Nghiên cứu chế tạo vật liệu 2 lớp chịu mòn thép 8 Kn + hợp kim nhôm hệ Al-Sn-Cu cùng làm bạc trượt động cơ ô tô công suất vừa và nhỏ

2


BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ





BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
CẤP BỘ NĂM 2012




Tên đề tài:
“Nghiên cứu chế tạo vật liệu 2 lớp chịu mòn thép 08Kn + hợp kim nhôm hệ
Al-Sn-Cu dùng làm bạc trượt động cơ ô tô công suất vừa và nhỏ”
Ký hiệu: 43.12.RD/HĐ-KHCN








VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ
PHÓ VIỆN TRƯỞNG

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI





PGS.TS. Hà Minh Hùng





HÀ NỘI – 2012
1





LỜI CẢM ƠN


Thay mặt nhóm nghiên cứu đề tài, tôi xin chân thành cảm ơn tới:
- Vụ KHCN – Bộ Công Thương;
- Viện Nghiên cứu Cơ khí;
- Xưởng đúc – Viện KHCN Mỏ - Luyện kim;
- Xưởng bạc trượt bimetal, Công ty TNHH MTV Cơ khí Ngô Gia Tự;
- Trường Cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng (Uông Bí, Quảng Ninh);
- Các đồng nghiệp tại Viện Nghiên cứu Cơ khí và các cơ sở phối hợp thực hiện đề

tài, c
ũng như các PTN chuyên ngành của Viện Khoa học vật liệu thuộc Viện KHCN
Việt Nam, bộ môn Ma sát học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình giúp đỡ
nhóm nghiên cứu chúng tôi hoàn thành các nhiệm vụ được giao.

Chủ nhiệm đề tài





PGS.TS. Hà Minh Hùng

2



DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.2. Điều kiện thực nghiệm kiểu N = 2
2
+ 1 = 5 áp dụng cho nấu luyện hợp
kim nhôm AO9-2
18
Bảng 3.2. Kết quả phân tích thành phần hóa học hợp kim nhôm chịu mòn AO9-
2 đúc
29
Bảng 4.1. Độ bền bám dính 2 lớp vật liệu bimetal thép 08Kп – hợp kim nhôm
(Al-1050 + AO9-2) làm bạc trượt.
42
Bảng 4.2. Độ cứng tải trọng nhỏ hai lớp vật liệu bimetal thép 08Kп – hợp kim
nhôm (Al-1050 + AO9-2) sau hàn nổ + cán và chưa qua nhiệt luyện
49
Bảng 5.1. Kích thước và dung sai cho phép phôi vật liệu bimetal thép – hợp kim
nhôm chịu mòn làm bạc trượt được khuyến dùng
52
Bảng 5.2.
Thành phần hóa học của thép 08Kп theo Tiêu chuẩn Nga ΓOCT
1050-74
53
Bảng 5.3.

Thành phần hóa học của thép 08Kп theo Tiêu chuẩn Nga ΓOCT
1050-74
53
Bảng 2.4. Thành phần hóa học của một số hợp kim nhôm chịu mòn của Nga 53
Bảng 5.5. Cơ tính của hợp kim nhôm đúc sau ủ đồng đều hóa của đề tài 53
Bảng 5.6. Kết quả kiểm tra bạc trượt trimetal chế thử trước khi lắp ráp vào động
cơ thử nghiệm trên xe tải 3,5 tấn
61
Bảng 5.7. Kết quả giám định lắp ráp, thử nghiệm bạc trượt trimetal trong động
cơ ô tô
63


3



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1.
Phân loại các phương pháp chế tạo bimetal kỹ thuật điện [31]
5
Hình 1.2. Sơ đồ rèn cháy tạo vật liệu băng bimetal 5
Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất vật liệu bimetal bằng phương pháp
hàn đắp lớp hợp kim chịu mòn trong khuôn cán định hình [31]:
6
Hình 1.4. Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất tiếp xúc điện bimetal bằng phương
pháp hàn dưới áp lực [31]
7
Hình 1.5.

Sơ đồ nguyên lý công nghệ cán dính tạo phôi bimetal dạng băng [2]
8
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ sản xuất tiếp xúc điện bimetal bằng phương pháp cán
dính ở trạng thái nóng [31]
9
Hình 1.7. Phương pháp bảo vệ kim loại khỏi ôxy hóa theo cách đóng gói bằng bao bì
kim loại [31]
10
Hình 1.8. Phương pháp bảo vệ kim loại khỏi ôxy hóa nhờ hàn bịt kín: a, b) – Phôi
cán đơn chiếc không đối xứng paket bimetal; c, d) – Phôi cán đối xứng cặp
đôi pakét bimetal [31]
10
Hình 1.9.
Sơ đồ nguyên lý công nghệ chế tạo chi tiết máy bằng phương pháp LKB [3]
11
Hình 1.10. Sơ đồ nguyên lý công nghệ chế tạo bạc trượt bimetal bằng phương pháp
Luyện kim bột (LKB) [3]
12
Hình 1.11. Sơ nổ dưới góc nghiêng giữa 2 tấm kim loại (a) và tại một thời điểm
nổ (b); Sơ đồ nổ song song giữa 2 tấm kim loại (c) và tại một thời điểm
nổ (d) [35]
14
Hình 1.12.
Hình dạng liên kết kim loại giữa hai lớp hàn nổ theo [35]
15
Hình 1.13. Ảnh chụp bạc trượt động cơ xe tải HUYNDAI 15 tấn. 16
Hình 2.1. Mô hình quy hoạch thực nghiệm nấu luyện và đúc hợp kim nhôm chịu
mòn dùng làm phôi hàn nổ bimetal thép – hợp kim nhôm làm bạc trượt
18
Hình 2.2. Ảnh chụp lò trung tần nấu luyện hợp kim nhôm AO9-2 20

Hình 2.3. Ảnh chụp khuôn kim loại dùng cho đúc thỏi hợp kim nhôm AO9-2 20
Hình 2.4. Ảnh chụp lò thí nghiệm xử lý nhiệt phôi hợp kim nhôm sau đúc - cán 20
Hình 2.5. Ảnh chụp máy cán phôi hợp kim nhôm làm paket hàn nổ 20
Hình 2.6. Sơ đồ nổ song song theo phương án “nổ treo” 22
Hình 2.7. Thiết bị ký thuật số (a, b) đo tốc độ nổ trực tiếp kèm phần mềm xử lý số
liệu đo (c) và magnheto kích nổ (d) sử dụng để thí nghiệm hàn nổ tạo phôi
vật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm chịu mòn làm bạc trượt tại trường nổ
Quảng Ninh [8]
23
4


Hình 2.8. Ảnh chụp quá trình thí nghiệm đo tốc độ nổ trực tiếp trên trường nổ
Quảng Ninh
23
Hình 2.9. Đế nổ bằng thép kết cấu hàn vách và bê tông cốt thép bên trong sử dụng cho
thí nghiệm hàn nổ bimetal tại Quảng Ninh (H x B x L= 500x800x2000 mm)
24
Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý lấy mẫu thử độ bền bám dính và chụp ảnh tổ chức tế vi
biên giới 2 lớp vật liệu bimetal:
25
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ nấu luyện, đúc thỏi hợp kim nhôm AO9-2 và cán
chuẩn bị phôi paket hàn nổ vật liệu bimetal thép 08Kп – hợp kim
nhôm (Al-1050 + AO9-2)
28
Hình 3.2. Một số dạng khuyết tật đúc thỏi hợp kim nhôm AO9-2 30
Hình 3.3. Lô số 1 mẫu thí nghiệm đúc hợp kim nhôm AO9-2 có kích thước hình học
H x B x L = 135 x 20 x 300 mm
30
Hình 3.4. Lô số 1 mẫu thí nghiệm đúc hợp kim nhôm AO9-2 có kích thước hình học

H x B x L = 135 x 20 x 350 mm
30
Hình 3.5. Hình thái bề mặt lớp hợp kim nhôm AO9-2 mẫu thăm dò công nghệ sau
hàn nổ (Kích thước mẫu B xL = (60 -75) x 200 mm)
31
Hình 3.6. Ảnh chụp hiện trạng bề mặt lớp hợp kim nhôm AO9-2 trên các mẫu
bimetal thép 08Kп – hợp kim nhôm (Al-1050 + AO9-2), hàn nổ theo
phương án 1 (B
1
= 60, L
1
= 200 mm)
32
Hình 3.7. Ảnh chụp hính thái bề mặt lớp hợp kim nhôm AO9-2 trên các mẫu
bimetal nhôm (Al-1050) – hợp kim nhôm (AO9-2), hàn nổ theo
phương án 2 (B
2
= 75, L
2
= 400 mm)
33
Hình 3.8.
Giản đồ pha hợp kim Al – Cu [3]
34
Hình 3.9. Ảnh chụp bề mặt mẫu phôi hợp kim nhôm AO9-2 sau đúc và ủ đồng đều
hóa ở nhiệt độ T
ủ
= 390 ÷ 400
O
C, t

ủ
= 2,0 giờ
35
Hình 3.10. Ảnh chụp quá trình cán nguội tấm bimetal thép – hợp kim nhôm sau hàn
nổ tại Xưởng bạc trượt bimetal, Công ty TNHH MTV Ngô Gia Tự
35
Hình 3.11. Ảnh chụp bề mặt lớp hợp kim nhôm AO9-2 sau khi cán nguội (a) và bề
mặt bên thể hiện biến dạng không đều giữa 2 lớp thép – hợp kim nhôm (b)
37
Hình 4.1. Mẫu thử kéo hợp kim nhôm AO9-2 39
Hình 4.2.
M
ẫu thử va đập hợp kim nhôm AO9-2 39
Hình 4.3. Tổ chức tế vi hợp kim nhôm AO9-2 sau khi đúc 40
Hình 4.4. Ảnh chụp tổ chức tế vi hợp kim nhôm AO9-2 sau khi đúc và ủ đồng đều
hóa ở nhiệt độ T
ủ
= 390 ÷ 400
O
C, t
ủ
= 2,0 giờ (Lô số 2, x 500)
40
Hình 4.5. Ảnh chụp mẫu thử phá hủy xác định độ bền bám dính 2 lớp bimetal thép
08Kп – hợp kim nhôm (Al-1050 + AO9-2) bằng phương pháp kéo dứt (a);
bề mặt vết phá hủy trên lớp nhôm Al-1050 (b); bề mặt vết phá hủy trên lớp
thép 08Kп (c);
41
5

Hình 4.6. Ảnh chụp mẫu thử phá hủy xác định độ bền bám dính 2 lớp bimetal thép
08Kп – hợp kim nhôm (Al-1050 + AO9-2) bằng phương pháp kéo trượt
(a); hiện trạng phá hủy mẫu bimetal (b)
41
Hình 4.7. Đồ thị mô phỏng sự phụ thuộc độ bám dính 2 lớp thép – nhôm vào các
thông số nổ ban đầu r; h và khi: r = 1,5 ÷ 1,7; h = 0,7 ÷ 1,0 và C = 0,8
42
Hình 4.8. Xác định vị trí lấy mẫu thử phá hủy xác định độ bền bám dính 2 lớp
bimetal (a) và mẫu khảo sát tổ chức tế vi biên giới 2 lớp bimetal thép 08Kп
– hợp kim nhôm (Al-1050 + AO9-2) (b, c, d)
43
Hình 4.9. Ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới 3 lớp vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp
kim nhôm chịu mòn làm bạc trượt
44
Hình 4.10. Ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới 3 lớp vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp
kim nhôm chịu mòn làm bạc trượt
44
Hình 4.11. Ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới 3 lớp vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp
kim nhôm chịu mòn làm bạc trượt
44
Hình 4.12. Ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới 3 lớp vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp
kim nhôm chịu mòn làm bạc trượt
44
Hình 4.13. Ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới 3 lớp vật liệu trimetal thép – nhôm – hợp
kim nhôm chịu mòn trên mẫu bạc trượt nhập ngoại, chế tạo bằng phương
pháp cán dính
45
Hình 4.14. Ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới liên kết 2 lớp vật liệu bimetal thép 08Kп –
hợp kim nhôm (Al-1050 + AO9-2) sau hàn nổ làm đầu vào cho quá trình

cán nguội
46
Hình 4.15. Ảnh chụp tổ chức tế vi biên giới 2 lớp nhôm + hợp kim nhôm sau hàn nổ 47
Hình 4.16.
Ảnh chụp tổ chức tế vi lớp thép 08Kп trước khi hàn nổ, x200 (ε = 0)
47
Hình 4.17. Ảnh chụp tổ chức tế vi lớp hợp kim nhôm chịu mòn AO9-2 sau cán nguội
đạt mức độ tổng biến dạng dẻo tương đối ε
Σ
≅ 40 %.
48
Hình 4.18. Ảnh chụp tổ chức tế vi tại biên giới 2 lớp nhôm Al – hợp kim nhôm AO9-2
trên mẫu vật liệu bimetal qua cán nguôi đạt ε
Σ
≅ 40 %
48
Hình 4.19. Ảnh chụp vết đo độ cứng tế vi vùng lân cận và trên biên giới 2 lớp vật liệu
bimetal thép 08Kп – hợp kim nhôm (Al + AO9-2)
48
Hình 5.1. Dập cắt phôi bimetal thép – hợp kim nhôm chuẩn bị gia công bạc trượt tại
Công ty TNHH MTV Cơ khí Ngô Gia Tự
55
Hình 5.2. Ảnh chụp minh họa nguyên công ép tạo hình phôi bán trụ làm bạc trượt
hai nửa tại đơn vị phối hợp đề tài: Công ty Cơ khí NGô Gia Tự
56
Hình 5.3. Nguyên lý dập tạo hình tấm vật liệu bimetal tạo phôi bạc trượt 2 nửa 56
Hình 5.4. Máy phay sử dụng để phay mặt đầu phôi bạc trượt

56
6

Hình 5.5. Nguyên lý phay mặt đầu phôi bạc trượt hai nửa nhờ đồ gá phay chuyên
dụng
56
Hình 5.6. Nguyên lý tiện hai mặt bên và vát mép đồng thời với tiện tinh lỗ trong của
bạc trượt
57
Hình 5.7. Đồ gá mài mặt lưng bạc trượt trước khi gia công tinh mặt trong 58
Hình 5.8. Máy khoan cần sử dụng để khoan lỗ cấp dầu của bạc trượt 58
Hình 5.9. Giới thiệu máy thử mòn nhanh TRIBOTESTER của hãng TTO-
TRIBOtechnic hiện có tại Viện Khoa học và Kỹ thuật vật liệu, Trường Đại
học Bách khoa Hà Nội:
59
Hình 5.10. Giới thiệu phần mềm chuyên dụng của máy thử mòn nhanh
TRIBOTESTER của hãng TTO-TRIBOtechnic
60
Hình 5.11. Ảnh chụp bạc trượt động cơ ô tô tải HUYNDAI 3,5 tấn sau gia công tinh
và mạ phủ lớp bảo vệ bề mặt
61
Hình 5.12. Ảnh chụp tổ chức tế vi vùng lân cận biên giới lớp thép 08Kп (a); lớp nhôm
trung gian Al nằm giữa 2 lớp thép và hợp kim nhôm chịu mòn AO9-2 (b);
lớp trên mẫu vật liệu bimetal thép – nhôm – hợp kim nhôm cán đạt chiều
dày yêu cầu để chế tạo bạc trượt
62

7



DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH

TT Họ và tên Học vị Chuyên môn Nơi công tác
1 Hà Minh Hùng PGS.TS. Luyện kim,
Gia công áp lực
Viện NC Cơ khí
2 Đào Duy Trung TS Chế tạo máy Viện NC Cơ khí
3 Nguyễn Hữu Bính Th.S Chế tạo máy Viện NC Cơ khí
4 Đỗ Thái Cường KS Chế tạo máy Viện NC Cơ khí
5 Nguyễn Quang Vinh KS Chế tạo máy Cty TNHH MTV Cơ
khí Ngô Gia Tự
6 Lương Văn Tiến Th.S CN vật liệu Trường CĐ Công
nghiệp và Xây dựng
7 Hoàng Minh Thuận Th.S CN vật liệu Trường CĐ Công
nghiệp và Xây dựng
8 Lê Đức Bảo Th.S. Chế tạo máy Trường ĐHBK
Hà Nội
9 Nguyễn Văn Đức Th.S Nhiệt luyện Trường ĐHBK
Hà Nội
10 Nguyễn Minh Đạt Th.S Đúc – luyện kim Viện KHCN Mỏ -
Luyện kim

8


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iii
DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH vii
A. Giới thiệu chung về đề tài 1
B. Nội dung chính báo cáo 2
ĐẶT VẤN ĐỀ 2
Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 4
1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 4
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 15
1.3. Xác định mác vật liệu, phương án tạo phôi và thiết bị thí nghiệm chế thử b
ạc trượt 16
Kết luận chương 1 17
Chương 2: Mô hình thí nghiệm, phương pháp nghiên cứu 18
2.1. Xây dựng mô hình thí nghiệm nấu luyện và đúc hợp kim nhôm AO9-2 18
2.2. Thiết bị sử dụng cho thí nhiệm nấu luyện và đúc hợp kim nhôm AO9-2 20
2.3. Mô hình thí nghiệm hàn nổ tạo phôi vật liệu bimetal 21
2.4. Thí nghiệm cán hợp kim nhôm chịu mòn và xử lý nhiệt trong quá trình cán 26
2.5. Thí nghiệm cán băng bimetal và xứ lý nhiệt trong quá trình cán 26
2.6. Xác định công nghệ gia công bạc trượt từ phôi bimetal 26
Kết luận chương 2 27

Chương 3: Nghiên cứu điều chỉnh công nghệ tạo phôi bimetal thép – hợp kim nhôm
chịu mòn làm bạc trượt 28
3.1. Quy trình nấu luyện, đúc và cán thỏi hợp kim nhôm chịu mòn AO9-2 28
3.1.1. Kiểm tra thành phần hoá học hợp kim đúc AO9-2 29
3.1.2. Kiểm tra khuyết tật hợp kim đúc AO9-2 29
3.2. Nghiên cứu chế độ hàn nổ tạo phôi bimetal thép 08Kn – hợp kim nhôm AO9-2 31
3.2.1. Hàn nổ thăm dò công nghệ 31
3.2.2. Kết quả thí nghi
ệm hàn nổ sau điều chỉnh công nghệ 32
3.3. Nghiên cứu chế độ cán và xử lý nhiệt phôi bimetal thép – hợp kim nhôm 34
3.3.1. Chế độ cán và xử lý nhiệt tấm hợp kim nhôm đúc AO9-2 34
3.3.2. Chế độ cán và xử lý nhiệt bimetal thép 08Kn – hợp kim nhôm AO9-2 hàn nổ 36
Kết luận chương 3 38
Chương 4: Nghiên cứu tính chất vật liệu bimetal thép 08Kn – hợp kim nhôm AO9-2 39
4.1. Tính chất của hợp kim nhôm chịu mòn AO9-2 đúc, cán làm phôi hàn nổ 39
4.1.1. Cơ tính vật liệu AO9-2 39
4.1.2. Tổ chức tế vi vật liệu AO9-2 39
9


