Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện môi có chứa bột cacbít vônphram (tt)

P

NM

U

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong công nghệ gia công phi truyền thống, phương pháp gia công
tia lửa điện- Electrical discharge machining (EDM) ra đời là một bước đột
phá. Phương pháp gia công tia lửa điện đạt được một số ưu điểm và độ
chính xác nhất định [25]. Nhưng cũng qua những nghiên cứu người ta thấy
rằng EDM để lại những hạn chế như: Năng suất bóc tách vật liệu không
cao, điện cực dụng cụ bị mòn, những viết tích để lại trên bề mặt sau quá
trình gia công tia lửa điện không tốt đến tuổi đời làm việc và độ chính xác
của chi tiết hoặc của khuôn [31].
Trong những năm gần đây các nhà nghiên cứu trên thế giới đã
nghiên cứu rất nhiều biện pháp trong quá trình gia công tia lửa điện để cải
thiện các đặc điểm phóng điện nhằm cải thiện năng suất, chất lượng của
phương pháp EDM. Một trong những biện pháp đó là: Trộn bột có tính dẫn
điện vào trong dung môi cách điện để cải thiện quá trình gia công EDM,
phương pháp này được gọi theo thuật ngữ tiếng anh là - Powder Mixed
Electrical Discharge Machining (PMEDM). Một số các nghiên cứu gần đây
đã cho thấy phương pháp PMEDM tạo ra các bề mặt có độ nhám tốt, cấu
trúc tế vi ổn định, độ cứng và sự chịu mài mòn cao. Tuy nhiên các công
trình nghiên cứu của các tác giả về phương pháp PMEDM đưa ra vẫn còn
những hạn chế nhất định như: Kích cỡ các hạt bột ảnh hưởng tác động ra
sao tới quá trình PMEDM; Các thông số công nghệ EDM tác động như thế
nào đối với nồng độ bột ... Ngoài ra các trang thiết bị để thực hiện cồng
kềnh và phức tạp, đặc biệt là điều kiện sản xuất ở Việt Nam. Như vậy củng
cố và hệ thống hóa cơ sở lý thuyết dựa trên các công bố gần đây của các nhà
nghiên cứu, phát triển công nghệ này ở Việt Nam là hướng nghiên cứu chủ

yếu được quan tâm.
Đã có rất nhiều loại vật liệu bột (Si, Al, W, Gr, Cu, Ti,...)
được sử dụng trong nghiên cứu PMEDM [39], [31]. Với việc tập
trung vào các hướng nghiên cứu như sau: Nâng cao năng suất, chất
lượng bề mặt gia công. Một số nghiên cứu đã cho thấy: Sử dụng vật liệu
bột hợp lý trong PMEDM có thể đồng thời nâng cao năng suất gia công,
giảm độ nhám bề mặt và cải thiện cơ tính của bề mặt gia công. Đặc
biệt, năng suất và chất lượng bề mặt gia công có thể đồng thời được cải
thiện ngay trong quá trình tạo hình bề mặt sản phẩm bằng PMEDM
nên đã làm giảm thời gian chế tạo sản phẩm.
Hiện tại các nghiên cứu với bột Cacbít vônphram trong
PMEDM rất ít, mới chỉ có hai công trình được công bố [20], [39] nghiên
cứu ảnh hưởng của bột Vônphram tới độ nhám bề mặt và độ cứng tế vi bề
mặt.
Vật liệu SKD61 là một loại vật liệu dụng cụ có cơ tính tốt để làm
khuôn và các chi tiết tiết máy, đặc biệt khi được xử lý nhiệt hoặc xử lý hóa
học, SKD61 đạt được cơ tính tốt. Những đặc tính quý này tạo ra bề mặt chi
1


tiết dụng cụ hữu ích trong thực tế, đặc biệt trong ngành chế tạo khuôn và chi
tiết chịu mài mòn.
Xuất phát từ những vấn đề trên là cơ sở định hướng cho tác giả
chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa
tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường dung dịch điện
môi có chứa bột Cacbít vônphram”.
2. Mục đích, đối tượng, phạm vi, n i dung và phương pháp nghiên cứu
a. Mục đích của đề tài
Mục đích nghiên cứu của luận án là: Đánh giá chất lượng bề mặt
của th p làm khuôn SKD61 sau gia công PMEDM với bột trộn acbít

vônphram, với các chỉ tiêu: Độ cứng tế vi bề mặt - HV và độ nhám bề mặt Ra, dưới sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ EDM như: Dòng phóng
tia lửa điện Ip, thời gian phát xung Ton và nồng độ bột trong miền khảo sát.
Với bộ thông số công nghệ này làm cơ sở cho việc lựa chọn, tham khảo cho
gia công PMEDM.
Một vấn đề được đặt ra là: Khi gia công bằng phương pháp
PMEDM để cải thiện chất lượng bề mặt (độ nhám bề mặt- Ra, độ cứng tế vi
bề mặt- HV) và giảm được số nguyên công so với gia công bằng phương
pháp khác, điều này mang một ngh a thực ti n. Do vậy, trong luận án đã
chọn v ng khảo sát gia công tinh và bán tinh các thông số công nghệ EDM.
b. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là th p SKD61 chưa qua xử lý
nhiệt. Bột Cacbít vônphram sử dụng của nhà sản xuất PR X IR
SURF E TE HNO OGIES với mã thương mại W -727-6 có một số
thành phần nguyên tố khác và được trộn vào dung môi cách điện.
Điện cực sử dụng là điện cực đồng (ký hiệu M1 của Nga).
c. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu bằng thực nghiệm ảnh hưởng của thông số công nghệ
EDM, nồng độ bột tác động tới chất lượng bề mặt (độ nhám bề mặt; sự xâm
nhập của Vônphram vào bề mặt; độ cứng tế vi bề mặt) của chi tiết gia công
PMEDM. So sánh, đánh giá chất lượng bề mặt (độ nhám bề mặt; sự xâm
nhập của Vônphram vào bề mặt; độ cứng tế vi bề mặt) của phương pháp
PMEDM và EDM.
Các thông số công nghệ EDM được chọn để khảo sát là ở chế độ
tinh và bán tinh.
Bột được sử dụng để nghiên cứu ở ba dải nồng độ khác nhau cụ
thể là: 20g/l, 40g/l; 60g/l.
d. Nội dung nghiên cứu
* Nghiên cứu tổng quan và cơ sở lý thuyết về bản chất, cơ chế gia
công tia lửa điện (EDM) và gia công tia lửa điện trong môi trường dung môi
trộn bột hợp kim (PMEDM).

* Nghiên cứu bằng thực nghiệm ảnh hưởng của các thông số công
nghệ EDM, nồng độ bột acbít vônphram trộn trong dung môi cách điện
đến chất lượng bề mặt (độ nhám bề mặt - Ra ; sự xâm nhập vônphram vào
2


bề mặt; độ cứng tế vi bề mặt ). Đánh giá so sánh ảnh hưởng của chất lượng
bề mặt khi có sự tham gia của bột- PMEDM so với EDM thông thường tại
c ng thông số công nghệ EDM.
* Từ các kết quả nghiên cứu về độ nhám bề mặt và độ cứng tế vi
bề mặt, luận án đã phân tích, luận giải cơ chế bản chất của quá trình phóng
tia lửa điện có trộn bột ảnh hưởng tới các kết quả thu được.
* Kiểm nghiệm m n một số mẫu thí nghiệm có độ cứng cao và độ
nhám bề mặt thấp.
e. Phương pháp nghiên cứu
*
c u t u t:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và bản chất của quá trình EDM và
quá trình PMEDM. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng chính tới quá trình
phóng tia lửa điện như: D ng phóng tia lửa điện; thời gian phát xung; nồng
độ bột, kích thước bột....
- Nghiên cứu cơ sở l thuyết quá trình xâm nhập nguyên tố hóa
học vào bề mặt, quá trình hình thành cacbít trên bề mặt của chi tiết sau gia
công bằng phương pháp PMEDM.
*Nghiên c u bằng thực nghiệm bao gồm:
- Xây dựng hệ thống thí nghiệm và kế hoạch thực nghiệm.
- Phân tích, đánh giá, so sánh, luận giải các hiện tượng và kết quả
nhận được bao gồm: độ nhám bề mặt - Ra; hàm lượng vônphram xâm nhập
vào bề mặt; độ cứng tế vi bề mặt – HV dựa vào cơ sở lý thuyết EDM,
PMEDM và quá trình xâm nhập nguyên tố hóa học vào bề mặt, quá trình

hình thành cacbít trên bề mặt của chi tiết.
- D ng quy hoạch thực nghiệm để xây dựng các hàm quan hệ ( độ
nhám bề mặt, hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt, độ cứng tế vi bề
mặt) với các thông số công nghệ EDM và nồng độ bột.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
a. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài đã nghiên cứu làm rõ cơ chế và bản chất của gia công
PMEDM sử dụng bột Cacbít vônphram để gia công chi tiết thép SKD61, từ
đó tìm ra quy luật để điều khiển sự ảnh hưởng của nồng độ bột và các thông
số công nghệ trong quá trình gia công đến chất lượng bề mặt. Kết quả
nghiên này hoàn toàn có thể sử dụng làm cơ sở khoa học về mặt phương
pháp cho các nghiên cứu ứng với các cặp vật liệu bột và chi tiết khác khi gia
công PMEDM.
b. Ý nghĩa thực tiễn
- à cơ sở tham khảo để lựa chọn bộ thông số công nghệ khi gia
công PMEDM dùng cho các nhà máy, xí nghiệp và các phòng thí nghiệm
nhằm đạt được độ nhám bề mặt và độ cứng tế vi bề mặt theo yêu cầu đặt ra
trước.
- Dùng làm tài liệu tham khảo cho các cơ sở đào tạo.

3


- Đề tài lựa chọn đối tượng nghiên cứu là th p SKD61 và bột
acbít vônphram có một ngh a thực ti n trong việc gia công khuôn dập
nóng để cải thiện về chất lượng bề mặt.
- Phương pháp PMEDM với bột acbít vônphram thích hợp với
các chi tiết có bề mặt thành mỏng hoặc chi tiết có hình thù phức tạp khác
nhằm đảm bảo đồng thời độ nhám bề mặt và độ cứng tế vi lớp bề mặt.
4. Các đóng góp mới của luận án

- Xác định được ảnh hưởng của thông số công nghệ EDM và nồng
độ bột tới độ nhám bề mặt trong vùng các thông số công nghệ EDM và
nồng độ bột được nghiên cứu.
- Xác định được ảnh hưởng của thông số công nghệ EDM và nồng
độ bột tới sự xâm nhập Vônphram vào bề mặt trong vùng các thông số công
nghệ EDM và nồng độ bột được nghiên cứu.
- Xác định được ảnh hưởng của thông số công nghệ EDM và nồng
độ bột tới độ cứng tế vi bề mặt trong v ng các thông số công nghệ EDM
và nồng độ bột được nghiên cứu.
5. Cấu tr c của luận án
- uận án gồm 4 chương chính, phần mở đầu và các phụ lục:
hương 1: Tổng quan về phương pháp gia công tia lửa điện
hương 2: ơ sở l thuyết gia công tia lửa điện và gia công tia lửa điện
có trộn bột
hương 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ và nồng
độ bột cacbít vônphram trong dung dịch điện môi tới độ nhám bề mặt
hương 4: Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các thông số công
nghệ và nồng độ bột cacbít vônphram trong dung dịch điện môi tới sự xâm
nhập của Vônphram và độ cứng tế vi bề mặt chi tiết
C
N 1 T N QU N VỀ P
N P
P
C N T
LỬ
ỆN
Trong chương này nhằm định hướng nghiên cứu một cách hợp lý,
đã tìm hiểu các thông tin liên quan gồm:
1.1. Lịch sử hình thành, sự phát triển của phương pháp gia c ng tia lửa
điện

1.1.1. Lịch sử hình thành
ách đây gần 200 năm nhà nghiên cứu tự nhiên người Anh Joseph
Priestley (1733-1809) trong các thí nghiệm của mình đã nhận thấy có hiện
tượng ăn m n vật liệu gây ra bởi sự phóng điện. Nhưng đến năm 1943 hai
vợ chồng azarenko người Nga mới tìm ra cánh cửa dẫn tới công nghệ gia
công tia lửa điện theo [14], [4].
1.1.2. Sự phát triển của phương pháp gia công tia lửa điện
a. Xung định hình
b. Cắt dây bằng tia lửa điện
c. Gia công EDM rung điện cực với tần số siêu âm
d. Xung khô
4


- Ngoài ra còn một số phương pháp khác như : Phay EDM (EDM
milling), mài xung điện - Abrasive Electrical Discharge Grinding (AEDG),
xung có trộn bột hợp kim trong dung môi cách điện- Powder mixed
electrical discharge machining (PMEDM), ...
1.2. Phương pháp gia c ng tia lửa điện có tr n b t (PMEDM- Powder
Mixed Electrical Discharge Machining)
1.2.1. Nguyên lý, trang thiết bị phương pháp PMEDM
Khi có sự tham gia các hạt bột vào quá trình phóng tia lửa điện đã
làm thay đổi quá trình này như theo hình 1.15. Trang thiết bị khi có trộn bột
theo hình 1.16.

Điện Cực(+)

Hạt bột
dẫn điện

Phôi (-)

Hình1.15: Mô ì

Nguồn điện

1.
2.
3.
4.

u

p ươ

p áp PMEDM [37]

Bộ điều
khiển

Nam châm.
Bơm tuần hoàn.
Vòi phun.
Thùng chứa dung môi cách điện.

5. Điện cực.
6. Trục khuấy.
7. hỉ thị kế.
8. Bộ hiển thị tọa độ các trục.

Hình 1.16: Mô hình thực nghiệm PMEDM [37]
1.2.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu phương pháp PMEDM
Kết luận Chương 1 Đã tổ
ợp các xu ướ p át tr ể của
p ươ p áp EDM & PMEDM tr t
ớ . Qua p ầ đá
á tổ qua
về xu ướ p át tr ể của p ươ p ươ p áp PMEDM, ậ t ấ rằ
ữ
oạ vật ệu bột có
ệt độ ó c ả cao rất ít được
c u.
Hướ
c u của đề tà về ả
ưở
bột Cacbít vô p ram tớ c ất
ượ bề mặt (độ ám bề mặt, sự xâm ập của Vô p ram vào bề mặt, độ
c
t v bề mặt t ép SKD61) tạ các c độ a cô t
và bá t
có
ĩa về mặt k oa ọc và t ực t ở V ệt am.
5


C

N

2 C

S LÝ T UYẾT
C N T LỬ
C N T LỬ
ỆN CÓ TRỘN BỘT

ỆN VÀ

Nhằm phục vụ nghiên cứu thực nghiệm và cở sở lý thuyết cho việc
luận giải các kết quả thu được trong chương 3&4. Trong chương này đã tìm
hiểu, nghiên cứu các thông tin liên quan gồm:
2.1. Cơ sở lý thuyết gia công tia lửa điện
2.1.1. Bản chất vật lý của quá trình phóng tia lửa điện
2.1.2. Cơ chế tách vật liệu
2.1.3. Đặc tính về điện của sự phóng tia lửa điện
2.1.4. Lượng hớt vật liệu
2.1.5. Chất lượng bề mặt sau gia công
2.1.6. Sự mòn điện cực
2.1.7. Chất điện môi
2.2. Cơ sở lý thuyết gia c ng tia lửa điện có tr n b t
2.2.1. Vai trò của hạt bột trong quá trình phóng tia lửa điện
Vai trò của hạt bột tham gia vào quá trình phóng điện được mô tả
như hình 2.10 và 2.11

Hình 2.10: Ả

ưở

của ạt bột tro
đ ệ của quá trì

6

quá trì
ì
EDM [43]

t à

k

p ó


Ca-tốt

2.2.2. Sự cách điện của dung
dịch điện môi
Hạt b t
2.2.3. Độ lớn khe hở phóng
điện
2.2.4. Độ rộng của kênh
plasma
Hạt b t
2.2.5. Số lượng tia lửa điện
2.2.6. Cơ sở lý thuyết sự xâm
nhập của bột trộn trong dung
A-nốt
môi vào bề mặt chi tiết trong
Hình 2.11: Câ cầu tro quá trì p ó

quá trình PMEDM
đ ệ của quá trì PMEDM [59]
Kết luận chương 2
C ươ
a
c u và tổ
ợp về cơ sở
t u t a cô t a ửa đ ệ - EDM và a cô t a ửa đ ệ có trộ bột PMEDM tr các vấ đề: Bả c ất vật của quá trì
p ó t a ửa đ ệ
tro p ươ p áp a cô EDM để àm cơ sở
c u về quá trì
gia công PMEDM. Vai tr của ạt bột ả
ưở đ quá trì p ó t a
ửa đ ệ tro
a cô EDM. Cơ sở và bả c ất của sự xâm ập u
t óa ọc tro bột trộ và du mô các đ ệ vào bề mặt c t t và quá
trì tạo cacbít tr bề mặt.
C
N 3 N
ÊN CỨU ẢN
N CỦ C C T
N SỐ
C N N
Ệ VÀ NỒN
Ộ BỘT CACBÍT VÔNPHRAM TRONG
DUN DỊC
ỆN M TỚ Ộ N
M BỀ MẶT
3.1. Mục đích
3.2. ối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.3. iều kiện thực nghiệm khảo sát
Mô hình thực nghiệm theo như hình 3.1.

TRÌNXUNG
XUN PMEDM
PMEDM
QÚ QÚ
TRÌNH

Hình 3.1: Mô hình thực nghiệm
3.3.1. Hệ thống thí nghiệm
1. Máy thí nghiệm: Sử dụng máy xung điện ARISTECH CNC-460 của Hãng
LIEN SHENG MECHANICAL &ELECTRICAL CO.,LTD – ĐÀI O N.

7


2. Vật liệu phôi: Vật liệu sử dụng là thép SKD61- Nhà sản xuất Daido
Amistar (JIS- Nhật Bản), thành phần hóa học của th p SKD61 được cho ở
bảng 3.1. Kích thước phôi trước khi gia công D=19mm, L=50mm; Sau khi
gia công D=19mm, L=49.7mm
3. Vật liệu đồ đ ện cực: Sử dụng đồng điện cực là loại đồng đỏ có độ tinh
khiết cao theo bảng 3.2.
4. Đặc tính kỹ thuật của bột Cacbít vônphram: Bột Cacbít vônphram (mã
thương mại W -727-6) dùng làm thí nghiêm của nhà sản xuất PRAXAIR
SURFACE TECHNOLOGIES. ác đặc tính của bột theo như bảng 3.3 và
bảng 3.4.
5. Dung môi dầu các đ ện: Dung môi dầu cách điện được dùng là dầu
Shell EDM Fluid 2, các đặc tính kỹ thuật được cho trong bảng 3.5.
6. Thùng ch a dung dịc đ ện môi

7.Các thông s cô
ệ và ồ độ bột:
Bảng 3.6. Các thông s cô
ệ EDM và nồ độ bột thực nghiệm cho
quá trình PMEDM
ường độ d ng điện (Ip)

1A, 2A, 3A,4A

Thời gian phát xung(Ton)

16s; 32s; 50s; 200s

Thời gian ngừng phát xung(Toff)

50s

Dung dịch điện môi

Shell EDM Fluid 2

Phân cực

Ngược: Điện cực (-), Phôi (+)

Điện áp phóng(V)

80-120V

Nồng độ bột Cacbít vônphram

(g/l)

20; 40; 60

ác thông số công nghệ EDM và nồng độ được chọn theo mục
đích nghiên cứu của đề tài theo bảng 3.6.
3.3.2. Thiết bị đo, kiểm tra
1. Má đo độ nhám bề mặt
2. Câ đ ện tử
3.4. Nghiên cứu thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng tới đ nhám bề mặt
(Ra)
Trong mục 2.1.5 của chương 2 đã tìm hiểu và nghiên cứu thì chất
lượng bề mặt - cụ thể là độ nhấp bề mặt (Ra) gia công bằng phương pháp
EDM chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như: D ng phóng tia lửa điện, điện áp
phóng tia lửa điện và thời gian phát xung.
Qua các phân tích nêu trên kết hợp với mục đích của đề tài trong
phần mở đầu, do vậy trong phần thực nghiệm này nghiên cứu ảnh hưởng
của các yếu tố:
1. D ng phóng tia lửa điện Ip. ác chế độ theo bảng 3.6
8


2. Thời gian phát xung Ton. ác chế độ theo bảng 3.6
3. Nồng độ bột Cacbít vônphram . ác chế độ theo bảng 3.6
Tác độ tớ độ nhám bề mặt (Ra) chi ti t gia công bằ p ươ pháp
PMEDM. oà ra so sá độ nhám bề mặt chi ti t gia công bằ p ươ
pháp PMEDM và EDM tro c
c độ t ô s cô
ệ EDM.
3.4.1. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của thời gian phát xung Ton

và nồng độ bột tới độ nhám bề mặt

Hình 3.9: Độ nhám bề mặt Ra tại Ip=1A

Hình 3.10: Độ nhám bề mặt Ra tại Ip=2A

Hình 3.11: Độ nhám bề mặt Ra tại Ip=3A

Hình 3.12: Độ nhám bề mặt Ra tại Ip=4A

Trong phần khảo sát thực nghiệm này, trên cơ sở kết quả thực
nghiệm đo được về độ nhám bề mặt trung bình theo các bảng 3.7 3.10,
xây dựng biểu đồ quan hệ giữa độ nhám bề mặt (Ra) trung bình với thời
gian phát xung Ton và nồng độ bột tại các Ip. ăn cứ vào các biểu đồ- hình
3.9 3.12 phân tích, đánh giá ảnh hưởng của thời gian phát xung và nồng
độ bột tại các Ip tới độ nhám bề mặt.
9


3.4.1.1. So sánh độ ám bề mặt t a đổ ữa p ươ p áp PMEDM và
EDM
ăn cứu kết quả thực nghiệm độ nhám bề mặt theo biểu đồ hình
3.9÷ 3.12 nhận thấy: Độ nhám bề mặt theo phương pháp PMEDM có sự
thay đổi theo chiều hướng giảm so với nhám bề mặt theo phương pháp
EDM tại các Ton và nồng độ bột khác nhau trong v ng khảo sát.
3.4.1.2.
c u t ực
ệm tạ các c độ có độ ám bề mặt t a đổ
ều ất
a. Thay đổi nhiều nhất giữa phương pháp PMEDM so với phương

pháp EDM: Trong các biểu đồ 3.9÷3.12 thì tại biểu đồ hình 3.9: Với
Ton=16 s ở nồng độ 40g l của phương pháp PMEDM có sự thay đổi độ
nhám bề mặt lớn nhất, giảm so với nhám bề mặt của phương pháp EDM
c ng chế độ công nghệ về điện là 57.98 .
b. Thay đổi nhiều nhất giữa các chế độ trong phương pháp
PMEDM: Trong các biểu đồ 3.9÷3.12 thì tại biểu đồ hình 3.10: Với
Ton=16 s nhám bề mặt ở nồng độ 60g l giảm nhiều nhất so với nhám bề
mặt ở nồng độ 40g l là 44.84 .
c. Độ nhám bề mặt nhỏ nhất trong các chế độ khảo sát của phương
pháp PMEDM: Theo biểu đồ hình 3.9 ở nồng độ 40g l tại T on= 16 s có
độ nhấp bề mặt nhỏ nhất là Ra=0.471µm.
2.4.1.3.
c u t ực
ệm tạ các c độ có độ ám bề mặt t a đổ
ít ất
a. Thay đổi ít nhất giữa phương pháp PMEDM so với phương pháp
EDM:
Trong các biểu đồ hình 3.9÷3.12 thì tại biểu đồ hình 3.12: Với
Ton= 50 s ở nồng độ 20g l độ nhám bề mặt của phương pháp PMEDM có
sự thay đổi nhỏ nhất so với nhám bề mặt của EDM c ng chế độ công nghệ
về điện là 0.31 .
b. Thay đổi ít nhất giữa các chế độ trong phương pháp PMEDM:
Trong các biểu đồ hình 3.9÷3.12 thì tại biểu đồ hình 3.12:
nồng
độ 40g l có nhám bề mặt giảm ít nhất so với nhám bề mặt ở nồng độ 20g l
với c ng Ton= 50 s là 1.3 .
3.4.2. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của dòng phóng điện Ip và
nồng độ bột tới độ nhám bề mặt
Trong phần khảo sát thực nghiệm này, trên cơ sở kết quả thực
nghiệm đo được về độ nhám bề mặt trung bình theo các bảng 3.7 3.10,

xây dựng biểu đồ quan hệ giữa độ nhám bề mặt Ra trung bình với d ng
phóng tia lửa điện Ip và nồng độ bột tại các Ton. ăn cứ vào các biểu đồhình 3.15 3.18 phân tích, đánh giá ảnh hưởng của d ng phóng tia lửa điện
Ip và nồng độ bột tại các Ton tới độ nhám bề mặt.
Theo biểu đồ các hình 3.15÷3.18:

10


- c ng một nồng độ (trong các nồng độ bột khảo sát) thì nhám bề
mặt tăng dần theo Ip=1A; Ip=2A; Ip=3A; Ip=4 . Điều này ph hợp với l
thuyết EDM và PMEDM.
- Tại thời gian phát xung nhất định (trong các thời gian phát xung
đang khảo sát) thì độ nhám bề mặt giảm dần khi nồng độ bột tăng.

Hình 3.15: Độ nhám bề mặt Ra tại Ton=16μs

Hình 3.16: Độ nhám bề mặt Ra tại Ton=32μs

Hình 3.17: Độ nhám bề mặt Ra tại Ton=50μs

11


Hình 3.18: Độ nhám bề mặt Ra tại Ton=200μs

3.5. Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng tới đ nhám bề
mặt (Ra)
Qua phân tích đánh giá của các yếu tố ảnh hưởng tới độ nhám bề
mặt (Ra) trung bình ở mục 3.4 nhận thấy rằng, các yếu tố đều có ảnh hưởng
nhất định tới độ nhám bề mặt, những sự tác động mạnh yếu của các yếu tố

thì chưa đánh giá được. Do vậy, trong phần này dựa vào các kết quả thực
nghiệm đã có và phương pháp đồ thị biểu di n các điểm số liệu thực
nghiệm, tác giả đề xuất quan hệ hàm hồi quy này có dạng là hàm số mũ như
sau:
a
(3.1)
R a =K.Ton
.I pb .Ncbt
Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất để xây dựng hàm hồi
quy trong tính toán quy hoạch thực nghiệm [7] ta có hàm hồi quy:
0,2301
(3.5)
R a =0,632.I0,5209
.Ton
.N-0,1112
p
bt
Với độ tin cậy :

r=

σ 2y -σ 'y 2
σ 2y

 0, 923

(3.6)

Kết luận chương 3
1. K trộ bột ợp k m Cacbít vô p ram vớ một ồ độ ất

đị vào du mô dầu các đ ệ k
a cô EDM, độ ám bề mặt đã cả
t ệ t eo ướ t t ơ so vớ p ươ p áp a cô EDM t ô t ư
tạ tất cả các c độ t ô s cô
ệ EDM tro v
k ảo sát.
2. Vớ ồ độ bột ợp k m Cacbít vô p ram t
dầ từ 20 / ;
40 / ; 60 / t ì độ ám bề mặt ảm dầ tạ các c độ a cô (I p, Ton).
3. Tro các c độ
c u, tạ Ip= 1A, Ton=16μs, ồ độ
40 / t ì độ ám bề mặt của p ươ p áp PMEDM t a đổ ảm ớ
ất
so vớ độ ám bề mặt của p ươ p áp EDM c
c độ t ô s cô
ệ EDM à 57.98 .
12


4. Đã xâ dự
àm qua ệ ữa độ ám bề mặt Ra vớ các
t ô s đầu vào ư : D
p ó t a ửa đ ệ I p, t
a p át xu Ton,
ồ độ bột bt t eo p ươ p áp qu oạc t ực
ệm. P â tíc đá
á va tr ả
ưở của từ t ô s đầu vào tớ độ ám bề mặt R a
t eo àm ồ qu t ực

0,5209

ệm sau: R a =0,632.I p

0,2301

-0,1112

.Ton .N bt

C
N 4 N
ÊN CỨU ẢN
N CỦ C C T
N SỐ
CÔN N
Ệ VÀ NỒN
Ộ BỘT CACBÍT VÔNPHRAM TRONG
DUN DỊC
ỆN M TỚ SỰ X M N
P CỦ VÔNPHRAM
VÀ Ộ CỨN TẾ V BỀ MẶT C T ẾT
4.1. Mục đích
4.2. ối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.3. iều kiện thực nghiệm khảo sát
Mô hình thực nghiệm theo như hình 4.1

Hình 4.1: Sơ đồ thực nghiệm và k t quả
4.3.1. Hệ thống thí nghiệm
- Như trình bày trong mục 3.3.1 chương 3

4.3.2. Thiết bị đo, kiểm tra
1..Thành phần hoá học: Được xác định bằng phương pháp EDX
(Energy-dispersive X-ray spectroscopy) trên máy hiển vi điện tử quét
JSM 6610LA của hãng JEOL – JAPAN.
2. Đo độ c ng t vi lớp bề mặt: Được thực hiện trên máy đo độ cứng tế
vi DURAMIN- Struers của Đức.
3. Tổ ch c pha: Được chụp bởi kính hiển vi AXIO- A2M.
4.Thi t bị kiểm nghiệm mòn: Được thực hiện trên máy thử nghiệm mẫu đa
năng UMT (The Universal Micro Materials Tester platform).
4.4. Nghiên cứu thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng tới sự âm nhập của
nguyên tố Vônphram vào bề mặt SKD61
Trong phần nghiên cứu thực nghiệm này, luận án tập trung phân
tích đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố: I p; Ton; Nồng độ bột tới sự xâm
nhập của Vônphram vào bề mặt chi tiết sau gia công. Quá trình phân tích
thành phần hóa học lớp bề mặt c n có các nguyên tố khác (Coban) của bột
trộn xâm nhập vào bề mặt nhưng do hàm lượng của chúng rất nhỏ nên
13


không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng bề mặt chi tiết và không nghiên
cứu trong luận án này. Mục đích chính trong phần này là xác định hàm
lượng nguyên tố Vônphram có trong bề mặt chi tiết SKD61 sau gia công
PMEDM, làm cơ sở để nghiên cứu đánh giá độ cứng tế vi bề mặt.
4.4.1. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của thời gian phát xung Ton
và nồng độ bột tới sự xâm nhập của nguyên tố ônphram vào bề mặt
SKD61

Hình 4.10: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề
mặt chi ti t tại Ip=1A

Hình 4.11: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề
mặt chi ti t tại Ip=2A

Hình 4.12: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề
mặt chi ti t tại Ip=3A

Hình 4.13: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề
mặt chi ti t tại Ip=4A

Trong phần khảo sát thực nghiệm này, trên cơ sở kết quả thực
nghiệm đo được về hàm lượng Vônphram trung bình xâm nhập vào bề mặt
theo các bảng 4.1 4.4, xây dựng biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng
Vônphram trung bình xâm nhập vào bề mặt với thời gian phát xung T on và
14


nồng độ bột tại các Ip. ăn cứ vào các biểu đồ - hình 4.10 4.13 phân tích,
đánh giá mức độ ảnh hưởng của thời gian phát xung và nồng độ bột tại các
IP tới hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt.
Theo các biểu đồ hình 4.10 ÷ 4.13:
1. Tại các thời gian phát xung Ton đều có sự xâm nhập của nguyên tố
Vônphram vào bề mặt th p SKD61. Riêng các chế độ: I p=1A, Ton= 200 s,
nồng độ 20g l và 40g l (hình 4.10); I p=3A, Ton= 200 s, nồng độ 40g l (hình
4.12) và Ip=4A, Ton= 200 s, nồng độ 60g l (hình 4.13) nguyên tố Vônphram
không xâm nhập vào bề mặt.
2. Tại thời gian phát xung nhỏ thì hàm lượng Vônphram xâm nhập vào
bề mặt nhiều ở tất cả các nồng độ và tỷ lệ thuận với nồng độ, đặc biệt tại
Ton= 16 s thì hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt là tốt nhất tại tất
cả các Ip khảo sát. Ngoài ra theo biểu đồ hình 4.10 tại T on=16 s; Ip=1A và
nồng độ 60g l hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt là 62.407 , đây

là lượng Vônphram xâm nhập nhiều nhất.
3. Khi thời gian phát xung tăng lên thì hàm lượng Vônphram của bề mặt
chi tiết giảm đi tại các dải nồng độ ở tất cả các chế độ Ip đang khảo sát.
4. Tại Ton= 200 s ở tất cả các dải nồng độ và các chế độ d ng phóng tia
lửa điện thì hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt rất ít (<1 ), một
số chế độ đã không có Vônphram xâm nhập vào bề mặt.
4.4.2. Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của dòng phóng tia lửa điện
Ip và nồng độ bột tới sự xâm nhập của nguyên tố ônphram vào bề mặt
SKD61
Trong phần khảo sát thực nghiệm này, trên cơ sở kết quả thực nghiệm
đo được về hàm lượng Vônphram trung bình xâm nhập vào bề mặt theo các
bảng 4.1 4.4, xây dựng biểu đồ quan hệ giữa hàm lượng Vônphram trung
bình xâm nhập vào bề mặt với d ng phóng tia lửa điện I p và nồng độ bột tại
các Ton. ăn cứ vào các biểu đồ - hình 4.14 4.17 phân tích, đánh giá mức
độ ảnh hưởng của d ng phóng tia lửa điện Ip và nồng độ bột tại các Ton tới
hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt.

Hình 4.14: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề mặt chi ti t tại Ton=16μs

15


Hình 4.15: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề mặt chi ti t tại Ton=32μs

Hình 4.16: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề mặt chi ti t tại Ton=50μs

Hình 4.17: Hàm ượng nguyên t Vô p ram của ớp bề mặt chi ti t tại Ton=200μs

Theo biểu đồ hình 4.14÷ 4.17:
1. Tại c ng một nồng độ và thời gian phát xung (T on= 16 s; 32 s;

50 s), khi d ng phóng tia lửa điện Ip tăng thì hàm lượng Vônphram xâm
nhập vào bề mặt giảm. Riêng có ba trường hợp: Ip=3A , Ton= 16 s, 20g l;
16


Ip=2A, Ton= 32 s; 20g l; Ip=2A, Ton= 50 s, 20g l thay đổi khác thường theo
hướng có sự xâm nhập Vônphram vào bề mặt nhiều hơn không tuân theo
quy luật nêu trên.
2. Theo như biểu đồ hình 4.17 hàm lượng Vônphram xâm nhập vào
bề mặt hầu như không đáng kể tại các nồng độ và d ng phóng tia lửa điện.
Như vậy với Ton =200 s rất khó khăn trong việc Vônphram xâm nhập vào
bề mặt.
3. Tại Ip= 1 ở tất cả các nồng độ khi thời gian phát xung T on tăng thì
hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt giảm, có ngh a là tỉ lệ nghịch
với nhau. hỉ duy nhất tại chế độ: Ip= 1A, Ton= 50 s, nồng độ 20g l không
tuân theo quy luật đó.
4.4.3. ây dựng mối quan hệ các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng
Vônphram xâm nhập vào bề mặt
Qua các kết quả thực nghiệm đã phân tích đánh giá của các yếu tố ảnh
hưởng tới sự xâm nhập của Vônphram vào bề mặt ở mục 4.4.1 và 4.4.2,
các yếu tố đều có ảnh hưởng nhất định tới sự xâm nhập của Vônphram vào
bề mặt, những sự tác động mạnh yếu của từng yếu tố thì chưa phân tích
được. Với các thông số đầu vào là thời gian phát xung Ton, dòng phóng tia
lửa điện Ip, nồng độ bột Nbt và thông số đầu ra là hàm lượng Vônphram bề
mặt – k hiệu là W%. Dựa vào số liệu thực nghiệm thu được và phương
pháp đồ thị biểu di n các điểm số liệu thực nghiệm, tác giả đề xuất quan hệ
hàm hồi quy này có dạng là hàm số mũ như sau:
(4.1)
W% =H.Ton d .Iep .N b t f
Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất để xây dựng hàm hồi

quy trong tính toán quy hoạch thực nghiệm[7] ta có hàm hồi quy:
-1,9325
(4.5)
W% =755,37.I-0,8818
.Ton
.N0,6632
p
bt
Với độ tin cậy:

r=

σ 2y -σ 'y 2
σ 2y

(4.6)

=0,922

4.5. Nghiên cứu thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng tới đ cứng tế vi bề
mặt SKD61
Trong nghiên cứu này, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công
nghệ EDM và nồng độ bột ảnh hưởng tới độ cứng tế vi bề mặt (HV) chi tiết
gia công bằng phương pháp PMEDM. Xem x t đánh giá ảnh hưởng của
từng thông số đến độ cứng tế vi bề mặt.
Ngoài ra so sánh, đánh giá độ cứng tế vi bề mặt chi tiết gia công bằng
phương pháp PMEDM với độ cứng tế vi bề mặt chi tiết gia công bằng
phương pháp EDM.
Các kết quả đo độ cứng tế vi bề mặt–HV của chi tiết gia công bằng
phương EDM và PMEDM tại các chế độ thực nghiệm với ba điểm đo khác

nhau trên bề mặt mẫu thu được như trong các bảng 4.8÷4.11.
17


4.5.1. nh hưởng của thời gian phát xung Ton và nồng độ bột tới độ cứng
tế vi (H ) bề mặt SKD61

Hình 4.19: Độ c
t v (HV) ớp bề mặt
chi ti t tại Ip=2A

Hình 4.18: Độ c
t v (HV) ớp bề mặt
chi ti t tại Ip=1A

Hình 4.20: Độ c
t v (HV) ớp bề mặt
chi ti t tại Ip=3A

Hình 4.21: Độ c
t v (HV) ớp bề mặt
chi ti t tại Ip=4A

Trong phần thực nghiệm đánh giá độ cứng tế vi bề mặt này, trên cơ sở
các kết quả thực nghiệm đo độ cứng tế vi trung bình của bề mặt, xây dựng
biểu đồ quan hệ giữa độ cứng tế vi trung bình của bề mặt với thời gian
phóng tia lửa điện Ton và nồng độ bột tại các Ip. ăn cứ vào các biểu đồ hình 4.18 4.21 phân tích, đánh giá ảnh hưởng của thời gian phát xung T on
và nồng độ bột tại các Ip tới độ cứng tế vi trung bình của bề mặt. Ngoài ra
so sánh với độ cứng tế vi trung bình bề mặt gia công bằng phương pháp
PMEDM & EDM.

Theo biểu đồ hình 4.18 4.21:
1. Như vậy độ cứng tế vi lớp bề mặt gia công bằng phương pháp
PMEDM hầu hết cao hơn so với độ cứng tế vi lớp bề mặt gia công bằng
18


phương pháp EDM tại các chế độ đang nghiên cứu khảo sát. Chỉ có hai
trường hợp: Ton= 200 s, Ip=3A và nồng độ 40g/l; Ton= 200 s, Ip= 4A và
nồng độ 60g l có độ cứng xấp xỉ với độ cứng tế vi bề mặt gia công bằng
phương pháp EDM có c ng thông số công nghệ EDM( theo biểu đồ hình
4.20 và 4.21).
2. Sự thay đổi về độ cứng tế vi bề mặt cao nhất được gia công bằng
phương pháp PMEDM so với độ cứng tế vi bề mặt được gia công bằng
phương pháp EDM là 129.17 tại chế độ Ton=16 s; Ip=1A và nồng độ
60g/l (theo biểu đồ hình 4.18).
3. Sự thay về độ cứng tế vi cao nhất giữa hai bề mặt được gia công
bằng phương pháp PMEDM tại Ton= 16 s, Ip=2A , 60g/l và Ton= 16 s,
Ip=2A , 20g/l là 39% (theo biểu đồ hình 4.19).
4. Tại Ton= 16 s khi Ip thay đổi, hiệu ứng ảnh hưởng của nồng độ
bột acbít vônphram trong quá trình gia công và hàm lượng Vônphram
cao trong bề mặt theo mục 4.4.1 được thể hiện rõ nhất ảnh hưởng đến độ
cứng tế vi bề mặt, hay nói một cách khác là tại chế độ có thời gian phát
xung nhỏ độ cứng tế vi bề mặt được gia công bằng phương pháp PMEDM
cải thiện một cách rõ nhất so với độ cứng tế vi bề mặt được gia công bằng
phương pháp EDM.
4.5.2. nh hưởng dòng phóng tia lửa điện Ip và nồng độ bột tới độ cứng
tế vi (H ) bề mặt SKD61
Trên cơ sở các kết quả thực nghiệm đo độ cứng tế vi trung bình
của bề mặt dưới ảnh hưởng của d ng phóng tia lửa điện Ip và nồng độ bột
tại các Ton khác nhau, xây dựng biểu đồ quan hệ giữa độ cứng tế vi trung

bình của bề mặt với d ng phóng tia lửa điện I p và nồng độ bột tại các Ton.
ăn cứ vào các biểu đồ - hình 4.22 4.25 phân tích, đánh giá ảnh hưởng
của d ng phóng tia lửa điện Ip và nồng độ bột tại các Ton tới độ cứng tế vi
trung bình của bề mặt, ngoài ra so sánh độ cứng tế vi trung bình bề mặt chi
tiết gia công bằng phương pháp PMEDM & EDM.
Theo biểu đồ hình 4.22 ÷ 4.25:
1. Tại cùng một nồng độ và thời gian phát xung Ton, khi dòng
phóng tia lửa điện Ip tăng thì độ cứng tế vi bề mặt giảm. Riêng có ba
trường hợp: Ip=2A, Ton= 200 s, tại các nồng độ 20g l; 40g l; 60g l theo biểu
đồ hình 4.25 có độ cứng cao khác thường, theo biểu đồ hình 4.17 mục 4.4.2
thì hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt tại các trường hợp này rất
ít, nguyên nhân là do kênh nhiệt hình thành trong chế độ này tốt dẫn đến
quá trình tạo thành acbít vônphram hoặc nhiệt độ đã làm nóng chảy bột
acbít vônphram xâm nhập vào bề mặt tốt.

19


2. Tại Ip= 1A tại các nồng độ khác nhau khi thời gian phát xung
tăng thì độ cứng tế vi bề mặt giảm. Nguyên nhân của hiện tượng này là do:
Hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt giảm dần theo biều đồ 4.14
4.17 mục 4.4.2. Riêng tại chế độ Ip=1A, Ton= 50 s, nồng độ 20g/l có hàm
lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt cao hơn chế độ Ip=1A, Ton=32 s,
nồng độ 20g l theo biểu đồ hình 4.15 và 4.16 mục 4.4.2, do vậy chế độ
Ip=1A, Ton= 50 s nồng độ 20g l có độ cứng tế vi cao hơn chế độ Ip=1A,
Ton=32 s nồng độ 20g/l.

Hình 4.22: Độ c

t v (HV) ớp bề mặt chi ti t tại Ton=16μs

Hình 4.23: Độ c

t v (HV) ớp bề mặt chi ti t tại Ton=32μs

20


Hình 4.24: Độ c

Hình 4.25: Độ c

t v (HV) ớp bề mặt chi ti t tại Ton=50μs

t v (HV) ớp bề mặt chi ti t tại Ton=200μs

4.5.3 Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng tới độ
cứng tế vi bề mặt (HV)
Trong quan hệ này, thông số đầu vào là thời gian phát xung Ton ,
dòng phóng tia lửa điện Ip , nồng độ bột Nbt và thông số đầu ra là độ tế vi bề
mặt (HV)- k hiệu hàm là fHV. Dựa vào số liệu thực nghiệm thu được và
phương pháp đồ thị biểu di n các điểm số liệu thực nghiệm, tác giả đề xuất
hàm hồi quy có dạng là hàm số mũ:
k
n
f HV =G.Ton
.Ipm .Nbt

(4.9)

Sử dụng phương pháp bình phương nhỏ nhất để xây dựng hàm hồi
quy trong tính toán quy hoạch thực nghiệm[7] ta có hàm hồi quy:
-0,0406 -0,2523
(4.13)
f HV =707,457.Ton
.I p
.N0,0367
bt
Với độ tin cậy:

r=

σ 2y -σ 'y 2
σ 2y

=0,919

21

(4.14)


4.5.4 nh chụp tổ chức pha Cacbít vônphram lớp bề mặt gia công bằng
phương pháp PMEDM
Khi xem x t tổ chức pha cabít vônphram theo hình 4.27 4.30
nhận thấy rằng hầu hết tại các chế độ thực nghiệm đều có pha cabít
vônphram, điều này giải thích cho hiện tượng độ cứng tế vi bề mặt của
các mẫu gia công bằng PMEDM có độ cứng cao hơn độ cứng bề mặt
mẫu gia công bằng EDM.
4.6. Kiểm nghiệm mòn

Trong phần kiểm nghiệm mòn này, kết quả là các biểu đồ tốc độ mòn tại
các mẫu có chế độ gia công bằng phương pháp PMEDM và EDM là: Ip=1A;
Ton=16 s và nồng độ 60g/l; 40g/l; 20g/l; 0g/l. Qua biểu đồ tốc độ mòn nhận
thấy rằng đối với mẫu gia công bằng phương pháp PMEDM thì tốc độ mòn
thấp hơn so với tốc độ mòn mẫu gia công bằng phương pháp EDM.
Kết luận chương 4
1. Hàm lượng ônphram xâm nhập vào bề mặt:
Tạ d
p ó t a ửa đ ệ
ỏ và t
gian phát xung Ton ỏ có ượ
Vô p ram xâm
ập vào bề mặt t t ơ so vớ tạ d
p ó t a ửa đ ệ
ớ và t
a p át xu Ton ớ tạ các dả ồ độ bột tro v
k ảo
sát. Hàm ượ Vô p ram xâm
ập cao ất tro các c độ t ực
ệm là: 62,407 tạ Ton=16μs; Ip=1A và ồ độ 60 / . Tạ d
p ó
t a ửa đ ệ
ỏ và t
a p át xu
ỏ, k
ồ độ bột t
tro
v
k ảo sát àm ượ Vô p ram xâm ập vào bề mặt t
. Đã xây

dự
àm ồ qu bằ t ực
ệm b ểu d m qua ệ ữa àm ượ
Vô p ram xâm ập vào bề mặt-W% vớ các t ô s đầu vào(Ip; Ton; Nbt ):
-1,9325
W% =755,37.I-0,8818
.Ton
.N0,6632
p
bt

2. Độ cứng tế vi lớp bề mặt của phương pháp PMEDM:
Hầu h t độ c ng t vi bề mặt gia công bằ p ươ p áp PMEDM cao
ơ so vớ độ c ng t vi lớp bề mặt gia công bằ p ươ p áp EDM tại
các ch độ công nghệ đã
c u. Sự t a đổ độ c ng t vi bề mặt cao
nhất trong các ch độ nghiên c u của p ươ p áp PMEDM so với
p ươ pháp EDM là 129,17% tại Ton=16μs, Ip=1A và nồ độ 60g/l. Tại
ch độ dòng phóng tia lửa đ ện nhỏ và th i gian phát xung nhỏ t ư ng có
độ c
cao ơ so với những ch độ có dòng phóng tia lửa đ ện lớn và
th i gian phát xung lớn ở các dải nồ độ bột đa k ảo sát.Đã xây dựng
hàm hồi quy bằng thực nghiệm biểu di n m i quan hệ giữa độ c ng t vi bề
mặt (fHV) với các thông s đầu vào(Ip; Ton; Nbt):
-0,0406 -0,2523
f HV =707,457.Ton
.Ip
.N0,0367
bt

KẾT LU N C UN

CỦ LU N N VÀ
T ẾP T EO

KẾT LU N CHUNG
1. Các kết quả nghiên cứu
1.1. Độ nhám bề mặt(Ra):
22

ỚN

N

ÊN CỨU


Khi trộn bột hợp kim acbít vônphram với các dải nồng độ 20g l; 40g l;
60g l vào dung môi dầu cách điện, kết quả thực nghiệm cho thấy: Độ nhám
bề mặt Ra của phương pháp PMEDM thay đổi tốt hơn (giảm) so với độ
nhám bề mặt của phương pháp EDM trong c ng chế độ thông số công nghệ
EDM. Trong các chế độ công nghệ thực nghiệm, độ nhám bề mặt thay đổi
giảm lớn nhất là 57.98 tại Ip= 1A, Ton=16 s, nồng độ 40g l so với độ
nhám bề mặt của phương pháp EDM có c ng chế độ thông số công nghệ
EDM.Nồng độ bột thay đổi từ 20g l; 40g l; 60g l thì độ nhám bề mặt giảm
dần tại các Ip, Ton, hay quan hệ giữa nồng độ bột và độ nhám bề mặt là tỉ
nghịch với nhau. Xác định được mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt-Ra với
0,5209

các thông số đầu vào (Ip; Ton; Nbt): R a =0,632.Ip

.Ton0,2301.N-0,1112
bt

1.2. Hàm lượng ônphram xâm nhập vào bề mặt:
Tại các chế độ thực nghiệm hầu hết đều có sự xâm nhập của Vônphram
vào bề mặt. những chế độ có d ng phóng tia lửa điện nhỏ và thời gian
phát xung nhỏ, hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt lớn hơn so với
những chế độ có d ng phóng tia lửa điện lớn và thời gian phát xung lớn
trong vùng khảo sát khi nồng độ bột tăng, hay tại chế độ có d ng nhỏ và
thời gian phát nhỏ thì hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt tỷ lệ
thuận với nồng độ. Trong các chế độ công nghệ thực nghiệm, hàm lượng
Vônphram xâm nhập cao nhất là: 62,407% tại Ton=16 s; Ip=1A và nồng độ
60g/l. Xác định được mối quan hệ giữa hàm lượng Vônphram xâm nhập
vào bề mặt-W% với các thông số đầu vào (Ip; Ton; Nbt):

W% =755,37.I-0,8818
.Ton-1,9325 .N 0,6632
p
bt
1.3. Độ cứng tế vi bề mặt (H ):
Độ cứng tế vi lớp bề mặt được gia công bằng phương pháp PMEDM
hầu hết cao hơn so với độ cứng tế vi lớp bề mặt được gia công bằng phương
pháp EDM tại cùng chế độ công nghệ . Trong các chế độ công nghệ thực
nghiệm, độ cứng tế vi bề mặt thay đổi tăng lớn nhất là 129,17 tại
Ton=16 s, Ip=1A và nồng độ 60g l được gia công bằng phương pháp
PMEDM so với độ cứng tế vi bề mặt được gia công bằng phương pháp
EDM có c ng chế độ thông số công nghệ EDM. Trong vùng các chế độ
thông số công nghệ EDM được khảo sát thì tại chế độ dòng phóng tia lửa
điện nhỏ và thời gian phát xung nhỏ thường có độ cứng cao hơn so với d ng

phóng tia lửa điện lớn và thời gian phát xung lớn trong các dải nồng độ
được khảo sát. Xác đinh được mối quan hệ giữa độ cứng tế vi bề mặt (fHV)
với các thông số đầu vào (Ip; Ton; Nbt):
-0,0406 -0,2523
f HV =707,457.Ton
.Ip
.N0,0367
bt
Kiểm nghiệm m n bề mặt ở chế độ Ip= 1 , Ton= 16 s tại các dải nồng
độ 0g l; 20g l; 40g l; 60g l. Nhận thấy rằng tốc độ m n tỷ lệ nghịch với
nồng độ bột và độ cứng tế vi.
1.4. Tại Ip= 1A và Ton= 16μs ở các nồng độ bột khác nhau: Qua khảo sát
về độ nhám bề mặt, hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt và độ
23


cứng tế vi bề mặt đều cho kết quả tốt hơn so với các chế độ về thông số
EDM khác trong c ng phương pháp PMEDM. Đặc bịêt tại nồng độ 60g/l.
2. Các đóng góp của đề tài
2.1. ề mặt cơ chế của phương pháp PMEDM
Đề tài đã phân tích tổng hợp vai tr ảnh hưởng của hạt bột trong quá
trình phóng tia lửa điện. Thông qua việc phân tích trên, đã lựa chọn v ng
thông số công nghệ EDM và nồng độ bột trong v ng khảo sát phù hợp để
làm nghiên cứu thực nghiệm.Qua thực nghiệm và quy hoạch thực nghiệm
luận án đã phân tích và đề xuất ảnh hưởng của thông số công nghệ EDM
nhằm cải thiện độ nhám bề mặt; độ cứng tế vi bề mặt trên cơ sở đó lựa
chọn được bộ thông số công nghệ và nồng độ bột hợp lý.
2.2. ề mặt thực nghiệm của phương pháp PMEDM
Trong v ng các thông số công nghệ EDM và nồng độ bột được khảo sát
ảnh hưởng tới độ nhám bề mặt Ra và độ cứng tế vi bề mặt, thông qua thực

nghiệm đã chứng minh được độ nhám bề mặt và độ cứng tế vi bề mặt của
phương pháp có trộn bột abít vônphram (PMEDM) cải thiện tốt hơn so với
phương pháp EDM thông thường trên nền vật liệu th p SKD61. Thông qua
các hàm hồi quy thực nghiệm 3.5; 4.5; 4.13 có thể xác định được các thông
số ảnh hưởng tác động mạnh, yếu tới các chỉ tiêu độ nhám bề mặt, hàm
lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt, độ cứng tế vi bề mặt.
2.3. ề mặt ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* ngh a khoa học: Hình thành một giải pháp để cải thiện chất lượng bề
mặt (độ nhám bề mặt, độ cứng tế vi bề mặt) thông qua việc lựa chọn các
thông số công nghệ EDM và nồng độ bột.
*
ngh a thực ti n: Thông qua thực nghiệm chất lượng bề mặt của
phương pháp PMEDM (độ nhám bề mặt và độ cứng tế vi bề mặt) đã được
cải thiện so với phương pháp EDM. hính điều này, gi p cho những nhà
làm công nghệ ứng dụng phần nghiên cứu vào thực ti n để giảm nguyên
công trong quá trình gia công, đặc biệt phạm vi ứng dụng để gia công các
khuôn dập nóng, khuôn đ c áp lực, khuôn thủy tinh; các chi tiết hốc có hình
th phức tạp hoặc những chi tiết bề mặt có dạng thành mỏng... mà những
phương pháp khác như: Phun phủ, nhiệt luyện... khó thực hiện.
ỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
1. Nghiên cứu kích thước hạt bột acbít vônphram ảnh hưởng tới quá trình
phóng tia lửa điện và chất lượng bề mặt.
2. Hàm lượng Vônphram xâm nhập vào bề mặt chi tiết bao nhiêu thì cân
bằng.
3. Nghiên cứu mô hình nhiệt hình thành trong quá trình phóng tia lửa điện
khi có trộn bột acbít vônphram .
4. Chiều dày lớp phủ có thể đạt được tối đa trong các điều kiện về thông số
EDM, tính tương thích vật liệu bột và vật liệu chi tiết muốn thấm phủ bề
mặt.
5. Vai trò của vật liệu điện cực, dung môi x c tác ảnh hưởng đến việc cải

thiện chất lượng bề mặt khi có trộn bột hợp kim acbít vônphram.
24