Bài báo này giới thiệu quy trình hàn phun khuôn lon thủy tinh từ 3 khía cạnh
Khía cạnh đầu tiên: quy trình hàn phun khuôn chai và lon thủy tinh, bao gồm hàn phun thủ công, hàn phun plasma, hàn phun laser, v.v.
Quy trình phổ biến hàn phun khuôn – hàn phun plasma, gần đây đã có những bước đột phá mới ở nước ngoài, với những nâng cấp về công nghệ và nâng cao đáng kể các chức năng, thường được gọi là “hàn phun micro plasma”.
Hàn phun vi plasma có thể giúp các công ty khuôn mẫu giảm đáng kể chi phí đầu tư và mua sắm, chi phí bảo trì lâu dài và sử dụng vật tư tiêu hao, đồng thời thiết bị có thể phun nhiều loại phôi.Chỉ cần thay thế đầu mỏ hàn phun là có thể đáp ứng nhu cầu hàn phun của các loại phôi khác nhau.
2.1 Ý nghĩa cụ thể của “bột hàn hợp kim gốc niken” là gì
Thật là một sự hiểu lầm khi coi “niken” là vật liệu phủ, trên thực tế, bột hàn hợp kim gốc niken là một hợp kim bao gồm niken (Ni), crom (Cr), boron (B) và silicon (Si).Hợp kim này được đặc trưng bởi điểm nóng chảy thấp, dao động từ 1.020°C đến 1.050°C.
Yếu tố chính dẫn đến việc sử dụng rộng rãi bột hàn hợp kim gốc niken (niken, crom, boron, silicon) làm vật liệu phủ trên toàn thị trường là bột hàn hợp kim gốc niken với các kích cỡ hạt khác nhau đã được quảng bá mạnh mẽ trên thị trường. .Ngoài ra, các hợp kim gốc niken đã dễ dàng bị lắng đọng bằng phương pháp hàn khí oxy-nhiên liệu (OFW) từ những giai đoạn đầu tiên do điểm nóng chảy thấp, độ mịn và dễ kiểm soát vũng hàn.
Hàn khí nhiên liệu oxy (OFW) bao gồm hai giai đoạn riêng biệt: giai đoạn thứ nhất, gọi là giai đoạn lắng đọng, trong đó bột hàn tan chảy và bám dính vào bề mặt phôi;Tan chảy để nén và giảm độ xốp.
Thực tế phải được đưa ra rằng cái gọi là giai đoạn nấu chảy lại đạt được nhờ sự khác biệt về điểm nóng chảy giữa kim loại cơ bản và hợp kim niken, có thể là gang ferit có nhiệt độ nóng chảy từ 1.350 đến 1.400°C hoặc nhiệt độ nóng chảy điểm từ 1.370 đến 1.500°C của thép cacbon C40 (UNI 7845–78).Chính sự khác biệt về điểm nóng chảy đã đảm bảo rằng các hợp kim niken, crom, boron và silicon sẽ không gây ra sự nóng chảy lại của kim loại cơ bản khi chúng ở nhiệt độ của giai đoạn nấu chảy lại.
Tuy nhiên, sự lắng đọng hợp kim niken cũng có thể đạt được bằng cách lắng đọng một hạt dây chặt mà không cần quá trình nấu chảy lại: điều này đòi hỏi sự hỗ trợ của hàn hồ quang plasma chuyển giao (PTA).
2.2 Bột hàn hợp kim gốc niken dùng làm vỏ đục lỗ/lõi trong ngành thủy tinh chai
Vì những lý do này, ngành công nghiệp thủy tinh đã lựa chọn hợp kim gốc niken một cách tự nhiên để làm lớp phủ cứng trên bề mặt đục lỗ.Sự lắng đọng của các hợp kim gốc niken có thể đạt được bằng cách hàn khí nhiên liệu oxy (OFW) hoặc bằng cách phun ngọn lửa siêu âm (HVOF), trong khi quá trình nấu chảy lại có thể đạt được bằng hệ thống gia nhiệt cảm ứng hoặc hàn khí nhiên liệu oxy (OFW) một lần nữa .Một lần nữa, sự khác biệt về điểm nóng chảy giữa kim loại cơ bản và hợp kim niken là điều kiện tiên quyết quan trọng nhất, nếu không sẽ không thể ốp được.
Hợp kim niken, crom, boron, silicon có thể đạt được bằng cách sử dụng Công nghệ hồ quang chuyển plasma (PTA), chẳng hạn như Hàn plasma (PTAW) hoặc Hàn khí trơ vonfram (GTAW), miễn là khách hàng có xưởng chuẩn bị khí trơ.
Độ cứng của hợp kim gốc niken thay đổi tùy theo yêu cầu của công việc, nhưng thường nằm trong khoảng từ 30 HRC đến 60 HRC.
2.3 Trong môi trường nhiệt độ cao, áp suất của hợp kim gốc niken tương đối lớn
Độ cứng được đề cập ở trên đề cập đến độ cứng ở nhiệt độ phòng.Tuy nhiên, trong môi trường hoạt động ở nhiệt độ cao, độ cứng của hợp kim gốc niken giảm.
Như đã trình bày ở trên, mặc dù độ cứng của hợp kim gốc coban thấp hơn so với hợp kim gốc niken ở nhiệt độ phòng, nhưng độ cứng của hợp kim gốc coban mạnh hơn nhiều so với hợp kim gốc niken ở nhiệt độ cao (chẳng hạn như vận hành khuôn nhiệt độ).
Biểu đồ sau đây cho thấy sự thay đổi độ cứng của các loại bột hàn hợp kim khác nhau khi nhiệt độ ngày càng tăng:
2.4 Ý nghĩa cụ thể của “bột hàn hợp kim gốc coban” là gì?
Coi coban là vật liệu ốp, nó thực sự là một hợp kim bao gồm coban (Co), crom (Cr), vonfram (W) hoặc coban (Co), crom (Cr) và molypden (Mo).Thường được gọi là bột hàn “Stellite”, hợp kim gốc coban có cacbua và borit để tạo thành độ cứng riêng.Một số hợp kim dựa trên coban chứa 2,5% carbon.Đặc điểm chính của hợp kim gốc coban là độ cứng siêu cao ngay cả ở nhiệt độ cao.
2.5 Các vấn đề gặp phải trong quá trình lắng đọng hợp kim gốc coban trên bề mặt chày/lõi:
Vấn đề chính khi lắng đọng hợp kim gốc coban có liên quan đến điểm nóng chảy cao của chúng.Trên thực tế, điểm nóng chảy của hợp kim gốc coban là 1.375 ~ 1.400°C, gần bằng điểm nóng chảy của thép cacbon và gang.Theo giả thuyết, nếu chúng ta phải sử dụng hàn khí oxy-nhiên liệu (OFW) hoặc phun ngọn lửa siêu âm (HVOF), thì trong giai đoạn “nấu chảy lại”, kim loại cơ bản cũng sẽ tan chảy.
Lựa chọn khả thi duy nhất để lắng đọng bột gốc coban trên chày/lõi là: Hồ quang plasma chuyển (PTA).
2.6 Về làm mát
Như đã giải thích ở trên, việc sử dụng quy trình Hàn khí nhiên liệu oxy (OFW) và phun ngọn lửa siêu âm (HVOF) có nghĩa là lớp bột lắng đọng đồng thời tan chảy và kết dính.Trong giai đoạn nấu chảy lại tiếp theo, hạt hàn tuyến tính được nén chặt và các lỗ rỗng được lấp đầy.
Có thể thấy sự kết nối giữa bề mặt kim loại nền và bề mặt ốp là hoàn hảo và không bị gián đoạn.Các chày trong thử nghiệm đều trên cùng một dây chuyền sản xuất (chai), chày sử dụng phương pháp hàn khí oxy-nhiên liệu (OFW) hoặc phun ngọn lửa siêu âm (HVOF), chày sử dụng hồ quang chuyển plasma (PTA), thể hiện ở cùng điều kiện Dưới áp suất không khí làm mát , nhiệt độ vận hành đột hồ quang truyền plasma (PTA) thấp hơn 100°C.
2.7 Về gia công
Gia công là một quá trình rất quan trọng trong sản xuất chày/lõi.Như đã chỉ ra ở trên, sẽ rất bất lợi khi đọng bột hàn (trên chày/lõi) có độ cứng giảm nghiêm trọng ở nhiệt độ cao.Một trong những lý do là về gia công;Gia công trên bột hàn hợp kim có độ cứng 60HRC khá khó khăn, buộc khách hàng chỉ chọn các thông số thấp khi thiết lập các thông số dao tiện (tốc độ dao tiện, tốc độ tiến dao, độ sâu…).Sử dụng quy trình hàn phun tương tự trên bột hợp kim 45HRC dễ dàng hơn đáng kể;các thông số của dụng cụ tiện cũng có thể được đặt cao hơn và việc gia công sẽ dễ dàng hoàn thành hơn.
2.8 Về trọng lượng bột hàn lắng đọng
Các quy trình hàn khí oxy-nhiên liệu (OFW) và phun ngọn lửa siêu âm (HVOF) có tỷ lệ thất thoát bột rất cao, có thể lên tới 70% khi vật liệu phủ bám dính vào phôi.Nếu hàn phun lõi thổi thực sự cần 30 gam bột hàn, điều này có nghĩa là súng hàn phải phun 100 gam bột hàn.
Cho đến nay, tỷ lệ thất thoát bột của công nghệ hồ quang chuyển plasma (PTA) là khoảng 3% đến 5%.Với cùng một lõi thổi, súng hàn chỉ cần phun 32 gam bột hàn.
2.9 Về thời gian lắng đọng
Thời gian lắng đọng hàn khí nhiên liệu oxy (OFW) và phun ngọn lửa siêu âm (HVOF) là như nhau.Ví dụ, thời gian lắng đọng và nấu chảy lại của cùng một lõi thổi là 5 phút.Công nghệ Hồ quang chuyển plasma (PTA) cũng cần 5 phút tương tự để đạt được độ cứng hoàn toàn của bề mặt phôi (hồ quang chuyển plasma).
Những hình ảnh dưới đây cho thấy kết quả so sánh giữa hai quá trình này và hàn hồ quang plasma chuyển tiếp (PTA).
So sánh các cú đấm cho lớp phủ dựa trên niken và lớp phủ dựa trên coban.Kết quả chạy thử nghiệm trên cùng một dây chuyền sản xuất cho thấy chày đột phủ gốc coban có tuổi thọ cao hơn gấp 3 lần so với đột dập tấm phủ gốc coban và đột dập tấm phủ gốc coban không có dấu hiệu “xuống cấp”. Khía cạnh thứ ba: Câu hỏi và trả lời phỏng vấn ông Claudio Corni, chuyên gia hàn phun người Ý, về hàn phun toàn bộ khoang
Câu hỏi 1: Về mặt lý thuyết, lớp hàn cần có độ dày bao nhiêu để hàn phun toàn bộ khoang?Độ dày lớp hàn có ảnh hưởng đến hiệu suất không?
Trả lời 1: Tôi đề nghị độ dày tối đa của lớp hàn là 2 ~ 2,5mm và biên độ dao động được đặt thành 5 mm;nếu khách hàng sử dụng giá trị độ dày lớn hơn thì có thể gặp phải vấn đề về “khớp nối”.
Câu hỏi 2: Tại sao không sử dụng xích lớn hơn OSC=30mm trên đoạn thẳng (nên đặt 5mm)?Điều này sẽ không hiệu quả hơn nhiều?Có ý nghĩa đặc biệt nào đối với xích đu 5mm không?
Trả lời 2: Tôi khuyên bạn nên sử dụng phần thẳng 5mm để duy trì nhiệt độ thích hợp trên khuôn;
Nếu sử dụng xoay 30 mm, phải đặt tốc độ phun rất chậm, nhiệt độ phôi sẽ rất cao và độ pha loãng của kim loại cơ bản trở nên quá cao và độ cứng của vật liệu độn bị mất cao tới 10 HRC.Một yếu tố quan trọng cần cân nhắc khác là ứng suất sinh ra trên phôi (do nhiệt độ cao), làm tăng khả năng bị nứt.
Với độ xoay có chiều rộng 5 mm, tốc độ đường truyền nhanh hơn, có thể đạt được khả năng kiểm soát tốt nhất, hình thành các góc tốt, duy trì tính chất cơ học của vật liệu làm đầy và tổn thất chỉ 2 ~ 3 HRC.
Câu 3: Các yêu cầu về thành phần của bột hàn là gì?Loại bột hàn nào thích hợp cho hàn phun khoang?
A3: Tôi khuyên dùng bột hàn model 30PSP, nếu xảy ra nứt, hãy sử dụng 23PSP trên khuôn gang (sử dụng mẫu PP trên khuôn đồng).
Q4: Lý do chọn sắt dẻo là gì?Có vấn đề gì khi sử dụng gang xám?
Trả lời 4: Ở Châu Âu người ta thường sử dụng gang cầu, vì gang cầu (hai tên tiếng Anh là Gang cầu và Gang dẻo), có tên gọi như vậy là do than chì chứa trong nó tồn tại ở dạng hình cầu dưới kính hiển vi;không giống như các lớp Gang xám dạng tấm (trên thực tế, nó có thể được gọi chính xác hơn là “gang cán mỏng”).Những khác biệt về thành phần như vậy xác định sự khác biệt chính giữa gang dẻo và gang nhiều lớp: các quả cầu tạo ra lực cản hình học đối với sự lan truyền vết nứt và do đó có được đặc tính dẻo rất quan trọng.Hơn nữa, dạng cầu của than chì, với cùng một lượng, chiếm ít diện tích bề mặt hơn, ít gây hư hại cho vật liệu hơn, do đó đạt được tính ưu việt của vật liệu.Kể từ lần sử dụng công nghiệp đầu tiên vào năm 1948, gang dẻo đã trở thành một sự thay thế tốt cho thép (và các loại gang khác), mang lại chi phí thấp, hiệu suất cao.
Hiệu suất khuếch tán của sắt dẻo do đặc tính của nó, kết hợp với đặc tính dễ cắt và khả năng kháng thay đổi của gang, Tỷ lệ kéo/trọng lượng tuyệt vời
khả năng gia công tốt
giá thấp
Đơn giá có sức đề kháng tốt
Sự kết hợp tuyệt vời của đặc tính kéo và kéo dài
Câu 5: Cái nào bền hơn với độ cứng cao và độ cứng thấp?
A5: Toàn bộ phạm vi là 35 ~ 21 HRC, tôi khuyên bạn nên sử dụng bột hàn 30 PSP để có giá trị độ cứng gần 28 HRC.
Độ cứng không liên quan trực tiếp đến tuổi thọ của khuôn, sự khác biệt chính về tuổi thọ sử dụng là cách bề mặt khuôn được “phủ” và vật liệu được sử dụng.
Hàn thủ công, sự kết hợp thực tế (vật liệu hàn và kim loại cơ bản) của khuôn thu được không tốt bằng plasma PTA và các vết xước thường xuất hiện trong quá trình sản xuất kính.
Câu hỏi 6: Làm thế nào để hàn phun toàn bộ khoang bên trong?Làm thế nào để phát hiện và kiểm soát chất lượng của lớp hàn?
Trả lời 6: Tôi khuyên bạn nên cài đặt tốc độ bột thấp trên máy hàn PTA, không quá 10RPM;bắt đầu từ góc vai, giữ khoảng cách 5 mm để hàn các hạt song song.
Viết ở cuối:
Trong thời đại công nghệ thay đổi nhanh chóng, khoa học công nghệ thúc đẩy sự tiến bộ của doanh nghiệp và xã hội;hàn phun của cùng một phôi có thể đạt được bằng các quy trình khác nhau.Đối với nhà máy sản xuất khuôn mẫu, ngoài việc xem xét yêu cầu của khách hàng, nên sử dụng quy trình nào, còn phải tính đến hiệu quả chi phí đầu tư thiết bị, tính linh hoạt của thiết bị, chi phí bảo trì và tiêu hao cho việc sử dụng sau này và liệu thiết bị có thể bao gồm nhiều loại sản phẩm hơn.Hàn phun micro plasma chắc chắn mang đến sự lựa chọn tốt hơn cho các nhà máy sản xuất khuôn mẫu.
Thời gian đăng: 17-06-2022