(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài phẳng chi tiết hợp kim Ti6Al4V bằng đá mài cBN
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Phí Trọng Hùng
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT VÀ NĂNG SUẤT GIA CÔNG KHI MÀI PHẲNG CHI TIẾT HỢP KIM TI-6AL-4V
BẰNG ĐÁ MÀI cBN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Hà Nội – 2021
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Phí Trọng Hùng
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT VÀ NĂNG SUẤT GIA CÔNG KHI MÀI PHẲNG CHI TIẾT HỢP KIM TI-6AL-4V
BẰNG ĐÁ MÀI cBN
Ngành: Kỹ thuật Cơ khí
Mã số: 9520103
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1 PGS.TS Trương Hoành Sơn
2 PGS.TS Hoàng Văn Gợt
Hà Nội - 2021
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Những nội dung, các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên cứu trong luận án do tôi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan Các kết quả này chưa có tác giả nào công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, góp ý
và chia sẻ của mọi người Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Phòng Đào tạo, Viện Cơ khí
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới tập thể thầy hướng dẫn PGS.TS Trương Hoành Sơn, PGS.TS Hoàng Văn Gợt, các thầy đã hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành được luận án
Tôi cũng xin chân thành biết ơn sâu sắc tới quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy, đặc biệt là TS Nguyễn Kiên Trung đã chỉ bảo và cho tôi những ý kiến bổ ích, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập nghiên cứu
Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Cơ khí, Đại học Công nghiệp Hà Nội, đặc biệt là PGS.TS Hoàng Tiến Dũng đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Điện lực, ban lãnh đạo Khoa Cơ khí & Động lực đã tạo điều kiện về chế độ, thời gian và công việc giúp tôi hoàn thành nhiệm vụ
Cuối cùng, xin cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã chia sẻ, động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Tác giả luận án
Phí Trọng Hùng
Trang 5MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT VIII DANH MỤC CÁC BẢNG X DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ XI
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MÀI PHẲNG HỢP KIM TITAN BẰNG ĐÁ MÀI cBN 4
1.1 Hợp kim Titan và đá mài cBN 4
1.1.1 Hợp kim Titan 4
1.1.1.1 Đặc tính và ứng dụng 4
1.1.1.2 Cấu trúc tinh thể 4
1.1.1.3 Tính gia công cắt gọt của hợp kim Titan 6
1.1.2 Hạt mài và đá mài cBN 9
1.1.2.1 Hạt mài cBN 9
1.1.2.2 Đá mài cBN 10
1.2 Mài phẳng hợp kim Titan bằng đá mài cBN 14
1.2.1 Mài phẳng 14
1.2.1.1 Khái niệm 14
1.2.1.2 Các phương pháp mài phẳng 14
1.2.1.3 Các thông số đặc trưng cho quá trình mài phẳng 15
1.2.2 Mài hợp kim Titan 16
1.2.2.1 Tính mài của hợp kim Titan 16
1.2.2.2 Đặc điểm khi mài hợp kim Titan 16
1.2.3 Mài hợp kim Titan bằng đá mài cBN 24
1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 24
1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 24
1.3.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 27
1.3.3 Nhận xét 28
1.4 Giới hạn nhiệm vụ nghiên cứu của luận án 28
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 28
Trang 6Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ MÀI PHẲNG HỢP KIM TITAN BẰNG
ĐÁ MÀI cBN 29
2.1 Hình học và động học của quá trình mài phẳng 29
2.1.1 Chiều dài tiếp xúc hình học và chiều dài tiếp xúc thực 29
2.1.2 Đường cắt 29
2.1.3 Chiều dày phoi chưa biến dạng 31
2.2 Cơ chế mài 32
2.2.1 Phoi mài 32
2.2.2 Lực mài, công suất mài và năng lượng mài riêng 33
2.2.3 Năng lượng riêng và hiệu ứng kích thước 34
2.2.4 Lực cắt khi hạt mài bị mòn phẳng 35
2.2.5 Năng lượng trượt, năng lượng cày xước và năng lượng tạo phoi 38
2.3 Đặc điểm của quá trình mài hợp kim Titan bằng đá mài cBN 40
2.4 Ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn làm mát đến quá trình mài 41
2.4.1 Yêu cầu của dung dịch bôi trơn làm mát 41
2.4.2 Cơ chế bôi trơn làm mát và ảnh hưởng đến quá trình mài 41
2.4.3 Bôi trơn làm mát có bổ sung chất bôi trơn thể rắn 42
2.4.3.1 Giới thiệu chung 42
2.4.3.2 Tấm nano graphite tách lớp (xGnP) 42
2.4.3.3 Bo Nitrit lục giác (hBN) 42
2.4.3.4 Đặc tính của hạt nano xGnP-M25 và hBN-K05 43
2.5 Ảnh hưởng của các yếu tố đến chất lượng bề mặt và năng suất gia công khi mài 44
2.5.1 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến nhám bề mặt 44
2.5.2 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến biến cứng bề mặt 47
2.5.3 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến năng suất gia công 48
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 48
Chương 3 MÔ HÌNH, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49
3.1 Mô hình thực nghiệm 49
3.1.1 Máy gia công 49
3.1.2 Hệ thống cung cấp dung dịch trơn nguội 51
3.1.3 Đá mài cBN 51
3.1.4 Chi tiết mài 52
3.1.4.1 Phôi thực nghiệm 52
3.1.4.2 Cấu trúc tinh thể của hợp kim Ti64 ủ và Ti64 tôi 52
3.1.5 Các loại dung dịch bôi trơn làm mát 53
3.1.5.1 Dầu nhũ tương PV Cutting Oil 54
Trang 73.1.5.2 Dầu cắt gọt tổng hợp CIMTECH 3150-VLZ 54
3.1.5.3 Bột bôi trơn thể rắn 54
3.1.6 Dụng cụ sửa đá 55
3.2 Thiết bị đo lường 55
3.2.1 Panme đo ngoài 55
3.2.2 Kính hiển vi điện tử quét 56
3.2.3 Đồng hồ so 57
3.2.4 Thiết bị đo lực cắt 57
3.2.5 Máy đo nhám bề mặt 57
3.2.6 Máy đo độ cứng tế vi bề mặt 58
3.3 Lựa chọn các thông số thực nghiệm và xác định phương pháp thực nghiệm 59
3.3.1 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 59
3.3.2 Thông số thực nghiệm 59
3.3.3 Phương pháp thực nghiệm 59
3.3.3.1 Thực nghiệm 01 – Xác định mối quan hệ giữa chế độ cắt với chất lượng bề mặt 59
3.3.3.2 Thực nghiệm 02 – Xác định mối quan hệ giữa chế độ bôi trơn làm mát với chất lượng bề mặt 60
3.3.3.3 Thực nghiệm 03 – Xác định dải lượng tiến dao đạt được nhám bề mặt nhỏ nhất… 60
3.4 Mô hình hóa quá trình mài bằng phương pháp phần tử hữu hạn 61
3.4.1 Mô hình phần tử hữu hạn 61
3.4.1.1 Mô hình vật liệu 62
3.4.1.2 Tiêu chuẩn phá hủy vật liệu 63
3.4.1.3 Điều kiện biên và định luật tiếp xúc 63
3.4.1.4 Kiểm nghiệm lại mô hình phần tử hữu hạn 64
3.4.2 Kết quả mô phỏng 64
3.4.2.1 Quá trình tạo phoi 64
3.4.2.2 Lực cắt 65
3.4.2.3 Nhiệt độ bề mặt phôi 66
3.4.3 Nhận xét và đánh giá 68
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 68
Chương 4 THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 69
4.1 Thực nghiệm 01 - Xác định mối quan hệ giữa chế độ cắt với chất lượng bề mặt 69
Trang 84.1.1 Nhám bề mặt 69
4.1.1.1 Ảnh hưởng của lượng tiến dao 69
4.1.1.2 Ảnh hưởng của chiều sâu cắt 70
4.1.2 Cấu trúc tế vi bề mặt 70
4.1.2.1 Ảnh hưởng của lượng tiến dao 70
4.1.2.2 Ảnh hưởng của chiều sâu cắt 72
4.1.3 Độ cứng tế vi bề mặt 72
4.1.4 Xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm thể hiện mối quan hệ giữa chế độ công nghệ và nhám bề mặt 72
4.1.4.1 Mài khô 72
4.1.4.2 Mài ướt (dầu tổng hợp 2%) 74
4.1.5 Nhận xét và Đánh giá 76
4.2 Thực nghiệm 02 – Xác định mối quan hệ giữa chế bộ bôi trơn làm mát với chất lượng bề mặt 76
4.2.1 Nhám bề mặt 76
4.2.1.1 Ảnh hưởng của lượng tiến dao 76
4.2.1.2 Ảnh hưởng của chế độ bôi trơn làm mát 77
4.2.2 Cấu trúc tế vi bề mặt 80
4.2.2.1 Hợp kim Ti-6Al-4V ủ 80
4.2.2.2 Hợp kim Ti-6Al-4V tôi 82
4.2.3 Ảnh hưởng của cấu trúc tinh thể hợp kim Ti-6Al-4V đến chất lượng bề mặt 83
4.2.3.1 Ảnh hưởng của cấu trúc tinh thể hợp kim Ti-6Al-4V đến nhám bề mặt……… 83
4.2.3.2 Ảnh hưởng của cấu trúc tinh thể hợp kim Ti-6Al-4V đến độ cứng tế vi bề mặt…… 83
4.2.4 Nhận xét và đánh giá 84
4.2.4.1 Hợp kim Ti-6Al-4V ủ 84
4.2.4.2 Hợp kim Ti-6Al-4V tôi 84
4.2.4.3 Ảnh hưởng của cấu trúc tinh thể hợp kim Ti-6Al-4V đến chất lượng bề mặt……… 84
4.3 Thực nghiệm 03 - Xác định dải lượng tiến dao đạt được nhám bề mặt nhỏ nhất 84
4.3.1 Thực nghiệm và kết quả 84
4.3.2 Nhận xét và đánh giá 86
4.4 Tối ưu hóa các thông số công nghệ 86
Trang 94.4.1 Xây dựng bài toán tối ưu 86
4.4.1.1 Xác định hàm mục tiêu 86
4.4.1.2 Xác định điều kiện biên 87
4.4.1.3 Thành lập bài toán tối ưu 87
4.4.2 Giải bài toán tối ưu 88
4.4.2.1 Cơ sở lựa chọn phương pháp giải bài toán tối ưu 88
4.4.2.2 Ứng dụng giải thuật tối ưu bầy đàn để xác định chế độ công nghệ hợp lý………… 89
4.4.3 Nhận xét và Đánh giá 92
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93
KẾT LUẬN 93
KIẾN NGHỊ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 94
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 95
TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHẦN PHỤ LỤC
Trang 10DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
FEM Finite Element Method (Phương pháp phần tử hữu
l Khoảng cách giữa hai hạt mài trên bề mặt đá mài mm
Trang 11Rs Tỉ lệ nhiệt truyền vào đá mài
Rc Tỉ lệ nhiệt truyền vào phoi
SEM Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử
quét) SDC Đá mài kim cương liên kết nhựa
max
xGnP Tấm nano graphite tách lớp
Trang 12DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Đặc tính của các loại hạt mài khác nhau ở nhiệt độ thường [14] 12
Bảng 2.1 Đặc tính của hạt nano xGnP-M25 và hBN-K05 ([61], [62]) 43
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của máy HS Super MC500 50
Bảng 3.2 Tính chất cơ nhiệt của hợp kim Ti64-Elo và Ti64-La [68] 53
Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của kính hiển vi điện tử quét JEOL JSM 6510LV [71] 56
Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật của cảm biến đo lực Kistler 9139AA [72] 57
Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của máy đo độ cứng tế vi IndentaMet 1106 [73] 58
Bảng 3.6 Các thông số thực nghiệm 59
Bảng 3.7 Các thông số công nghệ của quá trình mài (Thực nghiệm 01) 60
Bảng 3.8 Các thông số công nghệ của quá trình mài (Thực nghiệm 02) 60
Bảng 3.9 Các thông số công nghệ của quá trình mài (Thực nghiệm 03) 61
Bảng 3.10 Đặc tính cơ nhiệt của hợp kim Ti-6Al-4V và hạt mài cBN [77] 63
Bảng 3.11 Thông số mô hình vật liệu Johnson-Cook của hợp kim Ti-6Al-4V [79] 63 Bảng 3.12 Tham số phá hủy cắt J-C của hợp kim Ti-6Al-4V [80] 63
Bảng 4.1 Quang phổ năng lượng EDX của bề mặt phôi khi S = 3000 mm/ph 79
Bảng 4.2 Kết quả chạy chương trình xác định chế độ công nghệ tối ưu bằng PSO 91 Bảng 4.3 So sánh nhám bề mặt phôi Ra và năng suất mài Q giữa phương pháp PSO và thực nghiệm khi sử dụng chế độ mài tối ưu 91
Trang 13DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 Các dạng tinh thể của titan tinh khiết [7] 5
Hình 1.2 Cấu trúc tế vi của hợp kim Ti-6Al-4V ( - pha tối, - pha sáng) [6] 6
Hình 1.3 Sơ đồ vùng cắt và tạo phoi [3] 7
Hình 1.4 Lượng nhiệt phân tán vào dao và phoi khi gia công Ti-6Al-4V và thép CK45 [6] 8
Hình 1.5 Các hình thái phát triển của tinh thể cBN [9] 9
Hình 1.6 Một số hạt mài cBN thương mại [9] 10
Hình 1.7 Hình SEM của đá mài cBN: (a) đá mài cBN mạ đồng và (b) đá mài cBN mạ điện [12] 11
Hình 1.8 Đá mài cBN liên kết (a) Nhựa; (b) Thủy tinh; (c) Kim loại [15] 12
Hình 1.9 Đá mài cBN mạ điện [15] 12
Hình 1.10 Sơ đồ quá trình mài phẳng [1] 14
Hình 1.11 Bốn dạng mài phẳng: (a) Trục ngang và bàn máy tịnh tiến, (b) Trục ngang và bàn máy quay, (c) Trục đứng và bàn máy tịnh tiến, (d) Trục đứng và bàn máy quay [1] 15
Hình 1.12 So sánh tính mài của một số vật liệu [8] 16
Hình 1.13 Mô hình lực cắt khi mài phẳng [14] 17
Hình 1.14 Ba hoạt động của quá trình mài [12] 17
Hình 1.15 Hình SEM phoi mài khi mài hợp kim Ti-6Al-4V [27] 22
Hình 2.1 Mô phỏng quá trình mài tiến dao hướng kính [8] 29
Hình 2.2 Hình dáng hình học của phoi không bị biến dạng khi mài phẳng [13] 30
Hình 2.3 Phoi chưa biến dạng tiết diện chữ nhật, tiết diện tam giác và tiết diện tròn [12] 31
Hình 2.4 Hình SEM phoi mài khi mài thép AISI 52100 [12] 32
Hình 2.5 Các thành phần lực cắt khi mài phẳng [14] 33
Hình 2.6 Hạt mài trên đá mài cBN đơn tinh thể mạ đồng bị mòn phẳng sau khi mài hợp kim Ti-6Al-4V [55] 35
Hình 2.7 Quan hệ giữa lực mài và diện tích mòn trên hạt mài khi mài thép và kim loại màu [12] 36
Hình 2.8 Quan hệ giữa lực pháp tuyến và lực tiếp tuyến khi mài hợp kim (a) Ti2AlNb; (b) Ti-6Al-4V và (c) Inconel718 [56] 37
Hình 2.9 Quan hệ giữa năng lượng cắt riêng và vận tốc bóc phoi thể tích trên chiều rộng đơn vị (S.t) khi mài phẳng [12] 38
Trang 14Hình 2.10 (a) Cơ chế cày xước và tạo phoi khi hạt mài cắt qua vùng mài; (b) Bề mặt
của chi tiết mài [13] 39
Hình 2.11 (a) So sánh cấu trúc tinh thể lục giác của C và hBN [37]; (b) Hình SEM của tấm nano xGnP [60]; (c) Hình SEM của tấm nano hBN [59] 43
Hình 2.12 Ảnh hưởng của kích thước hạt mài đến nhám bề mặt Ra [12] 44
Hình 2.13 Ảnh hưởng của loại vật liệu chất kết dính (đường 1) và vật liệu hạt mài (đường 2, 3) đến nhám bề mặt Ra [52] 45
Hình 2.14 Ảnh hưởng của chế độ sửa đá và hệ số bóc gọt thể tích lũy tiến riêng VW ’ đến nhám bề mặt (mài tròn trong, đá mài 32A80M6VBE, phôi thép AISI 52100) [13] 45
Hình 2.15 Ảnh hưởng của thời gian mài tới nhám bề mặt [19] 46
Hình 2.16 Ảnh hưởng của các yếu tố di truyền trước khi mài đến nhám bề mặt [52] 46
Hình 2.17 Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến độ biến cứng bề mặt khi mài hợp kim Ti-6Al-4V bằng đá mài SiC [64] 47
Hình 3.1 (a) Trung tâm gia công CNC trục đứng cao tốc HS Super MC500; (b) Giao diện phần mềm điều khiển FANUC series 31i(Oi) - A 49
Hình 3.2 Sơ đồ hệ thống thực nghiệm trên trung tâm gia công CNC HS Super MC500 49
Hình 3.3 Hệ thống cung cấp dung dịch trơn nguội 51
Hình 3.4 Đá mài cBN120 D100 T8 H20 X5 U6 51
Hình 3.5 Mẫu thực nghiệm (a) Ti64 ủ và (b) Ti64 tôi 52
Hình 3.6 Quá trình ủ hợp kim Ti64-Elo và tôi hợp kim Ti64-La 52
Hình 3.7 Cấu trúc tế vi của (a) Ti64-Elo và (b) Ti64-La ( - pha tối, - pha sáng) [67] 53
Hình 3.8 Quá trình pha trộn dầu tổng hợp với (a) Bột xGnP-M25; (b) Bột hBN-K05 54
Hình 3.9 (a) Mũi sửa đá kim cương đa hạt; (b) Thanh đá dầu SiC [15] 55
Hình 3.10 (a) Đo độ đảo của đá mài bằng đồng hồ so; (b) Sửa đúng bằng mũi sửa đá kim cương đa hạt; (b) Làm sắc bằng thanh đá dầu SiC 55
Hình 3.11 Panme đo ngoài điện tử Mitutoyo 293 - 240 -30 56
Hình 3.12 Kính hiển vi điện tử quét JEOL JSM 6510LV 56
Hình 3.13 Máy đo nhám Surftest SV2100 Mitutoyo 57
Hình 3.14 Máy đo độ cứng tế vi IndentaMet-1100 58
Hình 3.15 Mô hình phần tử hữu hạn hai chiều khi mài phẳng bằng một hạt mài 62
Trang 15Hình 3.16 Sơ đồ mài bằng một hạt mài [78] 62Hình 3.17 Mô phỏng ba giai đoạn chính khi mài hợp kim Ti-6Al-4V (trường ứng suất Von Mises) 65Hình 3.18 Đường gấp khúc mô tả tín hiệu lực cắt khi mài bằng một hạt mài 65Hình 3.19 So sánh giữa lực cắt mô phỏng và thực nghiệm khi mài bằng một hạt mài trong môi trường (a) Mài khô và (b) Mài ướt 66Hình 3.20 Phân bố nhiệt độ trên phôi khi mài 66Hình 3.21 Đường cong nhiệt độ tại 8 điểm trên phôi (a) Theo phương thẳng đứng và (b) Theo phương nằm ngang 67Hình 3.22 Ảnh hưởng của (a) Chiều sâu cắt và (b) Lượng tiến dao đến nhiệt độ bề mặt phôi 67 Hình 4.1 Ảnh hưởng của lượng tiến dao đến trị số nhám bề mặt (a) Ra và (b) Rz 69Hình 4.2 Ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến trị số nhám bề mặt (a) Ra và (b) Rz 70Hình 4.3 Ảnh SEM bề mặt Ti64 ( t = 0,01 mm; S = 3000 mm/ph; mài khô, Ra = 0,763 µm; Rz = 4,622 µm) 71Hình 4.4 Cấu trúc tế vi bề mặt khi v = 30 m/s; t = 0,01 mm 71Hình 4.5 Cấu trúc tế vi bề mặt Ti64 khi v = 30 m/s, S = 3000 mm/ph 72Hình 4.6 Độ cứng tế vi bề mặt hợp kim Ti64 với t = 0,01 mm; S = 3000 mm/ph khi mài khô (mẫu A) và mài ướt (mẫu B) 72Hình 4.11 Ảnh hưởng của bước tiến dao đến trị số nhám bề mặt (a) Ra và (b) Rz khi mài Ti64 ủ 77Hình 4.12 Ảnh hưởng của bước tiến dao đến trị số nhám bề mặt (a) Ra và (b) Rz khi mài Ti64 tôi 77Hình 4.13 Ảnh hưởng của chế độ bôi trơn làm mát đến trị số nhám bề mặt (a) Ra và (b) Rz khi mài Ti64 ủ 78Hình 4.14 Đặc tính làm giảm ma sát của hạt nano [83] 79Hình 4.15 Quan hệ giữa nhám bề mặt và hoạt động tự làm sạch [83] 79Hình 4.16 Ảnh hưởng của chế độ bôi trơn làm mát đến trị số nhám bề mặt (a) Ra và (b) Rz khi mài Ti64 tôi 80Hình 4.17 Tỉ lệ % khối lượng của các nguyên tố Bo và Ni-tơ trên bề mặt phôi Ti-64 tôi 80Hình 4.18 Cấu trúc tế vi bề mặt phôi Ti64 ủ khi lượng tiến dao S = 3000 mm/ph trong các chế độ bôi trơn làm mát khác nhau 81Hình 4.19 Cấu trúc tế vi của bề mặt phôi Ti64 tôi khi lượng tiến dao S = 3000 mm/ph trong các chế độ bôi trơn làm mát khác nhau 82
Trang 36thời nhiệt độ trong quá trình mài thay đổi nên khi mô phỏng phải đưa ra nhiều giả thiết Điều đó làm giảm tính chính xác của mô hình [14]
Trong các nghiên cứu thực nghiệm, người ta sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để đo nhiệt độ mài Ví dụ như cặp nhiệt điện nhúng, bức xạ nhiệt, tia hồng ngoại, quang điện, … Cặp nhiệt điện nhúng được sử dụng rộng rãi do có độ chính xác cao
và khoảng đo rộng Chúng có thể đặt trong vùng mài hoặc dưới bề mặt phôi Một số tác giả đã sử dụng cặp nhiệt điện nhúng để đo nhiệt độ bề mặt phôi khi mài hợp kim Ti-6Al-4V bằng đá mài cBN liên kết thủy tinh [25] Sau khi đo lực và nhiệt độ cắt, tỉ
lệ nhiệt truyền vào phôi có thể tính ngược lại bằng phương pháp sai phân hữu hạn khi
so sánh mô hình nhiệt mài với thực nghiệm Kết quả cho thấy ảnh hưởng của tốc độ tiến dao đến nhiệt độ và tỉ lệ nhiệt truyền vào phôi lớn hơn tốc độ cắt và chiều sâu cắt Tăng lượng tiến dao làm giảm nhiệt độ hiệu quả, nhưng tỉ lệ nhiệt truyền vào phôi cũng tăng đáng kể Giá trị của tỉ lệ nhiệt truyền vào phôi khi mài khô hợp kim titan Ti-6Al-4V bằng đá mài cBN liên kết thủy tinh là khoảng 5%
e) Ứng suất dư
Ứng suất dư sinh ra do biến dạng dẻo không đều phía dưới bề mặt phôi Tương tác giữa hạt mài với phôi khiến phôi bị chảy dẻo nén và sinh ra ứng suất dư nén Tại vùng mài, giãn nở của vật liệu nóng trên bề mặt bị hạn chế bởi vật liệu nguội hơn phía dưới
bề mặt Điều này tạo ra ứng suất dư nén dưới bề mặt Sau khi nhiệt mài đi qua, vật liệu trên bề mặt muốn co lại, do đó, để đảm bảo tính liên tục của vật liệu thì ứng suất
dư kéo lại phát triển dưới bề mặt Cuối cùng, ứng suất dư còn sinh ra bởi sự chuyển pha trong chu trình gia nhiệt và làm nguội, do chúng cũng làm thay đổi thể tích vật liệu [13]
Hai phương pháp được sử dụng rộng rãi để đo ứng suất dư khi mài là phương pháp
độ võng và phương pháp nhiễu xạ tia X Theo phương pháp độ võng, một tấm tương đối mỏng (dày 5 mm) có kích thước 75-100 mm mỗi cạnh được mài dưới một chế độ mài nhất định theo phương song song với một cạnh của tấm Trước khi mài, cả hai mặt của tấm phải được làm nhẵn, phẳng và không có ứng suất dư (chế độ mài thấp,
sử dụng siêu hạt mài, mài nghiền hoặc đánh bóng bằng điện) Sau khi mài, đo độ cong trên mặt không mài theo phương song song và vuông góc với đường mài Sau đó che mặt không mài đi, ăn mòn mặt được mài bằng hóa chất trong một thời gian ngắn, sau khi tấm có độ dày mới thì đo độ cong của mặt không mài một lần nữa Quá trình này lặp đi lặp lại cho đến khi tổng chiều dày bị ăn mòn bằng với độ sâu cần đánh giá bên dưới bề mặt mài Tiếp đó, sử dụng kỹ thuật của Treuting and Read (1951) để vẽ biểu
đồ biến đổi ứng suất dư theo độ sâu bên dưới bề mặt mài
Phương pháp nhiễu xạ tia X xác định thay đổi khoảng cách giữa các mặt phẳng tinh thể bằng nhiễu xạ tia X có bước sóng cho trước Sau khi áp dụng Định luật Bragg
có thể tính được ứng suất dư tương ứng Phép đo này thực hiện trực tiếp trên bề mặt mài mà không tiến hành trên bề mặt đối diện như phương pháp độ võng Do đó, độ nhám bề mặt mài sẽ ảnh hưởng nhiều hơn đến độ chính xác của phép đo tia X so với phép đo độ võng Ngoài ra, chùm tia X chỉ đo ứng suất tại một điểm, trong khi phương pháp độ võng xác định ứng suất trung bình trên toàn bộ bề mặt Chùm tia X xuyên vào bề mặt mài một khoảng khá lớn (30 µm với vật liệu đích là Cu và 3 µm với Cr) [14]
Trang 37Một số tác giả sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X để đo ứng suất dư sau khi mài trên bề mặt hợp kim Ti-6Al-4V Kết quả cho thấy, tất cả các chế độ mài đều tạo ra ứng suất dư nén trên bề mặt phôi Khi tốc độ quay của đá mài là 30 m/s thì ứng suất
dư nén tăng khi lượng tiến dao và chiều sâu cắt tăng [26]
f) Vết cháy và vết nứt
Một trong những dạng hư hỏng nhiệt phổ biến nhất khi mài là vết cháy Vết cháy
có màu sẫm do sự hình thành của lớp vỏ ô-xit trên bề mặt Có thể loại bỏ vết cháy bằng cách mài hết hoa lửa cuối quá trình gia công, đặc biệt khi mài tròn, nhưng việc không có vết cháy trên bề mặt không có nghĩa là các khuyết tật nhiệt đã bị loại bỏ hết Vết cháy do mài là dấu hiệu cảnh báo khuyết tật luyện kim bên dưới bề mặt Nó thường xuất hiện cùng các vết nứt có hướng vuông góc với chiều quay của đá mài Khi vết cháy xuất hiện, hiện tượng bám dính của vật liệu phôi vào hạt mài tăng lên làm lực mài tăng, bề mặt phôi xấu đi và tốc độ mòn đá tăng [13]
Gia nhiệt bao gồm giãn nở và co lại do nhiệt Khi đá mài đi qua một điểm trên phôi, bề mặt phôi nở ra Sau khi đá mài đi qua, bề mặt phôi nhanh chóng nguội đi do nhiệt truyền sang vật liệu nền có nhiệt độ thấp hơn bên dưới Ở giai đoạn này, bề mặt
co lại Nếu giãn nở nhiệt lớn thì co lại khi nguội có thể dẫn đến vết nứt [12]
Vết cháy và vết nứt thường xuất hiện khi mài hợp kim titan do nó có tính dẫn nhiệt kém Nghiên cứu cho thấy vết cháy và vết nứt trên Ti-6Al-4V xuất hiện khi nhiệt độ trung bình vùng mài vượt quá 640°C Quá trình cháy bắt đầu bằng các nguyên tố có nhiệt độ nóng chảy thấp trong hợp kim titan [5]
g) Chất lượng bề mặt sau khi mài
Phần này sẽ trình bày các nghiên cứu mới nhất về chất lượng bề mặt hợp kim titan sau khi mài dưới các chế độ cắt khác nhau Nói chung, chất lượng bề mặt khi mài titan thấp nên người ta hay dùng các phương pháp xử lý hậu kỳ như bắn laser hoặc đánh bóng Mối quan tâm lớn khi mài titan hiện nay là giảm độ nhám bề mặt Người
ta nhận thấy, nhám bề mặt titan chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như kích thước hạt mài, độ cứng hạt mài, độ mòn đá, nhiệt độ mài, chế độ sửa đá, bước tiến dao, tốc độ cắt và chiều sâu cắt Các yếu tố trên tác động mạnh mẽ đến độ nhám bề mặt của titan chủ yếu là do chu kỳ cơ nhiệt học, biến đổi cấu trúc tế vi và biến dạng cơ nhiệt của vật liệu này khi gia công [3]
Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, khi bước tiến dao và chiều sâu cắt tăng thì nhám bề mặt titan tăng, nhưng khi tốc độ cắt tăng thì nhám bề mặt giảm Trong bất
cứ trường hợp nào, nhám sẽ cao hơn một chút khi gia công bằng đá mài mới sửa so với đá mài đã dùng rồi Tuy nhiên, người ta đều thống nhất rằng khi đá mài bị mòn thì nhám bề mặt tăng [6]
Để tăng chất lượng bề mặt, các tác giả cũng sử dụng các phương pháp gia công hỗ trợ như gia công bằng laser (LAM), siêu âm (USM), tia lửa điện (EDM) và kết hợp các phương pháp gia công trên Theo các nghiên cứu, gia công hỗ trợ có thể giảm lực cắt và cải thiện đáng kể tính mài của hợp kim titan
Mặc dù nghiên cứu thực nghiệm đã tìm ra các yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt khi mài titan nhưng người ta cho rằng phương pháp này còn có nhiều hạn chế Các thiếu sót đó được khắc phục bằng cách phát triển các mô hình mô phỏng
Trang 38phần tử hữu hạn (FEM) để dự đoán về sự hình thành lớp trắng, độ cứng tế vi, ứng suất dư, vết cháy, vết nứt, tạo phoi và nhám bề mặt khi mài hợp kim titan
h) Tạo phoi
Phần lớn các phoi khi mài có dạng xoắn lượn, giống với phoi tiện hay phay mặc
dù hình dáng và kích cỡ khác biệt do sự khác nhau về hình dạng lưỡi cắt và chiều sâu cắt Các phoi này có cấu trúc lá mỏng, tương tự phoi ở các quá trình gia công khác Các khác biệt trong hình thái phoi còn do góc điển hình trong mài có giá trị âm hơn Một nhân tố nữa gây ra hiện tượng trên được giải thích là quá trình mài có vận tốc cao, khiến biến dạng trong quá trình tạo phoi gần như đoạn nhiệt [13]
Một số nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng đã được thực hiện về cơ chế hình thành và dạng phoi khi mài hợp kim titan Các tác giả đã trình bày ảnh hưởng của các thông số mài, bao gồm vận tốc cắt, bước tiến dao, chiều sâu cắt và chế độ làm mát đến tạo phoi Phương pháp làm mát cao áp (HPCs) có ảnh hưởng lớn đến tạo phoi và tuổi bền đá mài Theo các nghiên cứu, phoi khi gia công titan thường mỏng và phân đoạn (phoi răng cưa) Nguyên nhân chính tạo thành phoi răng cưa là do: (1) Sự phát triển của các vết nứt trên mặt ngoài phoi; (2) Sự hình thành vùng cắt đoạn nhiệt do biến dạng vật liệu cục bộ (mềm nhiệt chiếm ưu thế so với hóa cứng) [3]
Hình 1.15 Hình SEM phoi mài khi mài hợp kim Ti-6Al-4V [27]
i) Phản ứng hóa học
Ở nhiệt độ cao, ô-xi phản ứng với titan mạnh hơn ni-tơ Ở nhiệt độ 800°C, titan cháy trong môi trường ni-tơ nguyên chất để tạo thành TiN Ở nhiệt độ 600°C, titan bị ô-xi hóa để tạo thành TiO2 trong môi trường ô-xi nguyên chất [14]
Sau khi hạt mài bị mòn cơ học thì nhiệt độ mài tăng lên Phản ứng hóa học giữa hạt mài với titan xảy ra mạnh hơn và titan hàn lên bề mặt đá mài do tải bám dính Tiếp đó lực mài và nhiệt độ mài tăng Nhiệt độ cao khiến đá mài mòn nhanh ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt gia công [28]
Đá mài cBN có hiệu suất gia công titan kém hơn đá mài kim cương do hợp kim titan có xu hướng phản ứng hóa học với vật liệu cBN nhiều hơn Tuy nhiên, titan cũng có xu hướng hình thành cacbit với cacbon khi nhiệt độ mài vượt quá 600°C (là nhiệt độ ô-xi hóa của kim cương) Nếu không kiểm soát tốt thì đá mài kim cương cũng có thể bị mòn do phản ứng hóa học [29]
Trang 39j) Chế độ bôi trơn làm mát
Người ta sử dụng rộng rãi dầu cắt gọt (MWFs) trong công nghiệp từ vài thập kỷ nay, bất chấp thực tế rằng chất bôi trơn làm mát có ảnh hưởng xấu đến môi trường, như làm xuất hiện sương mù, khói và các hạt khác trong không khí, cũng như đòi hỏi chi phí vận hành và xử lý lớn Yêu cầu ngày càng lớn về sản xuất thân thiện với môi trường đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu đưa ra các phương án thay thế cho bôi trơn làm mát thông thường Do đó, gia công khô (làm mát bằng khí nén), làm mát cao áp (MPC), bôi trơn lượng tối thiểu (MQL), làm lạnh sâu và làm mát có bổ sung chất phụ gia nano đã trở thành các chủ đề rất được quan tâm hiện nay, với mục tiêu cải thiện tính mài của hợp kim titan [3]
Như đã nói ở trên, nhiệt độ khi mài titan rất cao nên cần lựa chọn được phương pháp làm mát phù hợp Một nghiên cứu đánh giá khả năng mài hợp kim titan Ti-6Al-4V dưới chế độ làm mát MQL sử dụng dầu tổng hợp và dầu thực vật [21] Tác giả thấy rằng mài MQL có chất lượng gia công tốt hơn mài làm mát thông thường Mài MQL bằng dầu tổng hợp có chất lượng bề mặt, hình dạng phoi tốt hơn và lực cắt nhỏ hơn mài MQL bằng dầu thực vật, trong khi mài MQL bằng dầu thực vật cho thấy hiệu quả làm mát tốt hơn Ngoài ra, dầu thực vật còn làm giảm các yếu tố có hại cho sức khỏe Theo một nghiên cứu khác, chế độ mài MQL giúp cho công suất cắt giảm
đi so với làm mát tràn trề thông thường [30]
Ni-tơ lỏng (LN2) là chất làm lạnh sâu được sử dụng rộng rãi khi gia công titan Độ bền và độ cứng của titan tăng lên, trong khi độ dai và độ dẻo giảm xuống trong chế
độ làm lạnh sâu Khi ni-tơ bay hơi, một lớp đệm hơi ni-tơ hình thành đã làm giảm ma sát giữa phoi và đá mài Elanchezhian và cộng sự đã đánh giá ảnh hưởng của chiều sâu cắt và góc nghiêng vòi phun đến lực cắt, nhiệt độ mài và nhám bề mặt khi mài phẳng hợp kim Ti-6Al-4V bằng đá mài cBN mạ điện trong môi trường mài ướt thông thường và làm lạnh sâu bằng ni-tơ lỏng [27] Kết quả thực nghiệm cho thấy, khi sử dụng chất làm mát là ni-tơ lỏng, lực tiếp tuyến giảm từ 8 đến 27%, lực hướng kính giảm từ 3 đến 12 % so với mài ướt thông thường Độ nhám bề mặt Ra cũng giảm 38%
và nhiệt độ vùng mài giảm tới 55% so với mài ướt
Bột bôi trơn nano dạng thể rắn được sử dụng trong nhiều nghiên cứu để tăng khả năng bôi trơn làm mát của dung dịch cắt gọt thông thường Trong nghiên cứu của Setti và cộng sự, bột nano Al2O3 và CuO nồng độ lần lượt là 0,05; 0,1; 0,5 và 1% đã được hòa tan vào trong nước để mài phẳng hợp kim Ti–6Al–4V dưới chế độ bôi trơn tối thiểu (MQL) [31] Tác giả nhận thấy sử dụng dung dịch nano đã làm giảm lực tiếp tuyến và nhiệt độ mài Dung dịch nano Al2O3 còn giúp loại bỏ phoi khỏi vùng mài một cách hiệu quả
Cần nhấn mạnh rằng, gia công có bôi trơn làm mát giúp nâng cao chất lượng sản phẩm nên rất khó có thể loại bỏ hoàn toàn, nhất là khi gia công những vật liệu khó cắt gọt như hợp kim titan Ngoài ra, việc lựa chọn chế độ bôi trơn làm mát phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm vật liệu gia công, loại đá mài, chế độ cắt cũng như chất lượng bề mặt, độ chính xác kích thước và hình dạng sản phẩm
Trang 401.2.3 Mài hợp kim Titan bằng đá mài cBN
Với các đặc tính vượt trội của mình, đá mài nitrit bo dạng khối (cBN), nitrit bo dạng khối đa tinh thể (PcBN) và nitrit bo dạng khối không chất kết dính (BcBN) chủ yếu được sử dụng để gia công các vật liệu khó cắt gọt như thép rèn (45–68 HRC), thép hợp kim (70 HRC), hợp kim niken và coban Đá mài họ cBN có khả năng đạt được đồng thời hệ số bóc gọt vật liệu cao và nhám bề mặt đạt yêu cầu [3] Chúng có thể gia công hợp kim titan ở tốc độ cắt cao hơn nhiều so với đá mài ô-xit nhôm hoặc cacbit silic [6]
Độ cứng của vật liệu tăng lên thì độ dai giảm xuống nên đá mài họ cBN thường có
độ bền và khả năng chịu va đập kém Sứt mẻ đá mài là dạng hư hỏng phổ biến khi gia công titan bằng đá mài cBN Khuếch tán cũng là một hiện tượng hay quan sát thấy khi đá mài này tiếp xúc với ni-tơ và ô-xi trong không khí xung quanh ở nhiệt độ cao Nói chung, mặc dù có những tính chất vượt trội nhưng người ta chưa sử dụng đá mài cBN nhiều để gia công titan, chủ yếu do giá thành quá cao [11]
Kumagai và cộng sự đã mài hợp kim titan Ti-6Al-4V bằng đá mài kim cương, đá mài cBN, đá mài SiC và đá mài Al2O3 dưới chế độ cắt thông thường (v = 32 m/s, S = 0,03 – 0,1 m/s) có sử dụng vòi phun làm mát cao áp ([28], [32]) Tác giả báo cáo rằng
đá mài kim cương liên kết nhựa (SDC) có kết quả mài hợp kim titan tốt nhất, tiếp đó
là đá mài cBN
Ren và cộng sự đã sử dụng đá mài cBN/SiC và cBN/Al2O3 (hạt mài chính là cBN
và hạt mài bổ sung là SiC hoặc Al2O3) liên kết thủy tinh có làm mát với chất phụ gia cao áp để mài hợp kim titan Ti-6Al-4V ([33], [34]) Kết quả cho thấy loại đá mài này
có khả năng mài rất tốt Nó làm giảm lực mài 2 ÷ 3 lần, giảm nhiệt cắt 1,5 lần, làm tăng hệ số mài 80 ÷ 100 lần so với đá mài cacbit silic
Kumar đã đánh giá khả năng mài và độ mòn của các đá mài kim cương và cBN khác nhau (có cùng chất liên kết là nhựa phenol, cỡ hạt 125 - 150 m, mật độ hạt 100) khi mài hợp kim Ti-6Al-4V ([29], [35], [36]) Ngoài ra, tác giả cũng sử dụng một đá mài SiC liên kết thủy tinh (GC 60 K8VBE, cỡ hạt 250 m) để đối chiếu so sánh Trong nghiên cứu dùng hai vòi phun làm mát và một vòi phun làm sạch Quan sát phoi mài bằng SEM cho thấy hạt mài cBN đã bị mòn phẳng với diện tích lớn, một phần do ăn mòn hóa học Từ đó, thấy rằng hiệu suất mài hợp kim titan của đá mài cBN kém hơn đá mài kim cương do đá mài cBN có xu hướng phản ứng hóa học với titan
Những kết quả trên một lần nữa xác nhận nghiên cứu của Kumagai và cộng sự ([28], [32]) và cho thấy khi có sử dụng chất làm mát và làm sạch thì đá mài kim cương mài hợp kim titan tốt nhất, tiếp đến là đá mài cBN và cuối cùng là đá mài SiC
1.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.3.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Mài hợp kim Titan Ti-6Al-4V bằng đá mài cBN là lĩnh vực nghiên cứu nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới Có thể tổng hợp theo các hướng nghiên cứu sau:
