Các nghiên cứu và ứng dụng gần đây về công nghệ phun phủ nhiệt

Tham gia Hội thảo có 8 diễn giả đến từ các viện nghiên cứu, các trường đại học và các doanh nghiệp trình bày các báo cáo về các kết quả nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phun phủ nhiệt gần đây trong nước.

Khai mạc Hội thảo, PGS,TS. Lê Thu Quý​, Chủ tịch Hội Khoa học Kỹ thuật Hàn Việt Nam, Giám đốc Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Hàn và Xử lý bề mặt đã trình bày báo cáo “Tình hình phát triển công nghệ phun phủ nhiệt ​ở Việt Nam”. Sau khi điểm lại những đặc điểm cơ bản nhất về công nghệ phun phủ nhiệt, PGS, TS. Lê Thu Quý đã hệ thống hóa và cung cấp các thông tin tổng hợp về các giai đoạn phát triển của công nghệ này bắt đầu từ những năm 60 của thế kỷ XX, những phương pháp công nghệ phun phủ đang hiện hữu trong nước, các sách chuyên khảo đã xuất bản, các đề tài/dự án nghiên cứu khoa học đã thực hiện, các luận án tiến sĩ đã bảo vệ và các ứng dụng điển hình trong sản xuất công nghiệp.

ThS. Đặng Xuân Thao, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội tham luận đề tài “Lớp phủ plasma hợp kim nền crom, ứng dụng phục hồi chi tiết làm việc trong môi trường chịu mài mòn và nhiệt độ”. Báo cáo trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng lớp phủ, trên cơ sở đó tìm ra bộ thông số công nghệ phù hợp nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng lớp phủ khi phun bột NiCr trên bề mặt thép nền 16Mn bằng phương pháp phun phủ plasma (APS). Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng vào phục hồi cho chi tiết cánh quạt khói làm việc trong điều kiện môi trường chịu mài mòn và nhiệt độ, đạt được hiệu quả cả về chất lượng cũng như kinh tế.

Một nghiên cứu rất mới đã được báo cáo tại Hội nghị Phun phủ nhiệt quốc tế là “Xử lý nâng cao tính năng làm việc của lớp phủ gốm Cr₃C₂-NiCr/Al₂O₃-TiO₂ bằng chất bịt nhôm phốt phát có chứa nano Al2O3” đã được bà Phạm Thị Hà​, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, thay mặt nhóm nghiên cứu trình bày tại Hội thảo.

Do đặc điểm công nghệ, lớp phủ phun nhiệt luôn có chứa các lỗ xốp, ảnh hưởng lớn đến các tính chất của lớp phủ, đặc biệt là khả năng chống ăn mòn. Nhóm nghiên cứu tiến hành xử lý thẩm thấu sau phun đối với lớp phủ plasma Cr₃C₂-NiCr/Al₂O₃-TiO₂, sau đó, đánh giá hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn. Để xử lý thẩm thấu, nhôm phốt phát (APP) chứa các hạt nano Al₂O₃ (~ 10 nm) được sử dụng. Độ thẩm thấu của APP vào lớp phủ được phân tích bằng SEM-EDS. Hiệu quả xử lý được đánh giá bằng các phép đo điện hoá. Khả năng chống ăn mòn của lớp phủ được kiểm tra trong dung dịch tuần hoàn NaCl 3,5% có chứa hạt SiO₂. Kết quả thu được cho thấy APP thấm sâu qua lớp phủ và sự kết hợp của các hạt nano Al₂O₃ đã cải thiện 20% hiệu quả bịt kín các lỗ rỗng so với APP không chứa nano.

TS. Vũ Dương,​ Trường Đại học Duy Tân trình bày nghiên cứu về “Ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố công nghệ tới tính chất của lớp phủ vô định hình nền sắt chế tạo bởi công nghệ phun phủ plasma sử dụng không khí làm khí sơ cấp”. Phun phủ plasma thường sử dụng các khí trơ như Argon, Heli...​ Còn không khí thì rẻ tiền hơn, có thể sinh plasma, song nhược điểm là dễ gây ôxy hoá kim loại. Nhưng nếu dùng hợp kim nền Fe kèm 1 số nguyên tố hợp kim tạo lớp phun vô định hình, để làm vật liệu chịu mòn thì độ cứng tuỳ thuộc hàm lượng ôxit sắt lại có ưu điểm. Nghiên cứu đã khảo sát các tính chất quan trọng khác của lớp phun như độ bám dính, độ cứng, độ chịu mòn do ma sát để thấy triển vọng của giải pháp này.

ThS. Ngô Xuân Cường, Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Hàn và Xử lý bề mặt giới thiệu về “Lớp phủ SiC-Cu bảo vệ chống ăn mòn mài mòn trong môi trường axit​”. Nghiên cứu lớp phủ compozit SiC-Cu trên nền thép C45 tạo bằng phương pháp phun phủ plasma trong khí bảo vệ argon. Các thông số phun phủ bao gồm: Tỷ lệ trộn bột phun 50 SiC: 50 Cu, tốc độ cấp bột 80 g/min, tốc độ khí phun 200 L/phút, dòng điện hồ quang 380 A và khoảng cách phun 50 mm. Lớp phủ compozit SiC-Cu sau khi phun được xử lý thẩm thấu bởi dung dịch PTFE. Phân tích cấu trúc và thành phần lớp phủ bằng kỹ thuật SEM và phổ EDS đã được thực hiện. Khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp phủ được đánh giá thông qua các phân tích phổ tổng trở điện hóa.

“Đánh giá độ bền mài mòn​ theo tiêu chuẩn ASTN G6”5 là nghiên cứu được KS. Ngô Văn Trọng,​ Công ty TNHH Bảo Chi (BCC)​ trình bày với các nội dung về tiêu chuẩn ASTM G65 và tác nhân gây mòn cơ học trong sản xuất công nghiệp và giải pháp để xử lý làm giảm quá trình mòn đó; đồng thời, chế tạo thiết bị đo lường quá trình bào mòn cơ học được có thể sử dụng để đánh giá khả năng chống lại tác nhân gây mòn của lớp bề mặt.

Bà Nguyễn Phạm Ngọc Linh, Công ty Senfeng laser giới thiệu về công nghệ phun phủ laser - Senfeng leiyan, thương hiệu trực thuộc Công ty Senfeng laser, chuyên nghiên cứu phát triển, gia công sửa chữa bằng công nghệ phun phủ laser.

Cũng tại Hội thảo, ông Nim Chi Siu​, Công ty TNHH MTV Hán Thái Việt Nam​ cho biết việc ứng dụng các phương pháp công nghệ phun phủ nhiệt tại Hán Thái. Tái tạo cải thiện bề mặt các loại trục và kim loại sử dụng trong môi trường đặc biệt và khắc nghiệt như ăn mòn cơ học, ăn mòn hoá học, chịu nhiệt độ cao, chống ô xy hoá, chống xâm thực, xói mòn, chống bám dính,...bằng công nghệ phun phủ: Phun phủ tốc độ cao (HVOF); Phun phủ hồ quang dây (ARC)​; Phun phủ Ceramic (plasma)​, ứng dụng trong ngành sắt thép, giấy, hoá sợi, hoá dầu, nhiệt điện và thuỷ điện…

Phun phủ nhiệt là phương pháp công nghệ đưa các vật liệu rắn vào dòng vật chất có năng lượng cao (dòng khí cháy hoặc dòng plasma) để nung nóng chảy một phần hay toàn bộ vật liệu; phân tán vật liệu thành các hạt dưới dạng sương mù nhỏ, tăng tốc độ hạt và đẩy hạt đến bề mặt chi tiết cần phủ đã được chuẩn bị trước. Phương pháp phun phủ kim loại đã được nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam gần 20 năm nay, được ứng dụng cho rất nhiều lĩnh vực cơ khí, chế tạo máy, gia công trang trí, mỹ nghệ, chống ăn mòn, phủ chức năng bề mặt… Hội thảo đã đem lại nhiều thông tin hữu ích cho các chuyên gia, các nhà nghiên cứu và các doanh nghiệp quan tâm tới lĩnh vực này.