Nghiên cứu công nghệ chế tạo phôi bạc vạn năng, bạc đầu trục máy cán từ hợp kim đồng BCuAl10Fe4Ni4Mn3

 
ThS. Nguyễn Minh Đạt
Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
1. MỞ ĐẦU
Nhu cầu bạc chịu mài mòn cần thay thế trong ngành cán thép nói riêng là rất lớn, số lượng thực tế lên đến hàng vạn chi tiết/năm. Khác với các yêu cầu thông thường về bạc đồng, các loại chi tiết này đòi hỏi cao về chất lượng do điều kiện làm việc trong ngành cán thép rất khắc nghiệt như tải trọng lớn, thường xuyên thay đổi về lực, môi trường nhiệt độ cao, làm việc liên tục, v.v.
Đặc biệt các chi tiết chịu tải trọng về va đập cực lớn như chi tiết bạc vạn năng sử dụng trong máy cán 650 tại nhà máy cán thép Lưu Xá – Công ty Cổ phần gang thép Thái Nguyên hay bạc block đầu trục cán thép tại Công ty cổ phần thép Việt – Ý.
Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là chế tạo các sản phẩm bạc vạn năng, bạc đầu trục máy cán đạt chất lượng về cơ tính, mác hợp kim nhằm từng bước thay thế sản phẩm nhập khẩu.
Bảng 1. Thành phần và cơ tính mác hợp kim BCuAl10Fe4Ni4Mn3
Al,% Fe,% Ni,% Mn,% Sn,% Pb,% Zn,% Cu,% Tạp chất khác,%
9 - 11 3 - 5 3 - 5 2 - 4 0,1 0,03 0,1 ≥ 78 < 0,5
 
Cơ tính yêu cầu: độ bền σB 600 Mpa, độ cứng HB ≥ 260 HB.
2. MẪU VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU
2.1. Mẫu nghiên cứu
Hình 1. Chi tiết bạc vạn năng Hình 2. Bộ bạc Block trục giá cán

2.2. Thiết bị dùng cho nghiên cứu

Hình 3. Hệ thống lò trung tần thí nghiệm và thử nghiệm
 a) b)
Hình 4. Lò nhiệt luyện loại lớn (a) và nhỏ (b)
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả nghiên cứu quá trình nấu luyện mác hợp kim BCuAl10Fe4Ni4Mn3
Hình 5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nấu luyện đến khả năng hòa tan Fe, Ni, Mn và Al trong hợp kim
Kết quả nấu luyện: Đầu tiên cho kim loại Cu vào nấu chảy trước ở 1.250oC, hòa tan Fe trong 15 phút, tiếp theo Ni tan hết sau 10 phút, đến lượt hòa tan Mn trong 10 phút. Cho Al vào cuối cùng ở nhiệt độ 110oC.
3.2. Kết quả nghiên cứu chế độ nhiệt luyện

Hình 6. Kết quả thí nghiệm nhiệt luyện
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Cơ tính cao nhất đạt được trong vùng nghiên cứu là nhiệt độ tôi ở 900oC, hóa già ở 400oC. Độ cứng và độ bền kéo đạt được lần lượt bằng 384 HB và 627 MPa.
3.3. Kết quả chế tạo thử nghiệm
Đã đúc và gia công thử nghiệm 20 chi tiết bạc vạn nằm, 40 chi tiết bạc Block đầu trục giá cán.

Hình 7. Thử nghiệm chi tiết bạc vạn năng tại nhà máy cán thép Lưu Xá
Kết quả thử nghiệm:
Chi tiết bạc vạn năng được thử nghiệm tại dây chuyền cán thép 650, nhà máy cán thép Lưu Xá. Thời gian làm việc trung bình cao hơn loại nhập khẩu 1,8 lần.
Chi tiết bạc Block đầu trục giá cán thử nghiệm tại công ty thép Việt Ý, thời gian làm việc đạt hơn 80% so với loại nhập khẩu.
KẾT LUẬN:
Đã tiến hành nấu luyện mác hợp kim BCuAl10Fe4Ni4Mn3. Vật liệu đồng sau nhiệt luyện đạt cơ tính tương đương tiêu chuẩn hãng DANIELI - Ý.
Các sản phẩm bạc vạn năng, bạc đầu trục máy cán bước đầu thử nghiệm thành công và được các nhà máy cán thép trong nước chấp nhận sử dụng.

Đối tác
MO MIEN NAM
Vimluki
cie
Bộ Công thương
Doi tac 5