Kết quả nghiên cứu đã cho thấy quy luật hình thành vật liệu đúc compozit nhiều pha. Quy luật đó phụ thuộc vào các pha cơ bản và quy trình công nghệ đúc. Đã xác lập được quá trình hình thành cấu trúc, các hiện tượng hoá lí xuất hiện trên vùng biên với pha lỏng. Đồng thời cũng xác định được cơ chế chịu tải trọng cao, chịu mài mòn (abrasive) của vật liệu compozit, đã sử dụng các biện pháp công nghệ tăng cường các tính chất cơ-lý tổng hợp của vật liệu như gia công áp lực, bằng laser.

   Ở nước ta còn có ít cơ sở nghiên cứu, về công nghệ chế tạo các chi tiết, phụ tùng bằng công nghệ đúc compozit. Một số cơ sở đã nghiên cứu sản xuất compozit kim loại ở quy mô nhỏ bằng công nghệ luyện kim bột. Vấn đề đúc vật liệu này bắt đầu được một số cơ sở, đơn vị sản xuất quan tâm tìm hiểu. Viện Công nghệ đã nghiên cứu thành công đúc vật liệu compozit nền đồng – hạt thép, tạo ra các loại bạc trượt ứng dụng hiệu quả trong các thiết bị của nhà máy Nhiệt điện Ninh Bình, Công ty bánh kẹo Hải Hà, Công ty Apatit Lao cai v.v..

2. Cơ sở lý luận của công nghệ đúc vật liệu compozit

   Xét về mặt cấu trúc hình học và sự phân bố của các cấu tử vật liệu gốc hợp thành, vật liệu com-pozit được coi là hệ thống vật liệu có nền cơ bản không ổn định (biến đổi). Tuỳ theo yêu cầu của công nghệ chế tạo và tính năng của chi tiết, các thông số về cốt và nền của vật liệu compozit được thay đổi (kích thước, hình học, thành phần, phân bố…) và tùy mức độ sẽ quyết định tích chất của vật liệu. Do vậy khi định chế tạo vật liệu compozit đầu tiên phải xác định các cấu tử, sự hình thành pha cốt và thành phần cấu tử của compozit. Các tổ hợp phong phú của các cấu từ tuy đa dạng nhưng phải lựa chọn theo nguyên lý tổng hợp các cơ lý tính hình thành và các điều kiện kinh tế kỹ thuật cụ thể.

   Trong công nghiệp nền cơ bản của vật liệu compozit đúc thường được dùng là hợp kim đúc của nhôm, đồng và một số hợp kim, kim loại khác. Pha cốt của vật liệu compozit đúc nhôm thường là cácbon, các polime chứa cácbon, các loại gốm cácbít, nitrit, ôxít các loại như cácbit silic, nitrit silic, ôxít nhôm, ôxit ziêrconi… và nhiều chủng loại hợp kim, kim loại khác. Cấu tử cốt được đưa vào tổ hợp ở dạng bột (1÷20µm), dạng hạt và viên (20÷2000µm), hoặc các dạng sợi, dây dài hoặc ngắn. Tỉ lệ đưa vào tổ hợp của cấu tử cốt thường là (5÷20)% khối lượng vật liệu, có khi tới 50%. Điển hình nhất trong compozit nền đồng là các vật liệu tổ hợp dùng cho các loại bạc trượt chống ma sát. Ucraina đi đầu trong việc chế tạo compozit nền đồng và pha cốt là hạt thép các loại có kích thước (0,8÷1,2)mm.

   Các quá trình chính để hình thành vật đúc compozit khi kết hợp các pha ở trạng thái lỏng như sau: Khi rót, hợp kim nền sẽ thấm và bao bọc các hạt cùng lúc với sự tiếp xúc giữa pha lỏng và pha rắn. Tương tác hoá học và khuếch tán xảy ra trên biên giới của các pha. Đồng thời xảy ra sự hình thành dung dịch rắn, các hợp chất hoá học và các hợp chất đa nguyên. Sau đó diễn ra sự kết tinh của kim loại nền và quá trình làm nguội phôi. Sự tương tác giữa các nguyên tố khi hình thành vật đúc compozit tạo nên sự liên kết cơ học, sự bám dính, khuếch tán sự tiếp xúc tích cực của các hạt cốt và kim loại nền. Để có được vật liệu compozit với chất lượng đạt yêu cầu, cần phải tối ưu hoá các thông số ở tất cả các giai đoạn của quá trình công nghệ. Đó là: chọn vật liệu ban đầu, chuẩn bị mẻ liệu, rót kim loại lỏng, làm nguội phôi và các công việc kết thúc quá trình tạo phôi.

Bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>