nghiên cứu công nghệ mạ composite và ứng dụng thử nghiệm các chi tiết nhằm nâng cao chất lượng bề mặt

91

H1' - chi phí gián tiếp của xưởng phục hồi.
H2 và H '2 - chi phí gián tiếp của cả nhà máy về gia công cơ chuẩn bị, kết thúc
và về bản thân phục hồi.
M- chi phí nguyên vật liệu cho phục hồi.
Chi phí của chi tiết phục hồi phụ thuộc rất nhiều vào kế hoạch sản xuất năm
của cơ sở. Chi phí phục hồi chi tiết có thể chia thành, phần không phụ thuộc vào kế
hoạch năm và phần phụ thuộc vào kế hoạch năm. Nếu cố định chi phí vận chuyển,
chí phí này tăng khi quy mô của cơ sở sản xuất tăng, giá thành của chi tiết phục hồi
được xác định theo công thức:
C  Ctd 

C kd
Nk

(4.4)

Trong đó: Ctd - chi phí thay đổi, gồm lương chính và lương phụ, giá vật liệu,
sửa chữa nhỏ, khấu hao trang thiết bị và dụng cụ sản xuất.
Ckd - chi phí không đổi gồm chi phí bảo trì, sửa chữa, nhà xưởng, các trang
thiết bị, các chi phí hành chính sự nghiệp chung của nhà máy, các chi phí cho quản
lý, các công nhân phụ sửa chữa và cung ứng về các nhu cầu công cộng chung,….
Nk - kế hoạch sản xuất trong một năm của cơ sở (số chi tiết).
Độ lớn (giá trị) của các chi phí thay đổi Ctd và chi phí không thay đổi Ckd phụ
thuộc vào phương pháp phục hồi. Phương pháp phục hồi có thể ảnh hưởng rất lớn
đến đặc điểm thay đổi giá thành của chi tiết phục hồi (hình 4.1). Nếu sự thay đổi gía
thành C theo công thức (4.4) của một phương pháp phục hồi nào đó được biểu diễn
bằng đường 1, còn của phương pháp khác - đường 2 (hình 4.1), có thể đưa ra kết
luận: khoảng giảm nhanh C khi tăng N nằm ở phía trái hơn đối với phương pháp
thứ nhất đường (1) so với phương pháp thứ 2 đường (2). Điều đó chứng tỏ hiệu quả

của mức độ tăng kế hoạch sản xuất phụ thuộc trực tiếp bởi các đặc trưng kinh tế của
phương pháp phục hồi.
Để nhận được giá thành toàn bộ của chi tiết phục hồi, cần phải đưa thêm vào
công thức (4.4) chi phí vận chuyển (cho một chi tiết). Nếu chấp nhận những chi phí
này tăng tuyến tính khi tăng quy mô (kế hoạch sản xuất), điều đó đồng thời với việc


92

tăng bán kính tác động trung bình của nó, giá thành toàn bộ của phục hồi theo hai
phương pháp được biểu diễn bằng đường (1) và (2) (hình 4.1). Các sự phụ thuộc
hình học này cho phép giải quyết vấn đề xác định kế hoạch sản xuất tối ưu Ntư (bán
kính tác động) của cơ sở phục hồi một loại chi tiết nào đó.
Giá thành toàn bộ (tổng) của phục hồi theo hai phương pháp là như nhau chỉ
ở các điểm giao nhau của các đường (1) và (2) với kế hoạch sản xuất N0. Khi kế
hoạch của cơ sở N < N0, phương pháp phục hồi thứ nhất có hiệu quả kinh tế hơn so
với phương pháp phục hồi thứ hai vì do C1 < C2; còn khi N > N0, phương pháp hai
chiếm ưu thế hơn vì C2 < C1.
Nếu xây dựng tương tự như đường (1) và đường (2) của tất cả các phương
pháp phục hồi (đã được lựa chọn theo chỉ tiêu công nghệ, độ bền và chỉ tiêu kinh
tế), có thể quyết định ứng dụng phương pháp phục hồi có hiệu quả nhất ứng với một
kế hoạch sản xuất nào đó. Nhưng cách giải quyết như vậy có thể là không đúng bởi
vì phương pháp này có thể không phải là phương pháp có hiệu quả nhất. Hiệu quả
của phương pháp phục hồi có thể được đánh giá bằng chỉ tiêu tổng hợp, ví dụ đó là
chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
Chi phí, đ
2
1'
1

2'

Hình 4.1: Ảnh hưởng của kế hoạch sản xuất đến giá thành của chi tiết phục hồi
bằng các phương pháp khác nhau (1 và 2), đến chi phí vận chuyển (đường 3), và
đến giá thành chung (1' và 2').


93

Tiêu chuẩn kinh tế - kỹ thuật: tính đến ngoài giá thành của chi tiết phục hồi
mà cả tuổi thọ của chi tiết phục hồi và được so sánh với tuổi thọ của chi tiết mới. Để
đánh giá sử dụng hệ số tuổi thọ xác định bằng công thức (4.1). Theo tiêu chuẩn kinh
tế, mỗi phương pháp phục hồi được gọi là có hiệu quả nếu thỏa mãn bất phương
trình sau:
C1min

C ph

C2min

t ph



Cm
tm

hay C ph  K T C m

(4.5)

3

N'2

N0 Ntư1 Ntư2

Kế hoạch sx, Nk

Trong đó: Cm và Cph- giá của chi tiết mới và chi tiết phục hồi.
KT- hệ số tuổi thọ (xác định theo 4.1).
Trong trường hợp đặt vấn đề lựa chọn một phương pháp phục hồi trong các
phương pháp phục hồi đã thỏa mãn điều kiện (4.5), sẽ chọn phương pháp nào (được
gọi là tối ưu) nếu Cph của nó là nhỏ nhất. Phương pháp hợp lý được lựa chọn dựa
vào các điều kiện cụ thể, và thông thường có các đặc trưng kinh tế - kỹ thuật kém
hơn so với phương pháp tối ưu.
Cần phải nhấn mạnh rằng với bất đẳng thức (4.5) tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật
vẫn chưa tính đến tất cả các nhược điểm và ưu điểm của một phương pháp phục hồi
nào đó, bởi vì chưa tính đến chi phí bảo trì máy khi làm việc với chi tiết mới và chi
tiết phục hồi trong thời gian tm và tph. Và trên thực tế thấy rằng điều kiện (4.5) có
thể được thỏa mãn nhưng với chi phí (giá) do việc máy phải dừng nhiều lần và dừng
lâu (tổn thất), chi phí nhiều hơn cho bảo dưỡng, sửa chữa chúng, cho nhiên liệu, dầu
bôi trơn,…. Chính vì vậy bất đẳng thức (4.5) có thể được biểu diễn theo cách sau:
C ph  R ph  Z ph  Pph
t ph



C m  Rm  Z m  Pm
tm

(4.6)


94

Trong đó:
Rph và Rm- chi phí bảo trì máy ở trạng thái có khả năng làm việc khi nó bị phá vỡ
do chi tiết phục hồi và chi tiết mới trong khoảng thời gian [0, tph] và [0, tm].
Zph và Zm- các tổn thất tương ứng của máy.
Pph và Pm- các chi phí (tổn thất) khác cho bảo trì máy làm việc với chi tiết
phục hồi và chi tiết mới.
Vấn đề lựa chọn phương pháp phục hồi có ý nghĩa lớn trong sản xuất sửa
chữa. Hiệu quả sử dụng chi tiết phục hồi ở một mức độ cao phụ thuộc vào việc lựa
chọn đúng phương pháp phục hồi, mức độ tập trung hay chuyên môn hóa của việc
phục hồi chi tiết và hiệu quả của bảo dưỡng - sửa chữa cũng phụ thuộc vào việc lựa
chọn đúng đắn này. Một trong các nguyên tắc cơ bản khi giải quyết nhiệm vụ này là
cần phải tìm nhiều phương pháp phục hồi cạnh tranh, như khi xuất hiện phương
pháp mới hay hoàn thiện phương pháp đang sử dụng cần phải kiểm tra cách giải
quyết nhiệm vụ đặt ra.
4.2. Nghiên cứu ứng dụng mạ composite (Ni-Al2O3) phục hồi chày dập thuốc
dạng viên
4.2.1. Tổng quan về công nghệ sản xuất thuốc viên trong ngành dược
Công nghệ sản xuất thuốc viên của ngành Dược đang phát triển mạnh và
phong phú. Sản phẩm thuốc chữa bệnh được sản xuất bởi ngành Dược có thể dưới
dạng chế phẩm khác nhau như [31]:
Dạng nước để uống.
Dạng nước để tiêm hoặc truyền qua tĩnh mạch.
Dạng bột để uống. Dạng viên để uống.
Dạng kem, dạng miếng dán,….

Trong đó chế phẩm dạng viên được sử dụng phổ biến nhất do tính tiện dụng
của nó. Trong chế phẩm dạng viên (60% sản lượng viên nén). Ưu điểm nổi bật của
viên nén là công nghệ và thiết bị sản xuất khá đơn giản, giá thành sản xuất thấp, bảo
quản và vận chuyển dễ dàng. Thành phần chính của viên nén bao gồm:


95

Hóa chất chính tạo nên thành phần chính của viên thuốc.
Các hóa chất phụ.
Chất dính kết phụ (thường là các loại tinh bột như bột ngô, bột sắn,…).
Các chất phụ gia.
Quy trình công nghệ sản xuất viên nén gồm 3 công đoạn chính:
Trộn: các thành phần tạo viên được trộn đều và tạo nên các hạt mịn bằng hệ
thống máy trộn (kích thước hạt phụ thuộc vào yêu cầu từng loại viên).
Sấy: hỗn hợp sau khi trộn được đưa vào hệ thống thiết bị sấy (thường là sấy tầng
- sấy ở nhiệt độ thấp) để đảm bảo độ ẩm, tính chất lý hóa theo yêu cầu.
Dập viên: quá trình dập tạo viên được thực hiện trên các máy dập viên, hình
dáng, kích thước viên cũng như một số thông số khác của viên thuốc được quyết
định bởi bộ khuôn dập.
Quá trình dập viên thường có yêu cầu rất khắt khe và khá khó do các hóa chất
có trong thành phần của viên có các tính chất lý, hóa khác nhau và tùy loại hóa chất
có tính ăn mòn hóa học cao (viên có gốc axit) hoặc tính mài mòn cơ học cao (viên
đông dược) hoặc là cả hai, ngoài ra chúng còn dính bết lên bề mặt dụng cụ gây khó
khăn cho quá trình dập (như các viên có đường),….
Sản phẩm của quá trình sản xuất này chính là các viên thuốc dạng nén, các
viên nén này ngoài việc phải đạt các chỉ tiêu kỹ thuật rất khắt khe của ngành Dược
thì nó còn phải đạt các chỉ tiêu kỹ thuật khác liên quan trực tiếp đến máy dập, bộ
khuôn, các thiết bị phụ trợ và quá trình dập viên như:
Độ dã của viên thuốc (chịu ảnh hưởng của lực nén khi dập).

Độ đồng đều của viên về kích thước, về độ nén, khối lượng viên thuốc trung bình
(liên quan đến độ chính xác hình dáng, kích thước, độ mòn của khuôn).
Độ bóng bề mặt viên (liên quan đến chất lượng bề mặt, độ chống ăn mòn và
độ chống mài mòn của bộ khuôn).


96

Độ chống nhiễm của Sắt và các thành phần kim loại khác vào thành phần của
thuốc (liên quan trực tiếp đến tính ăn mòn và mài mòn của bộ khuôn).
Như vậy chất lượng chế tạo bộ khuôn là một trong các yếu tố ảnh hưởng rất
lớn đến chất lượng và giá thành của viên nén.
4.2.2. Sơ đồ cấu tạo máy dập thuốc dạng viên
Hiện nay ở nước ta các công ty, xí nghiệp dược phẩm sử dụng nhiều dây
chuyền máy dập thuốc dạng viên và hầu như đều được nhập ở nước ngoài.
Hình 4.2 là cấu tạo các bộ phận chính của máy dập thuốc dạng viên nhà máy
dược phẩm số 2 - Công ty cổ phần dược Trung Ương MEDIPLANTEX .
Từ hình 4.3(Phụ lục 4.1) đến hình 4.5(Phụ lục 4.3) là một số máy dập thuốc
dạng viên khác.

6

Hình 4.2: Cấu tạo các bộ phận chính của máy dập thuốc dạng viên loại GZPK
1- Phễu cấp liệu (bột thuốc); 2- Chày trên; 3- Chày dưới; 4- Mâm quay; 5- Cối liệu; 6- Máng
dẫn viên; 7,7’- Bộ phận điều chỉnh lượng bột thuốc vào khuôn; 8, 8’- Bộ phận điều chỉnh lực
ép của chày trên và chày dưới.


97

4.2.3. Nguyên lý làm việc
Chày trên, chày dưới và cối được định vị trên mâm quay. Cơ cấu cấp liệu sẽ
điền bột thuốc vào trong lỗ cối → qua cơ cấu điều khiển làm cho chày trên và chày
dưới cùng ép, tùy thuộc vào yêu cầu từng loại thuốc mà lực nén là khác nhau và có
thể điều chỉnh được → chày dưới đi lên đẩy viên thuốc ra khỏi cối → chày trên đi
theo sau dẫn hướng cho thuốc đi ra → qua máng dẫn viên thuốc ra ngoài. Hiện nay
có rất nhiều loại máy dập thuốc dạng viên đều hoạt động theo nguyên lý trên, song mỗi
loại có số lượng chày, lực dập và năng suất khác nhau như máy dập thuốc dạng viên
ZPD25 có 25 cặp chày và cối dập viên, năng suất có thể đạt 25 viên/vòng quay, lực dập
tối đa có thể đạt 80 KN. Máy dập thuốc dạng viên GZPK3037, có 55 cặp chày và cối,
năng suất có thể đạt tới 110 viên/vòng quay, lực dập tối đa 100 KN.
Từ nguyên lý làm việc trình bày ở trên ta thấy rằng: một trong những bộ phận
làm việc chính của máy dập thuốc dạng viên là các cặp chày và cối. Khi làm việc
chày bị mòn nhiều ở đầu chày (hình 4.6).
Khi chày, cối bị mòn sẽ làm tăng thể tích của viên thuốc, điều này không
những ảnh hưởng đến tiêu hao vật liệu làm thuốc mà còn ảnh hưởng đến người sử
dụng thuốc. Chính vì vậy đến một giá trị hao mòn nào đó cần phải thay chày, cối.
Mục dưới trình bày kỹ hơn về cơ chế mòn của chày cối dập thuốc dạng viên.

Chày dập

Vị trí hao mòn

Hình 4.6: Vị trí hao mòn của chày dập thuốc GZPK-3037


98

4.2.4. Cơ chế mòn của chày, cối dập thuốc dạng viên
Trong dây chuyền của máy dập

thuốc, chày và cối là một trong những
cụm chi tiết có giá thành cao hay bị
mài mòn, ăn mòn và thường xuyên
phải thay thế. Mòn bộ khuôn chày nói
chung có thể liên quan đến các cơ chế
mòn do ma sát, mòn do cào xước và
mòn hoá học gây ra bởi tương tác hoá
học của vật liệu ép giữa các bề mặt
của chày, cối và sản phẩm của bột
thuốc. Sau đây là một vài cơ chế mòn
của chày cối dập thuốc dạng viên [31].
Phân tích các yếu tố tác động
Hình 4.7: Cơ chế tác dụng lực lên bộ

đến đầu của bộ chày như hình 4.7..

khuôn chày

Dưới tác dụng của lực nén P (thường
từ 12  100 KG/cm2 tùy loại viên)

đầu chày chịu tác dụng của các thành phần và các yếu tố khác như:
Phản lực pháp tuyến phân bố đều trên bề mặt chày, tổng hợp các lực này ta
được thành phần phản lực Q. Lực Q làm cho toàn bộ chày bị nén dọc trục và làm
cho đầu chày bị biến dạng theo phương ngang gây ra ma sát giữa đầu chày và cối
gây ra mòn cơ học của phần mặt đầu của chày.
Phản lực pháp tuyến Np do biến dạng đầu chày và do sai số khi lắp gép làm
cho đầu chày chà sát vào bề mặt cối tạo ra lực ma sát Fms = Np.f (f- hệ số ma sát).
Fms gây ra mòn cơ học phần mặt ngoài của đầu chày.
Hiện tượng ma sát xảy ra tại vị trí của chày trên và chày dưới với cối chỗ tiếp

xúc ở đỉnh các nhấp nhô dưới tác dụng của tải trọng, khi sự trượt xảy ra vật liệu ở
vùng này bị trượt (biến dạng dẻo) dính sang bề mặt đối tiếp hoặc tạo thành các


99

mảnh mòn rời. Nếu biến dạng dẻo xảy ra trên diện rộng ở vùng tiếp xúc thì các
mảnh mòn sinh ra dính sang bề mặt đối tiếp giữa chày trên và chày dưới với cối, các
mảnh này là nguyên nhân gây ra mòn giữa chày và cối.
Thành phần hóa chất trong bột thuốc gây ra ăn mòn hóa học trên bề mặt và
mặt ngoài của chày. Quá trình ăn mòn này xảy ra rất mạnh đặc biệt là các loại hóa
chất có tính axit. Ngoài ra trong thành phần còn có các thành phần gây ra độ mòn cơ
học rất lớn (Xenlulo trong các loại đông dược - như khi dập viên Xuyên tâm liên.
Berberin, độ mòn cơ học của các sợi này gây ra còn lớn hơn rất nhiều so với độ
mòn do ma sát, thường tuổi bền của bộ khuôn khi dập các viên loại này chỉ bằng 30
 55% so với các viên khác).

Mòn hoá học xảy ra khi các bề mặt đối tiếp hoạt động trong môi trường có
hoạt tính hoá học cao. Bản thân chày và cối làm việc trong môi trường có hoạt tính
hóa học tương đối cao (môi trường axit, môi trường muối, không khí, môi trường
ẩm, môi trường bột liệu,…) đây là môi trường vật liệu dễ bị xâm thực và ăn mòn nó
liên quan đến sự hình thành và phá huỷ của lớp màng sản phẩm hoá học trong vùng
tiếp xúc của chày và cối. Mòn hoá học xảy ra do sự tương tác hoá học hoặc điện hoá
của bề mặt chi tiết với môi trường. Mòn hoá học xảy ra trong môi trường ăn mòn, nhiệt
độ và độ ẩm cao. Khi ăn mòn hóa học là nguyên nhân chính của mòn, một tương tác
phức tạp giữa các cơ chế mòn khác nhau luôn tồn tại. Đầu tiên mòn có thể là do ma sát
hoặc do cào xước sau đó là sự kết hợp của mòn hoá học và mòn do ma sát.
Từ sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân tích mòn của chày cối là do
ma sát kết hợp với mòn hóa học, cơ chế mòn do dính không tồn tại trong quá trình
ép, do tác động hóa học của bột dược liệu ép trong môi trường ẩm là điều kiện cho

sự hình thành của lớp màng sản phẩm hoá học làm giảm sức bền vật liệu vùng bề
mặt thúc đẩy mòn do ma sát.
Quan sát chày bị mòn không đủ kích thước làm việc, thấy lớp màng sản
phẩm tương tác hóa học giữa cối và chày bị bong từng mảng nhỏ của lớp mạ, để lộ
vật liệu của chày tạo điều kiện cho các tương tác hoá học tiếp theo. Hơn nữa bằng


100

chứng của mòn hoá học là sự tồn tại của các lỗ kim trên bề mặt chày. Sản phẩm tương
tác hoá học của bề mặt chày với cối làm yếu liên kết lớp mạ với nền thép, tạo điều kiện
cho mòn do ma sát phát triển mạnh hơn.
Ngoài các yếu tố chính trên còn có nhiều yếu tố khách quan và chủ quan
khác gây hư hỏng cho bộ khuôn chày.
Kết quả của sự tương tác trên sẽ gây ra các dạng hư hỏng cơ bản của bộ
khuôn chày như sau:
Chày bị chùn (đặc biệt là phần đầu chày), hậu quả là giảm độ nén của viên,
gây ra độ không đồng đều về khối lượng viên.
Bị mài mòn và ăn mòn khốc liệt phần đường kính ngoài của đầu chày, đặc
biệt là phần giao tuyến giữa mặt đầu và mặt ngoài, làm cho viên thuốc có nhiều lơ
via, làm tăng sự nhiễm của các thành phần kim loại vào thành phần của thuốc, làm
thất thoát bột thuốc, làm giảm chất lượng, làm xấu viên thuốc, nghiêm trọng hơn
làm ảnh hưởng đến liều dùng của người bệnh,….
Từ cơ chế mòn của bộ chày, cối và yêu cầu chất lượng (thể tích của viên thuốc)
phải nằm trong giới hạn cho phép có thể đưa ra một số nhận xét sau:
- Hao mòn cho phép của chày sẽ rất nhỏ do yêu cầu thể tích của các viên
thuốc không được khác biệt nhiều.
- Ngoài mài mòn (do ma sát), chày còn bị ăn mòn. Với chày dập thuốc, sản
phẩm của ăn mòn có thể lẫn vào thuốc làm ảnh hưởng đến chất lượng thuốc.
Xuất phát từ điều kiện làm việc, bộ khuôn chày dập thuốc dạng viên cần phải đảm

bảo các yêu cầu kỹ thuật như: đảm bảo độ cứng, tính chống mài mòn, độ bền, độ dẻo, đảm
bảo tính chống ăn mòn hóa học cao. Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng hình
học, vị trí tương quan, độ nhám bề mặt,… bộ khuôn chày cần phải có các yêu cầu kỹ thuật
cơ bản và các giải pháp nâng cao chất lượng.


101

4.2.5. Yêu cầu kỹ thuật và giải pháp nâng cao chất lượng của bộ khuôn chày
a. Yêu cầu kỹ thuật cơ bản của bộ khuôn chày
Xuất phát từ điều kiện làm việc, bộ khuôn chày cần phải đảm bảo các yêu
cầu kỹ thuật như sau [13,31] :
Đảm bảo độ cứng, tính chống mài mòn.
Đảm bảo độ bền, độ dẻo.
Đảm bảo tính chống ăn mòn hóa học cao.
Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan,
độ nhám bề mặt,….
b. Các giải pháp cơ bản nâng cao chất lượng của bộ khuôn chày
Để nâng cao chất lượng của bộ khuôn chày có những giải pháp sau:
- Lựa chọn vật liệu và chế độ nhiệt luyện, có thể sử dụng mộ số giải pháp sau:
+ Thép Y8A, Y9A, loại thép này có ưu điểm là độ thấm tôi thấp, đảm bảo
được độ dẻo, dai của phần lõi chày, đảm bảo độ cứng ngoài, tính gia công tốt, rẻ
tiền. Tuy nhiên loại này có nhược điểm là độ chống mài mòn và ăn mòn thấp, khi
tôi phải làm nguội qua hai môi trường nên chất lượng tôi khó ổn định.
+ Thép 9XC loại này có ưu điểm là độ cứng cao, tính chống mài mòn, độ dẻo
chấp nhận được, dễ gia công, giá vật liệu vừa phải nên giá thành bộ khuôn hợp lý,
tuy nhiên còn một số nhược điểm là bề mặt dễ bị thoát cacbon (C) khi tôi.
+ Thép X12M, loại này về cơ bản đáp ứng được các yêu cầu về tính chất cơ
lý, nhưng có nhược điểm lớn về giá vật liệu cao, rất khó gia công tinh bằng mài nên
giá thành của bộ khuôn rất cao.

- Nâng cao chất lượng gia công, đặc biệt là gia công tinh sau khi nhiệt luyện
- Nâng cao chất lượng bề mặt bộ khuôn chày dập thuốc bằng các biện pháp
công nghệ như:


102

+ Mạ Cr, Ni lên bề mặt, biện pháp này đã nâng cao chất lượng bộ khuôn
chày dập thuốc đáng kể.
+ Mạ composite tổ hợp trên nền Cr, Ni, giải pháp này nâng cao đáng kể chất
lượng của bộ khuôn chày dập thuốc so với công nghệ mạ thường.
Từ những nhận xét trên cùng với kết quả nghiên cứu mạ composite Ni-Al2O3
(được trình bày ở chương 3) cho thấy rằng, để phục hồi chày dập thuốc bị mòn có
thể ứng dụng mạ composite Ni-Al2O3. Lớp mạ này ngoài khả năng tăng tính chống
mài mòn còn có khả năng tăng tính chống ăn mòn cho chày, và có nhiều ưu điểm so
với lớp mạ composite Cr-Al2O3 (do lớp mạ composite Ni-Al2O3 có các tính chất
như: độ cứng tế vi, giới hạn bền kéo, khả năng chống mòn, khả năng chịu nhiệt độ
cao,…). Lớp mạ crom tuy có nhiều ưu điểm song cũng có không ít nhược điểm và
trong quá trình mạ lại rất phức tạp vì do mạ crom có những đặc điểm sau:
Mạ crom tiến hành trong dung dịch là hỗn hợp axit H2CrO4 và H2CrO7, trong
dung dịch nhất thiết phải có ion hoạt hóa (ion xúc tác) là SO4-2, F-, SiF6 nếu không
có thì crom không thể kết tủa được. Nồng độ ion hoạt hóa phải khống chế trong một
giới hạn hẹp mới thu được lớp mạ tốt và hiệu suất dòng mới cao.
Hiệu suất dòng điện thấp (12  20%), mật độ dòng điện mạ lại rất cao nếu mạ
crom cứng thì dòng điện mạ lên tới 100  120 A/dm2, khả năng phân bố lớp mạ kém.
Chính vì vậy nên quá trình mạ crom còn nhiều nhược điểm: hơn nữa trong quá
trình mạ khí hydro thoát ra nhiều và tạo bọt trên bề mặt catot làm giảm chất lượng
lớp mạ; do chứa axit và ion Flo có tính ăn mòn cao nên chi tiết có thể bị ăn mòn
trong quá trình mạ.
Do anot phải dùng hợp kim của Pb bị ăn mòn do trong dung dịch chứa HCl

sinh ra chất chì clorua (PbCl2) bao phủ làm tăng điện trở. Anot là hợp kim Pb với
Sn khó điều chỉnh và phân tích.


103

Lớp crom hay tách khỏi kim loại nền, độ bám của lớp mạ crom vào lớp mạ
khác rất kém. Điện thế trong bể nhảy vọt, cường độ dòng điện giảm, nguyên nhân là
do anot bị che phủ bởi lớp PbO2 dày.
Ngoài ra, khi tiếp xúc với Cr chưa được xác nhận là chất gây ung thư nhưng ở
trạng thái dung dịch đặc biệt Cr+6 lại rất độc hại và gây đột biến gen khi hít phải. Cr+6
đã được xác nhận là chất gây ra viêm da tiếp xúc dị ứng. Gần đây, người ta nhận thấy
rằng chất bổ sung ăn kiêng phổ biến là phức chất của picolinat, những kết quả nghiên
cứu crom sinh ra các tổn thương nhiễm sắc thể ở các tế bào của chuột đồng.
Chính vì những lý do trên đây có thể mạ composite Ni-Al2O3 thay cho lớp mạ
crom trên chày dập thuốc. Khi tiến hành mạ phục hồi chày cối dập thuốc dạng viên
trải qua các khâu sau:
4.2.6. Xây dựng quy trình mạ composite (Ni-Al2O3) phục hồi chày dập thuốc dạng viên
Sau một thời gian làm việc cặp chày bị mòn và phải hồi phục hoặc thay thế;
dưới đây là qúa trình mạ phục hồi cho chày dập thuốc [21,24,35]:
a. Quy trình mạ điện composite phục hồi chi tiết
- Làm sạch bề mặt chi tiết (dầu, mỡ, gỉ, lớp oxit,…) tiến hành bằng các
phương pháp (hoặc kết hợp các phương pháp) như: rửa sơ bộ, sau đó rửa sạch (bằng
điện hóa hoặc bằng siêu âm) và theo thứ tự như quy trình làm sạch chi tiết mạ ban
đầu, hóa chất dùng để tẩy rửa cũng giống như hóa chất dùng cho chi tiết mạ lần đầu.
Kiểm tra bề mặt chi tiết cần phục hồi về độ mòn, mòn đều, vết xước,… từ đó
lên phương án tiếp như gia công định hình lại hình dáng chi tiết, xác định vị trí cần
mạ, chiều dày lớp mạ, thời gian mạ,….
Gia công định hình lại chi tiết cần phục hồi, định hình lại hình dáng đồng
dạng của chi tiết với chính sản phẩm, vì chi tiết sau thời gian làm việc bị mòn có thể

bị mòn không đều, có những vị trí bị mòn sâu phải tiến hành hàn đắp lại, hoặc có vị
trí bị nứt cần phải khoét rộng sau đó tiến hành hàn đắp,... sau khi đã xử lý định hình
sơ bộ cần tiến hành tạo bề mặt chi tiết nhẵn, bằng phẳng, và nếu cần có thể tiến
hành khử ứng suất dư cho chi tiết do quá trình gia công gây ra.


104

Tiến hành rửa sạch lại chi tiết cần mạ phục hồi sau khi gia công xong (vì sau
khi gia công trên bề mặt chi tiết dễ bị nhiễm bẩn).
Hoạt hóa bề mặt chi tiết trước khi mạ phục hồi trong axitsunfuri (H2S04) loãng
(5%) trong khoảng thời gian 30s. Mục đích hoạt hóa bề mặt chi tiết trước khi mạ
làm cho bề mặt chi tiết được sạch hơn, đồng thời tạo cho điện thế của bề mặt chi tiết
dư thừa về điện tích ion dương hoặc ion âm, tạo cho bề mặt chi tiết dễ xảy ra quá
trình trao đổi điện hóa của các nguyên tử, thuận lợi cho việc tạo thành lớp mạ trên
bề mặt chi tiết. Lưu ý khi hoạt hóa xong phải tiến hành rửa sạch và mạ ngay.
Tiến hành mạ phục hồi chi tiết đã mòn theo đúng quy trình với các thông số đã
định (cường độ dòng điện, tốc độ khuấy, nhiệt độ, độ pH,…). Trong qúa trình mạ để
hiệu quả và giảm bớt chi phí, có thể tiến hành che kín bề mặt chi tiết không cần phải
mạ bằng sơn cách điện chịu hóa chất, hoặc bằng băng dính.
Tùy theo yêu cầu của chi tiết có thể tiến hành mạ lót, có thể mạ một lớp, mạ
hai hoặc ba lớp lên bề mặt chi tiết mạ phục hồi, thường mạ lót lớp mạ Cu trước vì
khả năng bám dính của kim loại Cu rất tốt (mạ lót lớp đồng mỏng từ 6  30  m
cho lớp mạ Ni hoặc Cr).
Sau khi chi tiết mạ xong cũng giống như mạ ban đầu, tiến hành rửa sạch chi
tiết đã mạ bằng nước sạch chảy tràn. Lưu ý trước khi rửa cần nhúng chi tiết vào bể
thu hồi dung dịch.
Tiến hành ủ (sấy) chi tiết đã mạ (trong tủ sấy) ở nhiệt độ thích hợp để khử ứng
suất dư, khử hydro lẫn trong lớp mạ, và nhằm ổn định tổ chức kim loại cho lớp
mạ,… có thể thụ động cho lớp mạ trong dung dịch K2Cr2O2 trong thời gian khoảng

từ 5 ÷ 10 phút; sau đó rửa sạch, sấy khô, như vậy kim loại nền trong các lỗ thủng
của lớp mạ được thụ động có tính bảo vệ cao hơn, không bị mất màu theo thời gian,
kim loại lớp mạ được ổn định tổ chức,....
Kiểm tra, gia công lại để lấy kích thước của chi tiết theo đúng yêu cầu kỹ thuật
bằng thiết bị chuyên dùng, dụng cụ đo chính xác để đo kích thước lớp mạ (chiều


105

dày của lớp mạ) so với kích thước quy định, khi đo chiều dày lớp mạ tiến hành đo
nhiều điểm đánh dấu những vị trí có chiều dày nhỏ hoặc lớn hơn so với quy định, từ
đó đặt ra các phương án như mài bớt, mạ thêm,… nếu mạ ở cấp độ chính xác cao
(đạt kích thước quy định) thì không cần phải gia công lại, tiến hành đánh bóng cho
chi tiết rồi đưa vào sử dụng, nếu chưa sử dụng ngay phải có biện pháp bảo quản cho
chi tiết đã được mạ.
Kiểm tra độ bền ăn mòn của lớp mạ bằng cách nhỏ dung dịch (tùy từng kim
loại mạ để chọn dung dịch thử) thử lên một vài điểm của lớp mạ, theo dõi thời gian
và sự biến màu của lớp mạ để kết luận.
Đo độ gắn bám của lớp mạ với nền bằng thiết bị chuyên dùng (trong sản xuất
có thể kiểm tra độ gắn bám sơ bộ bằng phương pháp gạch, khía). Kiểm tra tính cơ
học bằng lực va đập trên thiết bị, kiểm tra độ cứng tế vi bằng máy đo độ cứng.
Trong quá trình mạ phải thường xuyên kiểm tra nồng độ, thành phần của
dung dịch mạ và nồng độ của hạt, nếu thiếu phải bổ sung, việc bổ sung cũng phải
tuân theo các quy trình. Thường xuyên kiểm tra độ sạch của dung dịch mạ, nếu bẩn
phải có biện pháp xử lý.
b. Quy trình mạ phục hồi chày dập thuốc
Chày dập thuốc sau một thời gian làm việc bị mòn, nếu muốn sử dụng lại thì
chày phải được tiến hành mạ phục hồi lớp mạ có chiều dày bằng chiều dày của chày
bị hao mòn. Lớp mạ phục hồi là lớp mạ composite Ni-Al2O3, do lớp mạ này có tính
chịu mòn và có độ cứng tương đối cao, hơn nữa lực ép của bộ khuôn chày không

lớn (lực ép thường từ 12  100 KG). Sau đây là quy trình mạ phục hồi cho chày dập
thuốc dạng viên:
Chày được ngâm trong NaOH sau đó tiến hành rửa bằng điện hóa trong dung
dịch NaOH 5% với thời gian 30  60s, đem lau khô quan sát, kiểm tra bề mặt của
chày như độ mòn, mòn đều hay các vết mòn sâu, hoặc cào xước,....


106

Tiến hành dùng thiết bị (thước panmel, thước cặp điện tử) đo vị trí mòn của
đầu chày. Lập phương án mạ như: dung dịch mạ, chiều dày cần mạ, vị trí mạ, thời
gian mạ, dòng điện mạ,….
Hoạt hóa bề mặt cần mạ của chày trong dung dịch axitsunfuric loãng 5% với
thời gian 30s, quan sát khi thấy trên bề mặt chày thấy bọt bóng lăn tăn bám kín bề mặt
là được, lấy chày ra khỏi dung dịch hoạt hóa rửa lại bằng nước sạch.
Dùng mỏ kẹp chặt chày và cheo vào catot trong bể dung dịch để tiến hành
mạ, catot được đặt song song với anot, lựa chọn khoảng cách giữa catot và anot
theo chiều dài của bể mạ, trong quá trình mạ yêu cầu vị trí cần được mạ phải được
nhúng ngập trong bể mạ (vị trí mạ được tiếp xúc với dung dịch mạ), điều chỉnh
dòng điện mạ theo quy định.
Sau khi mạ xong lấy chày ra khỏi bể mạ nhúng vào bể thu hồi dung dịch và
hạt, sau đó rửa sạch chày bằng nước sạch chảy tràn.
Dùng rẻ sạch lau khô chày và dùng thiết bị đo chiều dày lớp mạ so với kích thước
tiêu chuẩn để có thể tiến hành gia công lại hoặc mạ thêm nhằm đạt kích thước tiêu chuẩn.
Tiến hành quan sát màu sắc, độ bóng, độ sáng, lớp mạ không bị mây, lớp mạ có
hiện tượng cháy, rỗ, nhám, xước, bong tróc, độ đồng đều, độ phủ kín, cháy cạnh,
sần sùi,… kết hợp dùng tay kiểm tra hiện tượng gai, tính dẻo, mịn,....
Từ quan sát để đánh giá chất lượng lớp mạ trên chày, từ đây đưa ra những
nhận xét, kết luận và phương hướng tiếp theo. Nếu không đạt tiêu chuẩn như chiều
dày lớp mạ (dày hoặc mỏng) lập phương án mạ thêm để đảm bảo kích thước quy

định, nếu chiều dày vượt quá kích thước quy định tiến hành mài bớt; trường hợp
chất lượng lớp mạ không đảm bảo như bị rỗ, châm kim,… tiến hành bóc lớp mạ đó
đi và tiến hành mạ lại theo quy trình trên.
Rửa sạch lại chày sau khi gia công lấy kích thước tiêu chuẩn, có thể tiến hành
thụ động chày trong dung dịch K2Cr2O2 ở nhiệt độ 800C trong khoảng thời gian
không quá 1 phút; sau đó rửa sạch, sấy khô và được ủ trong tủ sấy ở nhiệt độ
khoảng 1500C với thời gian khoảng 2 h nhằm mục đích khử ứng suất dư và ổn định


107

tổ chức kim loại cho lớp mạ của chày. Tiến hành quan sát kiểm tra lại rồi đưa chày
vào sử dụng hoặc bảo quản.

Hình 4.8: Chày bị hỏng

Chày dập thuốc dạng viên bị hỏng (hình 4.8) do mòn quá giới hạn cho phép
(được đánh giá qua khối lượng, hình dáng của viên thuốc không đạt yêu cầu).
Quy trình mạ phục hồi chày dập thuốc viên bị hỏng trình bày ở trên được tổng
hợp ở bảng 4.1. Hình 4.9 thể hiện chi tiết đang được mạ trong bể mạ.
Hình 4.10 là chi tiết sau khi mạ. Chi tiết sau khi mạ có độ bóng cao, đều. Độ bám
được thử bằng phương pháp vạch, rũa. Kết quả cho thấy lớp mạ không bị bong.
Từ hình 4.11 (Phụ lục 4.4) đến hình 4.16 (Phụ luc 4.9) là một số hình ảnh mạ
phục hồi chày dập thuốc dạng viên.


108

Bảng 4.1: Bảng tổng hợp quy trình mạ phục hồi chày dập thuốc dạng
viên bằng mạ composite Ni-Al2O3

TT

Tên nguyên công

Trang thiết bị, chế độ

1

Làm sạch

- Rửa sơ bộ chi tiết bằng NaOH.

2

Kiểm tra hao mòn

Bằng thước palme điện tử.
- Rửa chi tiết bằng điện hóa.

3

Làm sạch chi tiết

4

Gia công chuẩn bị mạ

- Dung dịch rửa: NaOH.
- Nhiệt độ rửa: 600C.
- Thời gian rửa: Từ 30 s  60 s.

Gia công định hình chi tiết (mài, đánh
bóng,…).

Mạ
5.1. Rửa

Rửa bằng nước sạch.

5.2. Hoạt hóa

Hoạt hóa bề mặt bằng H2SO4 (5%), thời gian
khoảng 30 s.

5.3. Rửa

Rửa bằng nước sạch.

5.4. Mạ

Dung dịch mạ: NiSO4.7H2O (300 g/l); NiCl2.6H2O
(50 g/l); H3BO3(40 g/l), Sáckazin(1 g/l); Butandiol-14
(1 g/l); Al2O3 (1 g/l)
Chế độ mạ: Nhiệt độ dung dịch: 400C, pH = 4,
Mật độ dòng điện: 3 A/dm2, khuấy ở chế độ n
= 150 v/ph.

6

Kiểm tra lớp mạ

Rửa sạch, kiểm tra bề mặt (độ bóng, nhẵn,…),
hình dáng, kích thước.

7

Gia công kết thúc

Gia công tinh cho chi tiết: kích thước, độ
phẳng, nhẵn, sạch,…

8

Khử ứng suất dư

Ủ chi tiết trong tủ sấy khoảng (1500C, 2 h).

5

Ghi chú


109

4.2.7. Kiểm tra chất lượng lớp mạ nhờ chạy thử
Khi tiến hành kiểm tra chất lượng lớp mạ trên chi tiết phục hồi, chi tiết phục
hồi phải được làm việc đúng yêu cầu kỹ thuật, phải cho chi tiết phục hồi làm việc
trong điều kiện cụ thể (thực tế), hoặc trong điều kiện làm việc tương đương.
Thời gian cho chi tiết phục hồi làm việc phải liên tục cho đến khi chi tiết có
biểu hiện hư hỏng, tốt nhất nên đồng thời cho chi tiết mới (chưa qua phục hồi) cùng
làm việc với chi tiết được phục hồi để thuận tiện so sánh.

Cần theo dõi, ghi chép đầy đủ từ lúc bắt đầu chi tiết làm việc cho đến khi chi
tiết bị hư hỏng không thể làm việc được, để từ đó có cơ sở phân tích kết quả và kết
luận về quy luật hao mòn, hư hỏng của chi tiết phục hồi.

2
1
3

4

5

Hình 4.9: Mạ composite Ni-Al2O3 chày dập thuốc
1- Bộ phận khuấy cơ; 2- Canot; 3- Anot;
4- Chi tiết mạ (chày); 5- Dung dịch mạ
Có thể thông qua kiểm tra sản phẩm để đánh giá chất lượng chi tiết phục hồi, như
sản phẩm viên thuốc bị tăng kích thước, bị lơ via, độ bóng, độ nhẵn, độ nhám, rỗ,
sai kích thước quy định, không đảm bảo yếu tố hình học, méo, lệch góc,....


110

Cũng có thể tiến hành kiểm tra khả năng của chi tiết phục hồi bằng cách tăng
cường độ làm việc cho chi tiết phục hồi như, tăng lực ép, kéo dài thời gian làm
việc,… để từ đó khẳng định chất lượng của chi tiết phục hồi.
Trong quá trình kiểm tra, đánh giá chi tiết phục hồi có thể tiến hành thường
xuyên, định kỳ, hoặc bằng nhiều phương pháp khác nhau như quan sát, chụp ảnh,....
Dưới đây trình bày phương pháp kiểm tra chi tiết phục hồi bằng chạy thử:

Hình 4.10: Chày sau khi mạ

Để đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của công nghệ mạ composite NiAl2O3, cần phải đưa các sản phẩm đã được phục hồi vào khảo nghiệm tại cơ sở sản
xuất. Tiến hành khảo nghiệm Chày phục hồi được lắp vào máy dập viên GZPK3037 thuộc Nhà máy dược phẩm số 2 - Công ty cổ phần dược TW MEDIPLANTEX
cho máy làm việc.
Quá trình thử nghiệm được triển khai nghiêm túc, đúng quy trình dưới sự giám sát của
lãnh đạo, cán bộ kỹ thuật nhà máy và của nghiên cứu sinh cùng các cộng sự.
Quy trình thử nghiệm: Thiết bị sử dụng máy dập viên GZPK-3037 do Trung Quốc
sản xuất như hình (4.6).
Bộ khuôn: sử dụng 1 bộ chày mạ composite Ni-Al2O3 lắp trên máy cùng với các bộ
chày khác của máy.
Chọn loại viên dập: Alphachymotrypsin. Độ dày viên thuốc là 3 mm.
Tốc độ quay của mâm quay: 10  30 v/ph
Lực dập: tối đa 100 KN
Đánh giá kết quả: sau 60 phút tổng số viên thuốc được dập là 666000 viên,
trong đó số viên thuốc được dập bởi chày phục hồi là 1800 viên, tất cả các viên
thuốc được dập từ chày phục hồi và chày còn tốt đều đạt yêu cầu như nhau (hình


111

thức viên, độ bóng bề mặt viên, độ ba via, độ nén, trọng lượng trung bình, độ đồng
đều của viên và các chỉ tiêu hóa lý theo tiêu chuẩn của ngành Dược do cán bộ kỹ
thuật chuyên ngành của Nhà máy đảm nhận,…). Điều đó chứng tỏ chày phục hồi có
khả năng làm việc bình thường.
Sau thời gian làm việc trên, chày phục hồi được tháo ra. Kết quả kiểm tra
bằng thiết bị đo và bằng trực quan cho thấy lớp mạ không khác so với lớp mạ trên
chi tiết (chày) trước khi lắp vào máy, trong thời gian làm việc máy chạy ổn định
(việc theo dõi kiểm tra chất lượng của lớp mạ trên chày do cán bộ nhà máy, nghiên
cứu sinh và cùng các cộng sự).
Kết luận: Kết hợp cả hai tiêu chí là chất lượng viên thuốc và độ mòn cũng
như biểu hiện hư hỏng của đầu chày nhóm nghiệm thu kết luận: Chày phục hồi có

khả năng làm việc bình thường. Cần tiếp tục kiểm tra thêm để đánh giá tuổi thọ độ
bền của chày phục hồi so với chày mới làm cơ sở hoàn thiện quy trình phục hồi để
có thể ứng dụng vào sản xuất.
Việc kiểm tra trên được thực hiện tại Nhà máy dược phẩm số 2 - Công ty C.P dược
TW MEDIPLANTEX và đã được lập thành Biên bản được thể hiện trên hình 4.20 (Phụ
lục 4.13).
4.2.8. Sơ bộ đánh giá hiệu quả kinh tế của công nghệ mạ phục hồi
Để đánh giá hiệu quả kinh tế có thể dựa vào các công thức được trình bày ở
mục (4.1). Tuy vậy, do thời gian có hạn và một số khó khăn khác nên nhiều thông
số chưa xác định chính xác được như: tiêu hao vật liệu, tiêu hao điện năng khi mạ
(do mới chỉ mạ thí nghiệm, mỗi lần mạ chỉ mạ 01 chi tiết, số chi tiết mạ còn ít), tuổi
thọ của chi tiết phục hồi (do thời gian theo dõi còn ít), quy mô, tổ chức sản xuất
chưa được xác định rõ,…. Chính vì vậy ở đây chỉ đánh giá sơ bộ (mang tính chất
định tính) hiệu quả kinh tế của công nghệ mạ phục hồi, làm cơ sở cho các nghiên
cứu tiếp theo.
Qua các kết quả nghiên cứu đánh giá chất lượng chày phục hồi (ở mục trên)
và các tài liệu về mạ điện, theo tác giả, công nghệ phục hồi sẽ mang lại hiệu quả
kinh tế cao dựa vào các cơ sở sau:


112

Tuổi thọ (độ bền) của chi tiết phục hồi có khả năng bằng (hoặc nhỏ hơn
nhưng không nhiều), thậm chí lớn hơn độ bền của chi tiết mới nếu độ bám đảm bảo
do tính chống mòn của lớp mạ composite cao. Qua kết quả kiểm tra sơ bộ ở phần
trên, độ bám của lớp mạ đảm bảo yêu cầu.
Giá của chi tiết phục hồi sẽ rẻ hơn chi tiết mới do: không mất vật liệu phôi
và nhiều chi phí cho gia công chế tạo; chi phí vật liệu cho mạ sẽ không quá cao (do
hao mòn nhỏ, vật liệu mạ hiện nay ở nước ta khá dễ mua do công nghệ mạ phục vụ
sản xuất ôtô, xe máy, đồ gia dụng đang rất phát triển),….

Nhờ có chi tiết phục hồi nên chủ động hơn trong việc thay thế chi tiết (chày
dập thuốc viên) bị hỏng.
4.3. Ứng dụng quy trình mạ composite (Ni-Al2O3) để mạ một số chi tiết khác
Trên cơ sở quy trình mạ composite (Ni-Al2O3) mạ phục hồi chày dập thuốc
viên (bảng 4.1), do yêu cầu của khách hàng, tác giả đã tiến hành mạ một số chi tiết
sau (và đã được khách hàng chấp nhận):
1. Tên chi tiết: Ống DEKKO (chịu nhiệt trong môi trường nước) - hình 4.17
(Phụ lục 4.10).
Cơ sở đặt hàng: Công ty TNHH Điện nước Phúc Hà. Khu Công nghiệp Tân
Quang - Văn Lâm - Hưng Yên.
Số lượng chi tiết: 485 kg (trên 5000 chi tiết).
Kết quả được thể hiện ở hình 4.21 (Phụ lục 4.14).
2. Tên chi tiết: Đầu bịt xe ga - hình 4.18 (Phụ lục 4.11).
Cơ sở đặt hàng: Công ty TNHH Kỹ thuật Hà Nội. Hà Huy Tập - Yên Viên Gia Lâm - Hà Nội.
Số lượng chi tiết: 750 chiếc.
Kết quả được thể hiện ở hình 4.22 (Phụ lục 4.15).
3. Tên chi tiết: Linh kiện đồ gá - hình 4.19 (Phụ lục 4.12).
Cơ sở đặt hàng: Công ty TNHH một thành viên khuôn mẫu Vĩnh Thành.
Khu Công nghiệp Quang Minh - Mê Linh - Hà Nội.
Số lượng chi tiết: 103 chi tiết (75 kg).
Kết quả được thể hiện ở hình 4.23 (Phụ lục 4.16).


113

Kết luận chương 4

Qua nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý làm việc và các phân tích về cơ chế mòn
của bộ khuôn chày máy dập thuốc dạng viên, tác giả đã đưa ra được các yêu cầu kỹ
thuật cơ bản và một số giải pháp để nâng cao chất lượng của bộ khuôn chày như:

lựa chọn vật liệu chế tạo bộ khuôn chày, gia công cơ khí và nhiệt luyện đảm bảo các
yêu cầu kỹ thuật, nâng cao tính chống mài mòn và ăn mòn của đầu chày bằng cách
mạ composite.
Từ các nghiên cứu lý thuyết, thông qua thực tế tác giả đã lựa chọn được vật
liệu mạ, xây dựng được quy trình mạ composite cũng như phương án mạ phục hồi
chày nhằm, tăng khả năng chống mòn của bề mặt tiếp xúc làm việc trong môi
trường ăn mòn và mài mòn, tăng độ cứng tế vi cho lớp mạ,….
Từ các nghiên cứu trên tác giả đã lựa chọn phương án phục hồi chất lượng bộ
khuôn chày dập thuốc dạng viên như: phục hồi chày bằng cách mạ composite hạt cứng
Al2O3 trên nền Ni nhằm nâng cao tính chống mài mòn và ăn mòn của đầu chày.
Ưu điểm của phương án này là: khi mạ lớp mạ composite Ni-Al2O3 lên phần
mòn của đầu chày đã khắc phục và tận dụng chày cũ làm việc bình thường, tránh
lãng phí khi phải loại bỏ chày hỏng, giá thành hợp lý. Với lớp mạ này đã giúp cho
chày làm việc ổn định trong điều kiện ăn mòn và mài mòn, chống được sự nhiễm
bẩn của kim loại vào thành phần của thuốc.
Tiến hành mạ composite hạt cứng Al2O3 trên nền Ni thay cho lớp mạ Ni
thường của một số chi tiết làm việc trong môi trường nhiệt độ và mòn cao, đã được
khách hàng chấp nhận về giá cả và chất lượng của sản phẩm (đã nâng cao được tuổi
thọ cho chi tiết).


114

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
Kết luận:
Luận án đã hoàn thành được mục tiêu đề ra, giải quyết được các vấn đề cần
nghiên cứu, các kết quả của đề tài là tài liệu quan trọng để thiết lập các chỉ dẫn công
nghệ trong thiết kế dây chuyền mạ composite, triển khai công nghệ mạ composite ở
Việt Nam. Từ nội dung kết quả nghiên cứu của các chương rút ra các kết luận sau:
1. Trên cơ sở nghiên cứu mạ điện thông thường và mạ điện composite đã lựa

chọn được dây chuyền mạ điện composite (thể hiện ở hình 2.2) đồng thời chỉ ra để
tiến hành mạ điện composite thì cần phải thiết kế hệ thống khuấy và hệ thống lắng,
lọc phù hợp.
2. Đã xây dựng được cơ sở lý thuyết để thiết kế hệ thống khuấy (thể hiện qua
công thức 2.26, hình 2.4 và hình 2.8). Trên cơ sở nghiên cứu này đã thiết kế, chế tạo
được hệ thống khuấy cho bể mạ điện composite Ni-Al2O3 với dung tích 100 lít thể hiện trên hình 2.30 (phụ lục 2.20). Kết quả thử nghiệm cho thấy: hệ thống khuấy
làm việc ổn định, bền, phạm vi ứng dụng rộng.
3. Đã lựa chọn được sơ đồ nguyên lý lắng, lọc phù hợp cho mạ điện
composite (thể hiện trên hình 2.13 và hình 2.14). Đã thiết kế, chế tạo hệ thống lắng,
lọc liên hoàn cho bể mạ điện composite Ni-Al2O3 với dung tích 100 lít - thể hiện
trên hình 2.29 (phụ lục 2.19). Kết quả thử nghiệm cho thấy: hệ thống lắng, lọc đã
đáp ứng được yêu cầu làm sạch dung dịch và không làm thất thoát hạt trong quá
trình mạ.
4. Thiết kế, chế tao hệ thống chỉnh lưu - thể hiện từ hình 2.19 (phụ lục 2.9)
đến hình 2.26 (phụ lục chương 2.16) có điều khiển xung đảm bảo tốt các chỉ tiêu
điều chỉnh dòng và tự động ổn định dòng mạ, góp phần nâng cao chất lượng cho
công nghệ mạ, đặc biệt phù hợp cho việc thí nghiệm trong quá trình mạ composite
vì tính điều chỉnh vô cấp được điện áp mạ của đề tài. Ngoài ra tác giả còn thiết kế,
chế tạo một số trang thiết bị phụ trợ khác như: bể tẩy rửa (làm sạch) bằng điện hóa,


115

tủ sấy để khử ứng suất dư cho chi tiết sau mạ…- thể hiện trên các hình 4.14 (phụ
lục 4.7), hình 4.16 (phụ lục 4.9)...
5. Đã xây dựng được một xưởng mạ cỡ nhỏ (tuy chưa hoàn chỉnh) tại
Trường Cao đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp - thể hiện trên hình 2.27 (phụ lục 2.17).
Xưởng đã đáp ứng được yêu cầu phục vụ cho việc tiến hành các nghiên cứu thực
nghiệm của đề tài và bước đầu triển khai ứng dụng công nghệ mạ composte NiAl2O3 vào sản xuất.
6. Đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng lớp mạ như:

ảnh hưởng của mật dộ dòng điện (Dc), ảnh hưởng của nhiệt độ (T), ảnh hưởng của
tốc độ khuấy (n), ảnh hưởng của độ pH. Trên cơ sở nghiên cứu này đã lựa chọn
được các thông số mạ composite Ni-Al2O3 hợp lý phục vụ cho mạ thử nghiệm trên
chi tiết thực và những nghiên cứu tiếp theo, cụ thể: Dc = 3 A/dm2, n = 150 v/ph, T
= 400C và pH = 4.
7. Đã tiến hành thí nghiệm so sánh chất lượng của lớp mạ composite NiAl2O3 với lớp mạ niken thường. Kết quả phù hợp với nghiên cứu lý thuyết, cụ thể:
độ bám của hai lớp mạ là như nhau (thể hiện ở hình 3.30 và phụ lục 3.21). Tính
chống ăn mòn, độ cứng và khả năng chịu mài mòn của lớp mạ composite Ni-Al2O3
cao hơn lớp mạ niken thường (thể hiện ở các bảng 3.7, bảng 3.8, bảng 3.9 và phụ
lục 3.21).
8. Đã xây dựng được quy trình mạ composite Ni-Al2O3 phục hồi chày dập
thuốc của máy dập thuốc viên GZPK-3037 - thể hiện ở Bảng tổng hợp quy trình mạ
4.1, một số hình ảnh mạ: hình 4.9 và từ hình 4.11 (phụ lục 4.4) đến hình 4.16 (phụ
luc 4.9). Kết quả kiểm tra sơ bộ cho thấy chày phục hồi làm việc bình thường, chất
lượng viên thuốc đạt yêu cầu đặt ra - thể hiện ở hình 4.20 (phụ lục 4.13). Kết quả
này là cơ sở để khẳng định khả năng triển khai ứng dụng mạ composite Ni-Al2O3
để phục hồi các chi tiết máy làm việc trong điều kiện ma sát, mòn cao.
9. Trên cơ sở quy trình mạ composite Ni-Al2O3 (bảng 4.1) đã mạ composite
Ni-Al2O3 một số chi tiết mới (mạ lần đầu) được khách hàng chấp nhận về chất