4.2. Tính chất của vật liệu bimetal thép 08Kn-hợp kim nhôm AO9-2 sau hàn nổ 41
4.2.1. Kết quả thí nghiệm 41
4.2.2. Mô hình hoá độ bền bám dính 2 lớp bimetal thép 08Kn – hợp kim nhôm AO9-2 sau
hàn nổ 42
4.2.3. Tổ chức tế vi tại biên giới 2 lớp thép – (nhôm + hợp kim nhôm) 43
4.3. Tính chất của vật liệu bimetal 08Kn – hợp kim nhôm AO9-2 sau cán mỏng 45
Kết luận chương 4 50
Chương 5: Ứng dụng vật liệu bimetal thép 08Kn – hợp kim nhôm AO9-2 để chế thử
bạ
c trượt động cơ ô tô tải dưới 5 tấn 51

5.1. Yêu cầu kỹ thuật vật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm chế tạo bạc trượt động cơ ô tô 51
5.1.1. Phân loại băng bimetal thép – hợp kim nhôm làm bạc trượt động cơ ô tô 51
5.1.2. Điều kiện kỹ thuật phôi bimetal thép – hợp kim nhôm làm bạc trượt động cơ ô tô 53
5.2. Quy định kiểm tra chất lượng, ký hiệu, bảo quản phôi bimetal làm bạc trượt 54
5.3. Công nghệ và thiết b
ị chế thử bạc trượt động cơ ô tô tải 3,5÷5 tấn 55
5.3.1. Dập cắt tạo hình phôi bạc: 55
5.3.2. Dập tạo hình hai nửa phôi bạc trượt 55
5.3.3. Phạt mặt đầu lắp ghép hai nửa phôi bạc trượt 57
5.3.4. Tiện xén mặt bên, vát mép lỗ trong hai nửa bạc trượt 57
5.3.5. Mài mặt lưng bạc trượt 57
5.3.6. Tiện tinh lỗ trong và rãnh chứa dầu các nửa bạc trượt 58
5.3.7. Khoan lỗ và phay rãnh c
ấp dầu bôi trợn 58
5.3.8. Dập vấu chống xoay hai nửa bạc trượt 58
5.3.9. Đóng số ký hiệu, mạ phủ bảo vệ, bao gói, bảo quản bạc trượt 58
5.4. Kết quả giám định mẫu bạc trượt bimetal chế thử 58
5.4.1. Mô hình thí nghiệm thử mòn nhanh hợp kim nhôm chịu mòn 59
5.4.2. Kiểm tra kích thước hình học và hình thái bề mặt 60
5.4.3. Tổ chức tế vi và độ cứng lớp thep và lớp hợp kim nhôm chị
u mòn 61
5.5. Kết quả lắp ráp thử nghiệm bạc trượt bimetal quy mô phòng thí nghiệm 63
Kết luận chương 5 63
Kết luận và kiến nghị 64
A.Kết luận chung đề tài 64
B. Kiến nghị 65
Danh mục tài liệu tham khảo 66
Phụ lục 69
10

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI
1. Cơ sở pháp lý:
- Bản Thuyết minh đề tài, trong đó giải trình các nhiệm vụ, chuyên đề được giao
và giả trình chi thực hiện đã được phê duyệt;
- Bản Hợp đồng của Bộ Công Thương số 43.12.RD/HĐ-KHCN giao nhiệm vụ
cho Viện Nghiên cứu Cơ khí và Chủ nhiệm đề tài (xem phần Phụ lục).
2. Nhiệm vụ chính đăng ký theo Hợp đồng:
Các công việc chính theo bản Thuy
ết minh đề tài và Hợp đồng như sau:
A) Báo cáo tổng quan về các kết quả nghiên cứu chế thử vật liệu bimetal thép
08Kn – AO9-2 làm bạc trượt:
1. Viết báo cáo chuyên đề 1: “Nghiên cứu tổng quan công nghệ chế tạo vật liệu
bimetal thép – hợp kim nhôm chịu mòn làm bạc trượt”;
2. Viết báo cáo chuyên đề 2: “Nghiên cứu cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm
áp dụng cho đúc hợp kim nhôm chịu mòn”;
3. Viết báo cáo chuyên
đề 6: “Nghiên cứu đề xuất mô hình thử nghiệm đo và tính
toán lượng mòn nhanh hợp kim nhôm AO9-2 trong quy mô phòng thí nghiệm”;
B) Tài liệu kỹ thuật – công nghệ chế tạo vật liệu bimetal thép 08Kn – AO9-2
làm bạc trượt:
4. Viết báo cáo chuyên đề 3: “Nghiên cứu thực nghiệm đúc, cán hợp kim nhôm
chịu mòn AO9-2 và giám định chất lượng phôi đúc”;
5. Viết báo cáo chuyên đề 4: “Nghiên cứu hàn nổ và giám định chất lượng phôi
bimetal (mẫu QHTN)”;
6. Viết báo cáo chuyên đề 5: “Nghiên cứu nhi
ệt luyện phôi bimetal sau hàn nổ và
biến dạng dẻo, giám định mẫu vật liệu bimetal và bạc trượt”; Viết báo cáo chuyên đề 7:
“Nghiên cứu lập quy trình công nghệ gia công chế tạo bạc trượt hai nửa (biên và paliê)
từ phôi vật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm”;

C) Kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm:
7. Chế thử 05 bộ bạc trượt động cơ xe ô tô vận tải cỡ 3,5 tấn hoặc xe ô tô con 4-9
chỗ ngồi: Do thờ
i gian hạn chế, đề tài chọn động cơ xe ô tô tải có công suất lớn hơn để
thử nghiệm, chưa thử trên động cơ xe ô tô con);
8. Lắp ráp thử vào động cơ xe thí nghiệm đạt yêu cầu (có biên bản giám định).
3. Kết quả chính đạt được:
- Hoàn thành các báo cáo chuyên đề đăng ký theo hợp đồng (nghiên cứu lý
thuyết), đã được kiểm tra trung gian ở Viện đạt yêu cầu;
- Hoàn thành các thí nghi
ệm đúc, cán, hàn nổ, cán là, xử lý nhiệt để tạo băng vật
liệu bimetal thép 08Kn- hợp kim nhôm AO9-2 làm bạc trượt ở quy mô phòng thí
nghiệm, kết hợp với Viện KHCN Mỏ - Luyện kim (khâu đúc hợp kim) và Công ty
TNHH MTV Cơ khí Ngô Gia Tự là cơ sở sản xuất có máy cán và các máy móc thiết bị
gia công bạc trượt cần thiết;
- Hoàn thành việc xác định công nghệ gia công bạc trượt hai nửa từ băng vật liệu
bimetal, chế thử 05 bộ bạc để lắp ráp vào động cơ thử nghiệm trên xe ô tô tải (xe Tập
lái của Trường Cao đẳng Công nghiệp và Xây dựng), có biên bản về chạy thử trong bãi
tập lái xe của Trường đạt yêu cầu, chưa có sự cố kỹ thuật.

11


A. NỘI DUNG CHÍNH BÁO CÁO

ĐẶT VẤN ĐỀ
Các kim loại và hợp kim ở dạng đơn kim loại không thể có được các tính năng
tổng hợp như yêu cầu chế tạo vật liệu chịu mòn cao để sử dụng làm bạc trượt của máy
móc thiết bị và trong động cơ máy động lực. Do vậy, từ những năm 1950 thế kỷ trước,
trên thế giới tại các nước công nghiệp phát triển G8 như Anh, Mỹ, Tây Đức, Nga,

Belarus, Nhật Bản ng
ười ta đã nghiên cứu và đưa vào sản xuất các loại vật liệu
bimetal (2 lớp), trimetal (3 lớp) và hợp kim nhiều lớp như: thép – hợp kim đồng chì;
thép - hợp kim đồng la-tông; thép – hợp kim nhôm ACM (AO6-1; AO20-1) ở dạng tấm
hoặc băng để thay thế cho việc đúc hợp kim đồng chì đơn lớp (mônôlit) trước đó nhằm
mục tiêu sử dụng trong các ngành công nghiệp chế tạo máy. Do hợp kim đồng là vật
liệu đắt tiề
n, nên xu hướng sử dụng hợp kim nhôm làm bạc trượt ngày càng phổ biến
trên thế giới. Đặc biệt là, khả năng dẫn nhiệt cao, khả năng chịu mòn tương đương các
bạc đồng hợp kim của các mác vật liệu hợp kim nhôm – đồng – silíc, hợp kim nhôm –
grafit dùng để chế tạo bạc trượt đã làm giảm giá thành của chúng rất đáng kể.
Mỗi một loại sản phẩm bimetal hoặc trimetal nói trên đều c
ần có những bí quyết
công nghệ đặc trưng, nếu không mua bản quyền bí quyết công nghệ của chính hãng nước
ngoài có giá thành rất cao, thì phải trên cơ sở tích luỹ các kết quả nghiên cứu cơ bản và
kinh nghiệm thực tiễn mà các nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực này đã công bố trong và ngoài
nước. Hợp kim nhôm chịu mòn có khả năng biến dạng dẻo được ở mức độ cao thường
dùng để sản xuất v
ật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm làm bạc trượt bằng các công nghệ
cán dính hoặc hàn nổ [1÷4], [10]. Hợp kim nhôm chịu mòn khó biến dạng dẻo hơn, ví dụ
như nhôm – grafit, nhôm – đồng – silíc , thường được dùng để đúc tạo phôi bạc trượt ở
dạng vật liệu tổ hợp (compozit) trong khuôn kín dưới áp lực (đúc áp lực).
Trong quá trình hội nhập kinh tế thế giới, một số ngành kinh tế củ
a nước ta đang có
nhu cầu sử dụng các vật liệu có tính năng đặc biệt của vật liệu mới. Việc tổ chức và thực
hiện một đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới để chế tạo bạc trượt compozit hệ
nhôm – graphit thay thế bạc đồng chì là rất quan trọng và có nhu cầu trong thực tiễn sản
xuất máy động lực hiện nay ở nước ta. Ngoài ra, đề tài còn có th
ể gắn kết việc nghiên cứu
khoa học với đào tạo nguồn nhân lực Kỹ thuật – Công nghệ tại chỗ cho các doanh nghiệp

trong nước, nâng cao năng lực nguồn nhân lực KHCN và sức cạnh tranh của họ trong việc
tiếp thu công nghệ mới, sản phẩm mới.
- Từ trước tới nay ở Việt Nam các loại bạc trượt trong máy móc thiết bị công
nghiệp, cũng như trong động cơ ô tô, xe máy, máy
động lực và máy nông nghiệp đều sử
dụng hợp kim đồng, công nghệ chủ yếu là đúc với tỷ lệ phế phẩm và tiêu hao nguyên
vật liệu cao, chất lượng theo các mẻ đúc không ổn định.
- Từ những năm 1981-1984 tại Viện Nghiên cứu Máy (nay là Viện Nghiên cứu Cơ
khí) đã phối hợp với Nhà máy Phụ tùng ô tô số 1 (nay là Công ty Phụ tùng 1) nghiên cứu
ứng dụng thử nghiệm công nghệ cán dính và công nghệ hàn nổ
để tạo phôi bimetal thép –
hợp kim nhôm ACM (AO6-1) làm bạc paliê và bạc biên cho động cơ ô tô công suất nhỏ.
Ví dụ như: Viện Nghiên cứu Máy đã chế tạo thử bạc trượt cho động cơ ô tô vận tải IFA-
W50 (Đức), PERKING – P354 (Trung Quốc), DESOTO (Mỹ) từ băng bimetal hàn nổ
thép 08Kп – AO6-1; bạc trượt động cơ Diezen D9, D12, D22T từ băng bimetal cán dính
thép 08Kп – ACM [10]. Còn trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã phối hợp với nhà máy
ô tô Ngô Gia Tự (nay là Công ty Cơ khí Ngô Gia Tự) chế thử bạc trượt thép 08Kп –
12


ACM bằng phương pháp cán dính. Kết quả thử nghiệm đối với các sản phẩm nghiên cứu
giai đoạn này tuy có nhiều tiềm năng ứng dụng, nhưng do điều kiện kinh tế - xã hội lúc
đó ở nước ta chưa có điều kiện đầu tư cho việc xây dựng cơ sở sản xuất bạc trượt
bimetal, nên chưa chuyển giao công nghệ được.
Mặt khác qua giám định ch
ạy thử một số bạc trượt làm từ vật liệu bimetal thép
08Kп – ACM trong động cơ diesel nói trên cho thấy hợp kim nhôm mác ACM chỉ có thể
sử dụng trong động cơ máy nông nghiệp cỡ nhỏ (dưới 50 mã lực), chưa đảm bảo tính
năng sử dụng trong các động cơ ô tô chạy xăng và diesel hiện đại ngày nay có công suất
lớn lớn hơn nhiều.

- Gần đây, Công ty Cơ khí Ngô Gia Tự (Tổng công ty Công nghi
ệp ô tô Việt
Nam, Bộ Giao thông Vận tải) đã có đầu tư một xưởng pilốt nhỏ chuyên sản xuất băng
vật liệu bimetal thép – hợp kim đồng làm bạc cân bằng xe ô tô bằng phương pháp luyện
kim bột. Thiết bị được nhập của Trung Quốc. Tuy nhiên, việc khai thác dây chuyền này
để sản xuất các loại bạc cân bằng chịu tải trọng cỡ vừa và lớn, đặc biệt là bạc trượt có
lớp hợp kim nhôm chịu mòn trong các máy động lực có nhu cầu thay thế trên thị trường
hiện nay thì do điều kiện kỹ thuật của thiết bị không thể thực hiện được. Nhiệt độ thiêu
kết đối với bột hợp kim nhôm yêu cầu phải cao, vì luôn có màng ôxít nhôm trên bề mặt
các hạt nhôm và đòi hỏi môi trường thiêu kết là chân không
Do vậy, đề tài có tính cấp thiết và khả năng ứng dụng cao.


















13

Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước:
Các công nghệ phổ biến nhất và có hiệu quả trong sản xuất vật liệu bimetal ở
trong và ngoài nước đã được nhóm nghiên cứu là tác giả các công trình [1÷3], [6÷9],
[11÷31], [32÷39] công bố.
Như đã biết trong nhiều công trình công bố gần đây, có rất nhiều phương pháp
công nghệ khác nhau (kể cả công nghệ đúc – cán luyện kim truy
ền thống và các công
nghệ tiên tiến) để chế tạo vật liệu nhiều lớp (bimetal, trimetal) sử dụng trong công
nghiệp chế tạo máy, ô tô, máy động lực đã được nghiên cứu ứng dụng tại các nước
công nghiệp phát triển trên thế giới như Anh, Đức, Nga, Mỹ. Tùy theo năng lực công
nghiệp luyện kim của mỗi nước do mức đầu tư thiết bị tạo áp lực cao có công suất rất
l
ớn và trình độ hiện đại hóa của chúng mà quy mô chế tạo vật liệu bimetal, trimetal ở
các nước đó khác nhau. Hai công nghệ chính trong sản xuất vật liệu bimetal ở ngoài
nước là công nghệ cán dính và hàn nổ [2÷5], [10].
Ở Việt Nam tuy đã có một vài nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu bimetal
như: thép 08Kп – hợp kim nhôm ACM [2]; thép 08Kп – hợp kim nhôm AO9-1 làm bạc
trượt động cơ diesel công suất nhỏ
[34]; thép các bon – thép dụng cụ [12], [13],
[24÷29]; thép các bon thấp (08s) – hợp kim đồng luyện kim bột làm bạc trượt [6÷8] và
các chi tiết truyền dẫn điện động lực kiểu tiếp xúc [15], [30], [31]; thép CT.3 – nhôm
AA1050 – hợp kim nhôm AA5083 [19], [20], [22], [23] hoặc thép CT.3 hợp kim nhôm
AMг6 làm chi tiế
t trung gian trong công nghiệp đóng tầu thủy [14]. Công nghệ hàn nổ
được nghiên cứu ứng dụng làm vật liệu composit thép 08Kп – hợp kim đồng БрОФ6,5-
0,15 sử dụng trong chế tạo bạc trượt ở Liên bang Nga cho trong các công trình [35].

Vấn đề khó khăn nhất trong các công nghệ sản xuất phôi bimetal nói chung là
cần có máy cán tấm (băng) công suất lớn để cán dính sơ bộ được phôi paket từ 2 lớp vật
liệu khác nhau ở
trạng thái nguội, đảm bảo lượng biến dạng dẻo tương đối của chúng
ngay trong lượt cán đầu tiên đạt trên 55 %. Những máy cán dính như vậy hiện nay ở
nước ta chưa có và việc đầu tư các thiết bị này là bất khả kháng, do tốn kém nhiều
ngoại tệ, còn sản lượng tiêu thụ các loại vật liệu bimetal là không đáng kể sẽ dẫn đến
khó thu hồi vốn đầu tư.
Vì vậ
y, việc tìm ra một giải pháp công nghệ thích hợp ở nước ta vừa đảm bảo
được khả năng chế tạo vật liệu bimetal có kích thước hình học đủ lớn cho chế tạo sản
phẩm cơ khí nói chung và bạc trượt nói riêng là vấn đề hết sức cấp thiết. Do vậy ở
phạm vi nghiên cứu của đề tài này, chúng tôi chỉ mới đề cập đến công nghệ phối hợp
hàn nổ
và biến dạng dẻo bằng phương pháp cán để chế tạo phôi vật liệu bimetal thép –
hợp kim nhôm sử dụng làm bạc trượt cho động cơ diesel, động cơ xăng của ô tô cỡ nhỏ
(xe con 4 ÷ 9 chỗ và xe tải đến 3,5 tấn).
Dưới đây trình bày một vài phương pháp chế tạo vật liệu bimetal phổ biến và
điển hình trên thế giới, lấy ví dụ là công nghệ chế tạo các tiếp xúc đ
iện bimetal bao gồm
một tổ hợp nhiều công đoạn công nghệ có liên quan tới: làm sạch bề mặt tiếp xúc phôi;
thực hiện phương án tạo liên kết bimetal; tạo hình các chi tiết tiếp xúc điện bằng dập cắt
hoặc gia công cơ khí. Phân loại các phương pháp chế tạo vật liệu tiếp xúc điện bimetal
cho trên hình 1.1 [31].

