Đặt vấn đề Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành vật liệu.Ngƣời ta đã nghiên cứu và chế tạo ra nhữngloại vậtliệu mới có tính năng vƣợt trội hơn so với vật liệu truyền thống sử dụng trong công nghiệp. Tuy nhiên các chi tiết máy đƣợc làm từ các loại vật liệu mới đó, trong quá trình làm việc vẫn chƣa đáp ứng đƣợc hết các yêu cầu kỹ thuật đặt ra, qua nghiên cứu ngƣời ta thấy rằng hầu hết các chi tiết máy bị hƣ hỏng đều bắt đầu từ việc phá huỷ bề mặt ngoài, do sự tác động phá huỷ của môi trƣờng làm việc và môi trƣờng tự nhiên, bề mặt ngoài của chi tiết máy thƣờng bị cào xƣớc, bị mòn, biến dạng bề mặt và thay đổi kích thƣớc, bị ăn mòn hoá học bề mặt. Để khắc phục những vấn đề đó ngƣời ta đã nghiên cứu thành công và ứng dụng công nghệ đánh bóng để sau đó phủ bề mặt chi tiết vào trong việc phục hồi các chi tiết bị hƣ hỏng, tạo nên một lớp kim loại có độ bền cao trên bề mặt của chi tiết, bảo vệ bề mặt các chi tiết không bị xƣớc, bị mòn, chống lại sự ăn mòn hoá học.Muốn cộng nghệ mạ đạt chất lƣợng tốt nhất thì ta cần xử lý bề mặt mạ tốt thì lớp mạ mới chất lƣợng vì thế công nghệ đánh bóng cực kỳ quang trọng trong quá trình mạ. Đặc biệt, trong công nghệ đánh bóngđƣợc ứng dụng rộng rãi trong hoạt động cơ khí, song nó chỉ đƣợc vận dụng cũng nhƣ truyền đạt lại kinh nghiệm tại các xƣởng – nhà máy sản xuất hay những ngƣời trong nghề.
Việc nghiên cứu chúng một cách tỉ mỉ tại trƣờng ở nƣớc tahoặc phát triển đề tài khoa học khó khăn bởi lẽ chúng chỉ đƣợc miêu tả bao quát qua rất ít tài liệu và những mô hình thí nghiệm tự chế đơn giản, độ chính xác không cao.Việc chọn cách đánh bóng phù bề mặt phù hợp với từng loại vật liệu khác nhau,mục đích khác nhau là rất quang trọng. Từ nhu cầu thực tiễn trong sản xuất,cũng nhƣ sự yêu thích về lĩnh vực này, nhóm xác định việc nghiên cứu đề tài:“Nghiên cứu hoàn thiện quy trình đánh bóng mẫu thử phục vụ thí nghiệm nhiễu xạ X-quang” SVTH: Nguyễn Văn Nhựt 1 do an Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Cƣơng 1.2 Tầm quan trọng của đề tài Ngày nay không riêng gì ở nƣớc phát triển mà ngay trong nƣớc ta kỹ thuật đánh bóng điện hóa đã có nhƣng bƣớc phát triển nhảy vọt, thoả mãn yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất cũng nhƣ trong kinh doanh. Kỹ thuậtđánh bóng đòi hỏi phải không ngừng phát triển nghiên cứu cải tiến kỹ thuật,máy móc chuyên dùng thiết bị dây chuyền sản xuất đồng bộ tự động hoá với độ tin cậy cao.Điều này sẽ giúp nâng cao chất lƣợng bề mặt sau đánh bóng và hạ giá thành sản phẩm, chống ô nhiễm môi trƣờng.3 Mục đích nghiên cứu đề tài Dựa trên thực tế, đề tài đƣợc ứng dụng nhiều trong sản xuất cơ khí và các ngành sản xuất khác nhƣ y tế, giao thông vận tải, khai thác mỏ địa chất, thông tin liên lạc, kỹ thuật điện- điện tử, dụng cụ phòng thí nghiệm…. Nghiên cứu,tiến hành thực nghiệm đánh bóng bằng cơ khí và đánh bóng điện hóa, đề xuất phƣơng hƣớng cải thiện khi đánh bóng chi tiết.
Đề tài nghiên cứu chủ yếu trên mẫu thép cacbon CT3. Phạm vi là nghiên cứu đánh giá ứng suất tồn dƣ trong mẫu thép đánh bóng bằng phƣơng pháp cơ khí và phƣơng pháp điện hóa.4 Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tƣợng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu chủ yếu trên mẫu thép cacbon CT3. Phạm vi là nghiên cứu đánh giá ứng suất tồn dƣ trong mẫu đƣợc đánh bóng bằng hai phƣơng pháp: cơ khí và điện hóa.2 Phạm vi nghiên cứu Thiết bị đánh bóng phục vụ cho thí nghiệm.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 1.1 Cơ sở phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể 1- Phƣơng pháp tham khảo tài liệu. 2- Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu.
SVTH: Nguyễn Văn Nhựt 2 do an Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Cƣơng 3- Phƣơng pháp truy cập Internet. 4- Phƣơng pháp tham quan thực tế,… 1.2 Phƣơng tiện nghiên cứu Các loại sách giáo khoa, sách giáo trình, sách tham khảo và các nguồn tài liêu khác có liên quan.6 Kết cấu đồ án Ngoài ra, đồ án tốt nghiệp bao gồm: o Chƣơng 2: Giới thiệu chung về đánh bóng và quy trình đánh bóng mẫu thử o Chƣơng 3: Đánh bóng bằng điện hóa o Chƣơng 4: Thực nghiệm đánh bóng bằng cơ khí và đánh bóng điện hóa o Chƣơng 5: Kết luận SVTH: Nguyễn Văn Nhựt 3 do an Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Cƣơng CHƢƠNG 2 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐÁNH BÓNG 2.1 Tổng quan về đánh bóng.1 Khái niệm Xử lý bề mặt kim loại là một khái niệm bao hàm nhiều hoạt động khác nhau: Tẩy rỉ sét,mài phẳng mối hàn, mài thô, mài tinh, hoàn thiện và đánh bóng.Tùy vào loại công việc, số lƣợng và chất lƣợng yêu cầu yêu cầu trong xử lý bề mặt, ngƣời ta có thể sử dụng nhiều loại công cụ và phụ kiện mài/đánh bóng khác nhau.Để việc lựa chọn thiết bị và phụ kiện mài/đánh bóng mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất với chất lƣợng phù hợp yêu cầu cho từng ứng dụng hay đối tƣợng khách hàng, ngƣời tƣ vấn cần hiểu rõ về các khái niệm sau: Mài và Đánh bóng là một hình thức gia công, liên quan đến việc loại bỏ một lớp kim loại từ bề mặt bằng hoạt động cắt. Điều này liên quan đến việc sử dụng các hạt mài cứng kết dính với nhau hoặc kết dính với vật mang (giấy, vải, sợi ny lông tổng hợp…). Chất lƣợng bề mặt tạo ra phụ thuộc vào một số yếu tố,bao gồm grit size (độ mịn) của hạt mài đƣợc sử dụng.
Mài sẽ đƣợc sử dụng để mô tả việc loại bỏ các vật liệu hàn dƣ và lớp oxit bề mặt. Đánh bóng sẽ đƣợc sử dụng để mô tả hoạt động loại bỏ lớp bề mặt để hoàn thiện bề mặt vật chất.2 Bản chất độ bóng bề mặt Bề mặt chi tiết sau khi gia công không bằng phẳng một cách lý tƣởng mà có những mấp mô. Những mấp mô này là kết quả của quá trình biến dạng dẻo của lớp bề mặt chi tiết khi cắt gọt lớp kim loại, là ảnh hƣởng của chuyển động khi cắt, là vết lƣỡi cắt để lại trên bề mặt gia công và của nhiều nguyên nhân khác nữa.Tuy vậy, không phải toàn bộ những mấp mô trên bề mặt đều thuộc về nhám bề mặt, mà nó là tập hợp những mấp mô cótƣơng đối nhỏ và đƣợc xét trong giới hạn chiều dài chuẩn (là chiểu dài của phần bề mặt đƣợc chọn để đo nhám bề mặt). - Những mấp mô có tỉ số giữa bƣớc mấp mô (p) và chiều cao mấp mô (h) ≤ 50: thuộc nhám bề mặt.
- 50 ≤ p/h ≤ 100: thuộc sóng bề mặt. SVTH: Nguyễn Văn Nhựt 4 do an Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Cƣơng - p/h> 1000: sai lệch hình dạng.3 Tầm quan trọng của độ bóng bề mặt Nhám bề mặt ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng làm việc của chi tiết máy.Đối với những chi tiết trong mối ghép động (ổ trƣợt, sống dẫn, con trƣợt.), bề mặt chi tiết làm việc trƣợt tƣơng đối với nhau, nên khi nhám càng lớn càng khó đảm bảo hình thành màng dầu bôi trơn bề mặt trƣợt. Dƣới tác dụng của tải trọng các đỉnh nhám tiếp xúc với nhau gây ra hiện tƣợng ma sát nửa ƣớt, thậm chí cả ma sát khô, dẫn đến làm giảm hiệu xuất làm việc, tăng nhiệt độ làm việc của mối ghép. Mặt khác tại các đỉnh tiếp xúc, lực tập trung lớn, ứng xuất lớn vƣợt quá ứng xuất cho phép gây biến dạng chảy phá hỏng bề mặt tiếp xúc, bề mặt làm việc nhanh mòn.
Do vậy, nhám bề mặt ảnh hƣởng lớn trong quá trình làm việc, gây hƣ hỏng và phá hủy cơ cấu máy. Ngƣợc lại, nhám càng nhỏ thì bề mặt càng nhẵn, khả năng chống lại sự ăn mòn càng tốt. Theo TCVN 2522-95, có 2 chỉ tiêu để đánh giá độ nhám: Ra, Rz - Ra: sai lệch trung bình số học các giá trị tuyệt đối của sai lệnh profin trong khoảng chiều dài chuẩn. Sai lệnh profin là khoản cách giữa các điểm đến đƣờng trung bình.Thƣờng sử dụng phổ biến.
- Rz: trung bình của tổng các giá trị tuyệt đối của 5 đỉnh cao nhất và sâu nhất trong khoảng chiều dài chuẩn. Độ nhám bề mặt cũng có thể căn cứ vào phƣơng pháp gia công để đạt độ nhám. - Gia công bào thô đạt Ra: 12.5 - 25𝜇𝑚; cấp chính xác IT12 - IT14. - Gia công bào, phay tinh đạt Ra: 3.3 𝜇𝑚; cấp chính xác IT11 - IT13.
- Mài tinh đạt Ra: 0.6 𝜇𝑚; cấp chính xác IT6 - IT8. - Đánh bóng thƣờng đạt Ra: 0.6 𝜇𝑚; cấp chính xác IT6 2.4 Các cách làm bóng bề mặt kim loại Để làm bóng bề mặt kim loại ta có thể tiến hành theo các phƣơng pháp: - Đánh bóng bằng phƣơng pháp cơ khí: dùng môtơ có gắn bánh xe đánh bóng hay dùng các loại thùng quay bóng,giấy nhám… SVTH: Nguyễn Văn Nhựt 5 do an Đồ án tốt nghiệp GVHD: PGS.TS Lê Chí Cƣơng - Làm bóng bằng điện hóa:Quá trình làm bóng điện hóa dựa trên quá trình hòa tan có định hƣớng những chỗ lồi tế vi của bề mặt chi tiết,cồn chỗ lõm tế vi thì không thay đổi. Quá trình đánh bóng điện hóa thƣờng là giai đoạn sau quá trình đánh bóng cơ khí.Mục đích làm bóng bề mặt kim loại: - Để xi mạ thƣờng dùng đánh bóng cơ khí,bởi vì phƣơng pháp này là phƣơng pháp truyền thống,dễ tiến,có khả năng cho độ bóng cao lại không hình thành màng thụ động trong quá trình gia công.Đa số lớp mạ có thể đƣợc đánh bóng để đạt hiệu quả bảo vệ,trang trí cao hơn. - Làm bóng hóa điện hóa: có thể dùng để làm bóng bề mặt chi tiết hoặc bề mặt lớp mạ với mục đích nâng cao khả năng bảo vệ và trang trí.Nhiều kim loại nhƣ chì,nhôm, inox thƣờng dùng đánh bóng điện hóa để đạt hiểu quả cao.Làm bóng điện hóa,hóa học thƣờng kèm theo quá trình tạo màng thụ động,khó tẩy nên ít dùng trong gia công để mạ.5 Quy trình công nghệ đánh bóng mẫu thử phục vụ nhiễu xạ X-Quang Mài thô bề mặt cho đồng đều, gọi là công đoạn đánh phá bề mặt Đánh bóng thô ở mức độ trung bình Đánh bóng bằng vải nỉ kết hợp với bột đánh bóng - đánh bóng tinh Đánh bóng điện hóa 2.6 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng bề mặt a.