.4.4 Theo thuyÕt cña Schenk : NhiÖt ®é cña c¸c h¹t phun ph¶i ë trªn nhiÖt ®é ch¶y láng ®Ó x¶y ra sù hµn chÆt víi nhau. §iÒu nµy kh«ng phï hîp víi thùc tÕ v× nh− vËy líp kim lo¹i c¬ së còng sÏ nãng ch¶y ®Ó g¾n c¸c phÇn tö l¹i víi nhau.

Sù h×nh thµnh líp phun X¶y ra theo c¸c giai ®o¹n sau :

1. §Çu d©y phun nãng ch¶y; Thêi gian nãng ch¶y vµ ph©n t¸n c¸c h¹t kim

lo¹i x¶y ra rÊt nhanh : 1/10.000 - 1/100.000 gi©y vµ sau mçi gi©y cã kho¶ng 7.000 giät thÐp.

2. C¸c giät kim lo¹i ®−îc t¸ch ra tõ ®Çu d©y; 3. Sù bay vµ va ®Ëp cña c¸c h¹t kim lo¹i lªn bÒ mÆt ®· ®−îc chuÈn bÞ. Thêi

gian nµy kho¶ng 0,002 - 0,008 gi©y

4. Qu¸ tr×nh liªn kÕt gi÷a c¸c phÇn tö ®Ó t¹o nªn líp phun. Qóa tr×nh t¹o thµnh líp phñ kh¸ phøc t¹p. KÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy c¸c

phÇn tö kim lo¹i trong thêi trong thêi ®iÓm va ®Ëp lªn bÒ mÆt phun ë tr¹ng th¸i láng vµ bÞ biÕn d¹ng rÊt lín. Trong thêi ®iÓm va ®Ëp líp «xyt ph¶i ë tr¹ng th¸i láng nen sù biÕn d¹ng phô thuéc vµo d¹ng cña c¸c phÇn tö kim lo¹i phun. Kh¶ n¨ng biÕn d¹ng chñ yÕu phô thuéc líp vá bäc cña c¸c phÇn tö vµ c¸c phÇn tö sau phô thuéc vµo sù biÕn d¹ng cña c¸c phÇn tö tr−íc nã. Khi c¸c phÇn tö sau va ®Ëp lªn c¸c phÇn tö tr−íc th× c¸c phÇn tö tr−íc h·y cßn ë tr¹ng th¸i láng hoÆc sÖt nªn gi÷a chóng dÓ dµng x¶y ra sù liªn kÕt kim lo¹i víi nhau.

9.5 Ph©n lo¹i c¸c ph−¬ng ph¸p phun :

1. Phun ®¾p b»ng ngän löa khÝ (oxy vµ c¸c lo¹i khÝ ch¸y (C2H2,...) 2. Phun ®¾p b»ng hå quang ®iÖn

3. Phun ®¾p b»ng dßng ®iÖn cao tÇn (®¹t 50.000 Hz) 4. Phun ®¾p b»ng hå quang plassma

5. Phun ®¾p b»ng sãng næ.

6. Phun ®¾p b»ng n¨ng l−îng cña chïm tia laser

Ph−¬ng ph¸p phun ®¾p b»ng hå quang ®iÖn :

Cho 2 d©y hµn (mét d©y nèi víi ®iÖn cùc ©m vµ ®Çu kia nèi víi ®iÖn

cùc d−¬ng tiÕn s¸t vµo nhau cho ®Õn khi xuÊt hiÖn hå quang. Nguån nhiÖt hå

103

quang sÏ lµm nãng ch¶y d©y hµn. Dßng khÝ cã ¸p suÊt lín sÏ thæi m¹nh giät kim lo¹i láng nµy lµm chóng bay ®i. Lóc ®ã hå quang t¾t, nh−ng d©y hµn tiÕp tôc tiÕn vµo nhau cho ®Õn khi ng¾n m¹ch, c−êng ®é dßng ®iÖn t¨ng lªn ®ét ngét, trong kho¶nh kh¾c ®ã d©y hµn nãng ch¶y, giät kim lo¹i láng l¹i bÞ thæi ®i. Qu¸ tr×nh nµy cø thÕ tiÕp tôc. Nh− vËy qu¸ tr×nh phun b»ng hå quang lµ qu¸ tr×nh hå quang ng¾n m¹ch liªn tôc.

• Thêi gian chËp m¹ch lµ : 0,005 - 0,02 gi©y

Thêi gian t¨ng khi tèc ®é d©y hµn t¨ng.

• Thêi gian hå quang ch¸y : 0,003 - 0,005 gi©y • Qu¸ tr×nh phun x¶y ra kh«ng liªn tôc; KÝch th−íc h¹t kim lo¹i

trong c¸c thêi ®iÓm kh¸c nhau sÏ kh¸c nhau so víi thêi ®iÓm chËp m¹ch.

• Khi phun ph©n tö «xy bÞ ph©n huû thµnh nguyªn tö «xy, do vËy

kim lo¹i nãng ch¶y bÞ «xy ho¸ rÊt m¹nh.

* C¸c bon cã thÓ bÞ ch¸y mÊt 25 - 35 %

* Silic 25 - 45 % * Mang gan 35 - 38 %

9.6 C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn phun ®¾p

• N©ng cao tèc ®é luång khÝ nÐn còng nh− kÐo dµi thêi gian ®èt ch¸y d©y

hµn sÏ t¹o kh¶ n¨ng lµm s−¬ng ho¸ c¸c h¹t kim lo¹i phun ra. • KÝch th−íc c¸c h¹t kim lo¹i phun ra thay ®æi trong ph¹m vi réng tõ 0,002

- (0,2-0,4) mm.

• Tèc ®é, khèi l−îng vµ ®é lín cña h¹t kim lo¹i cña líp phun ¶nh h−ëng

rÊt lín ®Õn kÕt cÊu vµ tÝnh chÊt.

• Do nhiÖt ®é kh«ng ®Òu neencos 2 tr¹ng th¸i h¹t kim lo¹i : láng vµ h¬i. • Tèc ®é h¹t kim lo¹i lóc ®Çu kho¶ng 18 m/s sau ®ã t¨ng dÇn vµ cã thÓ ®¹t

200 m/s, (theo NguyÔn §øc Hïng V = 50 - 250 m/s)sau ®ã l¹i gi¶m dÇn.

ë cù ly 250 mm vµo kho¶ng 85 m/s • Thêi gian chuyÓn ®éng cña h¹t tõ ®Çu phun ®Õn bÒ mÆt chi tiÕt kho¶ng

0,003 gi©y.

• Do thêi gian ng¾n tèc ®é di chuyÓn lín nªn h¹t kim lo¹i ch−a kÞp nguéi

nªn khi va ®Ëp vµo bÒ mÆt nã lµm biÕn d¹ng dÎo vµ b¸m chÆt vµo bÒ mÆt

gia c«ng.

• NhiÖt ®é thay ®æi phô thuéc vµo kho¶ng c¸ch tõ ®Çu sóng phun nh− sau :

Kho¶ng c¸ch L mm 50 100 200 NhiÖt ®é cña h¹t kim lo¹i oC 100 980 900

• CÊu tróc bÒ mÆt líp phun ®¾p kh«ng ®ång nhÊt. Thµnh phÇn ho¸ häc cña

líp kim lo¹i phun ®¾p kh¸c nhiÒu so víi kim lo¹i c¬ b¶n v× mét sè

nguyªn tè bÞ ch¸y ( Si = 25-45%, Mn = 35-38%, S 25-26 %. • Møc ®é «xy ho¸ h¹t kim lo¹i vµ líp phun ¶nh h−ëng ®Õn ®é bÒn cña líp

®¾p.

104

• Líp kim lo¹i phun ®¾p cã nhiÒu lç xèp nªn mËt ®é líp kim lo¹i nµy nhá

h¬n kim lo¹i c¬ b¶n (líp kim lo¹i nÒn) trung b×nh 6,5 g/cm3 so víi kim

lo¹i nÒn lµ 7,7-7,8 g/cm3. MËt ®é t−¬ng ®èi cña líp kim lo¹i phun ®¾p lµ

85 % vµ ®é xèp 15 %.

• TrÞ sè dÉn ®iÖn cña líp kim lo¹i phun ®¾p nhá h¬n thÐp tõ 13 - 20 lÇn. 9.7 TÝnh chÊt c¬ lý cña líp kim lo¹i phun ®¾p [1], [14] 9.7.1 Nh©n tè ¶nh h−ëng ®Õn ®é cøng líp kim lo¹i phun ®¾p

Lµ ¶nh h−ëng cña cù ly phun vµ ¸p suÊt khÝ nÐn. Trong qu¸ tr×nh phun, c¸c

h¹t kim lo¹i bÞ kh«ng khÝ thæi nªn nguéi nhanh tõ nhiÖt ®é trªn nãng ch¶y xuèng cßn 100-150 oC v× thÕ mét sè h¹t bÞ t«i, mét sè kh¸c bÞ «xy ho¸ nªn ®é cøng cao.

NÕu thÐp cã %C ®Õn 0,4 % ®é cøng ®¹t HB 150-258

NÕu thÐp cã %C ®Õn 0,8 % ®é cøng ®¹t HB 400

B¶ng 9-1

Phun b»ng hå quang ®iÖn Phun b»ng khÝ ch¸y Phun b»ng ®iÖn cao tÇn

%C HB %C HB %C HB

0,12-0,15 197-220 0,10 192 0,12-0,16 230

0,4 258 0,35 208 0,35 330

0,45 285-300 0,44 230 0,45 401-415

0,8 320 0,62 267 0,64-0,66 440-460

§é cøng HB

320

280

240

200

0 25 50 75 100 125 150 mm

H×nh 9-6 ¶ nh h −ëng cña cù ly phun ®Õn ®é cøng líp kim lo¹i phun

VËt liÖu thÐp 0,45 %C [1](trang66)

1- §é cøng HB líp kim lo¹i bÒ mÆt

2- §é cøng HB líp kim lo¹i c¸ch bÒ mÆt 1,5 mm

9.7.2 TÝnh chÊt líp phun phñ a. §é bÒn c¬ häc :

• 2 Líp kim lo¹i phun ®¾p cã ®é bÒn chÞu nÐn cao (80-120 KG/mm) • TrÞ sè ®é bÒn kÐo phô thuéc ph−¬ng ph¸p phun vµ hµm l−îng c¸c bon trong

B¶ng 9-2

Hµm l 2 − îng C §é bÒn kÐo (KG/mm) øng víi ph−¬ng ph¸p phun

% b»ng hå quang ®iÖn B»ng ngän l÷a khÝ §iÖn cao tÇn

105

0,15 -0,20 10-12 18-20 11-12

0,25 - 24 14-19

0,4-0,46 11-18 - 22-24

0,6-0,8 14-19 19 18-19

• MÆc dÇu kim lo¹i líp phun cã ®å bÒn kÐo kh«ng cao nh−ng nã chØ bÞ h− háng

khi øng suÊt ®¹t tíi trÞ sè biÕn d¹ng dÎo cña kim lo¹i gèc. • TÝnh n¨ng c¬ häc cña líp kim lo¹i phun kÐm h¬n gang v× gi÷a c¸c h¹t kim lo¹i

phun ®¾p cã nhiÒu mµng «xy ho¸ vµ cã t¹p chÊt.

Phun b»ng ®iÖn cao tÇn cho líp phun cã c¬ tÝnh cao :

gang. §é cøng ®¹t 400-415 HB

§é bÒn mâi t¨ng thªm 9-13,5 %

Phun b»ng hå quang ®iÖn

gang §é cøng ®¹t 250-260 HB b. §é b¸m : TÝnh chÊt c¬ häc chñ yÕu lµ ®é b¸m,

§é b¸m lµ th«ng sè quan träng quyÕt ®Þnh chÊt l−îng líp phun ®¾p. Nã phô

thuéc ph−¬ng ph¸p phun ®¾p, nhiÖt ®é, tèc ®é h¹t, cù ly phun vµ chiÒu dµy líp phun. Sau khi chuÈn bÞ bÒ mÆt xong ph¶i tiÕn hµnh phun ngay. Thêi gian kÐo dµi cµng l©u th× bÒ mÆt sÏ bÞ «xy ho¸ lµm cho kh¶ n¨ng dÝnh b¸m cµng gi¶m, líp kim lo¹i phun ®Ó bong. ChÊt l−îng cña mèi liªn kÕt ch¶y hµn vµ b¸m c¬ häc cña líp phun (®é b¸m) phô thuéc vµo chÊt l−îng chuÈn bÞ bÒ mÆt (phô thuéc ®é s¹ch bÒ mÆt s¶n phÈm), vËt liÖu phun, vËt liÖu nÒn vµ chÊt l−îng cña c¸c b−íc tiÕn hµnh phun. ChiÒu dµy líp phun phñ lín h¬n 3 mm cÇn bÒ mÆt cã ®é nh¸m lín (NguyÔn §øc Hïng, P.166).

c. §é chÞu mµi mßn

Trong ®iÒu kiÖn ma s¸t kh« ®é chÞu mµi mßn cña kim lo¹i phun rÊt kÐm do

nã xèp, dßn,... Trong ®iÒu kiÖn b«i tr¬n ®Çy ®ñ th× kh¶ n¨ng chÞu mµi mßn t¨ng vi c¸c lç ræ xèp chiÕm 5-11 % t¹o nªn c¸c hèc chøa dÇu b«i tr¬n nªn ma s¸t nhá (hÖ sè ma s¸t kho¶ng : f = 0,01-0,04 . Nhê cã líp xèp nµy mµ cho phÐp chi tiÕt m¸y lµm viÖc b×nh th−êng 100-190 giê sau khi ®−êng dÇu b«i tr¬n hÕt. TÝnh chÊt b¶o vÖ chèng ¨n mßn cña líp phun phñ nh«m hoÆc kÏm (NguyÔn §øc Hïng, P.171) phô thuéc vµo chiÒu dµy, ®é b¸m, ®é xèp vµ b¶n chÊt kim lo¹i líp phñ. Líp phñ kÏm cã ®é b¸m tèt h¬n song líp líp nh«m cã ®é bÒn ¨n mßn cao h¬n nªn ng−êi ta th−êng tæ hîp kÏm víi nh«m

§Ó ®¶m b¶o thêi gian líp b¶o vÖ lµ 15 n¨m th× chiÒu dµy líp phñ ph¶i ®¹t gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh theo b¶ng [5]

B¶ng 9-3

ChiÒu dµy b¶o vÖ tèi thiÓu, µm

Ph−¬ng ph¸p Líp phñ N«ng th«n Thµnh C«ng BiÓn

phè nghiÖp

Zn 120 160 200+s¬n 200

106

Al 120 160 200 16

ZnAl - 40/200 40/250 40/200

Al 200 300 300 250

Zn 120 160 200+s¬n 200

ZnAl - 40/200 40/250 40/200

Kh¶ n¨ng bÒn ¨n mßn cña líp phñ Zn vµ Al ®−îc tr×nh bµy ë b¶ng 9.4 vµ thêi h¹n b¶o vÖ cña c¸c líp phñ cã chiÒu dµy kh¸c nhau ®−îc tr×nh bµy ë b¶ng 9-5 [5]

B¶ng 9-4

SO - - 40 Cl PH §é NhiÖt Cl 50 Sunfat, Kim lo¹i Amooni

Líp kh«ng trong mg/lit ¨n mßn humic phñ khÝ n−íc trong trong H 2O

n−íc

Zn ¨n 3+ mßn ¨n 6,5-Kh«ng <= ¨n BÒn Cu, Fe, ¨n mßn

m¹nh o mßn 12 bÒn 50C mßn kim lo¹i m¹nh

m¹nh quý

Al BÒn 3+ BÒn 4-8,5 BÒn BÒn ¨n BÒn Cu, Fe, BÒn

mßn lç KL

quý

B¶ng 9-5 [5]

ChiÒu dµy Vïng khÝ hËu

Líp phñ 2 µ m g/m. N«ng BiÓn C«ng NhiÔm

nghiÖp nghÖp ®éc nÆng

Zn 50 315 21 12,6 6 3,15

100 630 42 25,2 12 6,3 150 945 63 37,8 18 9,45

9.8 ThiÕt bÞ phun

Nguèn ®iÖn, khÝ nÐn, ®Çu phun, c¸c ®å g¸ kÑp chi tiÕt

§Çu phun :

• §Çu phun bét kim lo¹i; §Çu phun d©y kim lo¹i • §Çu phun b»ng hå quang, • §Çu phun b»ng dßng cao tÇn • §Çu phun b»ng hå quang plasma; • §Çu phun dïng ngän löa khÝ

107

9.9.1 ChuÈn bÞ bÒ mÆt

Khi chiÒu dµy líp phun phñ <= 0,6 mm th× ®é nhÊp nh« trªn bÒ mÆt chØ cÇn

dïng ph−¬ng ph¸p phun c¸t hoÆc phun h¹t kim lo¹i. 9.9.2Chän vËt liÖu phun ®¾p

9.10 ChÕ ®é phun ®¾p ®Æc tr−ng :

• Lµm s¹ch bÒ mÆt cÇn phun ®¾p.

• Chän ph−¬ng ph¸p phun

• Chän ¸p lùc phun

• Chän vËn tèc d©y (mm/s) , c«ng suÊt phun ( kg/ph ) • o Chän gãc phun ( 45 - 90 ) • Chän vËn tèc phun ( 6 - 20 m/ph ). • Chän kho¶ng c¸ch gi÷a ®Çu phun ®Õn vËt phun ( 50 - 300 mm) cã thÓ ®Õn 600,

700mm. Khoang c¸ch cµng gÇn th× ®é dÝnh b¸m cµng tèt h¬n, tæn thÊt nhiÖt

cµng Ýt . Tuy nhiªn còng ph¶i chän kho¶ng c¸ch hîp lý ®Ó líp ®¾p b¸m tèt . C¸c ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho chÕ ®é phun : • §−êng kinh d©y phun D = 0,8 - 3 mm • ¸p suÊt khÝ nÐn P = 5 - 6 at • m Tèc ®é h¹t KL V = 100-200 m/s cã thÓ ®¹t V = 250/s.

108

• Dßng ®iÖn nung ch¶y: Th−êng 1 chiÒu, còng cã thÓ dïng xoay chiÒu. Dßng

®iÖn cã c−êng ®é I cao (kho¶ng 500A ), • Cã thÓ sö dông nguån nhiÖt cña ngän löa khÝ O 2 - C2H2, • Phun b»ng hå quang plazma h¹t kim lo¹i phun Φ = 15 - 20µm. • Líp phun yªu cÇu th−êng tõ 1-2µm ÷ 10µm. • Nguån nhiÖt cã thÓ lµ ngän löa khÝ hay hå quang ®iÖn,...

109