14

Hình 1.1. Phân loại các phương pháp chế tạo bimetal kỹ thuật điện [31]

Vật liệu bimetal sử dụng làm phôi chế tạo bạc trượt đòi hỏi phải có độ bền bám
dính 2 lớp thép và hợp kim chịu mòn cao (có giá trị trên 40 MPa) mới đảm bảo trong
quá trình làm việc của bạc trượt lớp hợp kim chịu mòn không bị bong tróc khỏi lớp nền
thép. Do vậy, chỉ có thể sử dụng các phương pháp biến dạng dẻo.
a) Công nghệ rèn cháy tạo phôi bimetal
Phương pháp rèn cháy tạo vật liệu bimetal được sử
dụng rất lâu đời, chủ yếu để
rèn vũ khí như dao (kiếm) từ các lớp thép đặc biệt ở phần lưỡi với thân dao (kiếm).
Nguyên lý công nghệ rèn cháy lấy ví dụ cho sản xuất dao cắt bimetal được cho trên
hình 1.2 [31].

Hình 1.2. Sơ đồ rèn cháy tạo vật liệu băng bimetal: 1) Băng thép hợp kim lưỡi cắt;
2) Tấm thép các bon (lớp nền); 3) Đế rèn; 4) Búa rèn; b - chiều rộng băng thép hợp
kim (lớp phủ);
δ
1
,
δ
2
- chiều dày lớp thépnền và lớp thép hợp kim phủ tương ứng

Bản chất công nghệ ở đây là người ta phải làm sạch bề mặt tiếp xúc 2 lớp thép
khác nhau trước khi chồng xếp vào nhau ở phần xác định làm lưỡi cắt, sau đó làm kín
và nung nóng đến nhiệt độ rèn (có thể đến trên 1200
O
C), tiếp sau đó là rèn tự do để tạo
biến dạng dẻo đồng thời cả 2 lớp kim loại, nhằm tạo ra liên kết bền vững giữa chúng.
Kết thúc rèn thường ở nhiệt độ có thể tôi ngay sản phẩm rèn. Nếu còn phải tiếp tục gia
công thì nhất thiết phải có nguyên công ủ hoặc thường hóa để cải thiện cơ tính và tính
δ1
3
21
4
δ

P
L
b
δ2
Các phương pháp chế tạo vật liệu bimetal làm
tiế
p
xúc đi
ệ
n
Biến dạng dẻo
Không biến dạng dẻo
Hàn đắp
Mạ phủ
Hàn tiếp xúc
Cán n
g
u
ộ
i t
ạ
o
p
hôi
Cán nóng tạo phôi
Hàn tiếp xúc dưới áp lực
Rền cháy, Hàn đắp trong
khuôn cán
15

dẻo của toàn bộ vật liệu bimetal. Như vậy, phương pháp rèn cháy là thủ công, chất
lượng vật liệu bimetal hoàn toàn phụ thuộc vào kinh nghiệm của thợ rèn và năng suất
thấp. Ngày nay, với các công nghệ tiên tiến khác đã được ứng dụng phổ biến ở ngoài
nước cho thấy không nên dùng cho việc tạo phôi bimetal thép các bon - thép hợp kim
làm dụng cụ cắt.

b) Công nghệ hàn đắp trong khuôn cán
Phương pháp hàn đắp trong khuôn cán ép định hình được sử dụng để sản xuất các
bimetal dạng tấm, băng phẳng hoặc dạng prophin, thường dùng là đắp vật liệu bạc (Ag)
lên nền thép dưới áp lực để chế tạo vật liệu tiếp xúc điện. Trên thực tế sản xuất vật liệu
tiếp xúc điện bề rộng băng cán thường không lớn, còn vật li
ệu hàn đắp lên nền thép là
bạc (Ag) có độ dẻo cao, nên chỉ cần sử dụng máy cán công suất nhỏ mà vẫn đảm bảo
được năng suất cao. Sau khâu hàn đắp đầu tiên phôi bimetal được tiếp tục cán để làm
tăng cơ tính, trước tiên là tăng độ cứng và độ đàn hồi của nó. Phương pháp này được
dùng chủ yếu là đối với bimetal có prophin hoặc băng phẳng để làm vật liệu chế tạo
tiế
p xúc điện [31]. Sơ đồ nguyên lý công nghệ này cho trên hình 1.3.
Công nghệ hàn đắp lớp hợp kim đồng hoặc hợp kim nhôm chịu mòn lên nền lớp
thép 08Kп làm phôi chế tạo bạc trượt thường đòi hỏi phải có thiết bị chuyên dùng để
làm sạch bề mặt tiếp xúc hàn, áp lực cán cần thiết rất cao để cán ép chúng đảm bảo tạo
ra liên kết kim loại giữa hai lớp vật liệu bimetal có tính năng khác nhau. Nh
ư vậy, đòi
hỏi phải có đầu tư máy cán ép định hình công suất lớn và thiết bị phụ trợ khá phức tạp,
chi phí tốn kém. Vì thế trong điều kiện kinh phí đầu tư ở Việt Nam hiện nay cho nghiên
cứu của đề tài này rất hạn hẹp thì việc đặt vấn đề để tạo phôi bimetal thép 08Kп - thép
hợp kim nhôm chịu mòn làm bạc trượt là không hiện được.
1
2

1
2
3
4
6
I
7
8
9
I
5

Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất vật liệu bimetal bằng phương pháp
hàn đắp lớp hợp kim chịu mòn trong khuôn cán định hình [31]: 1 - Các cuộn băng vật
liệu tiếp xúc điện (lớp nền và lớp phủ); 2- Các chổi sắt; 3 - Bể tẩy rửa; 4 - Trục dẫn
hướng; 5 - Lò cảm ứng liên tục; 6 - Máy cán 2 trục; 7 - Bể tẩy rửa; 8 - Máy cán kiểu
4 trục; 9 - Máy cuộn băng

c) Công nghệ hàn tiếp xúc tấm phẳng dưới áp lực
Hàn tiếp xúc dưới áp lực là một trong những phương pháp hàn có biến dạng dẻo
phổ biến để tạo phôi bimetal (tạo ra liên kết kim loại giữa hai lớp vật liệu gần giống
nhau hoặc khác nhau về cơ lý tính). Tuy nhiên, để hàn dính được các lớp vật liệu kim
loại và hợp kim có kích thước chiều rộng lớn, sử dụng làm dụng phôi bạc trượt m
ột
cách có hiệu quả là một vấn đề khá khó khăn bởi hạn chế công suất của các thiết bị hàn
tiếp xúc. Mặt khác, với quy mô nghiên cứu thử nghiệm với sản phẩm bạc trượt động cơ
ô tô tải (dưới 3,5 tấn) theo dự kiến loạt nhỏ cảu đề tài trong điều kiện Việt Nam, thì việc
đầu tư một thiết bị hàn tiếp xúc công suất lớn c
ũng là không phù hợp.
16

Trên hình 1.4 thể hiện một ví dụ về công nghệ sản xuất tiếp xúc điện bimetal
bằng phương pháp hàn tiếp xúc dưới áp lực [31]. Ta thấy rằng quy trình công nghệ ở
đây không phức tạp nhưng vẫn phải đảm bảo các bước sau đây: phôi pakét hàn tiếp xúc
(4) phải được làm sạch trong thiết bị chuyên dụng (1), sau đó đi qua buồng sấy khô (2)
và đi vào vùng hàn tiếp xúc dưới áp lực trên máy ép nén (3), ti
ếp theo đi vào lò sấy (5),
máy cán (6) và máy cắt phôi (7).
1
2
3
4
5
6
7

Hình 1.4. Sơ đồ công nghệ quá trình sản xuất tiếp xúc điện bimetal bằng phương pháp
hàn dưới áp lực [31]: 1) Máy làm sạch vật liệu đầu vào; 2) Lò sấy;3) Máy ép tạo pakét;
4) Pakét hàn bimetal; 5) Lò sấy; 6) Máy cán 4 trục; 7) Máy cắt

Từ hình 1.4 cho thấy: sau khi hàn dưới áp lực trên máy ép 3, phôi bimetal được
cán xuống kích thước yêu cầu trên máy cán (6) bằng nhiều lượt cán. Công đoạn ủ khử
ứng suất được tiến hành trong lò ủ có khí bảo vệ. Trước lượt cán cuối cùng băng bimetal
được tẩy sạch bề mặt trong dung dịch axit tương ứng. Phương pháp hàn dưới áp lực cho
phép sản xuất các băng bimetal có chiều dài tùy ý, điều đó cho ta có khả năng kiểm soát
trong khoảng rấ
t hẹp độ cứng của lớp kim loại nền và lớp kim loại tiếp xúc điện trực tiếp
trong hệ thống các chuyển mạch điện. Nếu dùng máy cán có đảo chiều thì năng suất tăng
lên gấp 1,5 ÷ 2 lần so với máy cán không đảo chiều. Kích thước phôi đầu vào ban đầu

phụ thuộc vào công suất của máy ép dính và đó là nhược điểm của phương pháp này
(phải có đầu tư m
ới các thiết bị công nghệ, chi phí tốn kém).
Như vậy, công nghệ hàn tiếp xúc dưới áp lực cũng giống như phương pháp hàn
đắp bimetal dạng băng, cho năng suất và chất lượng ổn định hơn so với công nghệ rèn
cháy nêu trên, nhưng phạm vi ứng dụng có nhiều hạn chế do phải đầu tư các thiết bị
chuyên dùng công suất lớn mới đảm bảo khả năng tạo phôi bimetal thép các bon thấp −
hợp kim chịu mòn làm bạc trượt có kích thước lớn trong công nghiệp. Đối với vật liệu
bimetal thép các bon thấp – hợp kim đồng (hợp kim nhôm) làm bạc trượt có thể nhận
được bằng phương pháp hàn nguội dưới áp lực, song thời gian tạo liên kết giữa 2 lớp
bimetal rất dài, không kinh tế.

d) Công nghệ cán dính tạo băng bimetal ở trạng thái nguội
Công nghệ cán dính hai lớp kim loại ở trạng thái nguội ra đời khoảng năm
1950. Ở hầu hết các nước công nghiệp phát triển trên thế giới người ta đã thực hiện
hàng loạt các nghiên cứu ứng dụng các công nghệ sản xuất vật liệu tấm hoặc băng hợp
kim nhiều lớp (bimetal, trimetal) dùng để chế tạo bạc trượt và các chi tiết máy ch
ịu mòn
khác bằng phương pháp cán dính pakét thép - hợp kim nhôm chịu mòn, thép - thép hợp
kim (sau đúc rót trong khuôn kim loại chuyên dụng).
Trên hình 1.5 là sơ đồ nguyên lý công nghệ cán dính tạo phôi vật liệu bimetal chủ
yếu dùng làm phôi chế tạo bạc trượt [2], [28], [31]. Điều kiện tiên quyết ở công nghệ này để
hai lớp kim loại bám dính vào với nhau thì việc làm sạch bề mặt tiếp xúc của chúng rất khắt
khe, đảm bảo
độ sạch gần như tuyệt đối (sáng bóng như màu ánh kim), không bị ẩm và bám
bụi bẩn hoặc các hợp chất hữu cơ. Mức độ cán ép tương đối ngay trong lượt cán đầu tiên của
17


phôi pakét phải đạt ε

1
= 55 ÷ 60 % mới tạo ra liên kết kim loại sơ bộ giữa 2 lớp cán dính.
Bước tiếp theo đó là phải qua ủ khuếch tán rồi mới tiếp tục cán phôi bimetal nhận được sau
lượt 1 đến kích thước cơ bản yêu cầu làm dao cắt công nghiệp.
Ta thấy rằng: mặc dù có nhiều ưu điểm hơn so với các công nghệ truyền thống
khác, nhưng để tạo phôi bimetal có kích thước chiều dày và chiều dài lớn dùng làm
phôi chế tạo dao cắt bimetal trong công nghiệp ở nước ta thì công nghệ này cũng rất
phức tạp, đòi hỏi khắt khe về các bước công nghệ và mặt khác đối với nước ta là không
thực hiện được, do không có các dây chuyền thiết bị cán dính chuyên dụng công suất đủ lớn
để biến dạng dẻo ở trạng thái nguội ngay trong một lượt cán dính đầu tiên như đã nêu
trên.
















Hình 1.5. Sơ
đồ nguyên lý công nghệ cán dính tạo phôi bimetal dạng băng [2] : 1) Trục cán trên ;
2) Pakét băng cán bimetal ; 3) Trục cán dưới; H

1
, H
2
- Chiều dày lớp hàn và lớp nền trước khi đi vào
ổ biến dạng; h
1
, h
2
- Chiều dày lớp hàn và lớp nền sau khi đi qua ổ biến dạng

Quy trình công nghệ cán dính tạo phôi bimetal ở trạng thái nguội tương tự như khi
hàn đắp trong khuôn cán nhờ dòng điện cảm ứng trong sản xuất vật liệu bimetal làm
tiếp xúc điện cho trên hình 1.4: hai lớp vật liệu đầu vào (lớp kim loại nền và lớp phủ)
được quấn ở dạng các rulon (băng cuộn) và đi vào các bể tẩy rửa riêng biệt với nhau.
Vật liệu sau khi được tẩy sạch và đánh bóng cơ
học được xấp vào với nhau bằng các
con lăn ngay trước máy cán dính. Sau mỗi một lượt cán phôi bimetal đều được ủ khử
ứng suất, tẩy sạch bề mặt và tiếp tục cho vào máy cán để cán tới chiều dày yêu cầu. Để
nhận được chất lượng bám dính 2 lớp bimetal có chất lượng cao cần có máy cán công
suất lớn, đảm bảo được tổng biến dạng phôi bimetal trong mỗi lượt cán đến 95 % [35].
Theo các nghiên c
ứu ở nước ngoài đã được tác giả công trình [35] trích dẫn cho
thấy: để nhận được bimetal đồng – bạc bằng phương pháp cán dính ở trạng thái nguội
cần có biến dạng khoảng 84 ÷ 87 % trong mỗi lượt cán. Độ bền bám dính 2 lớp khi đó
đạt 165 ÷165 MPa. Sai khác về trở kháng chống biến dạng của vật liệu lớp nền và lớp
phủ dẫn đến sự khác nhau về chi
ều dày cả hai kim loại theo chiều dài băng bimetal.
Hiện tượng này, có thể giảm xuống nhờ biện pháp biến cứng lớp kim loại mềm hơn
trước khi đưa vào cán dính.

H1
H2
I
d1
I
d2
R
2
R
1
α
2
α
1
n
1
n
2
Trôc c¸n trªn (1)
Trôc c¸n d−íi (3)
Líp b¨ng
hîp kim chÞu mßn
Líp nÒn thÐp
(2)
h1
h2
V cán
18

e) Công nghệ cán dính tạo phôi bimetal ở trạng thái nóng
Công nghệ cán dính ở trạng thái nóng cũng được sử dụng để chế tạo vật liệu
bimetal trong chế tạo máy rất có hiệu quả bởi nó cho phép nhận được sản phẩm có chất
lượng ổn định và năng suất cao, dễ tự động hoá. Áp lực cán dính hai lớp kim loại ở
trạng thái nóng thường thấp hơn ở trạng thái nguội. Tuy nhiên, công nghệ
cán dính ở
trạng thái nóng cũng có hạn chế theo chiều cao tối đa của pakét (chiều dày tổng cộng
lớp nền thép và lớp hợp kim chịu mòn), chiều rộng tấm cán và có liên quan tới công
suất và kết cấu của máy cán được sử dụng trong sản xuất luyện kim. Ngoài ra, những
yêu cầu rất cao của việc làm sạch các bề mặt tiếp xúc trước khi xếp thành pakét để cán
dính hai lớp kim loại với nhau là những trở
ngại chính trong việc thực hiện công nghệ
cán dính. Trên hình 1.6 thể hiện sơ đồ quá trình chế tạo băng bimetal bằng công nghệ
cán dính ở trạng thái nóng để sản xuất vật liệu bimetal làm tiếp xúc điện [31].
Quy trình công nghệ tương tự như khi cán dính ở trạng thái nguội, nhưng trong
trường hợp này do trở kháng chống biến dạng của các lớp thép các bon và thép dụng cụ
ở nhiệt độ nung cao thấp h
ơn, nên mức độ biến dạng dẻo ngay trong lượt cán đầu tiên
tuy có giảm xuống, nhưng vẫn đòi hỏi ở mức khá cao (trên 40 %). Do vậy công suất
máy cán dính tuykhông lớn bằng máy cán nguội, nhưng vẫn rất lớn so với máy cán
thường.
1
2
4
5
6
7
8
3

Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ sản xuất tiếp xúc điện bimetal bằng phương pháp cán dính ở trạng
thái nóng [31]: 1) Lò nung phôi liên tục; 2) Đường dẫn con lăn; 3) Đèn khò bằng khí gas;
4) Pakét; 5) Máy cán hai trục; 6) Lò nung; 7) Máy cán 4 trục; 8) Máy cắt

Từ hình 1.6 cho thấy: phôi cặp đôi (paket) bimetal đầu tiên đi vào lò liên tục có
khí bảo vệ 1. Paket bimetal cũng có thể được bảo vệ khỏi bị ôxy hóa bằng các phương
pháp đã trình bày ở phần trên. Sau khi nung nóng đến nhiệt độ cho trước các paket
bimetal được vận chuyển bằng các con lăn có khí ga bảo vệ 2 đến máy cán nóng 5, đi
qua lò ủ 6 và vào máy cán nguội 7 cho đến khi đạt được chiều dày yêu cầu. Phương
pháp này có năng suất cao hơn so với hàn dưới áp lự
c.
Một trong những đặc điểm của công nghệ này là nhiệt độ của phôi paket khi cán
nóng có thể dao động trong một khoảng hẹp: tốc độ cán phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố,
nhưng quan trọng nhất là phụ thuộc vào chiều dài phôi ban đầu, khi sản xuất băng bimetal
đồng – bạc (có dải bạc làm lớp tiếp xúc điện trực tiếp) từ paket với kích thước 20 x 120 x
400 mm thì tốc độ cán thích h
ợp là 0,28 ÷ 0,42 m/s [31]. Khi cán dính các băng bimetal có
dải vật liệu tiếp xúc điện trực tiếp chúng cần có chiều rộng đồng đều và khoảng cách giữa
lớp phủ với lớp nền phải đều nhau, điều này tạo điều kiện thuận lợi hơn cho khâu đột dập
chi tiết tiếp xúc điện về sau.
19



Hình 1.7. Phương pháp bảo vệ kim loại khỏi ôxy hóa theo cách đóng gói bằng bao bì
kim loại [31]: a )– Phôi cán đơn chiếc không đối xứng pakét bimetal; b) – Phôi cán
đối xứng cặp đôi paket bimetal: 1 – Vật liệu tiếp xúc điện trực tiếp; 2 – Vật liệu hàn;
3 – Bao bì kim loại bảo vệ

a) b)
c)
1
d)
Hình 1.8. Phương pháp bảo vệ kim loại khỏi ôxy hóa nhờ hàn bịt kín: a, b) – Phôi cán
đơn chiếc không đối xứng paket bimetal; c, d) – Phôi cán đối xứng cặp đôi pakét
bimetal [31]: 1 – Vật liệu tiếp xúc điện trực tiếp; 2 – Vật liệu hàn; 3 – Vật liệu kim
loại nền; 4 – Lớp kim loại mỏng làm vách ngăn giữa 2 pakét bimetal


Khi sử dụng phương pháp cán dính phôi bimetal không đối xứng (hình 1.7 a) năng
suất tăng gấp đôi so với khi cán đối xứng (hình 1.7 b). Trong trường hợp cán đối xứng
cần phải đặt thêm một lớp lót trung gian thường là thép 12X18H9T (thép không rỉ) có
chiều dày 0,4 ÷ 0,8 mm, được phủ cả hai mặt bởi một lớp dung dịch CaCO
3
. Để chống
phôi dính bám vào bao bì, trong một số trường hợp người ta cho bột grafit, ôxit hoặc
silicat được hòa tan trong nước, nước thủy tinh hoặc trong ête.
Bảo vệ các bề mặt tiếp xúc hai lớp kim loại trước khi cán dính khỏi tác động của môi
trường không khí thường được thực hiện bằng cách hàn (hình 1.8), sau đó thì phải mài phẳng
vết hàn, quá trình này có thể tự động hóa. Trong nhiều trường hợp khác có thể bảo vệ bề mặt
tiếp xúc sau khi t
ẩy sạch bằng phương pháp mạ phủ, ví dụ như khi bảo vệ băng bimetal đồng
latông – bạc thì bề mặt lớp đồng hoặc latông được mạ phủ một lớp bạc có chiều dày khoảng
10 ÷ 20 µm [31].
Như vậy, việc tạo một lớp phủ bảo vệ bề mặt kim loại sau khi đã được tẩy sạch
khỏi tác động gây bẩ
n của môi trường có thể được thực hiện bằng nhiều cách, trong đó
có giải pháp sau: Trong lớp kim loại nền (đồng, latông hoặc thép) sau khi phay tạo rãnh
và đặt các dải băng vật liệu tiếp xúc điện trực tiếp đã làm sạch và sau đó hàn dính bằng

phương pháp cán ở trạng thái nguội với biến dạng lần cán thứ nhất khoảng 12 ÷ 18 %.
Chất lượng bám dính mối hàn khi đó chưa được hình thành, tuy nhiên
đã có sự nén ép
hai bề mặt tiếp xúc kim loại với nhau và do đó bảo vệ được tác động của môi trường
không khí khá tốt.
Nhận xét:
với những đặc điểm cơ bản nêu trên khiến việc lựa chọn công nghệ cán
dính nóng để chế tạo phôi bimetal thép các bon - hợp kim đồng (hợp kim nhôm) chịu
mòn làm bạc trượt trong công nghiệp nói chung ở Việt Nam cùng là không thích hợp.


20


f) Công nghệ luyện kim bột
Công nghệ luyện kim bột chủ yếu để chế tạo bạc trượt [3], [6], [7]; chế tạo mảnh
dao làm dụng cụ cắt gọt kim loại, mũi khoan, các chi tiết máy trong chế tạo cơ khí. Một
vài công trình nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Cơ khí đề cập đến ứng dụng công nghệ
luyện kim bột để
chế tạo chi tiết máy chịu tải trọng va đập lớn (ví dụ như tay biên động
cơ mô tô, bánh răng xích, bánh răng máy tiện,…là một hướng khác của công nghệ
luyện kim bột chế tạo chi tiết kết cấu, nên không đề cập ở đây).
Sơ đồ nguyên lý công nghệ chế tạo chi tiết máy khác nhau bằng phương pháp
luyện kim bột ở dạng đơn kim loại được cho trên hình 1.9÷1.10. Hình 1.9 cho thấy
nguyên lý công nghệ
này chủ yếu sử dụng để chế tạo các chi tiết máy kết cấu hoặc các
chi tiết bạc trượt composit dạng ống, ví dụ như chi tiết có dạng bậc. Sơ đồ công nghệ
luyện kim bột cho trên hình 1.10 chủ yếu sử dụng để chế tạo phôi vật liệu bimetal và
bạc trượt dạng ống hoặc dạng hai nửa trong động cơ máy động lực.

Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý công nghệ chế tạo chi tiết máy bằng phương pháp LKB [3]

21



Hình 1.10. Sơ đồ nguyên lý công nghệ chế tạo bạc trượt bimetal bằng phương pháp
Luyện kim bột (LKB) [3]

Như vậy: để sản xuất được các phôi vật liệu bimetal thép – hợp kim nhôm chịu
mòn ở dạng tấm (băng) có kích thước lớn cần phải đầu tư dây chuyền thiết bị luyện kim
bột với kinh phí khá lớn (đến hàng nhiều triệu đô la Mỹ), nên rất khó áp dụng công
nghệ này ở nước ta do kém hiệu quả kinh tế.
22


g) Công nghệ hàn nổ tạo phôi vật liệu bimetal
Như đã trình bày ở trên, ngoài các hướng công nghệ tạo phôi vật liệu bimetal làm
bạc trượt nói trên, công nghệ hàn nổ rất có tiềm năng phát triển ra nhiều chủng loại vật
liệu bimetal và đã được ứng dụng trong quy mô sản xuất công nghiệp ở các nước như
Nga, Mỹ với nhiều ưu điểm vượt trội của nó hơn các công nghệ
đã nêu.
Cùng với sự phát triển của công nghệ chế tạo máy hiện đại, ngày càng được ứng
dụng nhiều tổ hợp vật liệu đặc biệt, trong đó có vật liệu hợp kim hai lớp nhằm mục tiêu
tổng hợp các tính chất nổi trội của kim loại thành phần trong vật liệu mới, đảm bảo chế
độ làm việc ở điều kiện tải trọ
ng cao và khắc nghiệt trong các ngành kỹ thuật cơ khí
luyện kim, khái thác mỏ, kỹ thuật hàng không, tên lửa, kỹ nghệ hoá dầu, công nghiệp
hoá học… Những vật liệu mới này đều có thể được chế tạo bằng công nghệ hàn nổ.
Hiện nay, năng lượng nổ đã được ứng rộng rất rộng rãi trong sản xuất các loại vật liệu

hợp kim nhiều lớp, trong đó có bimetal, từ những kim lo
ại thành phần có cơ lý tính gần
giống nhau, và đặc biệt có hiệu quả khi hàn các kim loại có cơ lý tính khác xa nhau
bằng các phương pháp luyện kim truyền thống khác không thể tạo ra được mà không
cần phải đầu tư lớn các thiết bị tạo áp lực cao.
Bản chất của công nghệ hàn nổ là sử dụng năng lượng nổ của thuốc nổ công
nghiệp để chuyển thành động năng của tấm kim lo
ại hàn (tấm trên trực tiếp với lớp
thuốc nổ) tạo va đập vào tấm kim loại dưới (tấm nền) với tốc độ nổ khoảng hàng nghìn
mét/giây. Tại vùng va đập cục bộ nhiệt độ dưới áp suất va đập rất cao (hàng chục
gigapascal GPa) có thể lên tới hàng nghìn độ C, làm kim loại 2 lớp tại đó nóng chảy và
hình thành liên kết kim loại bền vững.
Theo các công bố trên tài liệu khoa học Hiệp hội hàn th
ế giới [12], [13], [28], [35]
thì ở Mỹ bằng một lần nổ người ta có thể tạo ra một tấm bimetal thép các bon - thép
không gỉ có diện tích đến 30 m
2
,

sử dụng để chế tạo các loại bồn chứa hoá chất cỡ lớn,
bởi vì với diện tích tiếp xúc giữa hai lớp kim loại lớn như vậy thì không thể có thiết bị
tạo áp lực nào có thể đạt công suất làm hai lớp kim loại đó dính kết ở mức tạo ra liên
kết mạng tinh thể kim loại với nhau được. Công nghệ hàn nổ ở Nhật Bản cũng đượ
c
nghiên cứu ứng dụng cho nhiều loại chi tiết máy đòi hỏi có tính năng tổ hợp.
Đặc điểm của quá trình hàn nổ là quá trình nhận được liên kết kim loại và hợp
kim dưới tác động của năng lượng sinh ra khi kích nổ các chất nổ. Lịch sử hình thành
quá trình công nghệ hàn nổ đã được đề cập trong các công trình [35]. Theo trích dẫn
của tác giả công trình này thì thông báo đầu tiên về hàn nổ hai đĩa mỏng hợp kim
đồng

latông với nhau do nhà nghiên cứu Karl công bố năm 1944. Trong năm 1944 ÷1946
hiệu ứng liên kết kim loại được nhóm các nhà nghiên cứu dưới sự lãnh đạo của M. A.
Lavrentiev và các cộng sự quan sát thấy khi thí nghiệm với tia kim loại cục bộ. Tuy
nhiên, các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng thực tế của hiện tượng này chỉ bắt đầu sau
năm 1961 tại Viện Thuỷ khí động học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô khi thự
c
nghiệm một trong các sơ đồ làm biến cứng hai tấm kim loại bằng năng lượng nổ. Các
nhà khoa học đã đề xuất sơ đồ hàn nổ nghiêng (hình 1.11 a), giả thiết cho rằng: cơ sở
của quá trình hàn nổ là sự hình thành tia kim loại cục bộ, xuất hiện trong các điều kiện va
đập với tốc độ cao giữa hai tấm kim loại nằm nghiêng một góc hoặc song song với nhau.
Khi kích nổ thuốc n
ổ, theo nó di chuyển mặt phân cách nổ với tốc độ lên đến
hàng nghìn mét trong một giây. Tốc độ va đập của tấm kim loại trên với tấm kim loại
dưới đạt đến 1.500 m/s. Tại điểm va đập xuất hiện một dòng có định hướng các hạt kim
loại, chuyển động với tốc độ cao trong khe hở giữa hai tấm kim loại hàn và tạo ra bề
mặt liên kết dạng sóng âm [35]. Tia kim loạ
i cục bộ làm sạch lớp màng ôxit trên các bề
23


mặt tiếp xúc hai tấm kim loại. Tại điểm va đập dưới tác động của áp suất và nhiệt độ rất
cao, hai tấm kim loại đi vào tiếp xúc trực tiếp một cách chặt chẽ và nhờ đó tạo ra liên
kết kim loại trên toàn bộ diện tích các bề mặt tiếp xúc. Trong công trình trên đã được đề
xuất các điều kiện hình thành tia kim loại cục bộ như sau:
1) Trong mọi trườ
ng hợp, không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của điểm va
đập , áp suất được tạo ra trực tiếp trước điểm va đập cần phải đủ lớn để thắng giới hạn
đàn hồi động của vật liệu và đảm bảo nén ép các bề mặt kim loại hàn vào tia kim loại
cục bộ;
2) Nếu tốc độ di chuyển của điểm va đập v

K
nhỏ hơn tốc độ truyền âm thanh C
O

trong vật liệu kim loại hàn thì về mặt lý thuyết tia kim loại cục bộ có thể được hình thành
ở mọi góc nghiêng α giữa hai tấm kim loại hàn. Tuy nhiên, trên thực tế mức áp suất cần
thiết được cho bởi một góc nghiêng tối thiểu nào đó;
3) Nếu điểm va đập di chuyển với tốc độ lớn hơn tốc độ sóng âm trong vật liệu
kim loại hàn thì tia kim loại cục bộ có thể
được hình thành chỉ ở góc nghiêng lớn hơn
một góc tới hạn nào đó.


Hình 1.11. Sơ nổ dưới góc nghiêng giữa 2 tấm kim loại (a) và tại một thời điểm nổ (b);
Sơ đồ nổ song song giữa 2 tấm kim loại (c) và tại một thời điểm nổ (d) [35]: 1 – Kíp nổ
điện; 2 – Thuốc nổ; 3 – Tấm kim loại hàn; 4 – Tấm kim loại nền (cố định); 5 - Đế nổ

Từ hình 1.11 cho thấy: tấm kim loại cố định (4) và tấm kim loại hàn (3) được đặt
dưới một góc nghiêng (α) ở khoảng cách cố định (h
O
). Trên tấm kim loại hàn (3) là lớp
thuốc nổ (2). Tại vị trí đỉnh góc nghiêng là kíp nổ (1). Tất cả phôi được đặt trên đế nổ
(5) bằng kim loại, bê tông, cát Khi bị kích nổ, theo toàn bộ lớp thuốc nổ sẽ lan truyền
sóng nổ với tốc độ (D) đạt tới vài nghìn mét trong một giây. Dưới sự tác dụng của áp
suất cao do sự nở của khí nổ, tấm kim loại hàn đạt được tốc độ (v
O
) khoảng vài trăm
mét trong một giây và va đập vào với tấm kim loại cố định dưới một góc xác định γ = β
+ α (γ - góc va đập; β - góc uốn động; α - góc nghiêng ban đầu). Kết quả của quá trình
kích nổ các chất nổ tạo ra áp suất và nhiệt độ rất cao, trong vùng tiếp xúc hai tấm kim

loại, tạo ra tia kim loại cục bộ tạo điều kiện cho chúng liên kết kim loại với nhau. Tốc
độ cao và áp suất cao ở vùng tiếp xúc xảy ra sự đánh sạch màng ôxit trên các bề mặt
24


tiếp xúc, làm linh hoạt hoá chúng và tạo ra mối liên kết kim loại giữa các lớp với nhau.
Mối liên kết kim loại đó thường có dạng sóng âm đặc trưng (hình 1.12 a), tuy nhiên
cũng có những trường hợp mối liên kết không có dạng sóng âm (hình 1.12 b) [35].
Trên hình 1.12 là ảnh chụp cấu trúc điển hình của liên kết 2 lớp kim loại trong
mối hàn nổ. Ta nhận thấy tùy theo chế độ hàn nổ khác nhau mà biên giới tiếp xúc giữa
2 tấm kim lo
ại hàn có thể là dạng hình sóng âm (hình 1.12 a), hoặc có thể có dạng gần
như một mặt phân cách phẳng (hình 1.12 b).

Hình 1.12. Hình dạng liên kết kim loại giữa hai lớp hàn nổ theo [35]
1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước:
Ở Việt Nam từ năm 1981 đã có một vài nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn nổ
tại Viện Nghiên cứu Máy (Bộ Cơ khí và Luyện kim) để tạo băng bimetal thép 08Kп −
ACM, thép 08Kп − AO6-1 làm phôi chế tạo bạc trượt động cơ ô tô, máy kéo [2]. Tuy
nhiên, kết quả khảo nghiệm các loại bạc trượt bimetal thép 08Kn – ACM, thép 08Kn-
AO6-1 cho thấy: các mác hợp kim nhôm lựa chọn lúc bấy giờ
còn chưa đủ tính năng để
sử dụng cho bạc trượt động cơ ô tô công suất trung bình, ví dụ như xe IFA-W50,
DESOTO-P354. Cũng trong thời gian tương tự, tại Trường Đại học Bách khóa Hà Nội,
nhóm nghiên cứu bộ môn Cán kim loại có phối hợp với nhà máy ô tô Ngô Gia Tự thử
nghiệm công nghệ cán dính tạo phôi bimetal thép 08Kn – ACM, sử dụng cho bạc trượt
động cơ diesel D6, D12, D22, nhưng kết quả chưa đạt yêu cầu. Phần lớn là do máy cán
thí nghiệ
m công suất nhỏ, không đủ áp lực để hàn dính các lớp thép và hợp kim nhôm
với nhau, bạc thường bị bong tróc sau một thời gian thí nghiệm không dài. Mặt khác,có

lẽ do chọn mác vật liệu hợp kim nhôm chưa đúng với gam tải trọng làm việc cần thiết.
Những năm gần đây, nhóm nghiên cứu về công nghệ hàn nổ gồm các nghiên cứu
sinh và học viên cao học tại Viện Nghiên cứu Cơ khí (Bộ Công Thương) đã thực hi
ện
nhiều nghiên cứu ứng dụng công nghệ hàn nổ chế tạo vật liệu bimetal phục vụ ngành
công nghiệp đóng tàu [11], [14], [16], [19], [20], [22], [23]; chế tạo xén giấy có kích
thước chiều dài lớn [28], chế tạo dao băm gỗ [29]….
Xuất phát từ tình hình nghiên cứu trong nước nói trên, đề tài l
ựa chọn phương án
phối hợp công nghệ hàn nổ với công nghệ cán để tạo phôi vật liệu bimetal thép – hợp
kim nhôm chịu mòn với mục tiêu chế tạo một số loại bạc trượt động cơ xe ô tô vận tải
có tải trọng đến 3,5 tấn và xe ô tô con 4 – 9 chỗ ngồi (lấy mẫu bạc trượt nhập ngoại).
Gam công suất thiết kế của các động cơ ô tô này chỉ dưới mứ
c 200 – 300 mã lực (C.V).
Cơ sở để lựa chọn phương án công nghệ phối hợp là có thể không cần đầu tư máy
cán dính công suất lớn mà vẫn đảm bảo hàn dính tốt lớp hợp kim nhôm chịu mòn với
lớp nền thép, sau đó chỉ cần cán là xuống đến kích thước chiều dày theo yêu cầu của
mỗi loại phôi bạc cần chế tạo trên máy cán hiện có tại một vài nhà máy trong nước.