than_thoai_ve_mot_tinh_yeu_1992
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Đồ án Ứng dụng công nghệ mạ xoa để nâng cao tính chịu mòn của chi tiết máy
LỜI NÓI ĐẦU
Phục hồi các chi tiết máy hư hỏng mất giá trị sử dụng sau một thời gian làm việc là mồt vấn đề thiết thực có ý nghĩa kinh tế vô cùng lớn. Không nhưng thế, việc khắc phục các chi tiết máy phế phẩm cũng góp phần tăng hiệu quả kinh tế của doanh nghiệp. Đêt giải quyết vấn đề này, từ rất lâu người ta đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng một công nghệ tỏ ra rất có hiệu quả, đo là công nghệ mạ xoa. Nó vừa cho phép phục hồi kích thước, vừa cho phép nâng cao chất lượng bề mặt cũng như các khả năng chịu mài mòn, độ bền của chi tiết máy.
Do đó, việc tìm hiểu và ứng dụng công nghệ mạ xoa vào thực tế sản xuất ở nước ta có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Nó giúp ta không chỉ tiếp cận với một phương pháp sửa chữa phuc hồi kích thước mà còn cho ta một công nghệ bề mặt với những ưu thế nổi bật.
Sau một thời gian tìm hiểu, chúng em đã hoàn thành đồ án với đề tài “Ứng dụng công nghệ mạ xoa để nâng cao tính chịu mòn của chi tiết máy”, gồm 5 chương :
- Chương I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠ XOA
- Chương II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ MẠ XOA
- Chương III: DUNG DỊCH MẠ XOA
- Chương IV: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠ XOA
- Chương V: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG LỚP MẠ
Có thể nói dung dịch mạ xoa là cơ sở vật chất của quá trình mạ xoa, nó góp phần chủ yếu quyết định chất lượng lớp mạ. Trong thới gian tới, công nghệ mạ xoa sẽ được ứng dụng ngày càng nhiều vào sản xuất trong nước , vì thế tìm hiểu vể dung dịch mạ xoa là một yêu cầu cấp thiết để có thể ứng dụng công nghệ mạ xoa vào sản xuất. Chúng em xin chân thành Thank thầy Nguyễn Anh Tuấn và thầy Lê Đức Bảo đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Sinh viên thực hiện:
Lưu Xuân Thư
Lê Xuân Thưởng.
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠ XOA 4
I. KHÁI QUÁT VỀ MẠ XOA. 4
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT. 6
2.1.Cơ sở lý thuyết điện hóa 6
2.2.Đặc trưng của công nghệ mạ xoa 8
CHƯƠNGII: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ MẠ XOA 13
I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ MẠ XOA. 13
1.1 Gia công bề mặt kim loai bằng phương pháp cơ học 13
1.2. Gia công hóa học và điện hóa. 14
1.3. Làm sạch bằng dung dịch hoạt hóa. 15
1.4. Mạ lót. 15
1.5. Mạ kim loại. 15
1.6. Kiểm tra sản phẩm. 15
II. CÔNG NGHỆ MẠ XOA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐIỂN HÌNH.
16
2.1. Công nghệ mạ đồng. 16
2.2. Công nghệ mạ niken. 18
2.3.Công nghệ mạ kẽm. 19
2.4. Công nghệ mạ crôm. 20
2.5. Phương pháp mạ xoa một số chi tiết điển hình. 21
2.6. Các chú ý về nhiệt độ. 22
CHƯƠNG III: DUNG DỊCH MẠ 23
I. DUNG DỊCH MẠ. 23
1 . DUNG DỊCH MẠ KẼM. 23
2. DUNG DỊCH MẠ ĐỒNG 40
3. MẠ NIKEN 58
4 . MẠ CRÔM 70
II. DUNG DỊCH MẠ XOA(DDMX) 87
1. DUNG DỊCH XỬ LÝ BAN ĐẦU BỀ MẶT 88
2. DUNG DỊCH MẠ KIM LOẠI ĐƠN. 95
3. LỰA CHỌN DUNG DỊCH MẠ 107
CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠ XOA. 113
1. Ứng dụng công nghệ mạ xoa để phục hồi chi
tiết máy theo tình trạng hỏng hóc của các dạng bề mặt.
114
2. Ứng dụng công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết
máy trong các ngành, lĩnh vực
115
3. Các ngành khác 117
CHƯƠNG V: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG LỚP MẠ 118
1. Giới thiệu. 118
2. Kiểm tra bề mặt ngoài. 118
3. Độ bền và độ dẻo 119
4. Ứng suất nội 120
5. Độ cứng 122
6. Đo chiều dày lớp mạ 124
7. Đo độ gắn bám của lớp mạ 126
8.Thực nghiêm đo mòn chi mẩu thử và tiết trong
điều kiện nhiệt ẩm.
128
KẾT LUẬN 134
TÀI LIỆU THAM KHẢO 135
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠ XOA
I. KHÁI QUÁT VỀ MẠ XOA.
Chất lượng bề mặt của chi tiết máy với các chức năng như chịu mài mòn, chịu nhiệt, chống gỉ . . . có ý nghĩa quyết định đối với tuổi thọ, độ tin cậy của chúng. Ngoài ra nhu cầu sử dụng thiết bị ngày càng nhiều, trong khi giá thành chế tạo cao là một bài toán khó đối với nhà sản xuất và sử dụng. Việc phuc hồi các chi tiết sau một thời gian dài làm việc đã hư hỏng cũng như các chi tiết phế phẩm mất giá trị sử dụng có ý nghĩa vô cùng to lớn.
Công nghệ mạ xoa là một sự phát triển của công nghệ mạ điện và được coi là một nội dung quan trọng của công nghệ bề mặt. Ở một số nước trên thế giới công nghệ mạ xoa đã được coi là hạng muc kinh tế mới cấp quộc gia và là trọng điểm để nghiên cứu và phổ cập ứng dụng.
Mạ xoa là một quá trình điện hoá học dùng để mạ điện, xử lý bề mặt và đánh bóng bằng điện cục bộ trên cả chi tiết phế phẩm và chi tiết bị mài mòn mà cần mạ phủ đẻ xửa chữa và phục hồi kích thước.
Hệ thống mạ xoa có thể di chuyển được.Không giống các loại như mạ bể, hệ thống mạ xoa sử dụng một luợng rất nhỏ dung dịch (chỉ xử dụng 1 hay 2 galon) và dùng tay giữ công cụ để phết khoáng sàn và phủ lên vị trí cục bộ. Những tay cầm (điện cực) được phủ bởi một vât liệu có khả năng thấm hút và đã được thấm bão hoà dung dịch và sau đó được chà hay cọ xát với chi tiết. Mạ xoa yêu cầu những tay cầm(điện cực) khác nhau cho mỗi loại dung dịch khác nhau.
Một bộ nguồn (bộ nắn dòng) cung cấp chính xác dòng điện cần thiết cho toàn quá trình.Bộ nguồn có ít nhất 2 dây dẫn. Một được nối vào công cụ và đầu còn lại được nối vào chi tiết. Dòng điện chính xác dùng trong mạch được xác lập khi công cụ chạm vào bề mặt làm việc.
Tại sao sử dụng mạ xoa?
Sự linh hoạt và tính vạn năng: bạn có thể sử dụng hệ thống di động này gần như bất cứ nơi nào trong cửa hàng hay ngoài công trường. Nó có thể được mang đến ngay nơi làm việc để vận hành như mạ niken lên ngay một vị trí của trạm không gian thế giới(ISS-International Space Station), bù đắp phần thiếu catmi trên bộ phận hạ cánh của thiết bị bay, phục hồi phần bị mòn của khuôn, tay quay bị mòn, và có thể sửa chữa các vết xước và các hố lõm trên các van của nhà máy hạt nhân.
Tiết kiệm thời gian và tiền bạc: bởi vì bạn có thể thực hiện quá trình với từng phần, bạn có thể tiết kiệm nguyên liệu (không phải mạ toàn bộ chi tiết như mạ bể) và giảm thòi gian mạ do không phải mạ toàn bộ chi tiết. Bạn không có sự thoải mái của mạ bể. Thêm vào đó, bạn có thể tối thiểu hoá quá trình tháo rời lắp lại chi tiết, và bạn có thể không phải tháo rời chi tiết cho quá trình mạ.
Các phương pháp khác không thực hiện được: mạ xoa có một số ưu điểm vựot trội so với những đối thủ lớn nhất khác,mạ bể,phun lửa và hàn.
Tấm chắn là nhỏ nhất:diện tích chắn lớn cần thiết để mạ hay xử lí anốt một vị trí cục bộ trên một phạm vi rộng lớn của mạ bể. Mạ xoa chỉ cần che một khoảng nhỏ liền kề với phần mạ, giảm thời gian quá trình. Nhiều chi tiết quá lớn để cho vào bể.
An toàn nhiệt:cả bắn lửa và hàn đều phát sinh nhiệt ghê gớm có thể gây nên sự cong vênh chi tiết . Mạ xoa và xử lí anốt thì không. Bởi khả năng điều khiển chính xác chiều dày lớp mạ nên việc kết thúc gia công hay mài nghiền là không phải lúc nào cũng cần thiết. Trong nhiều trường hợp chi tiết có thể được mạ rồi đưa ngay vào phục vụ.
Sự phát triển của mạ xoa:
Mạ xoa đã trải qua một quá trình dài từ những ngày đầu của quá trình mạ bể khi mà nó là một giải pháp chung cho các vết lỗi trên chi tiết mạ: sử dụng giẻ bọc quấn quanh một đoạn ống và tẩm bão hoà dung dịch . Ngày nay hệ thống mạ xoa và xử lí anốt là giải pháp chọn lựa của các kỹ sư cho lớp mạ đặc biệt dày cho cả chi tiết chính hãng và yêu cầu sửa chữa.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
2.1. Cơ sở lý thuyết điện hóa.
Một đặc điểm tự nhiên là sự chuyển hóa của vật chất có nhiều quá trình khác nhau. Ta có quá trình thay đổi vât lý khi chỉ có thay đổi chức năng vật lý: khi hình thành vật chất mới ta có quá trình thay đổi hóa học.
Công nghệ mạ điện nói chung và công nghệ mạ xoa nói riêng có liên quan đến những quá trình thay đổi sau :
2.1.1. Phản ứng ôxy hóa –hoàn nguyên.
Phản ứng ôxy hóa – hoàn nguyên là phản ứng hóa học có sự thay đổi về hóa trị của chất phản ứng và chất tạo thành sau phản ứng.
Ví du. : phản ứng thay thế kẽm trong dung dịch đồng sunfát:
Zn + CuSO = ZnSO + Cu
Phương trình iôn của phản ứng trên là :
Zn + Cu = Zn + Cu
Đối với phản ứng trên oxy hóa và hoàn nguyên sẽ phát sinh đông thời và cùng tồn tại trong một phản ứng.
Quá trình mạ xoa thực chất cũng là một quá trình oxy hóa hoàn nguyên. Trong dung dịch có điện tử tự do, phản ứng được hay mất điện tử chỉ có thể phát sinh tại bề mặt tiếp xúc biên của “điện cực – dung dịch”. Do dó so sánh với ôxy hóa - hoàn nguyên nói chung mạ xoa có hai đặc trưng chủ yếu :
- Phát sinh cục bộ theo vùng.
-Có thể cung cấp điện năng từ bên ngoài cho hệ thống “điện cực – dung dịch mạ” để điều chỉnh tốc độ của quá trình ôxy hóa – hoàn nguyên.
2.1.2. Dung dịch và độ hòa tan của vật chất.
Vật chất thường tồ tại ở dạng khí, lỏng và rắn. Hệ thống đông đều của hai thành phần trở lên được gọi là dung dịch, bao gồm : hỗn hợp khí, dung dịch ở thể lỏng, dung dịch ở thể rắn. Trong công nghệ mạ xoa dùng dung dịch ở thể lỏng, đặc biệt có thể là dung dịch nước. Thành phần chủ yếu của dung dịch được gọi là dung dịch hòa tan hay dung môi; thành phần ít hơn được gọi là dung chất hay chất tan.
Ở nhiệt độ nhất định, lượng cực đại chất tan (trạng thái bão hòa) có thể hòa tan trong 100g dung môi được gọi là độ hòa tan của chất tan đó. Thí dụ : ở 0 C, trong nước nhiều nhất có thể hòa tan 29,7g NH O thì ta nói rằng ở 0 C độ hòa tan của NH O là 29,7g.
Căn cứ theo độ hòa tan của vật chất khác nhau ở 20 C, người ta quy định :
- Chất dễ hòa tan : khi độ hòa tan > 10g
- Chất có thể hòa tan : khi độ hòa tan > 1g
- Chất hòa tan ít : khi độ hòa tan < 1g
- Chất khó hòa tan : khi độ hòa tan < 0,01g
2.1.3. Dung dịch mạ (chất điện phân).
Các chất acid, kiềm, muối là chất điện phân, có thể dẫn điện. Trong khi đó rượu, đường không dẫn điện và cũng không phải là chất điện phân. Chất điện phân khi hòa tan trong nước có thể bị điện ly, khiến cho các iôn có thể tự do di chuyển trong dung dịch, khi đó ta có dung dịch điện phân.
Chất điện phân mạnh bao gồm : HCl, H SO , NaCl . . .Acid axêtíc, Clorua amôn . . .là các chất điện phân yếu.
2.1.4. Độ điện ly của dung dịch chất điện ly yếu và cân bằng điện ly.
Trong dung dịch chất điện phân yếu có tồn tại cân băng điện ly (cân băng động) : mỗi một phân tử chất hòa tan không ngừng điện ly để trở thành ly tử (iôn); mặt khác các ly tử tự do đã được tách ra lai quay về trạng thái phân tử ban đầu; khi tốc độ hai quá trình này cân bằng nhau thì ta có sự cân bằng động của quá trình.
Độ điên ly được tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa số lượng phân tử đã phân ly của chất hòa so với tổng số phần trăm của chất hòa tan, ký hiệu : .
Độ điện ly =Số phân tử của chất hòa tan đã điện ly/Tổng số phân tử của chất hòa tan 100%
Độ điện ly phụ thuộc vào bản chất dung dịch, nông độ dung dịch và nhiêt độ.
Độ điên ly của chất điện ly yếu là khả nghịch, tồn tại sự cân bằng điện ly, với hệ số cân băng điện ly Ki được định nghĩa là tỷ lệ giữa nồng độ các iôn đã điện ly và nồng độ các iôn chưa điện ly.
Thí dụ : khi cân bằng điện ly của acid axêtíc:
CH COOH CH COO + H
Vậy Ki =
Nếu gọi BA là công thức của chất điện phân yếu, C là nồng độ đo được của vật chất trong dung dịch thì C là nồng độ của mỗi loại iôn, C- C là nồng độ phân tử BA chưa điện ly. Vậy ta có :
BA B + A
Khi cân bằng :
Ki =
Trong điều kiện rất nhỏ, ta có thể coi 1 - 1
Do đó Ki = C hay
Công thức trên nói rằng nồng độ dung dịch càng nhỏ thì độ điện ly càng lớn.
Đối với các acid yếu đa nguyên như Acid axêtíc, Acid phốtphoric . . muốn so sánh mức yếu mạnh của acid ta chỉ cần so sánh hệ số điện ly là đủ.
2.2.Đặc trưng của công nghệ mạ xoa.
2.2.1.Nguyên lý của công nghệ mạ xoa.
Mạ xoa là phương pháp mạ điện khi sử dụng bút xoa. Các thiết bị cần thiết bao gồm : Một nguồn điện điều khiển, cấp điện âm (-) cho chi tiết mạ và điện áp dương (+) cho bút xoa. Trong quá trình mạ xoa, hai điện cực có sự chuyển dịch tương đối với nhau ở một tốc độ nhất định và dung dịch mạ được cung cấp liên tục lên vùng tiếp xúc bằng may bơm dung dịch. Quá trình mạ chỉ diễn ra ở những nơi bút xoa và chi tiết tiếp xúc với nhau.
Trong dung dịch mạ xoa chỉ phóng điện hòa nguyên kết tinh tại nơi tiếp xúc giữa bút mạ xoa và chi tiết. Sự dịch chuyển của bút mạ hạn chế sự lớn lên của các hạt tinh thể, do đó trong lớp mạ tồn tại rất nhiều các hạt tinh thể nhỏ mịn và lệch vị, dẫn tới nâng cao độ cứng của lớp mạ.
Dung dịch mạ xoa thông qua bút xoa được cung cấp kịp thời lên bề mặt làm việc, rút ngắn quá trình khuếch tán iôn kim loại, khiến cho không nảy sinh hiện tượng thiếu iôn. Do hàm lượng iôn trong kim loại rất cao cho phép sử dụng dong điện cao hơn trong mạ bể rất nhiều,gop phần nâng cao năng suất, chất lượng lớp mạ.
* Nhận xét: từ các đồ thị trên ta thấy:
- Cường độ mòn thay đổi phụ thuộc vào vận tốc và tải trọng.
- Sự phụ thuộc của cường độ mòn vào vận tốc ít hơn sự phụ thuộc của cường độ mòn vào tải trọng.
- Với một tải trọng cố định, cường độ mòn ít thay đổi theo vận tốc.(tương ứng với n 0).
- Lớp mạ Cr có lượng mòn ít nhất hay độ chịu mài mòn là lớn nhất, sau đó là đến Ni và cuối cùng là thép. Độ chịu mài mòn của Ni tốt hơn của thép khoảng 1,5 lần, của Cr tốt hơn của thép khoảng gần 5 lần.
KẾT LUẬN
Trong quá trình thiết kế đồ án em nhận thấy dung dịch trong công nghệ mạ xoa là một lĩnh vực có tính thực tiễn cao. Hiện nay ở nước ta còn chưa phát triển và chưa được quan tâm đúng mức. Do đó việc ứng dụng và nghiên cứu phát triển công nghệ mạ xoa nói chung và dung dịch mạ xoa nói riêng có một ý nghĩa hết sức quan trọng.
Tuy nhiên với khuôn khổ một đồ án tốt nghiệp, em tự thấy đồ án này còn nhiều thiếu sót do hạn chế về kinh nghiệm thực tế, tài liệu và thời gian làm việc cho nên bản đồ án này còn chưa thật chi tiết và đầy đủ, các quy trình công nghệ còn mang tính lý thuyết. Nó chỉ tượng trưng cho công việc thiết kế, cho quá trình học hỏi và rèn luyện cách thức làm việc là chủ yếu.
Cuối cùng em rất mong nhận được những ý kiến góp ý, phê bình của các thầy cô giáo trong bộ môn cũng như của các bạn để chúng em có dịp nhìn nhận, rút kinh nghiệm và sửa chữa những thiếu sót của mình. Điều đó cũng có ý nghĩa rất lớn, giúp cho chúng em có một hành trang cho những ngày đầu ra trường.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Đồ án Ứng dụng công nghệ mạ xoa để nâng cao tính chịu mòn của chi tiết máy
LỜI NÓI ĐẦU
Phục hồi các chi tiết máy hư hỏng mất giá trị sử dụng sau một thời gian làm việc là mồt vấn đề thiết thực có ý nghĩa kinh tế vô cùng lớn. Không nhưng thế, việc khắc phục các chi tiết máy phế phẩm cũng góp phần tăng hiệu quả kinh tế của doanh nghiệp. Đêt giải quyết vấn đề này, từ rất lâu người ta đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng một công nghệ tỏ ra rất có hiệu quả, đo là công nghệ mạ xoa. Nó vừa cho phép phục hồi kích thước, vừa cho phép nâng cao chất lượng bề mặt cũng như các khả năng chịu mài mòn, độ bền của chi tiết máy.
Do đó, việc tìm hiểu và ứng dụng công nghệ mạ xoa vào thực tế sản xuất ở nước ta có một ý nghĩa hết sức quan trọng. Nó giúp ta không chỉ tiếp cận với một phương pháp sửa chữa phuc hồi kích thước mà còn cho ta một công nghệ bề mặt với những ưu thế nổi bật.
Sau một thời gian tìm hiểu, chúng em đã hoàn thành đồ án với đề tài “Ứng dụng công nghệ mạ xoa để nâng cao tính chịu mòn của chi tiết máy”, gồm 5 chương :
- Chương I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ MẠ XOA
- Chương II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ MẠ XOA
- Chương III: DUNG DỊCH MẠ XOA
- Chương IV: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠ XOA
- Chương V: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG LỚP MẠ
Có thể nói dung dịch mạ xoa là cơ sở vật chất của quá trình mạ xoa, nó góp phần chủ yếu quyết định chất lượng lớp mạ. Trong thới gian tới, công nghệ mạ xoa sẽ được ứng dụng ngày càng nhiều vào sản xuất trong nước , vì thế tìm hiểu vể dung dịch mạ xoa là một yêu cầu cấp thiết để có thể ứng dụng công nghệ mạ xoa vào sản xuất. Chúng em xin chân thành Thank thầy Nguyễn Anh Tuấn và thầy Lê Đức Bảo đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Sinh viên thực hiện:
Lưu Xuân Thư
Lê Xuân Thưởng.
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠ XOA 4
I. KHÁI QUÁT VỀ MẠ XOA. 4
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT. 6
2.1.Cơ sở lý thuyết điện hóa 6
2.2.Đặc trưng của công nghệ mạ xoa 8
CHƯƠNGII: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ MẠ XOA 13
I. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ MẠ XOA. 13
1.1 Gia công bề mặt kim loai bằng phương pháp cơ học 13
1.2. Gia công hóa học và điện hóa. 14
1.3. Làm sạch bằng dung dịch hoạt hóa. 15
1.4. Mạ lót. 15
1.5. Mạ kim loại. 15
1.6. Kiểm tra sản phẩm. 15
II. CÔNG NGHỆ MẠ XOA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐIỂN HÌNH.
16
2.1. Công nghệ mạ đồng. 16
2.2. Công nghệ mạ niken. 18
2.3.Công nghệ mạ kẽm. 19
2.4. Công nghệ mạ crôm. 20
2.5. Phương pháp mạ xoa một số chi tiết điển hình. 21
2.6. Các chú ý về nhiệt độ. 22
CHƯƠNG III: DUNG DỊCH MẠ 23
I. DUNG DỊCH MẠ. 23
1 . DUNG DỊCH MẠ KẼM. 23
2. DUNG DỊCH MẠ ĐỒNG 40
3. MẠ NIKEN 58
4 . MẠ CRÔM 70
II. DUNG DỊCH MẠ XOA(DDMX) 87
1. DUNG DỊCH XỬ LÝ BAN ĐẦU BỀ MẶT 88
2. DUNG DỊCH MẠ KIM LOẠI ĐƠN. 95
3. LỰA CHỌN DUNG DỊCH MẠ 107
CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MẠ XOA. 113
1. Ứng dụng công nghệ mạ xoa để phục hồi chi
tiết máy theo tình trạng hỏng hóc của các dạng bề mặt.
114
2. Ứng dụng công nghệ mạ xoa để phục hồi các chi tiết
máy trong các ngành, lĩnh vực
115
3. Các ngành khác 117
CHƯƠNG V: KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG LỚP MẠ 118
1. Giới thiệu. 118
2. Kiểm tra bề mặt ngoài. 118
3. Độ bền và độ dẻo 119
4. Ứng suất nội 120
5. Độ cứng 122
6. Đo chiều dày lớp mạ 124
7. Đo độ gắn bám của lớp mạ 126
8.Thực nghiêm đo mòn chi mẩu thử và tiết trong
điều kiện nhiệt ẩm.
128
KẾT LUẬN 134
TÀI LIỆU THAM KHẢO 135
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠ XOA
I. KHÁI QUÁT VỀ MẠ XOA.
Chất lượng bề mặt của chi tiết máy với các chức năng như chịu mài mòn, chịu nhiệt, chống gỉ . . . có ý nghĩa quyết định đối với tuổi thọ, độ tin cậy của chúng. Ngoài ra nhu cầu sử dụng thiết bị ngày càng nhiều, trong khi giá thành chế tạo cao là một bài toán khó đối với nhà sản xuất và sử dụng. Việc phuc hồi các chi tiết sau một thời gian dài làm việc đã hư hỏng cũng như các chi tiết phế phẩm mất giá trị sử dụng có ý nghĩa vô cùng to lớn.
Công nghệ mạ xoa là một sự phát triển của công nghệ mạ điện và được coi là một nội dung quan trọng của công nghệ bề mặt. Ở một số nước trên thế giới công nghệ mạ xoa đã được coi là hạng muc kinh tế mới cấp quộc gia và là trọng điểm để nghiên cứu và phổ cập ứng dụng.
Mạ xoa là một quá trình điện hoá học dùng để mạ điện, xử lý bề mặt và đánh bóng bằng điện cục bộ trên cả chi tiết phế phẩm và chi tiết bị mài mòn mà cần mạ phủ đẻ xửa chữa và phục hồi kích thước.
Hệ thống mạ xoa có thể di chuyển được.Không giống các loại như mạ bể, hệ thống mạ xoa sử dụng một luợng rất nhỏ dung dịch (chỉ xử dụng 1 hay 2 galon) và dùng tay giữ công cụ để phết khoáng sàn và phủ lên vị trí cục bộ. Những tay cầm (điện cực) được phủ bởi một vât liệu có khả năng thấm hút và đã được thấm bão hoà dung dịch và sau đó được chà hay cọ xát với chi tiết. Mạ xoa yêu cầu những tay cầm(điện cực) khác nhau cho mỗi loại dung dịch khác nhau.
Một bộ nguồn (bộ nắn dòng) cung cấp chính xác dòng điện cần thiết cho toàn quá trình.Bộ nguồn có ít nhất 2 dây dẫn. Một được nối vào công cụ và đầu còn lại được nối vào chi tiết. Dòng điện chính xác dùng trong mạch được xác lập khi công cụ chạm vào bề mặt làm việc.
Tại sao sử dụng mạ xoa?
Sự linh hoạt và tính vạn năng: bạn có thể sử dụng hệ thống di động này gần như bất cứ nơi nào trong cửa hàng hay ngoài công trường. Nó có thể được mang đến ngay nơi làm việc để vận hành như mạ niken lên ngay một vị trí của trạm không gian thế giới(ISS-International Space Station), bù đắp phần thiếu catmi trên bộ phận hạ cánh của thiết bị bay, phục hồi phần bị mòn của khuôn, tay quay bị mòn, và có thể sửa chữa các vết xước và các hố lõm trên các van của nhà máy hạt nhân.
Tiết kiệm thời gian và tiền bạc: bởi vì bạn có thể thực hiện quá trình với từng phần, bạn có thể tiết kiệm nguyên liệu (không phải mạ toàn bộ chi tiết như mạ bể) và giảm thòi gian mạ do không phải mạ toàn bộ chi tiết. Bạn không có sự thoải mái của mạ bể. Thêm vào đó, bạn có thể tối thiểu hoá quá trình tháo rời lắp lại chi tiết, và bạn có thể không phải tháo rời chi tiết cho quá trình mạ.
Các phương pháp khác không thực hiện được: mạ xoa có một số ưu điểm vựot trội so với những đối thủ lớn nhất khác,mạ bể,phun lửa và hàn.
Tấm chắn là nhỏ nhất:diện tích chắn lớn cần thiết để mạ hay xử lí anốt một vị trí cục bộ trên một phạm vi rộng lớn của mạ bể. Mạ xoa chỉ cần che một khoảng nhỏ liền kề với phần mạ, giảm thời gian quá trình. Nhiều chi tiết quá lớn để cho vào bể.
An toàn nhiệt:cả bắn lửa và hàn đều phát sinh nhiệt ghê gớm có thể gây nên sự cong vênh chi tiết . Mạ xoa và xử lí anốt thì không. Bởi khả năng điều khiển chính xác chiều dày lớp mạ nên việc kết thúc gia công hay mài nghiền là không phải lúc nào cũng cần thiết. Trong nhiều trường hợp chi tiết có thể được mạ rồi đưa ngay vào phục vụ.
Sự phát triển của mạ xoa:
Mạ xoa đã trải qua một quá trình dài từ những ngày đầu của quá trình mạ bể khi mà nó là một giải pháp chung cho các vết lỗi trên chi tiết mạ: sử dụng giẻ bọc quấn quanh một đoạn ống và tẩm bão hoà dung dịch . Ngày nay hệ thống mạ xoa và xử lí anốt là giải pháp chọn lựa của các kỹ sư cho lớp mạ đặc biệt dày cho cả chi tiết chính hãng và yêu cầu sửa chữa.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
2.1. Cơ sở lý thuyết điện hóa.
Một đặc điểm tự nhiên là sự chuyển hóa của vật chất có nhiều quá trình khác nhau. Ta có quá trình thay đổi vât lý khi chỉ có thay đổi chức năng vật lý: khi hình thành vật chất mới ta có quá trình thay đổi hóa học.
Công nghệ mạ điện nói chung và công nghệ mạ xoa nói riêng có liên quan đến những quá trình thay đổi sau :
2.1.1. Phản ứng ôxy hóa –hoàn nguyên.
Phản ứng ôxy hóa – hoàn nguyên là phản ứng hóa học có sự thay đổi về hóa trị của chất phản ứng và chất tạo thành sau phản ứng.
Ví du. : phản ứng thay thế kẽm trong dung dịch đồng sunfát:
Zn + CuSO = ZnSO + Cu
Phương trình iôn của phản ứng trên là :
Zn + Cu = Zn + Cu
Đối với phản ứng trên oxy hóa và hoàn nguyên sẽ phát sinh đông thời và cùng tồn tại trong một phản ứng.
Quá trình mạ xoa thực chất cũng là một quá trình oxy hóa hoàn nguyên. Trong dung dịch có điện tử tự do, phản ứng được hay mất điện tử chỉ có thể phát sinh tại bề mặt tiếp xúc biên của “điện cực – dung dịch”. Do dó so sánh với ôxy hóa - hoàn nguyên nói chung mạ xoa có hai đặc trưng chủ yếu :
- Phát sinh cục bộ theo vùng.
-Có thể cung cấp điện năng từ bên ngoài cho hệ thống “điện cực – dung dịch mạ” để điều chỉnh tốc độ của quá trình ôxy hóa – hoàn nguyên.
2.1.2. Dung dịch và độ hòa tan của vật chất.
Vật chất thường tồ tại ở dạng khí, lỏng và rắn. Hệ thống đông đều của hai thành phần trở lên được gọi là dung dịch, bao gồm : hỗn hợp khí, dung dịch ở thể lỏng, dung dịch ở thể rắn. Trong công nghệ mạ xoa dùng dung dịch ở thể lỏng, đặc biệt có thể là dung dịch nước. Thành phần chủ yếu của dung dịch được gọi là dung dịch hòa tan hay dung môi; thành phần ít hơn được gọi là dung chất hay chất tan.
Ở nhiệt độ nhất định, lượng cực đại chất tan (trạng thái bão hòa) có thể hòa tan trong 100g dung môi được gọi là độ hòa tan của chất tan đó. Thí dụ : ở 0 C, trong nước nhiều nhất có thể hòa tan 29,7g NH O thì ta nói rằng ở 0 C độ hòa tan của NH O là 29,7g.
Căn cứ theo độ hòa tan của vật chất khác nhau ở 20 C, người ta quy định :
- Chất dễ hòa tan : khi độ hòa tan > 10g
- Chất có thể hòa tan : khi độ hòa tan > 1g
- Chất hòa tan ít : khi độ hòa tan < 1g
- Chất khó hòa tan : khi độ hòa tan < 0,01g
2.1.3. Dung dịch mạ (chất điện phân).
Các chất acid, kiềm, muối là chất điện phân, có thể dẫn điện. Trong khi đó rượu, đường không dẫn điện và cũng không phải là chất điện phân. Chất điện phân khi hòa tan trong nước có thể bị điện ly, khiến cho các iôn có thể tự do di chuyển trong dung dịch, khi đó ta có dung dịch điện phân.
Chất điện phân mạnh bao gồm : HCl, H SO , NaCl . . .Acid axêtíc, Clorua amôn . . .là các chất điện phân yếu.
2.1.4. Độ điện ly của dung dịch chất điện ly yếu và cân bằng điện ly.
Trong dung dịch chất điện phân yếu có tồn tại cân băng điện ly (cân băng động) : mỗi một phân tử chất hòa tan không ngừng điện ly để trở thành ly tử (iôn); mặt khác các ly tử tự do đã được tách ra lai quay về trạng thái phân tử ban đầu; khi tốc độ hai quá trình này cân bằng nhau thì ta có sự cân bằng động của quá trình.
Độ điên ly được tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa số lượng phân tử đã phân ly của chất hòa so với tổng số phần trăm của chất hòa tan, ký hiệu : .
Độ điện ly =Số phân tử của chất hòa tan đã điện ly/Tổng số phân tử của chất hòa tan 100%
Độ điện ly phụ thuộc vào bản chất dung dịch, nông độ dung dịch và nhiêt độ.
Độ điên ly của chất điện ly yếu là khả nghịch, tồn tại sự cân bằng điện ly, với hệ số cân băng điện ly Ki được định nghĩa là tỷ lệ giữa nồng độ các iôn đã điện ly và nồng độ các iôn chưa điện ly.
Thí dụ : khi cân bằng điện ly của acid axêtíc:
CH COOH CH COO + H
Vậy Ki =
Nếu gọi BA là công thức của chất điện phân yếu, C là nồng độ đo được của vật chất trong dung dịch thì C là nồng độ của mỗi loại iôn, C- C là nồng độ phân tử BA chưa điện ly. Vậy ta có :
BA B + A
Khi cân bằng :
Ki =
Trong điều kiện rất nhỏ, ta có thể coi 1 - 1
Do đó Ki = C hay
Công thức trên nói rằng nồng độ dung dịch càng nhỏ thì độ điện ly càng lớn.
Đối với các acid yếu đa nguyên như Acid axêtíc, Acid phốtphoric . . muốn so sánh mức yếu mạnh của acid ta chỉ cần so sánh hệ số điện ly là đủ.
2.2.Đặc trưng của công nghệ mạ xoa.
2.2.1.Nguyên lý của công nghệ mạ xoa.
Mạ xoa là phương pháp mạ điện khi sử dụng bút xoa. Các thiết bị cần thiết bao gồm : Một nguồn điện điều khiển, cấp điện âm (-) cho chi tiết mạ và điện áp dương (+) cho bút xoa. Trong quá trình mạ xoa, hai điện cực có sự chuyển dịch tương đối với nhau ở một tốc độ nhất định và dung dịch mạ được cung cấp liên tục lên vùng tiếp xúc bằng may bơm dung dịch. Quá trình mạ chỉ diễn ra ở những nơi bút xoa và chi tiết tiếp xúc với nhau.
Trong dung dịch mạ xoa chỉ phóng điện hòa nguyên kết tinh tại nơi tiếp xúc giữa bút mạ xoa và chi tiết. Sự dịch chuyển của bút mạ hạn chế sự lớn lên của các hạt tinh thể, do đó trong lớp mạ tồn tại rất nhiều các hạt tinh thể nhỏ mịn và lệch vị, dẫn tới nâng cao độ cứng của lớp mạ.
Dung dịch mạ xoa thông qua bút xoa được cung cấp kịp thời lên bề mặt làm việc, rút ngắn quá trình khuếch tán iôn kim loại, khiến cho không nảy sinh hiện tượng thiếu iôn. Do hàm lượng iôn trong kim loại rất cao cho phép sử dụng dong điện cao hơn trong mạ bể rất nhiều,gop phần nâng cao năng suất, chất lượng lớp mạ.
* Nhận xét: từ các đồ thị trên ta thấy:
- Cường độ mòn thay đổi phụ thuộc vào vận tốc và tải trọng.
- Sự phụ thuộc của cường độ mòn vào vận tốc ít hơn sự phụ thuộc của cường độ mòn vào tải trọng.
- Với một tải trọng cố định, cường độ mòn ít thay đổi theo vận tốc.(tương ứng với n 0).
- Lớp mạ Cr có lượng mòn ít nhất hay độ chịu mài mòn là lớn nhất, sau đó là đến Ni và cuối cùng là thép. Độ chịu mài mòn của Ni tốt hơn của thép khoảng 1,5 lần, của Cr tốt hơn của thép khoảng gần 5 lần.
KẾT LUẬN
Trong quá trình thiết kế đồ án em nhận thấy dung dịch trong công nghệ mạ xoa là một lĩnh vực có tính thực tiễn cao. Hiện nay ở nước ta còn chưa phát triển và chưa được quan tâm đúng mức. Do đó việc ứng dụng và nghiên cứu phát triển công nghệ mạ xoa nói chung và dung dịch mạ xoa nói riêng có một ý nghĩa hết sức quan trọng.
Tuy nhiên với khuôn khổ một đồ án tốt nghiệp, em tự thấy đồ án này còn nhiều thiếu sót do hạn chế về kinh nghiệm thực tế, tài liệu và thời gian làm việc cho nên bản đồ án này còn chưa thật chi tiết và đầy đủ, các quy trình công nghệ còn mang tính lý thuyết. Nó chỉ tượng trưng cho công việc thiết kế, cho quá trình học hỏi và rèn luyện cách thức làm việc là chủ yếu.
Cuối cùng em rất mong nhận được những ý kiến góp ý, phê bình của các thầy cô giáo trong bộ môn cũng như của các bạn để chúng em có dịp nhìn nhận, rút kinh nghiệm và sửa chữa những thiếu sót của mình. Điều đó cũng có ý nghĩa rất lớn, giúp cho chúng em có một hành trang cho những ngày đầu ra trường.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Tags: công.nghệ mạ xoa crom
Last edited by a moderator: