Home / Ô Tô / Phương pháp phun đắp kim loại sửa chữa chi tiết ô tô

Phương pháp phun đắp kim loại sửa chữa chi tiết ô tô

/

Hướng dẫn sửa chữa phục hồi chi tiết ô tô bằng phương pháp phun kim loại điện hồ quang, phun kim loại hơi, phun kim loại cao tần.

phương pháp phun đắp kim loại sửa chữa chi tiết ô tô

1. Phun kim loại điện hồ quang là gì?

Phun kim loại là quá trình tạo ra lớp phủ bằng cách phun các hạt kim loại nóng chảy nhờ luồng khí nén hoặc khí trơ lên bề mặt chi tiết đã được chuẩn bị trước. Việc làm nóng chảy và phun kim loại được tiến hành nhờ các máy phun kim loại. Tuỳ thuộc vào phương pháp làm nóng chảy kim loại, việc phun kim loại được chia ra: phun kim loại điện hồ quang, phun kim loại hơi, phun kim loại cao tần, phun kim loại hồ quang plazma,…

Phun kim loại điện hồ quang dựa trên cơ sở sử dụng nguồn nhiệt của tia hồ quang làm nóng chảy kim loại cần phun. Trên sơ đồ ta thấy các dây kim loại 1 cách ly với nhau và được đẩy đi trong rãnh của vỏ máy phun nhờ các con lăn. Trong đầu phun của máy phun, giữa các dây kim loại có chênh lệch điện áp vì vậy xuất hiện tia hồ quang và dưới tác dụng của nó chúng bị nóng chảy. Các phần tử kim loại nóng chảy nhờ luồng khí nén 4 được thổi lên bề mặt đã chuẩn bị sẵn của chi tiết 

Khi phun kim loại có thể phủ một lớp kim loại bất kỳ có chiều dày từ 0,03mm tới vài milimet lên bất kỳ vật liệu nào như kim loại, gỗ, thuỷ tinh, thạch cao, giấy,… mà không làm những vật liệu đó bị nóng chảy.

Quá trình phương pháp phun kim loại phục hồi chi tiết ô tô có thể chia ra làm 3 giai đoạn: Giai đoạn làm nóng chảy kim loại dây phun, giai đoạn phun kim loại nóng chảy đó nhờ luồng khí và giai đoạn hình thành lớp phủ.

Khi phun kim loại có thể tạo ra những hạt kim loại có kích thước khác nhau từ 2 đến 100 µm. Tốc độ bay của các hạt kim loại có thể đạt tới khoảng 85-190 m/s còn thời gian chuyển động tới chi tiết thì không tới 0,003 giây. Ở vận tốc lớn và thời gian chuyển động nhỏ như vậy các phần tử không kịp làm lạnh một cách nhanh chóng được và khi chạm vào bề mặt chi tiết chúng vẫn nằm ở trạng thái dẻo. Vì bị va đập mạnh cho nên những phần tử này bị đàn hồi (biến dạng đi) và dính vào nhau, kết quả là nhờ tác dụng của các lực bám giữa các phân tử và nguyên tử tại chỗ tiếp xúc, các phân tử kim loại được liên kết với kim loại của chi tiết và với những phần tử kim loại phun lên trước nó.

Cấu trúc và tính chất của lớp phủ chịu ảnh hưởng lớn của các yếu tố như vận tốc của các hạt, khối lượng và kích thước của chúng, nhiệt độ của các hạt trong thời gian chúng di chuyển, các hiện tượng xảy ra trong quá trình phun cũng như trạng thái bề mặt chi tiết và vật liệu dây kim loại. Đại bộ phận các yếu tố đó phụ thuộc vào chế độ phun.

Cấu trúc của lớp kim loại phun rất khác biệt so với cấu trúc của kim loại đúc hoặc cán. Lớp phủ thường là xốp, trị số độ xốp phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố, trong đó quan trọng nhất là phương pháp làm nóng chảy kim loại và chế độ làm việc của máy phun kim loại. Thành phần hoá học của lớp phủ cũng khác so với thành phần hoá học của dây phun bởi vì trong khi phun một số thành phần của nó như các bon, silic, mangan,… đã bị đốt cháy.

Độ cứng của lớp phủ lớn hơn độ cứng của dây phun là do khi bị làm lạnh thì các phần tử đã được tôi (đối với dây các bon cao). Cấu trúc xốp và độ cứng cao của lớp phủ đảm bảo cho nó có độ chống cao khi làm việc có bôi trơn.

Muốn nâng cao độ bền bám của lớp kim loại phủ với kim loại cơ bản thì bề mặt chi tiết phải được làm nhám bằng cách cắt ren hỏng, gia công cơ dương cực,…

2. Các phương pháp nâng cao độ bền bám của lớp kim loại phủ

Như đã biết, trị số độ bền lớn nhất của lớp phủ với kim loại cơ bản đạt được là do dùng các phương pháp cơ khí thô sơ để chuẩn bị bề mặt chi tiết như cắt bằng ren hỏng, gia công tia lửa điện,… Tất cả những phương pháp đó đều làm giảm độ bền mỏi của chi tiết. Vì vậy, cần phải nâng cao độ bền bám bằng cách thay thế những phương pháp thô sơ bằng những phương pháp có khả năng không những không làm giảm độ bền của lớp phủ với kim loại cơ bản, mà còn làm tăng thêm độ bền đó. Độ bền bám của lớp phủ với kim loại cơ bản chịu ảnh hưởng rất lớn của lớp kim loại phủ đầu tiên, như một cái nền cho những lớp sau. Độ bám của các hạt kim loại của lớp đầu tiên này xảy ra trong các điều kiện không thuận lợi hơn so với những lớp sau.

– Độ bền bám của lớp phủ kim loại có thể được nâng cao bằng cách dùng các lớp phủ lót bằng kim loại hoặc hợp kim dễ nóng chảy đó đốt nóng bằng dòng điện cao tần, đồng thời có thể dùng lớp lót bằng môlíp đen. Độ bền bám tăng lên trong những trường hợp trên là do điều kiện thấm ướt tốt hơn và bề mặt tiếp xúc tăng lên.

– Phun kim loại có thổi khí nitơ cũng làm tăng độ bền bám nhưng mức độ thấp hơn so với trường hợp sử dụng các lớp lót và có đốt nóng cao tần.

3. Trang bị phun kim loại, quy trình phun

Để tiến hành các công việc về phun kim loại cần phải có những trang thiết bị cơ bản sau đây: Máy phun kim loại, biến áp, máy nén khí và bình chứa, bộ phận lọc khí (ngưng tụ hơi ấm và đầu), máy tiện (khi phun kim loại cho trục) máy phun cát và buồng phun cát, buồng kín (để phun các chi tiết phẳng).

Các máy phun kim loại điện hồ quang có thể dùng nguồn xoay chiều hoặc một chiều.

Quá trình công nghệ sửa chữa chi tiết bằng phương pháp phun kim loại gồm 3 bước chính sau đây:

Bước 1. Chuẩn bị bề mặt chi tiết trước khi phun kim loại; 

Bước 2. Phun kim loại lên bề mặt chi tiết; 

Bước 3. Gia công chi tiết sau khi phun. Nội dung các bước như sau:

3.1. Chuẩn bị bề mặt chi tiết trước khi phun kim loại

Đây là giai đoạn rất quan trọng, bởi vì nó liên quan trực tiếp tới chất lượng bám của lớp kim loại phun với kim loại cơ bản. Về các phương pháp chuẩn bị thì như đã biết, người ta dùng ren hỏng để tạo nhám bề mặt, dùng các phương pháp điện như gia công cơ dương cực,… Các phương pháp này một mặt nâng cao được độ bền bám nhưng mặt khác lại làm giảm độ bền mỏi của chi tiết, đặc biệt đối với các chi tiết làm việc ở chế độ tải trọng đổi dấu như trục khuỷu, các gối quay,…

Việc chuẩn bị bề mặt chi tiết gồm những thao tác sau đây: Làm sạch cặn bẩn, sạch gỉ và khử mỡ, tạo độ nhám bề mặt và cách ly các bề mặt không

Các bề mặt chi tiết không phun kim loại được bảo vệ bằng giấy mịn, bằng các tông hoặc bằng hộp kim loại.

3.2. Quá trình phun kim loại

– Các chi tiết có bề mặt trụ thì việc phun kim loại tiến hành trên máy tiện, còn các chi tiết có bề mặt phẳng thì tiến hành phun trong buồng kín. 

– Khi phun kim loại trên máy tiện, chi tiết được kẹp chặt trên mâm cặp (kích thước của máy tiện phải phù hợp với chiều dài chi tiết) hoặc trên tấm máy và sẽ được quay tròn. Còn máy phun thì được dịch chuyển dọc theo chi tiết, bằng tay hoặc được cặp lên bàn dao của máy tiện nhờ đồ gá chuyên dùng. Khi phun kim loại cho các chi tiết có đường kính (100-150) mm bằng máy phun, chuyển động tịnh tiện của máy khoảng (10-15) mm/vòng, còn chi tiết quay với vận tốc (15-20) m/phút. Khi phun kim loại cho các chi tiết có kích thước bất kỳ bằng máy phun tay, vận tốc của máy phun là (1-5) mm/vòng, còn chi tiết quay với tốc độ (12-15) m/phút.

– Phun kim loại cho các bề mặt bị mòn của chi tiết được tiến hành cho tới khi đạt được kích thước danh nghĩa cộng thêm với lượng dư gia công. Lượng dư gia công khi tiện láng là (0,5-1,0) mm về một phía và cho mài tiếp theo là (0,15-0,20) mm. Còn nếu lớp phủ chỉ phải mài thì lượng dư gia công lấy (0,3-0,7) mm về một phía tuỳ thuộc kích thước đường kính của chi tiết.

3.3. Gia công chi tiết sau khi phun kim loại

Sau khi phun kim loại phải tiến hành gia công cơ cho chi tiết. Các lớp phủ được phun từ dây thép có hàm lượng các bon dưới 0,30% cũng như phun từ kim loại màu được đem tiện láng và sau đó đem mài. Khi tiện dùng dao có lưỡi cắt bằng hợp kim cứng như T15K6, BK6, BK8.

Các lớp phủ được phun từ dây thép có hàm lượng các bon lớn hơn 0,30% thì không tiện mà chỉ mài. Mài với vận tốc cắt là (25-30) m/s, vận tốc quay của chi tiết là (10-12) m/phút (0,17-0,20) m/s, chiều sâu cắt (0,015-0,03)mm, lượng ăn đá (5-10) mm/vòng.

Các bề mặt trụ gia công trên máy tiện, máy mài, các mặt phẳng gia công trên máy tiện hoặc bằng tay.

Trên đây ta đã xét về phun kim loại điện-hồ quang. Như đã nói, ngoài phương pháp này còn có các phương pháp phun kim loại khác như: phun kim loại hơi (bằng oxy hoặc axetylen), phun kim loại điện cao tần và phun kim loại plazma-hồ quang. Về nguyên lý chỉ khác nhau ở chỗ nguồn điện cung cấp để làm nóng chảy kim loại, còn các bước công nghệ khác đều tương tự. Vì khuôn khổ giáo trình có hạn chúng ta không xét cụ thể những phương pháp đó ở đây.

3.4. Ưu điểm

– Có thể phun bất kỳ loại kim loại hoặc hợp kim nào lên những vật liệu rất khác nhau như kim loại, gỗ, thuỷ tinh, thạch cao, giấy, sứ… với chiều dày lớp phủ có thể đạt tới 0,03mm tới vài milimet thậm chí tới (10-15) mm mà không làm những vật liệu đó bị nóng chảy, điều đó cho phép có thể sửa chữa những chi tiết có độ mòn lớn.

– Nhiệt độ đốt nóng của chi tiết khi phun kim loại không cao lắm, vào khoảng trên dưới 200°C.

– Độ cứng của lớp phủ lớn hơn độ cứng của dây phun là do khi bị làm lạnh thì các phần tử đã được tôi (đối với dây các bon cao). Cấu trúc xốp và độ cứng cao của lớp phủ đảm bảo cho nó có độ chống mòn cao khi làm việc có bôi trơn ở chế độ ma sát ướt và nửa ướt.

3.5. Nhược điểm

– Thành phần hoá học và cấu trúc của lớp phủ khác biệt so với thành phần hoá học của dây phun bởi vì trong khi phun một số thành phần của nó như các bon, silic, mangan,… đã bị đốt cháy, do đó lớp phủ thường là xốp và giòn.

– Sự tồn tại các màng oxy hóa trên bề mặt các phần tử kim loại phun cản trở sự tạo thành cấu trúc đồng nhất bình thường của lớp phủ và là nguyên nhân làm giảm độ dẻo của nó.

– So với kim loại của chi tiết thì sức cản va đập, sức cản đứt, sức cản xoắn, sức cản uốn của nó nhỏ hơn rất nhiều. Lớp phủ chịu nén tốt nhưng chịu kéo tồi, nhạy cảm với tải trọng va đập cho nên không thể tiện ren trên phần đó được.

– Việc chuẩn bị chi tiết để phun khá phức tạp và khó khăn nhất là đối với những chi tiết có độ cứng bề mặt cao, tổn hao kim loại tương đối lớn khi phun cho những chi tiết có kích thước nhỏ.

– Do những nhược điểm trên, cho nên hiện nay phun kim loại vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong các xí nghiệp sửa chữa đầu máy diezel nói riêng cũng như trong công nghiệp nói chung.

Đọc thêm:

This div height required for enabling the sticky sidebar
error: Content is protected !!
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :