Đồ án Nghiên cứu thử nghiệm đánh bóng kim loại bằng phương pháp điện hóa (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu thử nghiệm đánh bóng kim loại bằng phương pháp điện hóa (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM ĐÁNH BĨNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HĨA GVHD: PGS.TS ĐẶNG VĂN NGHÌN SVTH: PHẠM VĂN DƯỢC MSSV: 10111011 SVTH: THÁI TRƯỜNG GIANG MSSV: 10111016 SKL003014 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM ĐÁNH BĨNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HĨA GVHD: PGS.TS ĐẶNG VĂN NGHÌN SVTH: PHẠM VĂN DƯỢC MSSV: 10111011 SVTH: THÁI TRƯỜNG GIANG MSSV: 10111016 TP. HỒ CHÍ MINH 7/2014
3. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM ĐÁNH BĨNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HĨA GVHD: PGS.TS ĐẶNG VĂN NGHÌN SVTH: PHẠM VĂN DƯỢC MSSV: 10111011 SVTH: THÁI TRƯỜNG GIANG MSSV: 10111016 TP. HỒ CHÍ MINH 7/2014
4. CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 7 năm 2014 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên Sinh viên: Phạm Văn Dược MSSV: 10111011 Thái Trường Giang MSSV: 10111016 Ngành: Cơ Điện Tử Lớp: 101112 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Văn Nghìn ĐT 0919420011 Ngày nhận đề tài Ngày nộp đề tài 1. Tên đề tài: Nghiên cứu thử nghiệm đánh bĩng kim loại bằng phương pháp điện hĩa 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Bộ nguồn 15 - 20A, cơng suất 300W, dung dịch đánh bĩng axit, nhiệt độ từ 600 C đến 900 C, bể đánh bĩng dung tích 30 lit. Đồ thị lý thuyết mối tương quan giữa điện áp và dịng điện của quá trình đánh bĩng. 3. Nội dung thực hiện đề tài: Thiết kế bộ và điều khiển bộ nguồn DC (input: 220V-50Hz; output: 0÷40V 20A). Bể điện phân, điện cực và đồ gá. Bộ đo và gia nhiệt. Khảo sát đồ thị mối quan hệ giữa dịng điện và điện áp từ đĩ tìm ra điểm làm việc tối ưu. Lựa chọn dung dịch đánh bĩng. Tiến hành thí nghiệm thử trên mẫu inox 304. 4. Sản phẩm: Thiết bị thử nghiệm TRƯỞNG NGÀNH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i
5. CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Phạm Văn Dược MSSV: 10111011 Thái Trường Giang MSSV: 10111016 Ngành: Cơ Điện Tử Tên đề tài: Nghiên cứu thử nghiệm đánh bĩng kim loại bằng phương pháp điện hĩa Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Văn Nghìn NHẬN XÉT 5. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 6. Ưu điểm: 7. Khuyết điểm: 8. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? 9. Đánh giá loại: 10. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 7 năm 2014 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii
6. CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Phạm Văn Dược MSSV: 10111011 Thái Trường Giang MSSV: 10111016 Ngành: Cơ Điện Tử Tên đề tài: Nghiên cứu thử nghiệm đánh bĩng kim loại bằng phương pháp điện hĩa Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Đặng Văn Nghìn NHẬN XÉT 11. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 12. Ưu điểm: 13. Khuyết điểm: 14. Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? 15. Đánh giá loại: 16. Điểm: .(Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 7 năm 2014 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii
7. TĨM TẮT ĐỀ TÀI Trong ngành cơ khí – chế tạo, chất lượng bề mặt của chi tiết là vấn đề đáng được quan tâm. Với những sản phẩm đặc thù thì yêu cầu bề mặt khơng chỉ dừng lại ở việc giảm ma sát. Đơn cử như: đồ nội thất cần cĩ bề mặt sáng bĩng tăng tính thẩm mỹ; thiết bị trong y tế, thực phẩm cần chống bám dính, dể vệ sinh Đánh bĩng là nguyên cơng cĩ thể đáp ứng được những yêu cầu trên. Thực tế cĩ nhiều phương pháp đánh bĩng được sử dụng như: cơ khí, hĩa học, điện hĩa Tuy nhiên, với những chi tiết cĩ hình dạng phức tạp, yêu cầu độ bĩng cao thì đánh bĩng điện hĩa là lựa chọn tối ưu – dễ thực hiện và thời gian nhanh. Đánh bĩng điện hĩa khơng phải là phương pháp quá mới nhưng được sử dụng rất hạn chế ở Việt Nam. Hầu hết các sản phẩm trên thị trường đều nhập khẩu với giá thành cao. Với đề tài này nhĩm hy vọng sẽ tạo được thiết bị giảm giá thành, thân thiện người dùng mà vẫn đáp ứng được yêu cầu. Nội dung của đề tài gồm cĩ các phần sau: Chương 1 : Tổng quan Chương 2 : Cơ sở lý thuyết Chương 3: Lựa chọn - thiết kế Chương 4: Điều khiển ổn định điện áp – PID Mờ Chương 5: Chuẩn bị thử nghiệm Chương 6: Tiến hành thử nghiệm, kết quả và định hướng phát triển Trong quá trình thực hiện, nhĩm xin chân thành cảm ơn PGS.TS ĐẶNG VĂN NGHÌN, Viện Cơ Học Và Tin Học Ứng Dụng, các Thầy Cơ trong khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy trường ĐH. Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, bộ mơn Cơ Điện Tử đã quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện hồn thành đề tài. Thực hiện Phạm Văn Dược Thái Trường Giang iv
8. ABSTRACT In mechanical engineering - fabrication, surface quality of detail is a matter worthy of attention. With these products, the specific surface requirements not only in the reduction of friction. For example: furniture shiny surfaces should be increased aesthetics; medical equipment, food needs repellent, easy to clean Polishing is the operation can meet the above requirements. In fact there are many methods used polished as: mechanical, chemical, electropolishing However, the details have complex shapes, high gloss is required electropolishing is the optimal choice - easy to implement and fast time. Electropolishing is not new but the methods used are very limited in Vietnam. Most products on the market are imported with high costs. With the subject hope the group will be reduced equipment cost, user friendly and still meet the requirements. The content of the subject includes the following sections: Chapter 1: Overview Chapter 2: Theoretical Foundations Chapter 3: Selection – Design Chapter 4: Control Voltage Stabilizers - Fuzzy PID Chapter 5: Preparation of test Chapter 6: Conduct experiments, results and development of project During the implementation process, the group would like to sincerely thank Assoc. Prof. Dang Van Nghin, the Masters in Manufacturing Engineering Faculty University Machine. Of Technical Education HCMC, Department of Mechatronics interest help facilitate completion of the subject. v
9. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii TĨM TẮT ĐỀ TÀI iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT viii DANH MỤC HÌNH VẼ x DANH MỤC BẢNG BIỂU xii CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1 1.1. Mục tiêu đề tài 1 1.2. Lịch sử quá trình đánh bĩng 1 1.3. Ứng dụng 1 1.4. Một số cơng trình nghiên cứu 3 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 6 3.1. Khái niệm đánh bĩng 6 3.2. Bản chất và cơng dụng của đánh bĩng 6 3.3. Yêu cầu của quá trình đánh bĩng 6 3.4. Các phương pháp đánh bĩng 6 CHƯƠNG 3. LỰA CHỌN THIẾT KẾ 17 4.1. Loại máy hiện cĩ trên thị trường 17 4.2. Bể dánh bĩng, điện cực và đồ gá 18 4.3. Mạch động lực nguồn cấp 20 4.4. Các mạch điều khiển 25 4.5. Đo dịng điện và xử lý quá dịng 27 4.6. Mạch LCD hiển thị dịng điện, diện áp 28 4.7. Mạch nguồn chuẩn 5V và 12V 28 4.8. Ổn định điện áp 29 4.9. Đo và điều khiển nhiệt độ 29 vi
10. CHƯƠNG 4. ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP - PID MỜ 31 5.1. Bộ điều chỉnh PID 31 5.2. Điều khiển mờ 34 5.3. Cấu trúc chương trình 49 CHƯƠNG 5. CHUẨN BỊ THỬ NGHIỆM 50 5.1. Giới thiệu thiết bị 50 5.2. Mẫu thí nghiệm 50 5.3. Chọn dung dịch đáng bĩng 51 5.4. An tồn khi sử dụng axit 52 5.5. Trình tự 53 CHƯƠNG 6. TIẾN HÀNH THỬ NGHIỆM, KẾT QUẢ & ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 55 6.1. Tiến hành đánh bĩng 55 6.2. Kết quả và nhận xét 55 6.3. Hướng phát triển 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 vii
11. DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT CRC: cyclic redundancy check. ĐBĐH: đánh bĩng điện hĩa. ECM: gia cơng điện hĩa. K: lần lượt là các hệ số vi phân. K: hệ số tích phân. K: hệ số khuếch đại. u : hệ số vi phân bộ PID số. u: hệ số tích phân bộ PID số. u: hệ số tỉ lệ bộ PID số. ∆I: độ nhấp nho dịng điện. ∆V: độ nhấp nhơ điện áp. µ, µ1, µ2 hàm thuộc. C: tụ lọc ngõ ra mạch chỉnh lưu. C2: tụ lọc ngõ ra mạch buck. D: bộ điều chỉnh vi phân. D1, D2, D3, D4: các van diode. D1: diode trong mạch buck. DET, DET1 tốc độ tăng. er, ET, ET1 sai lệch. F: tần số nguồn cấp. Fsw: tần số đĩng ngắt. Gs: hàm truyền. I: bộ điều chỉnh tích phân. IA: mật độ dịng điện anot. P: bộ điều chỉnh tỉ lệ. viii
12. PID: bộ điều chỉnh tỉ lệ - vi tích. R, R1, R2 điện trở. R: hệ số nhấp nhơ trên tải. Ra: độ nhám bề mặt. Ry: giá trị lớn nhất của điểm cáo nhất trên bề mặt. S1: cơng tắc chuyển mạch mạch buck. T: chu kỳ đĩng ngắt. T1: thời gian đĩng. Tm: thời gian lấy mẫu. Tn: thời gian hiệu chỉnh. To-92: kiểu đĩng gĩi linh kiện. Tv: thời gian tác động sớm. V-: điện áp chân “-” opamp. V+: điện áp chân “+” opamp. V2: điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp. Vi: điện áp vào mạch buck. Vl: điện áp trung bình trên tải. Vo: điện áp ra mạch buck. ix
13. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Các thiết bị trong y khoa 1 Hình 1-2: Một số thiết bị của ơ tơ 2 Hình 1-3: Các chi tiết cĩ biên dạng phức tạp 2 Hình 1-4: Cơng trình xây dựng 2 Hình 1-5: Tác phầm điêu khắc bằng kim loại 3 Hình 1-6: Máy dánh bĩng cầm tay 5 Hình 2-1: Đánh bĩng dựa vào từ trường 8 Hình 2-2: Mơ hình đánh bĩng điện hĩa 10 Hình 2-3: Đường cong phân bố quá trình đánh bĩng điện hĩa 10 Hình 2-4: Màng nhớt bao quanh anot 11 Hình 3-1: Các máy cơng nghiệp lớn 18 Hình 3-2: Bể đánh bĩng 18 Hình 3-3: : Thanh đỡ 19 Hình 3-4: Hai điện cực âm bằng titan và đồ gá 19 Hình 3-5: Lắp đặt bể, thanh đỡ và điện cực 19 Hình 3-6: Sơ đồ tổng quát của bộ nguồn 20 Hình 3-7: Khối chỉnh lưu 20 Hình 3-8: Sơ đồ nguyên lý chỉnh lưu cầu diode 21 Hình 3-9: Mạch chỉnh lưu cĩ tụ lọc và dạng sĩng ngõ ra khi cĩ tụ lọc 22 Hình 3-10: Độ ripple điện áp 22 Hình 3-11: Sơ đồ nguyên lý mạch hạ áp 23 Hình 3-12: Xác định giá trị cuộn cảm 24 Hình 3-13: Mạch động lực và mạch kích 24 Hình 3-14: Mạch cầu phân áp 25 Hình 3-15: Cấu trúc vi điều khiển PIC16F887 25 Hình 3-16: PWM 26 Hình 3-17: Chuyển analog sang digital 27 Hình 3-18: Modem đo dịng 27 Hình 3-19: Mạch so sánh 28 Hình 3-20: Mạch nguồn 28 Hình 3-21: Sơ đồ điều chỉnh điện áp 29 Hình 3-22: Mạch kích triac 29 Hình 3-23: Reset và khởi tạo cảm biến 30 Hình 4-1: Bộ điều khiển PID mờ 31 Hình 4-2: Cấu trúc bộ PID 31 Hình 4-3: Đáp ứng của hệ ở trạng thái giới hạn ổn định 32 Hình 4-4: Đáp ứng của đối tượng 34 Hình 4-5: Đồ thị µ(x) 35 x
14. Hình 4-6: Đồ thị ET, DET 35 Hình 4-7: Sơ đồ xác định ET 36 Hình 4-8: Đồ thị KP, Ki, Kd 36 Hình 4-9: Sơ đồ xác định KP, KI, KD 37 Hình 4-10: Kết xác định KP1 47 Hình 4-11: Giải mờ 47 Hình 4-12: Sơ đồ tìm giá trị rõ của KP 48 Hình 4-13: Sơ đồ PID trong vi điều khiển 49 Hình 4-14: Sơ đồ chương trình chính trong vi điều khiển 49 Hình 5-1: Thiết bị đánh bĩng 50 Hình 5-2: Mẫu thí nghiệm 51 Hình 5-3: Sơ đồ trình tự thí nghiệm 54 Hình 5-4: Đồ thị dịng điện và điện áp 54 Hình 6-1: Kết quả đánh bĩng 55 Hình 6-2: Máy đo độ nhám 55 xi
15. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1: Dung dịch đánh bĩng hĩa học nhơm 8 Bảng 2-2: Dung dịch đánh bĩng hĩa học đồng và hợp kim đồng 9 Bảng 2-3: Dung dịch đánh bĩng điện hĩa đồng và hợp kim của đồng 13 Bảng 2-4: Dung dịch đánh bĩng điện hĩa nhơm và hợp kim của nhơm 14 Bảng 2-5: Dung dịch đánh bĩng điện hĩa thép và hợp kim của thép 15 Bảng 3-1: Các máy cầm tay 17 Bảng 3-2: Các máy cơng nghiệp nhỏ 18 Bảng 3-3: Chỉ tiêu thiết kế 23 Bảng 4-1: Các thơng số bộ PID theo phương pháp Ziegler-Nichols II 33 Bảng 4-2: Kết quả mờ hĩa ET và DET 35 Bảng 4-3: Hợp thành KP 37 Bảng 4-4: Hợp thành KI 37 Bảng 4-5: Hợp thành KD 37 Bảng 4-6: Kết quả KP, KI, KD 47 Bảng 5-1: Tính tốn dung dịch 52 Bảng 5-2: Điện áp và dịng điện 54 Bảng 6-1: Thời gian ở các vùng 55 Bảng 6-2: Kết quả 56 xii
16. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Mục tiêu đề tài Xử lý bề mặt chi tiết là yêu cầu gần như bắt buộc sau khi gia cơng, dẫn đến nhu cầu về các thiết bị này hình thành. Trên thị trường cĩ rất nhiều thiết bị xử lý bề mặt như: các thiết bị đánh bĩng bằng cơ học, bằng hĩa học khá phổ biến. Nhưng chúng đều cĩ hạn chế nhất định như là thời gian đánh bĩng lâu, chất lượng đánh bĩng bề mặt thấp, khơng đánh bĩng được các bề mặt cĩ biên dạng phức tạp và khơng đáp ứng được yêu cầu của về độ chính xác cao Những nhược điểm đĩ là cơ sở cho một phương pháp đánh bĩng mới ra đời mang lại hiệu quả - đánh bĩng điện hĩa. Tuy nhiên, các dịng sản phẩm này trong nước cịn hạn chế, hầu như phải nhập khẩu với giá thành rất cao từ các hãng lớn như: anokap, mepBLITZ Và từ đĩ, qua quá trình tìm hiểu nhĩm chúng tơi quyết định thiết kế và chế tạo thiết bị thử nghiệm, xây dựng một quy trình đánh bĩng tiêu chuẩn, tiến hành thí nghiệm trên thép khơng gỉ. 1.2. Lịch sử quá trình đánh bĩng Đánh bĩng bằng phương pháp điện phân đã được phát minh vào năm 1912 tại Đức (mạ bạc trong dung dịch điện phân của muối cyanua). Sau đĩ nhiều thí nghiệm khác được tiếp tục thực hiện trong những năm 30 của thế kỷ trước. Cho đến 1935 đồng đã được đánh bĩng thành cơng bằng phương pháp này. Nhiều vật liệu mới đã được nghiên cứu đánh bĩng thành cơng ví dụ 1937 Tiến sĩ Charles Faust và đồng nghiệp đã phát minh ra hỗn hợp dung dịch dùng để đánh bĩng thép khơng gỉ và các kim loại khác. Trong thế chiến thứ II, nhiều nghiên cứu chuyên sâu đã được phát triển bởi những nhà khoa học của phe đồng minh và đã tìm ra nhiều cơng thức mới. Dữ liệu của những dự án này được cơng khai sau chiến tranh trong hàng trăm bài viết miêu tả về lý thuyết cơ bản cũng như các ứng dụng của cơng nghệ này. Nhiều bằng phát minh được đăng kí giữa năm 1940 và 1955. Những ứng dụng quan trọng được phát triển cho quân đội trong thế chiến thứ II và xung đột ở Triều Tiên. 1.3. Ứng dụng Với những ưu điểm vượt trội thì ĐBĐH ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như đồ dân dụng, cơng nghiệp, thực phẩm, y khoa, kiến trúc, điêu khắc  Trong Y khoa: các thiết bị trong y khoa thường xuyên được làm sạch bằng Hình 1-1: Các thiết bị trong y khoa 1
17. phương pháp ĐBĐH. Cho dù dụng cụ đĩ sử dụng bên trong hay bên ngồi. Dụng cụ phẫu thuật, các thiết bị nha khoa, thiết bị xử lý vơ trùng, kim tiêm dưới da và cấy ghép cơ thể thường được làm sạch bề mặt. Kết quả là bề mặt vơ trùng, sạch, mịn và làm giảm tác nhân gây bệnh, cũng như tăng tính thẩm mỹ, sáng bĩng và tăng khả năng chịu ăn mịn  Trong Cơ khí: Trong cơng nghiệp ơ tơ: Hình 1-2: Một số thiết bị của ơ tơ Một số mặt hàng thép khơng gỉ thường xuyên được làm sạch và được tĩnh điện cho các thành phần tiêu biểu của cơng nghiệp ơ tơ như là ống xả, lưới tản nhiệt Cả hai đặc điểm chức năng chống ăn mịn và trang trí sáng được quan tâm nhiều nhất. Trong xứ lý bề mặt phức tạp Các thiết bị cĩ biên dạng phức tạp như: máy bơm, van, đường ống thường xuyên tiếp xúc với các sản phẩm chất kết dính như cao su và nhựa polyme được làm sạch bề mặt và tĩnh điện trước đĩ để đảm bảo cho chất lượng bề mặt. Hình 1-3: Các chi tiết cĩ biên  Trong thực phẩm: Các đặc điểm hợp dạng phức tạp vệ sinh, đặc điểm chống dính của một số bề mặt tĩnh điện làm cho nĩ lý tưởng cho viêc lưu trữ thức ăn và nước uống. Bình nước nĩng cho các máy bán hàng tự động được xử lý bên trong để ngăn ngừa cặn vơi tích tụ và bên ngồi vì lý do thẩm mỹ. Các bề mặt bên trong của thiết bị trộn thực phẩm là một ứng dụng thích hợp, cũng như là các trục máy trộn và cánh khuấy. Thùng chứa để lưu trữ đồ uống cĩ tính axit chẳng hạn như cola là những lợi ích từ phương pháp ĐBĐH mang lại bằng cách làm sạch bề mặt và tăng tuổi thọ của chúng  Trong lĩnh vực kiến trúc: Với việc sử dụng ngày càng tăng của thép khơng gỉ trên các tịa nhà được làm sạch với bề mặt sáng bĩng và tĩnh điện cung cấp các kiến trúc sư là một lựa chọn hồn hảo cho sự chống ăn mịn cho các cơng trình kiến trúc đặc biệt là các cơng trình ở Hình 1-4: Cơng trình xây dựng bên ngồi,các thiết bị trang trí trong nhà 2
18. Các cửa cống với bề mặt nổi phức tạp, cửa và đồ trang trí nội thất được xử lý bề mặt bằng phương pháp ĐBĐH để cải thiện độ bền dich vụ cũng như tính thấm mỹ trong các cơng trình  Trong lĩnh vực điêu khắc: Nhà điêu khắc nhận ra rằng phương pháp ĐBĐH mang lại kết quả tuyệt vời cho những tác phẩm nghệ thuật đạt được độ bĩng cao cũng như chống ăn mịn cao và độ bền cho các tác phẩm điêu khắc bằng kim loại của họ với giá thành chi phí thấp hơn.  Và hồng loại các ứng dụng trong cách lĩnh vực khác như là: high vacuum and nulear, Semiconductor Hình 1-5: Tác phầm điêu khắc bằng kim loại 1.4. Một số cơng trình nghiên cứu Nhiều bằng sáng chế được đăng kí từ năm 2000 đến nay như : Các nghiên cứu thử nghiệm của H. Hocheng, P.S. Kao, and Y.F. Chen đã được chứng minh thành cơng trên thép khơng gỉ 316L đạt được các yêu cầu về bề mặt. Tĩm tắt về nghiên cứu thí nghiệm của H. Hocheng, P.S. Kao, and Y.F. Chen: Gia cơng điện hĩa lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 1929 bởi Gusseff. Kết quả cho thấy ECM đặc biệt thuận lợi cho độ bền cao và điểm nĩng chảy cao của hợp kim. Ứng dụng cơng nghiệp đã được mở rộng để khoan điện hĩa, mài điện hĩa và đánh bĩng điện. Những ảnh hưởng của ĐBĐH khi để phơi chìm trong bể điện phân là gấp ba lần. ĐBĐH tạo ra một lớp thụ động hĩa học (đặc biệt thích hợp cho thép khơng gỉ và đồng) mà quá trình đánh bĩng cơ khí khác khơng thể đạt được. Ảnh hưởng của ĐBĐH là nĩi chung tốt hơn so với đánh bĩng cơ khí, và các bề mặt được đánh bĩng cĩ thể đạt được độ bĩng cao nhất. Bên cạnh đĩ, bằng cách loại bỏ các lớp kết hợp với tập trung ứng suất oxy , hydro, carbon, và các tạp chất khác. Kỹ thuật này đạt được độ sạch và mịn và cĩ lợi cho quá trình hàn tiếp theo. Nĩ hầu như khơng thể phát triển một loại vi trùng trên bề mặt tĩnh điện. Các giá trị đặc trưng phù hợp với nhu cầu của ngành cơng nghiệp bán dẫn bởi vì ngành cơng nghiệp này địi hỏi phải cĩ độ nhám bề mặt nhỏ, thụ động tốt, hàn dễ dàng, làm chậm phản ứng hĩa học. Vật liệu sử dụng cho các bộ phận trong ngành cơng nghiệp bán dẫn nĩi chung là thép khơng gỉ chứa một số lượng crom Một ví dụ về một phần được sử dụng trong ngành 3
19. cơng nghiệp bán dẫn là một van điều khiển dịng chảy. Phần này nên được tĩnh điện để cĩ được những bề mặt ít gồ gề và thụ động bề mặt là cần thiết cho ứng dụng. Bài báo này nghiên cứu về xử lý thụ động của thép khơng gỉ 316 được sử dụng trong ngành cơng nghiệp bán dẫn, nơi mà các bộ phận phải được tĩnh điện sau khi gia cơng. Bề mặt được đánh bĩng cĩ một khả năng chống ăn mịn được xác định trước và độ nhám bề mặt tối đa dưới 0,8 µm. Việc thực hiện bảo vệ cực dương khỏi các ảnh hưởng của các thành phần: nhiệt độ và nồng độ của chất điện phân. Mục đích của nghiên cứu này là để tìm những điều kiện phù hợp xử lý thụ động để đáp ứng yêu cầu cho ngành cơng nghiệp bán dẫn. Bằng sáng chế mã số US8080148 B2 của tác giả Siegfried Piesslinger Schweiger và Olaf Bưhme. Nghiên cứu đánh bĩng vật liệu coban và hợp chất của coban. Tĩm tắt bằng sáng chế: Sáng chế liên quan đến một phương pháp đánh bĩng điện của bề mặt của coban hay Coban hợp kim. Nĩ sử dụng một chất điện phân bao gồm axit glycolic và ít nhất một axit sulfonic ankan với một dư lượng alkyl cĩ 1-3 nguyên tử carbon. Chất điện ly này cũng là một khía cạnh của sáng chế. Trong một phương án, ít nhất một axit ankan- sulfonic bao gồm axit metan-sulfonic. Chất điện phân và phương pháp sử dụng chất điện phân này là phù hợp đặc biệt đối với các bề mặt của coban hay Coban hợp kim. Các phạm vi ứng dụng của coban trên các lĩnh vực khác nhau như xây dựng, các máy mĩc và nhà máy là nơi hợp kim cobalt được sử dụng để bảo vệ chống mài mịn và kỹ thuật y tế là nơi hợp kim cobalt được sử dụng để cấy ghép. Tuy nhiên, một trở ngại đáng kể cho việc sử dụng phơi coban là khĩ khăn trong việc làm mịn và làm sạch bavia bề mặt của chúng. Điều này là do các cacbua cứng hiện diện trong coban và các hợp kim coban. Đánh bĩng cơ học của bề mặt như vậy là tốn kém và thường tạo ra vết sướt trong cấu trúc bề mặt của phơi, cĩ thể cĩ một ảnh hưởng xấu đến năng chống ăn mịn của phơi. Như vậy ĐBĐH những bề mặt như thế đem lại hiểu quả cao. Bằng sáng chế số hiệu US20100326820 A1 của tác giả Dean Klower Tĩm tắt bằng sáng chế: sáng chế liên quan đến thiết bị ĐBĐH cầm tay. Bên dưới là sản phẩm của bằng sáng chế. Chất điện ly sử dụng ở đây là khoảng 45% axit ortho phosphoric và khoảng 25% acid citric và điện áp là khoảng từ 20 đến 60 VDC. 4
20. Hình 1-6: Máy dánh bĩng cầm tay Và hàng loạt các bài báo và bằng sáng chế về lĩnh vực ĐBĐH đã được cơng bố trên tồn thế giới như: Bằng sáng chế mã số US7632390 B2 của tác giả Ryszard Rokicki cấp ngày 15 tháng 12 năm 2009. Nghiên cứu về phương pháp nâng cao quá trình ĐBĐH sử dụng từ trường. Bằng sáng chế mã số US 6203689 B1 của tác giả Jeong Du Kim và Min Seog Choi cấp ngày 20 tháng 3 năm 2001. Nghiên cứu về máy ĐBĐH và phương pháp đánh bĩng mặt bên trong của một lỗ sâu. Bài báo về thiết kế đầu điện cực hình mũi tên trong ĐBĐH hình trụ của tác giả H.Hocheng và P.S.Pa viết vào năm 2004. Bài báo nghiên cứu về quá trình ĐBĐH áp dụng cho các thiết bị y tế làm bằng thép khơng gỉ của tác giả Noam Eliaz, Oded Nissan được đăng vào ngày 2 tháng 4 năm 2007 5
21. CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1. Khái niệm đánh bĩng Đánh bĩng là nguyên cơng gia cơng cuối cùng ở bề mặt nhằm lấy đi những nhấp nhơ, tạo bề mặt phẳng với độ bĩng bề mặt cao. Việc đánh bĩng cĩ thể thực hiện bằng các phương pháp như: cơ khí, hĩa học, điện – hĩa, cơ - điện - hĩa Cơ sở để lựa chọn phương pháp cũng như chế độ gia cơng hợp lý phụ thuộc vào các yếu tố: vật liệu của chi tiết, trạng thái bề mặt trước khi đánh bĩng, hình dạng, kích thước, số lượng cần gia cơng, yêu cầu bề mặt, thiết bị cĩ cĩ sẵn của cơ sở 3.2. Bản chất và cơng dụng của đánh bĩng Đánh bĩng được dùng để gia cơng mặt trụ ngồi, mặt trụ trong, mặt cơn, mặt phẳng, mặt cầu, mặt định hình Trong một số trường hợp ngồi mục đính giảm độ nhám, tăng độ sáng thì đánh bĩng cịn được dùng để tăng độ chính xác của chi tiết. Lượng kim loại tách vào khoảng 0,01-0,03mm. Độ bĩng cĩ thể đạt cấp 11-14. Bằng phương pháp thích hợp cĩ thể gia cơng các vật liệu cĩ độ cứng khác nhau từ nhơm đến thép nhiệt luyện. [1] 3.3. Yêu cầu của quá trình đánh bĩng Điều kiện sử dụng của các chi tiết được đánh bĩng địi hỏi nguyên cơng đánh bĩng phải đảm bảo được độ bĩng bề mặt mà khơng làm sai lệch kích thước do nguyên cơng trước để lại. Tuy nhiên, một số trường hợp đánh bĩng cần sửa lại sai số nếu sai số để lại cịn quá lớn. Bề mặt đánh bĩng khơng cho phép cĩ khuyết tật. Các vết xướt cĩ độ sâu lớn cần được khử trước bằng nguyên cơng mài. Đánh bĩng thường bắt đầu từ phần cĩ khuyết tật nhiều nhất. Bề mặt khơng được cĩ vết cháy vì cĩ thể gây biến dạng bề mặt. Vì vậy cần làm nguội thường xuyên. [1] 3.4. Các phương pháp đánh bĩng 3.4.1. Đánh bĩng cơ học 3.4.1.1. Khái niệm chung Là quá trình sử dụng các hạt mài như dao cắt để bĩc tách vật liệu. Sự chuyển động tương đối giữa bề mặt cần đánh bĩng và dụng cụ gia cơng, cùng với vận tốc, áp lực và thời gian sẽ thích hợp gây biến dạng dẻo hoặc loại bỏ các đỉnh nhấp nhơ trên bề mặt. [2] 6
22. S K L 0 0 2 1 5 4