Buổi bảo vệ luận án do GS,TSKH. Bành Tiến Long, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội làm Chủ tịch Hội đồng; TS. Đoàn Công Luận, Uỷ viên thư ký Hội đồng; PGS.TS Lê Thu Quý, Viện Nghiên cứu Cơ khí phản biện 1; PGS.TS Nguyễn Trường An, Học viện Kỹ thuật Quân sự phản biện 2; TS Đặng Vũ Đinh, Trường Đại học Mỏ - Địa chất phản biện 3; các Uỷ viên Hội đồng, gồm: PGS.TS Phạm Văn Đông, Đại học Công nghiệp Hà Nội; PGS,TS. Mạc Thị Bích, Trường Đại học Công nghệ Kỹ thuật Hưng Yên.
Tới dự buổi bảo vệ Luận án tiến sĩ, về phía Trường Đại học Mỏ - Địa chất có: PGS,TS. Triệu Hùng Trường, Phó Hiệu trưởng Nhà trường; PGS,TS. Lương Quang Khang, Trưởng phòng Đào tạo Sau đại học; PGS,TS. Khổng Cao Phong, Trưởng khoa Cơ - Điện, cùng các cán bộ, giảng viên Khoa Cơ - Điện và các nhà khoa học quan tâm đến đề tài luận án tham dự.
GS,TSKH. Bành Tiến Long, Chủ tịch Hội đồng điều hành đánh giá luận án tiến sĩ.
Giải quyết bài toán nâng cao tuổi thọ chi tiết
Theo nghiên cứu, trong các ngành công nghiệp như năng lượng, hóa chất và khai khoáng, nhiều chi tiết dạng trụ rỗng như ống dẫn, xilanh, van… thường phải làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, chịu tác động đồng thời của mài mòn, ăn mòn và nhiệt độ cao. Đặc biệt, chất lượng bề mặt phía trong của các chi tiết này có ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và tuổi thọ của thiết bị.
Trong thời gian dài, mạ Crom cứng được sử dụng như một giải pháp phổ biến để nâng cao khả năng chống mài mòn. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn tồn tại những hạn chế về độ bám dính của lớp mạ, nguy cơ phát sinh vết nứt và những vấn đề liên quan đến môi trường do sử dụng các hợp chất Cr6+.
Trong bối cảnh đó, công nghệ phun phủ nhiệt nhiên liệu - oxy tốc độ cao (HVOF), kết hợp vật liệu phủ Cr3C2-NiCr, được xem là một hướng công nghệ có nhiều tiềm năng. Phương pháp này có khả năng tạo ra lớp phủ đặc sít, độ bám dính cao và khả năng chống mài mòn tốt.
Tuy nhiên, việc áp dụng HVOF cho bề mặt trong của các chi tiết dạng trụ (ID-HVOF) đặt ra những yêu cầu riêng do không gian phun hạn chế, hình học phức tạp và khó kiểm soát các điều kiện công nghệ. Đây cũng là khoảng trống nghiên cứu còn khá lớn, đặc biệt trong điều kiện nghiên cứu và sản xuất tại Việt Nam.
Từ thực tế đó, luận án của NCS Nguyễn Tuấn Hải tập trung nghiên cứu lựa chọn các thông số hợp lý trong công nghệ ID-HVOF nhằm tạo lớp phủ trên bề mặt trong của chi tiết dạng trụ bằng thép C45, hướng tới nâng cao khả năng chịu mài mòn và kéo dài tuổi thọ chi tiết.
NCS Nguyễn Tuấn Hải trình bày nội dung đề tài và trả lời câu hỏi chuyên môn của các uỷ viên phản biện.
Xác lập mối quan hệ giữa thông số công nghệ và chất lượng lớp phủ
Mục tiêu của luận án là nghiên cứu, lựa chọn một số thông số hợp lý của công nghệ HVOF để tạo lớp phủ trên bề mặt trong của chi tiết dạng trụ chịu mài mòn.
Một trong những điểm đáng chú ý của nghiên cứu là việc xây dựng và đánh giá có hệ thống quy trình phun phủ HVOF cho bề mặt trong của chi tiết thép C45 trong điều kiện làm việc chịu mài mòn. Trên cơ sở thực nghiệm, luận án phân tích ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến những đặc tính cơ bản của lớp phủ, qua đó xác lập mối quan hệ định lượng giữa điều kiện phun và chất lượng lớp phủ.
Theo kết quả nghiên cứu, lớp phủ Cr3C2-NiCr cho thấy khả năng cải thiện đáng kể các đặc tính bề mặt của chi tiết. Việc lựa chọn và kiểm soát hợp lý các thông số công nghệ có ý nghĩa quyết định đến độ cứng, độ bám dính cũng như độ xốp của lớp phủ - những yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng làm việc và tuổi thọ của chi tiết trong môi trường mài mòn.
Để tìm ra bộ thông số phù hợp, luận án kết hợp phương pháp Taguchi với phương pháp tối ưu đa mục tiêu Grey. Cách tiếp cận này cho phép xem xét đồng thời nhiều chỉ tiêu chất lượng thay vì tối ưu riêng lẻ từng đặc tính của lớp phủ.
Kết quả tối ưu cho thấy bộ thông số công nghệ được xác định có thể tạo lớp phủ đạt độ cứng 793 HV, độ bền bám dính khoảng 54 MPa và độ xốp thấp nhất 1,62%.
Đây là những thông số quan trọng, cho thấy tiềm năng của công nghệ HVOF trong việc hình thành lớp bề mặt có độ cứng cao, khả năng liên kết tốt với vật liệu nền và cấu trúc lớp phủ tương đối đặc sít, đáp ứng yêu cầu làm việc trong điều kiện chịu mài mòn.
Quang cảnh lễ bảo vệ luận án sáng 30/9.
Bổ sung dữ liệu thực nghiệm cho công nghệ ID-HVOF
Đánh giá về luận án, Hội đồng cho rằng đề tài có tính cấp thiết và mang tính thời sự, xuất phát từ yêu cầu thực tế trong việc nâng cao tuổi thọ cũng như khả năng chịu mài mòn, ăn mòn của các chi tiết cơ khí làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.
Tên đề tài được đánh giá là thống nhất với mục tiêu và nội dung nghiên cứu, xác định tương đối rõ phạm vi nghiên cứu. Công trình có tính độc lập cao, tập trung vào một không gian nghiên cứu tương đối hẹp nhưng có ý nghĩa chuyên ngành rõ rệt.
Về phương diện khoa học, kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ ảnh hưởng của các thông số công nghệ HVOF đến chất lượng lớp phủ trên bề mặt trong của chi tiết dạng trụ. Đồng thời, luận án bổ sung thêm các dữ liệu thực nghiệm chuyên ngành trong điều kiện nghiên cứu tại Việt Nam, tạo cơ sở cho việc tiếp tục nghiên cứu công nghệ phun phủ cho các dạng chi tiết và vật liệu khác.
Về phương diện thực tiễn, kết quả của luận án có thể được sử dụng để tham khảo trong xây dựng quy trình phục hồi hoặc chế tạo mới các chi tiết có bề mặt trụ trong làm việc trong môi trường chịu mài mòn. Các kết quả cũng có giá trị trong thiết kế quy trình công nghệ, lựa chọn thông số phun và đào tạo chuyên môn về công nghệ xử lý, nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết cơ khí.
Một điểm mới nổi bật của luận án là đã nghiên cứu có hệ thống quy trình ID-HVOF trên nền thép C45 trong điều kiện chịu mài mòn, đồng thời thiết lập mối quan hệ định lượng giữa các thông số công nghệ và những đặc tính cơ bản của lớp phủ. Việc ứng dụng tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp Grey để xác định bộ thông số đồng thời bảo đảm độ cứng cao, độ bám dính tốt và độ xốp thấp cũng là một đóng góp đáng chú ý của nghiên cứu.
Mở ra hướng ứng dụng trong phục hồi chi tiết chịu mài mòn
Từ các kết quả thu được, luận án khẳng định tiềm năng ứng dụng của công nghệ HVOF sử dụng vật liệu Cr3C2-NiCr trong phục hồi và chế tạo các bề mặt chi tiết cơ khí chịu mài mòn.
Việc kiểm soát được các thông số công nghệ và xác định bộ thông số tối ưu không chỉ góp phần nâng cao chất lượng lớp phủ mà còn tạo tiền đề để nghiên cứu, ứng dụng công nghệ phun phủ cho những chi tiết có hình học phức tạp, điều kiện làm việc khắc nghiệt và yêu cầu cao về tuổi thọ.
Kết luận chung của Hội đồng đánh giá cho thấy luận án đã hoàn thành các mục tiêu đặt ra, có ý nghĩa cả về khoa học và thực tiễn. Hội đồng thống nhất thông qua luận án với 7/7 phiếu tán thành, trong đó có 3/7 phiếu đánh giá xuất sắc.
Tân Tiến sĩ Nguyễn Tuấn Hải tri ân giáo viên hướng dẫn khoa học.
Tân Tiến sĩ Nguyễn Tuấn Hải chụp ảnh lưu niệm cùng Hội đồng phản biện và các đại biểu tham dự.
Có thể bạn quan tâm
