Xác định chế độ công nghệ và tính chất của vật liệu hệ Cu - Sn - Grafit và Fe - Al2o3 bằng phương pháp luyện kim bột

MỤC LỤC MỞ ĐẦU Ngày nay, cựng với sự phỏt triển của khoa học kỹ thuật, việc sử dụng rộng rói cỏc mỏy múc, thiết bị hiện đại đũi hỏi phải cú vật liệu mới với tớnh năng tổng hợp: vừa bền, vừa chịu nhiệt độ cao, vừa cú khả năng làm việc trong cỏc mụi trường khỏc nhau (ma sỏt, ăn mũn) mà cỏc loại vật liệu truyền thống khụng đỏp ứng được. Cuối thế kỷ 20, cú nhiều ngành cụng nghiệp mới ra đời trong đú cú ngành cụng nghệ luyện kim bột cho phộp chế tạo được những vật liệu cú cấu trỳc và tớnh chất ưu việt tổng hợp hơn so với sản phẩm Luyện kim truyền thống. Trong số cỏc kim loại mầu thỡ Cu và hợp kim của nú chiếm vị trớ quan trọng trong ngành Luyện kim bột để chế tạo bạc xốp tự bụi trơn, cỏc tấm lọc, cỏc loại vật liệu ma sỏt, vật liệu chống ma sỏt và cỏc vật liệu kết cấu, v.v…, ngoài ra Fe cũng được sử dụng như là một nguyờn tố thay thế trong một số trường hợp cần thiết. Đề tài mà chỳng em lựa chọn là “Xỏc định chế độ cụng nghệ và tớnh chất của vật liệu hệ Cu - Sn - Grafit và Fe - Al2O3 bằng phương phỏp Luyện kim bột ". Mặc dự đó cú nhiều cố gắng, được sự giỳp đỡ nhiệt tỡnh của thầy giỏo hướng dẫn cựng cỏc thầy cụ trong bộ mụn Vật liệu kim loại màu và compozit, song những hạn chế về thiết bị, thời gian, cho nờn kết quả nhận được chưa thật đầy đủ như mong muốn. Do trỡnh độ cũng như kinh nghiệm cũn hạn chế nờn chắc chắn khụng trỏnh khỏi những thiếu sút về nội dung cũng như phương phỏp trỡnh bày. Rất mong được sự gúp ý của cỏc thầy cụ giỏo. Trong khuụn khổ đề tài, chỳng em đó xỏc định được chế độ cụng nghệ phự hợp cho quỏ trỡnh ộp, thiờu kết, cỏc thụng kỹ thuật của hệ vật liệu Cu - Sn - Grafit và Fe - Al2O3. Chương 1: Phương phỏp luyện kim bột 1.1. Giới thiệu chung Ngày nay cú thể núi khụng cú lĩnh vực cụng nghiệp nào lại khụng sử dụng cỏc sản phẩm của cụng nghệ Luyện kim bột. Sản lượng luyện kim bột hàng năm tăng khoảng 10%. So với luyện kim truyền thống luyện kim bột cú những ưu điểm nổi bật sau: Luyện kim bột cho phộp chế tạo cỏc chi tiết cú độ chớnh xỏc cao. Sản phẩm Luyện kim bột cú cấu trỳc đồng nhất, khụng cú hiện tượng thiờn tớch. Cụng nghệ luyện kim bột cho phộp chế tạo ra cỏc loại vật liệu mới (kim loại và hợp kim cú nhiệt độ núng chảy cao như W, WC-Co, cỏc loại giả hợp kim W-Cu, W-Ag, cỏc loại bạc xốp và màng lọc kim loại, v.v…). Cỏc loại vật liệu này khụng thể chế tạo được bằng phương phỏp luyện kim truyền thống. Bằng con đường Luyện kim bột, người ta cú thể tiết kiệm được nguyờn liệu và năng lượng. Quỏ trỡnh cụng nghệ sản xuất cỏc chi tiết bằng cụng nghệ Luyện kim bột bao gồm cỏc giai đoạn chủ yếu sau: Sản xuất bột kim loại hoặc hợp kim Tạo hỡnh (ộp) sản phẩm Thiờu kết (gia cụng nhiệt) Gia cụng lần cuối (chỉnh kớch thước, ộp lại, v.v...) Trong những năm gần đõy cựng với sự phỏt triển của khoa học kỹ thuật, cụng nghệ tạo hỡnh vật liệu cú nhiều tiến bộ đặc biệt là cụng nghệ thiờu kết và ộp đồng thời (ộp núng). Cụng nghệ ộp núng cú khả năng nổi trội là mẫu thiờu cú tỷ trọng cao, nhiệt độ và thời gian thiờu kết ngắn. 1.2. Cỏc phương phỏp chế tạo bột kim loại Cụng nghệ luyện kim bột được bắt đầu bằng quỏ trỡnh tạo bột kim loại và hợp kim. Bột kim loại cũn được sử dụng rộng rói trong cỏc ngành cụng nghiệp sơn, hỗn hợp chỏy, hỗn hợp nổ, chất xỳc tỏc, v.v… Sản phẩm Luyện kim bột được sử dụng trong mọi lĩnh vực khoa học và kĩ thuật. Bột kim loại được đặc trưng bởi cỏc tớnh chất vật lý, húa học và cụng nghệ. Tớnh chất húa học: Thành phần húa học của bột kim loại phụ thuộc vào nguyờn liệu ban đầu và phương phỏp sản xuất bột kim loại. Hàm lượng của kim loại cơ bản và tạp chất phụ thuộc vào cụng nghệ sản xuất nú. Để phõn tớch, xỏc định hàm lượng kim loại cơ bản và tạp chất của bột người ta thường sử dụng phương phỏp nung bột trong mụi trường hydrụ khụ, hàm lượng tạp chất khớ lớn cú độ giũn cao làm ảnh hưởng đến khả năng ộp của bột. Điều đỏng lưu ý khi sử dụng bột kim loại là phải tuõn thủ cỏc chế độ an toàn lao động bởi vỡ kim loại bột cú hại cho sức khỏe con người. Tớnh chất vật lý: Là hỡnh thự, kớch thước, thành phần cấp hạt, diện tớch riờng bề mặt, tỷ trọng và độ cứng. Trong đú hỡnh dỏng bột phụ thuộc hoàn toàn vào phương phỏp sản xuất ra chỳng. Hỡnh dỏng của bột kim loại bị thay đổi nếu sau khi sản xuất chỳng được đem ủ và nghiền nhỏ. Bột kim loại sản xuất bằng nhiều phương phỏp khỏc nhau thỡ kớch thước hạt nhận được cũng khỏc nhau. Kớch thước hạt và thành phần cấp hạt cú thể được xỏc định bằng phương phỏp khỏc nhau: phương phỏp hiển vi, phương phỏp rõy, phương phỏp xa lắng v.v... Tỷ trọng của hạt kim loại cũng phụ thuộc vào kớch thước và hỡnh dạng hạt, độ gồ ghề của bề mặt hạt. Bột kim loại sản xuất bằng phương phỏp hoàn nguyờn oxớt cú mật độ sai khỏc vỡ với mật độ lý thuyết do phần lớn màng oxớt chưa được hoàn nguyờn hết, lỗ xốp kớn trong hạt bột được tạo thành trong quỏ trỡnh hoàn nguyờn. Cỏc phương phỏp được chia làm 2 nhúm: nhúm cỏc phương phỏp cơ học và nhúm cỏc phương phỏp húa học. 1.2.1. Phương phỏp cơ học 1.2.1.1. Tạo bột bằng phương phỏp nghiền cơ học Phương phỏp nghiền cơ học được ứng dụng rộng rói trong cụng nghiệp luyện kim bột. Bằng phương phỏp này người ta cú thể sản xuất hầu hết bột kim loại. Ưu điểm của phương phỏp tạo bột bằng nghiền cơ học là đơn giản, giỏ thành sản phẩm thấp, cú thể chuyển một số kim loại cứng và giòn sang dạng bột. Tuy nhiờn phương phỏp này cú những nhược điểm cơ bản là khú nghiền các kim loại hay hợp kim quỏ cứng hoặc quỏ mềm, năng suất thấp dẫn đến giỏ thành sản phẩm cao, bột nhận được này cú hỡnh dỏng phức tạp khú đỏp ứng yờu cầu kỹ thuật. Cú nhiều loại thiết bị nghiền bao gồm: mỏy nghiền rung, mỏy nghiền lắc, mỏy nghiền bỳa đập, mỏy nghiền hành tinh v.v… nhưng phổ biến nhất vẫn là loại mỏy nghiền bi tang trống. Mỏy nghiền bi: cấu tạo là tang hỡnh trụ làm bằng hợp kim trong đú cú bi nghiền. Khi quay bi cựng tang được nõng lờn một gúc khụng lớn hơn gúc rơi tự do (90º). Sau đú bi rơi xuống, va đập giữa bi và tang tạo thành quỏ trỡnh nghiền. Quỏ trỡnh nghiền trong tang phụ thuộc vào kớch thước hỡnh học của tang nghiền. Nếu tỷ lệ D/L ≥ 3 thỡ quỏ trỡnh nghiền cỏc vật liệu giũn là do va đập, nếu D/L < 3 thỡ quỏ trỡnh nghiền cỏc vật liệu mềm là do xiết trượt. Ngoài kết cấu của tang mỏy nghiền cũn chịu ảnh hưởng của tốc độ quay. Khi tăng tốc độ quay của mỏy làm tăng lực ly tõm và làm tăng gúc rơi của bi nghĩa là bi rơi ở độ cao lớn hơn làm tăng lực đập giữa bi và bi, giữa bi và tang tạo thành cơ chế đập. Nếu tốc độ quay của bi và tang bằng nhau thỡ quỏ trỡnh nghiền khụng bao giờ xảy ra. Để nõng cao hiệu quả nghiền thụng thường người ta sử dụng tốc độ quay 0.75 ữ 0.8 tốc độ quay lý thuyết. Khi đú với N=0.75Nlt thỡ trọng lượng bi tối ưu sẽ là B = 1.7 ữ 1.9 kg/l thể tớch của mỏy nghiền. Hệ số điền đầy (γ) khụng quỏ 0.4 ữ 0.5 vỡ nếu (γ) lớn hơn thỡ cỏc hạt bi đẩy lẫn nhau làm quỏ trỡnh nghiền kộm hiệu quả. Đối với vật liệu cứng và giũn rất thuận tiện sử dụng mỏy nghiền bi trong quỏ trỡnh tạo bột. Hỡnh dạng của bột nhận được rất đa dạng. Bột cú trọng lượng đong lớn, độ xốp tự do khoảng 60%. Chớnh vỡ vậy quỏ trỡnh nghiền trong mỏy nghiền bi là quỏ trỡnh phụ thờm để tăng trọng lượng đong của bột. 1.2.1.2. Tạo bột bằng phương phỏp phun kim loại núng chảy Bản chất của phương phỏp phun kim loại núng chảy là tạo bột của cỏc dũng kim loại lỏng bằng khớ hay là cho chảy dũng kim loại lỏng vào mụi trường lỏng thỡ gọi là tạo hạt. Tạo bột và tạo hạt chỉ khỏc nhau là tạo bột ở ỏp suất nhất định cũn tạo hạt ở ỏp suất bỡnh thường. Phương phỏp này được ứng dụng rộng rói để sản xuất cỏc kim loại và hợp kim của chỳng. Nhiệt độ núng chảy của cỏc kim loại dưới 1600ºC , bột nhận được cho kớch thước hạt thụ và trung bỡnh từ 10 ữ 500 àm. Hỡnh 1: Sơ đồ thiết bị chế tạo bột từ kim loại lỏng bằng phun khớ dưới ỏp suất cao Dựa vào thực nghiệm người ta xỏc định được 3 giai đoạn xảy ra trong quỏ trỡnh phun kim loại lỏng. Giai đoạn 1: Sơ bộ xộ nhỏ phần kim loại lỏng tạo ra dưới dạng hỡnh cụn. Giai đoạn 2: Xộ nhỏ những sợi kim loại nhỏ đó được tạo ra. Giai đoạn 3: Tạo thành bột và đụng đặc. Trong quỏ trỡnh đụng đặc, xảy ra hiện tượng cỏc hạt dớnh lại với nhau, hỡnh dỏng và cấp hạt bị ảnh hưởng lớn dẫn đến giảm hiệu quả phun. Ảnh hưởng của cỏc yếu tố cụng nghệ tới quỏ trỡnh phun: Mụi trường Kim loại núng chảy Tỏc nhõn phun Kớch thước của kim loại Cỏc thụng số của thỏp phun +) Kớch thước hạt: Độ nhớt thấp, sức căng bề mặt nhỏ, t lớn, d nhỏ, P cao, tỏc nhõn phun cú lưu lượng lớn, gúc đỉnh α tối ưu. +) Hỡnh dỏng dạng bột: Một trong những ưu điểm của quỏ trỡnh phun bột kim loại là cú thể khống chế được hỡnh dạng hạt bột. Bột dạng cầu cú tớnh chỏy và tỷ trọng lớn rất dễ nhận được trong cỏc trường hợp: Sức căng bề mặt lớn, độ quỏ nhiệt nhỏ. Phun bằng khớ, tốc độ làm nguội chậm. Tốc độ của tỏc nhõn phun nhỏ, gúc ở đỉnh lớn. Khoảng cỏch của bột dài. +) Ảnh hưởng ỏp suất phun đến độ hạt: Do kớch thước hạt kim loại nhỏ cựng với sức căng bề mặt nhỏ nờn ỏp suất phun ảnh hưởng trực tiếp đến phõn bố cấp hạt. +) Ảnh hưởng của gúc hội tụ (α) đến đường kớnh hạt (dm): Gúc hội tụ ảnh hưởng đến hỡnh dạng, kớch thước hạt. Khi gúc hội tụ càng lớn, hạt bột cú xu hướng cầu húa và độ hạt lớn hơn. Thụng thường bột kim loại nhận được bằng phương phỏp phun bị lẫn nhiều oxy ở dạng oxit kim loại. Chớnh vỡ vậy bột nhận được cần phải tiếp tục ủ hoàn nguyờn trong mụi trường khớ hyđrụ nhằm hoàn nguyờn cỏc màng oxit và nõng cao tớnh cụng nghệ của bột. 1.2.2. Tạo bột phương phỏp húa học 1.2.2.1. Tạo bột bằng phương phỏp hoàn nguyờn Trong kim loại bột, phương phỏp hoàn nguyờn được sử dụng rộng rói để sản xuất hầu hết cỏc loại bột kim loại. Phương phỏp này vừa tạo bột, vừa ủ bột. Cú 2 loại hoàn nguyờn cơ bản đú là hoàn nguyờn oxớt và hoàn nguyờn nhiệt kim. + Hoàn nguyờn oxớt: Đõy là 1 trong những phương phỏp phổ biến nhất, đơn giản nhất, rẻ nhất để sản xuất bột kim loại trong cụng nghiệp gốm kim loại. Tất cả quỏ trỡnh hoàn nguyờn là quỏ trỡnh trao đổi chất hoàn nguyờn và chất được hoàn nguyờn. Chất hoàn nguyờn là chất ở nhiệt độ phản ứng cú ỏi lực húa học với oxi lớn hơn ỏi lực húa học với oxi của chất được hoàn nguyờn. Trong cụng nghiệp sản xuất bột, chất hoàn nguyờn được sử dụng là chất hoàn nguyờn thể khớ H2, CO hay hỗn hợp khớ H2 + CO, khớ thiờn nhiờn, v.v… + Hoàn nguyờn nhiệt kim: Phương phỏp này được ứng dụng để sản xuất ra kim loại hay hợp kim từ chất húa học của chỳng dựa trờn cơ sở ỏi lực húa học của chất hoàn nguyờn với oxy, clo, flo, v.v… lớn hơn ỏi lực húa học của kim loại được hoàn nguyờn. Điều kiện đặt ra là sản phẩm hoàn nguyờn và chất hoàn nguyờn khụng được tạo thành hợp kim. Nhiệt độ bay hơi phải cao để trỏnh mất mỏt do bay hơi. Phương phỏp này khụng được ứng dụng rộng rói, thường được dựng để sản xuất cỏc kim loại khú hoàn nguyờn Cr, Ti, Zn, U. - Ngoài ra trong nhiều trường hợp chất hoàn nguyờn khụng dựng kim loại mà dựng hợp chất hyđrua của chỳng. Đối với quỏ trỡnh hoàn nguyờn nhiệt kim, chất hoàn nguyờn phải thỏa món cỏc yờu cầu kỹ thuật sau: Chất hoàn nguyờn phải được hoàn nguyờn hoàn toàn khi nhiệt cung cấp từ bờn ngoài thấp. Lượng dư của chất hoàn nguyờn cũng như xỉ tạo ra dễ dàng tỏch khỏi kim loại. Chất hoàn nguyờn phải cú độ sạch cao. Chất hoàn nguyờn phải rẻ tiền, dễ kiếm. Thiết bị hoàn nguyên nhiệt kim như thiết bị bình thường của phản ứng nhiệt kim thường gặp trong quy mô sản xuất. 1.2.2.2. Tạo bột bằng phương phỏp điện phõn Sản xuất bột bằng phương phỏp điện phõn dung dịch nước ngày nay cú thể cạnh tranh với cỏc phương phỏp tạo bột khỏc đặc biệt là kim loại Fe và Cu. Sử dụng bột bằng phương phỏp này cú rất nhiều ưu điểm độ sạch cao, tớnh ộp tốt, khả năng thiờu kết tốt, sản phẩm nhận được cú l ý tớnh ổn định. Phương phỏp này mang lại hiệu quả kinh tế, ở mọi quy mụ sản xuất lớn cũng như bộ, cú thể sử dụng nguyờn liệu ban đầu cú chứa nhiều tạp chất, sản phẩm nhận được cú lý tớnh hầu như khụng đổi, đặc biệt là bột sắt. Hiện nay phương phỏp này cú thể nhận được bột cỏc loại như Cu, Ag, Fe, Zn, Ni, Cd, v.v… và một số kim loại hiếm khỏc cũng như hợp kim của chỳng. Cỏc yếu tố cơ bản như mật độ dũng điện, nhiệt độ, nồng độ axit, nồng độ dung dịch điện phõn cú ảnh hưởng lớn tới kớch thước, thành phần cấp hạt và cấu trỳc của bột điện phõn. Cú thể sản xuất bột kim loại khụng những điện phõn ở dung dịch nước mà cú thể ở dung dịch muối núng chảy. 1.2.2.3. Tạo bột bằng phương phỏp xi măng húa Dựa trờn cơ sở cỏc phản ứng đẩy cỏc kim loại quý hơn ra khỏi dung dịch bằng cỏc kim loại rẻ tiền khỏc. Kim loại giải phúng bằng phương phỏp xi măng húa thường cú hỡnh nhỏnh cõy dạng xốp. Phương phỏp này ớt được ứng dụng trong thực tế vỡ cho năng suất thấp, giỏ thành bột lại cao. Phương phỏp này thường được dựng để sản xuất bột hợp kim ở dạng mạng kim loại bao quanh kim loại cơ bản. 1.2.2.4. Tạo bột bằng phương phỏp Cacbonyl Khi điều chế bột bằng phương phỏp phõn hủy nhiệt của cỏc hợp chất Cacbon kim loại dễ bay hơi. Phương trỡnh tổng quỏt: MeaBb + cCO → bB + Mea(CO)c → aMe + cCO Phản ứng đầu gọi là phản ứng tổng hợp Cacbonil. Cacbonil nhận được cú nhiệt độ núng chảy thấp và bay hơi. Phản ứng thứ 2 là phản ứng phõn hủy Cacbonil được tiến hành ở nhiệt độ thấp. Bột nhận được bằng phương phỏp này chứa nhiều tạp chất khớ CO, N2 & Oxi. Hàm lượng của cỏc chất khớ này cú thể lờn tới 1ữ3%. Để loại bỏ tạp chất đú người ta đem ủ ở 300 ữ 400ºC trong mụi trường khớ Hidro, đụi khi phải tiến hành trong chõn khụng. Bột nhận được bằng phương phỏp này cú giỏ thành rất cao, nhưng bột nhận được lại cú độ sạch cao. Bột này được sử dụng làm vật liệu điện cao cấp. 1.2.2.5. Tạo bột bằng phương phỏp ngưng tụ Phương phỏp này cú thể sản xuất bột cỏc kim loại cú ỏp suất hơi lớn ở nhiệt độ thấp. Quỏ trỡnh này được tiến hành theo 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu cho bay hơi kim loại ở nhiệt độ cao trong bỡnh kớn. Giai đoạn 2 cho hơi kim loại đú ngưng tụ trờn bỡnh lạnh. Phương phỏp này cú thể nhận được bột kim loại cú kớch thước từ 10 ữ 20 μm đến 0.1 μm. Bột nhận được cú độ sạch rất cao, thường được tiến hành trong chõn khụng. Phương phỏp này sản xuất kim loại để ứng dụng trong cụng nghiệp điện và điện tử. 1.3. Quỏ trỡnh tạo hình Trong cụng nghệ luyện kim bột, sau nguyờn cụng tạo bột thỡ quỏ trỡnh ộp là nguyờn cụng thứ hai. Nhiệm vụ của quỏ trỡnh ộp tạo hỡnh là tạo ra cỏc chi tiết cú hỡnh thự và kớch thước nhất định, đồng thời tạo cho vật ộp cú độ bền cần thiết để giữ được hỡnh dỏng trong khi xử lý những giai đoạn tiếp theo. Mặt khỏc, vật ộp phải đạt được mật độ cần thiết để sau khi thiờu kết chỳng cú được những cơ, lý tớnh mong muốn. Độ xớt chặt của vật ộp đúng vai trũ chủ yếu đối với cỏc tớnh chất quan trọng của chỳng đặc biệt là khi tiến hành thiờu kết ở pha rắn. 1.3.1. Chuẩn bị bột để ộp Quỏ trỡnh chuẩn bị bột để ộp đúng một vai trũ quan trọng trong lưu trỡnh cụng nghệ luyện kim bột. Trong thực tế sản xuất, bột kim loại được sản xuất ở cỏc phõn xưởng hay nhà mỏy riờng biệt nờn khụng thể đỏp ứng tất cả những yờu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Vỡ vậy trong mọi trường hợp cần phải cú khõu chuẩn bị bột sao cho đảm bảo yờu cầu về thành phần húa học và yờu cầu vật lý, cụng nghệ để đỏp ứng những yờu cầu của sản phẩm cuối cựng. Những khõu cơ bản của quỏ trỡnh chuẩn bị bột bao gồm: ủ, rõy, trộn. 1.3.1.1. Ủ bột Ủ bột nhằm nõng cao tớnh dẻo của bột, tớnh chịu nộn, chịu ộp bằng cỏch hoàn nguyờn khử màng oxit và biến mềm hạt bột do bột để lõu và bảo quản khụng đỳng cỏch dẫn tới bị oxi húa do mụi trường xung quanh. Cỏc loại bột thu được bằng phương phỏp nghiền, điện phõn cần phải tiến hành ủ. Cũn cỏc loại bột thu được bằng phương phỏp hoàn nguyờn khụng cần ủ, chỉ tiến hành ủ khi đũi hỏi bột cú độ sạch cao hay đụi khi cần thiết phải làm lớn cỏc hạt mịn để trỏnh bột bị chỏy khi ộp. Đối với bột nhận được bằng phương phỏp hoàn nguyờn nhiệt kim nhất thiết phải ủ hoàn nguyờn lại để khử cỏc màng oxit tạo thành trong quỏ trỡnh rửa và sấy. 1.3.1.2. Rõy bột Trong thực tế sản xuất, để bột nhận được cú kớch thước ổn định, cơ lý tớnh xỏc định thỡ cần phải phõn cấp hạt hay là rõy bột để phõn cấp. Phõn chia kớch thước hạt thành từng phần riờng biệt sau đú trộn phối liệu theo tỷ lệ nhất định. Đối với một số kớch thước hạt khụng thớch hợp cần phải gia cụng thờm. Thiết bị phõn chia cấp hạt cũng giống như thiết bị phõn chia của cụng nghiệp húa chất hay tuyển khoỏng. 1.3.1.3. Trộn bột Trong cụng nghiệp luyện kim bột, cỏc chi tiết cần sản xuất ớt ở dạng một loại bột riờng biệt mà là tổ hợp của hai hay nhiều cấu tử của hỗn hợp bột. Sự đồng nhất của hỗn hợp bột cú ảnh hưởng rất lớn đến cơ lý tớnh của sản phẩm. Trong thực tế tồn tại hai phương phỏp trộn chủ yếu đú là: trộn cơ học và trộn húa học. + Phương phỏp trộn cơ học: Sự đồng đều của hỗn hợp bột ( 2 hay nhiều cấu tử) đúng vai trũ quan trọng, nú ảnh hưởng đến tớnh chất, cơ lý tớnh của sản phẩm, và quỏ trỡnh thiờu kết của sản phẩm. Sự đồng đều của hỗn hợp bột phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phương phỏp trộn, thiết bị trộn, thời gian trộn… + Phương phỏp trộn húa học: Là quỏ trỡnh kết tủa từ dung dịch kim loại phụ gia lờn trờn bề mặt của hạt cơ sở. Thụng thường người ta sử dụng dung dịch kốm theo sự khuấy trộn với bột kim loại cơ sở. Phương phỏp này cú sự phõn bố đồng đều cao của cỏc cấu tử. Trong thực tế phương phỏp này chưa được ứng dụng rộng rói trong cụng nghệ Luyện kim bột vỡ khụng đặc trưng. Ngoài ra mụi trường trộn cũng cú ảnh hưởng khỏ lớn tới chất lượng của hỗn hợp bột nhận được. Thụng thường nguyờn cụng trộn được tiến hành trong mụi trường khụng khớ, khớ trơ, dung dịch (cồn, dầu, xăng, nước, v.v…). Trong mụi trường lỏng bột nhận được khụng bị Oxi húa , sự linh động của cỏc hạt lớn và đồng đều nhanh hơn. Mặc dự trộn ướt cú nhiều ưu điểm hơn trộn khụ nhưng cũng cú những nhược điểm là phải sấy bột trong chõn khụng để trỏnh Oxi húa bột hay phải sấy ở nhiệt độ thấp. Tựy trường hợp cụ thể mà ta chọn phương phỏp trộn bột khỏc nhau nhằm đảm bảo tớnh chất của sản phẩm và hiệu quả kinh tế. 1.3.2. Quỏ trỡnh ộp bột kim loại 1.3.2.1. Quy luật chung của quỏ trỡnh ộp Nhiệm vụ của quỏ trỡnh ộp tạo hỡnh là tạo ra cỏc chi tiết cú hỡnh thự và kớch thước nhất định, đồng thời tạo cho vật ộp cú độ bền cần thiết để giữ được hỡnh dỏng trong khi xử lý những giai đoạn tiếp theo. Mặt khỏc, vật ộp phải đạt được mật độ cần thiết để sau khi thiờu kết chỳng cú được những cơ, lý tớnh mong muốn. Độ xớt chặt của vật ộp đúng vai trũ chủ yếu đối với cỏc tớnh chất quan trọng của chỳng đặc biệt là khi tiến hành thiờu kết ở pha rắn. Quỏ trỡnh ộp nguội một chiều trong khuụn kim loại gồm ba nguyờn cụng cơ bản là cho bột vào khuụn, ộp mẫu và thỏo mẫu ra khỏi khuụn. Cú nhiều phương phỏp ộp tạo hỡnh nhưng phổ biến hơn cả là phương phỏp ộp nguội một chiều trong khuụn kim loại (hỡnh 2). Theo phương phỏp này bột được cho vào khuụn và được ộp theo chiều thẳng đứng bằng 2 chày trờn và dưới cựng chuyển động theo phương thẳng đứng với bột. Hỡnh 2: Sơ đồ phương phỏp nộn một chiều Bản chất của quỏ trỡnh ộp là biến dạng thể tớch bột xốp bằng cỏch nộn dẫn tới làm giảm thể tớch của bột và định hỡnh vật ộp cú hỡnh dỏng và kớch thước mong muốn. Thể tớch của bột khi ộp luụn luụn thay đổi do sự biến dạng của cỏc hạt riờng biệt. Khi tăng lực ộp bột khụng sắp xếp lại được nữa, bột sinh ra phản lực chống lại. Nếu tăng lực ộp tiếp, hạt lại biến dạng (đầu tiờn ở biờn hạt tiếp xỳc vài chỗ tiếp xỳc với thành khuụn). Nếu vật liệu giũn sự biến dạng làm phỏ vỡ cỏc điểm tiếp xỳc trờn bề mặt hạt cứng nếu cỏc hạt cứng sẽ làm bào mũn khuụn. h F Hỡnh 3: Ba giai đoạn của quỏ trỡnh ộp Mật độ Áp lực ộp Hỡnh 4: Ảnh hưởng của mật độ lực ộp vào quỏ trỡnh ộp Trờn hỡnh 3 và 4 ta thấy, ở giai đoạn đầu mật độ vật ộp tăng nhanh (phần a) vỡ ở giai đoạn này bột dịch chuyển tương đối tự do và điền đầy cỏc lỗ trống gần đấy. Đến cuối giai đoạn đầu, cỏc hạt bột hầu như đó được lốn chặt ở mức tối đa (đoạn nằm ngang b). Vỡ sự cản chống của cỏc hạt bột đối với lực ộp rất lớn và mặc dự lực ộp tăng nhanh nhưng thể tớch của khối bột khụng bị giảm trong một thời gian nhất định. Chỉ khi nào lực ộp vượt quỏ lực cản chống của vật ộp thỡ lỳc đú cỏc hạt bột mới bắt đầu biến dạng và bắt đầu giai đoạn 3 (đoạn c) của quỏ trỡnh ộp. Trong thực tế, quỏ trỡnh ộp h