LuËn v¨n Th¹c sü Chuyªn ngµnh C«ng
nghÖ CTM
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
************
NGUYỄN TIẾN TÀI
NGHIÊN CỨU ẢNH HỞNG CỦA CHẾ ĐỘ KHUẤY
ĐẾN CHẤT LỢNG MẠ COMPOSITE CHROME
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGỜI HD KHOA HỌC: PGS.TS.NGUYỄN ĐĂNG BÌNH
Thái Nguyên – 2009
NguyÔn TiÕn Tµi - 1 -
CHK10 - CTM
LuËn v¨n Th¹c sü Chuyªn ngµnh C«ng
nghÖ CTM
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
**********
THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGHIÊN CỨU ẢNH HỞNG CỦA CHẾ ĐỘ KHUẤY
ĐẾN CHẤT LỢNG MẠ COMPOSITE CHROME
NGỜI HD KHOA HỌC : PGS.TS.NGUYỄN ĐĂNG BÌNH
HỌC VIÊN : NGUYỄN TIẾN TÀI
LỚP : CHK10
CHUYÊN NGÀNH : CHẾ TẠO MÁY
NGÀY GIAO ĐỀ TÀI :
NGÀY HOÀN THÀNH :
KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGỜI HỚNG DẪN HỌC VIÊN
HIỆU TRỞNG DUYỆT
NguyÔn TiÕn Tµi - 2 -
CHK10 - CTM
LuËn v¨n Th¹c sü Chuyªn ngµnh C«ng
nghÖ CTM
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Phần mở đầu 4
Chương I: Tổng quan về mạ điện 9
1.1. Cơ sở chung 9
1.2. Cơ chế mạ 16
1.3. Thành phần dung dịch và chế độ mạ 17
1.3.1. Ion kim loại mạ 17
1.3.2. Chất điện ly 17
1.3.3. Chất tạo phức 18
1.3.4. Phụ gia hữu cơ 18
1.3.5. Mật độ dòng điện catốt Dc19
1.3.6. Khuấy 20
1.4. A nốt 21
1.5. Mạ Crôm 22
1.5.1. Các loại lớp mạ crôm 23
1.5.2. Đăc điểm của quá trình mạ crôm 25
1.5.3. Cấu tạo và tính chất lớp mạ crôm 26
1.5.4. Các dung dịch mạ crôm 27
a. Mạ crôm từ dung dịch có anion SO42- 27
b. Mạ crôm từ dung dịch có anion F-30
c. Mạ crôm từ dung dịch có anion SO42- và SiF62- 31
d. Mạ crôm từ dung dịch có tetracronat 32
1.5.5. Mạ crôm đen 33
1.5.6. Mạ crôm xốp 34
1.5.7. Kết luận 35
1.6. Mạ composite 36
Chương II: Ảnh hưởng của chế độ khuấy trong mạ composite chrome
2.1. Mạ tổ hợp crôm 37
2.2. Quá trình tạo thành lớp mạ tổ hợp 38
2.3. Sơ đồ mạ tổ hợp crôm 38
2.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình mạ tổ hợp crôm 39
2.5. Ảnh hưởng của chế độ khuấy đến quá trình hình thành lớp mạ 39
2.5.1. Sơ đồ 1: Khuấy kiểu phun dung dịch từ trên xuống 39
2.5.2. Sơ đồ 2: Khuấy theo pp bơm, sục dung dịch từ trên xuống 41
2.5.3. Sơ đồ 3: Khuấy bằng cánh quạt 42
2.5.4. Sơ đồ 4: Khuấy bằng cơ khí 43
2.5.5. Sơ đồ 5: Khuấy bằng từ 43
2.5.6. Kết luận 44
NguyÔn TiÕn Tµi - 3 -
CHK10 - CTM
LuËn v¨n Th¹c sü Chuyªn ngµnh C«ng
nghÖ CTM
Chương III: Thiết kế hệ thống khuấy 45
3.1. Tính toán thuỷ lực đường ống 45
3.1.1. Lý thuyết tính toán 45
3.1.2. Tính toán thuỷ lực đường ống hút 46
3.1.3. Tính toán thuỷ lực đường ống đẩy 48
3.1.4. Tính công suất bơm 49
3.2. Mô hình hệ thống khuấy 49
3.2.1. Tính toán hệ thống khuấy 50
3.2.2. Thiết kế 50
3.3. Kết luận 52
Chương IV: Tiến hành thí nghiệm để xác định ảnh hưởng chế
khuấy đến chất lượng lớp mạ
53
4.1.Kế hoạch thực nghiệm đối xứng 53
4.1.1.Kế hoạch trung tâm hợp thành 53
4.1.2.Trung tâm hợp thành trực giao 54
4.2. Chế độ mạ 58
4.3.Quá trình thí nghiệm 58
4.3.1. Thí nghiệm lần 1 59
4.3.2. Thí nghiệm lần 2 60
4.3.3. Thí nghiệm lần 3 60
4.3.4. Thí nghiệm lần 4 60
4.3.5. Thí nghiệm lần 5 60
4.3.6. Thí nghiệm lần 6 61
4.3.7. Thí nghiệm lần 7 61
4.3.8. Thí nghiệm lần 8 61
4.3.9. Thí nghiệm lần 9 62
4.4. Kết luận 62
Chương V: Kết luận chung và hướng tiếp theo của đề tài 63
Tài liệu tham khảo
Phụ lục
NguyÔn TiÕn Tµi - 4 -
CHK10 - CTM
LuËn v¨n Th¹c sü Chuyªn ngµnh C«ng
nghÖ CTM
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Mạ composite đó là lớp mạ điện bình thường nhưng trong đó cấu tạo các
hạt cực nhỏ của một hay vài chất, những hạt này đồng kết tủa từ một dung dịch
huyền phù. Huyền phù được tạo ra bằng cách trộn lẫn một lượng bột xác định
vào chất điện phân mạ kim loại. Các chất bột có kích thước hạt cùng kích cỡ với
hạt tinh thể, dao động trong khoảng 0,01 đến 20m sẽ đồng kết tủa cùng kim
loại mạ và phân bố đồng đều trong toàn thể tích mạ những hạt cho vào là những
hạt có độ rắn cao, khó nóng chảy, bền về phương diện hoá học cũng như cơ học.
Các lớp mạ composite không chỉ có các tính chất của các phi kim loại như độ
bền hoá học cao, độ cứng cao, tính chịu mài mòn cao.
Với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung và
đặc biệt là tính chất bề mặt nói riêng, đã góp phần vào việc nghiên cứu và chế
tạo nhiều bề mặt chi tiết máy theo yêu cầu của công nghệ cao. Một trong những
ứng dụng mang tính phổ biến trong lĩnh vực tạo ra lớp mạ trên bề mặt chi tiết
máy nhằm giảm ma sát, tăng khả năng chống mòn trên bề mặt tiếp xúc, nâng cao
tính ổn định và cấu trúc toả nhiệt cao. Với những bề mặt có yêu cầu cao về công
nghệ, việc chế tạo khó khăn thì ứng dụng đó là một trong những giải pháp mang
tính đột phá thì mạ composite Chrome là một phương pháp như vậy.
Nghiên cứu trong và ngoài nước: Năm 1929 C.G Fink và J.D Prince thu
được lớp mạ tổ hợp Cu trong dung dịch axít có chứa các hạt Grafit. Năm 1939
Bajmakov đã thu được lớp mạ tổ hợp với sự đồng kết tủa của các hạt phi kim
loại. Trong các năm sau đó nhiều tác giả đã tạo ra lớp mạ Niken với sự kết tủa
NguyÔn TiÕn Tµi - 5 -
CHK10 - CTM