Hợp kim mới giúp ngành cơ khí giảm chi phí, chủ động sản xuất

Công nghệ này không chỉ giúp tạo ra sản phẩm hợp kim có giá thành thấp hơn mà còn giúp doanh nghiệp cơ khí có thể chủ động được trong quá trình sản xuất. Đây là kết quả của nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất hợp kim đồng thay thế hợp kim Cu-Cr,Cu-Be trong sản xuất các chi tiết hàn, điện cực hàn phục vụ trong ngành cơ khí” được Bộ Công Thương giao Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim (VIMLUKI) thực hiện.
Bắt đầu triển khai từ năm 2020, sau một năm, ThS. Hoàng Văn Quân – Chủ nhiệm đề tài cùng các cộng sự tại VIMLUKI đã xây dựng được quy trình nấu luyện tạo mác, quy trình nhiệt luyện và quy trình chế tạo điện cực hàn từ hợp kim CuNi3Si. Hợp kim CuNi3Si sau nhiệt luyện có giới hạn bền đạt 517 MPa, độ dãn dài 8%, độ cứng 224 HB và độ dẫn điện 39,1% IACS. Hợp kim mới đảm bảo chất lượng phù hợp với yêu cầu làm việc của điện cực hàn, có thể thay thế cho hợp kim Cu-Cr và Cu-Be – hợp chất độc gây hại cho sức khỏe.

Hình 1. Quá trình gia công, tạo hình sản phẩm điện cực hàn
 
Dựa trên các quy trình công nghệ xây dựng được, nhóm nghiên cứu đã sản xuất thành công 30 chi tiết điện cực hàn và 20 chi tiết bánh xe hàn từ hợp kim hệ CuNi3Si.
30 chi tiết điện cực hàn đã được lắp đặt lên dây chuyền hàn xích tự động tại Công Ty Cổ phần Cơ khí Mạo Khê -Vinacomin để chạy thử, kiểm tra chất lượng. Kết quả cho thấy, chi tiết điện cực hàn làm việc trong thiết bị máy hàn đã đảm bảo đúng tính năng, thông số kỹ thuật khi hoạt động, đáp ứng yêu cầu chung của máy hàn, hoạt động ổn định và đồng bộ với máy hàn.
“Sản phẩm xích sau khi hàn có bề mặt mối hàn và khả năng chịu tải đạt yêu cầu của đơn vị. Đặc biệt, khi kiểm tra sức chịu tải của mối hàn, chúng tôi nhận thấy mối hàn đứt khi chịu lực kéo là 38,6 tấn so với yêu cầu là 35 tấn” – ThS. Hoàng Văn Quân cho biết.
 

Hình 2. Quá trình chạy thử điện cực hàn tại nhà máy
20 chi tiết bánh xe hàn được nhóm nghiên cứu thử nghiệm tại Công ty TNHH Cơ khí Vĩnh Thái (tỉnh Thái Nguyên) và Công ty TNHH Xây dựng giao thông thủy lợi Thanh Tùng (tỉnh Thanh Hóa). Qua thử nghiệm cho thấy, bánh xe hàn làm việc ổn định, an toàn, cơ tính của sản phẩm tương đương với sản phẩm nhập ngoại hiện nay của hai đơn vị.
ThS. Hoàng Văn Quân chia sẻ thêm, đề tài đã ký kết được hợp đồng bán sản phẩm điện cực âm và bánh xe hàn cho Công ty TNHH Xây dựng giao thông thủy lợi Thanh Tùng.

Hình 3. Sản phẩm xích được hàn bằng điện cực hàn của đề tài (Ảnh: Nhóm thực hiện)
 
Điện cực hàn là chi tiết quan trọng trong các thiết bị hàn, được sản xuất chủ yếu từ các hợp kim Cu-Cr, Cu-Be. Ưu điểm của Cu-Cr và Cu-Be là tính dẫn điện tốt, có độ bền và độ đàn hồi cao nhưng nhược điểm là khó nấu luyện. Không những vậy, bery và oxit bery còn có tính độc, gây các bệnh về phổi, da và ung thư. Do vậy, khi nấu luyện và khi sử dụng sản phẩm, phải có biện pháp bảo vệ, giá thành chế tạo vì thế cũng bị đẩy lên cao. Trong khi đó, nguồn cung hợp kim Cu-Cr và Cu-Be tại Việt Nam lại không có. Chính vì vậy, việc VIMLUKI làm chủ được quy trình công nghệ sản xuất hợp kim CuNi3Si thay thế cho hai hợp kim Cu-Cr và Cu-Be rất có ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất ngành cơ khí.
“Hợp kim CuNi3Si có tính năng tương đương Cu-Cr và Cu-Be nhưng giá thành lại thấp hơn nhiều, giúp doanh nghiệp cơ khí trong nước giảm chi phí sản xuất, chủ động trong sản xuất, bảo vệ sức khỏe cho người lao động”, ThS. Hoàng Văn Quân nhấn mạnh.
Hiện nay, nhiều công trình nghiên cứu về hợp kim đồng làm điện cực đã được thực hiện nhưng mới chỉ dừng ở các loại điện cực cho hàn điểm tiếp xúc từ các hợp kim đồng hệ Cu-Cr, Cu-Cr-Zr…Chưa có công trình nghiên cứu về vật liệu điện cực hàn giáp mối đáp ứng được yêu cầu về độ bền nhiệt và độ dẫn điện cao.
VIMLUKI đã tiên phong nghiên cứu và xây dựng thành công quy trình công nghệ sản xuất hợp kim đồng thay thế hợp kim Cu-Cr,Cu-Be trong sản xuất các chi tiết hàn, điện cực hàn có ý nghĩa quan trọng trong thực tiễn sản xuất ngành cơ khí.
Nguồn: http://congnghiepcongnghecao.com.vn

Đối tác
MO MIEN NAM
Vimluki
cie
Bộ Công thương
Doi tac 5