Nghiên cứu chế tạo cánh bắn bi

Hiện nay chúng tôi đã nghiên cứu và chế tạo ổn định cánh phun bi chế tạo từ gang crôm, với giá thành thấp hơn nhiều so với sản phẩm nhập ngoại và tuổi thọ tương đương. Nếu bạn cần cung cấp thông tin và quan tâm tới các sản phẩm chịu mài mòn chế tạo từ gang crôm cũng như cánh bắn bi xin để lại comment hoặc gọi trong giờ tới Hotline: 0984892487

Máy phun bi được dùng để làm sạch các sản phẩm trong các nhà máy cơ khí, đúc. Bởi vì bề mặt của các sản phẩm rèn dập nóng, qua xử lý nhiệt luyện hoặc các sản phẩm đúc luôn bị bao phủ một lớp xỉ than và vảy các bon bám còn các sản phẩm đúc lại có nhiều ba via hoặc dính cát. Ngoài ra trước khi sơn chống rỉ lên bề mặt các phần thép cấu trúc cần làm sạch bề mặt mục đích để sơn bám chắc, bền và chống rỉ ôxi hóa bên trong làm bong lớp sơn ra.

Tùy theo hình dáng, kích thước và kết cấu sản phẩm ta có kết cấu các kiểu máy phun bi khác nhau thích hợp cho từng loại sản phẩm như: máy phun bi kiểu treo, máy phun kiểu băng tải, máy phun kiểu quay……

Để làm sạch được những bề mặt có độ cứng cao như sản phẩm sau đúc, sản phẩm sau gia công cơ khí hay nhiệt luyện yêu cầu hạt bi phải có độ cứng và tốc độ bắn phá lớn. Ngoài ra công suất đầu phun cũng rất lớn, ví dụ máy phun bi TM-K2D như hình 1 sử dụng bi có độ cứng (50-55) HRC, công suất vòi phun 40 kg/phút. Như vậy, những chi tiết tiếp xúc với bi phải được chế tạo từ các vật liệu chịu mài mòn cao, ngoài ra ở một số chi tiết cụ thể còn phải chịu khả năng va đập.

Trong một máy phun bi sẽ có nhiều chi tiết chịu mài mòn như ống chia bi, các tấm ốp…Nhưng chi tiết làm việc trong điều kiện chịu mài mòn nhất, và mau hỏng nhất là các cánh bắn bi. Chi tiết này là chi tiết vật liệu tiêu hao, thường xuyên phải thay thế trong quá trình sản xuất. Hình 2 mô tả một cụm cánh bắn bi, và sai hỏng thường gặp của cánh bắn bi. Như vậy yêu cầu cần lựa chọn vật liệu và quy trình chế tạo hợp lý để đạt khả năng chịu mài mòn cao.

Hiện nay, trên thế giới dùng các mác crôm cao chịu mài mòn như Cr20. Cr27…và thường hợp kim hóa với Mo thích hợp để chế tạo cánh bắn bi. Nhưng để tiết kiệm chi phí sản xuất, họ chỉ hợp kim hóa Mo thấp (0.5 hoặc 1%).

Hình ảnh cánh phun bi lắp trên một cụm và cánh phun bị mòn

Với các mác trên tùy vào tỷ lệ Cr/C và nhiệt độ rót sẽ tạo ra gang trắng trước cùng tinh, cùng tinh và sau cùng tinh. Trong đó gang trắng trước cùng tinh thường được lựa chọn để chế tạo các vật liệu chịu mài mòn cao như cánh phun bi. Lý do lựa chọn gang trước cùng tinh, vì tổ chức của của chúng bao gồm austenit+cacbit (Fe, Cr)7C3, độ cứng (khả năng chịu mài mòn) có thể cải thiện đáng kể nếu nhiệt luyện. Sau nhiệt luyện tổ chức các loại gang này bao gồm M + cacbit (Fe,Cr)7C3 và lượng nhỏ austenite dư.
Để tăng khả năng chống mài mòn của gang trắng crôm có thể điều chỉnh thành phần và chế độ công nghệ đúc để tạo cacbit sơ cấp nhỏ mịn hơn, hoặc tăng bền độ cứng nền thông qua nhiệt luyện.
Ảnh hưởng của chế độ nhiệt luyện tới độ cứng của gang như hình 3 dưới đây.

Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ austenit hóa tới độ cứng và thành phần austenit dư

Cánh phun bi hiện nay thường được chế tạo bằng mác gang Cr27Mo2 và thường dùng ngay sau đúc. Khi hợp kim hóa Mo cao sẽ có độ cứng và khả năng chịu ăn mòn tương đối. Nhưng so với các sản phẩm nhập ngoại thì tuổi thọ chỉ đạt (40-60)%. Cụ thể thời gian hàng Việt Nam chỉ đạt 140 giờ sử dụng, trong khi hàng nhập ngoại Thái Lan đạt 240 giờ, Nhật Bản đạt 800 giờ. Có thể có nhiều nguyên nhân dẫn tới lý do dẫn tới nguyên nhân trên. Nhưng theo chúng tôi có hai nguyên nhân chính:

Lớp bề mặt vật liệu chưa đảm bảo yêu cầu làm việc so với sản phẩm nhập ngoại. Gang crôm cao hợp kim hóa Molipđen có độ cứng khá cao sau đúc (với Cr27Mo2 khoảng 58 HRC), nhưng độ cứng này vẫn chưa đáp ứng được với yêu cầu tương đương của sản phẩm nhập ngoại. Đồng thời độ dầy lớp biến cứng có thể chưa đủ dầy đề đảm bảo tuổi thọ.
Các hạt cacbit sơ cấp hình thành sau đúc trong mẫu nhập ngoại nhỏ mịn hơn các hạt cacbit sơ cấp trong mẫu Việt Nam (cùng thành phần hóa học).

Bản vẽ kích thước một cánh phun bi hiện nay của chúng tôi: