Khảo sát hệ hợp kim cứng BK TK trong điều kiện nhiệt độ cao ứng dụng trong chế tạo dao cắt khoan khai thác đá

• Người hướng dẫn: Th.s. Bạch Đăng Phong
• Trường học: Viện Cơ Khí Năng Lượng và Mỏ TKV
• Đề tài: Khảo Sát Hệ Hợp Kim BK, TK Trong Điều Kiện Nhiệt Độ Cao Cho Dao Cắt Khoan Khai Thác Đá
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái quát về luyện kim bết
• 1.2. Quy trình công nghệ chung của luyện kim bết
• 1.3. Hợp kim cứng BK, TK và phương pháp chỗ tạo
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
• 2.1. Phân tích nhiệt chuyển biến pha TG - DTA
• 2.2. Quá trình phát triển
• 2.3. Nguyên tắc cơ bản
• 2.4. Mục đích của phân tích nhiệt
• 2.5. Kỹ thuật đường cong nhiệt vi sai DTA
• 2.6. Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TG, DTG)
• 2.7. Những yếu tố ảnh hưởng đến đường cong nhiệt
• 2.8. Cách đọc và xác định đường cong nhiệt DTA, TG, DTG
• 2.9. Cơ sở mài mòn của các bề mặt kim loại
• 2.10. Các phương pháp đo độ cứng
• 2.11. Nghiên cứu tổ chức tổ vi
• 2.12. Phân tích Rơnghen
• 2.13. Bản chất của tia X
• 2.14. Sự tương tác của tia X với vật chất
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Phân tích nhiệt chuyển biến pha TG – DTA - DSC
• 3.2. Quy trình chuẩn bị và phân tích
• 3.3. Các kết quả phân tích
• 3.4. Các bước tiến hành thí nghiệm
• 3.5. Kết quả đo mài mòn và hồ sơ ma sát
• 3.6. Các bước tiến hành thí nghiệm
• 3.7. Kết quả đo độ cứng trên các mẫu hợp kim cứng
• 3.8. Nghiên cứu tổ chức tổ vi
• 3.9. Thiết bị thí nghiệm
• 3.10. Quy trình phân tích ảnh tổ chức tổ vi tại nhiệt độ phòng
• 3.11. Quy trình quan sát và chụp ảnh tổ chức tổ vi tại nhiệt độ cao
• 3.12. Đóng đóng nghiên cứu tổ chức tổ vi
• 3.13. Phân tích cấu trúc pha bằng nhiễu xạ tia X
• 3.14. Quy trình chuẩn bị
• 3.15. Phân tích cấu trúc
• 3.16. Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen của một số mẫu hợp kim cứng
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hệ hợp kim BK TK

Hệ hợp kim BK TK là loại vật liệu cứng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất dao cắt và khoan khai thác đá. Những hợp kim này được chế tạo từ các thành phần chính như WC, TiC, và Co, mang lại độ cứng và khả năng chịu nhiệt cao. Khảo sát hệ hợp kim này trong điều kiện nhiệt độ cao là cần thiết để đánh giá hiệu suất và độ bền của chúng trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích các đặc tính nhiệt và cơ học của hợp kim, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng thực tế.

1.1. Quy trình chế tạo hợp kim BK TK

Quy trình chế tạo hợp kim BK TK bao gồm các bước chính: tạo bột cacbit, nghiền và trộn bột, ép tạo hình, và thiêu kết. Bột cacbit WC và TiC được trộn với bột Co để tạo thành hỗn hợp đồng nhất. Sau đó, hỗn hợp được ép dưới áp lực cao và thiêu kết ở nhiệt độ từ 1400-1500°C. Quá trình này giúp tăng độ kết dính giữa các hạt cacbit, giảm độ xốp và nâng cao độ bền của hợp kim.

1.2. Ứng dụng của hợp kim BK TK

Hợp kim BK TK được sử dụng chủ yếu trong sản xuất dao cắt và khoan khai thác đá nhờ khả năng chịu nhiệt và độ cứng cao. Chúng có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ lên đến 800-1000°C, giúp tăng năng suất và tuổi thọ của dụng cụ. Ngoài ra, hợp kim này còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như sản xuất tuabin và vật liệu chịu nhiệt.

II. Phương pháp khảo sát hệ hợp kim BK TK

Khảo sát hệ hợp kim BK TK trong điều kiện nhiệt độ cao được thực hiện thông qua các phương pháp phân tích nhiệt và cơ học. Phương pháp phân tích nhiệt chuyển biến pha (TG-DTA) được sử dụng để xác định các nhiệt độ chuyển biến pha của hợp kim. Điều này giúp đánh giá khả năng chịu nhiệt và độ ổn định của vật liệu. Ngoài ra, các phương pháp đo độ cứng và mài mòn được áp dụng để đánh giá hiệu suất làm việc của hợp kim trong môi trường thực tế.

2.1. Phân tích nhiệt chuyển biến pha

Phương pháp phân tích nhiệt chuyển biến pha (TG-DTA) là công cụ quan trọng để xác định các nhiệt độ chuyển biến pha của hợp kim. Quá trình này giúp hiểu rõ cơ chế chuyển biến pha và ảnh hưởng của nhiệt độ đến cấu trúc vật liệu. Kết quả phân tích được sử dụng để tối ưu hóa quy trình nhiệt luyện và lựa chọn vật liệu phù hợp cho các ứng dụng cụ thể.

2.2. Đo độ cứng và mài mòn

Độ cứng và khả năng chống mài mòn của hợp kim BK TK được đo bằng các phương pháp tiêu chuẩn. Kết quả cho thấy hợp kim này có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao. Điều này khẳng định tính ưu việt của hợp kim trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ bền và hiệu suất cao.

III. Kết quả và ứng dụng thực tế

Kết quả khảo sát hệ hợp kim BK TK cho thấy vật liệu này có khả năng chịu nhiệt và độ bền cao, phù hợp cho các ứng dụng trong khoan khai thác đá và dao cắt. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hợp kim này có thể hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ lên đến 1000°C, giúp tăng năng suất và giảm chi phí bảo trì. Những kết quả này là cơ sở quan trọng để phát triển các vật liệu mới và cải tiến quy trình sản xuất trong tương lai.

3.1. Ứng dụng trong công nghiệp khai thác đá

Hợp kim BK TK được sử dụng rộng rãi trong sản xuất khoan khai thác đá nhờ khả năng chịu nhiệt và độ cứng cao. Kết quả nghiên cứu cho thấy hợp kim này giúp tăng tuổi thọ của dụng cụ khoan và giảm thời gian ngừng máy, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế trong ngành khai thác đá.

3.2. Triển vọng phát triển

Nghiên cứu này mở ra triển vọng phát triển các hợp kim mới với tính năng vượt trội, đặc biệt trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền và khả năng chịu nhiệt cao. Việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại như TG-DTA sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc cải tiến và tối ưu hóa vật liệu trong tương lai.