Các bộ phận máy chống ăn mòn Nitronic 60

1 Giới thiệu

Vào năm 2025, các ngành công nghiệp như năng lượng, hàng hải và chế biến hóa chất phải đối mặt với nhu cầu ngày càng tăng đối với các vật liệu vừa có độ bền cơ học cao vừa có khả năng chống lại môi trường khắc nghiệt.

Nitronic 60, một loại thép không gỉ tăng cường nitơ, đáp ứng nhu cầu này bằng cách kết hợp khả năng chống mài mòn vượt trội với hiệu suất chống ăn mòn ổn định. Tuy nhiên, việc gia công hợp kim này đặt ra những thách thức: mòn dụng cụ nhanh, hóa bền nguội và nứt bề mặt.

Nghiên cứu hiện tại cung cấp dữ liệu có thể tái tạo để giải quyết những thách thức này, cho phép các kỹ sư sản xuất tối ưu hóa hiệu quả gia công và độ bền của bộ phận.

2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Cách tiếp cận thiết kế

• Các thanh Nitronic 60 rèn (Ø50 mm) đã được chọn làm nguyên liệu thô.
• Các hoạt động tiện và phay đã được thực hiện, sau đó là xử lý hoàn thiện và giảm ứng suất.
• Các thông số đã được chọn để phản ánh các điều kiện thực tế tại xưởng, đảm bảo khả năng ứng dụng trong công nghiệp.

2.2 Nguồn dữ liệu

• Nhật ký gia công, dữ liệu mòn dụng cụ và độ nhám bề mặt đã được thu thập trong quá trình vận hành.
• Khả năng chống ăn mòn đã được kiểm tra thông qua phơi nhiễm phun muối ASTM B117 (720 giờ).
• Khả năng chống mài mòn đã được đánh giá thông qua các thử nghiệm trượt khối trên vòng.

2.3 Công cụ và Mô hình

• Máy tiện CNC: Doosan  GT2600
• Trung tâm phay: HAAS VF-4
• Dụng cụ: Mũi dao cacbua phủ TiAlN (ISO M25)
• Chất làm mát: Nhũ tương gốc nước (8%)
• Buồng ăn mòn: Weiss Technik SC-KWT 1000

Đánh giá thống kê đã sử dụng ANOVA để xác nhận sự khác biệt về chất lượng bề mặt và độ sâu ăn mòn.

3 Kết quả và Phân tích

3.1 Hiệu suất gia công

Bảng 1. Lực cắt và mòn dụng cụ ở các tốc độ nạp khác nhau

Quan sát: Tốc độ nạp thấp hơn cải thiện chất lượng bề mặt nhưng đẩy nhanh quá trình mòn dụng cụ do dính.

3.2 Khả năng chống ăn mòn

Sau 720 giờ trong sương muối (5% NaCl), các mẫu Nitronic 60 cho thấy ≤0.03 mm độ sâu rỗ, vượt trội hơn AISI 316L 35% (p < 0.05).

Hình 1. So sánh độ sâu rỗ giữa Nitronic 60 và 316L
(Chèn biểu đồ đường: độ sâu ăn mòn so với thời gian)

3.3 Phân tích so sánh

So với thép không gỉ song công [1], Nitronic 60 đã chứng minh:

• Khả năng chống ăn mòn chung tương đương
• Giảm đáng kể hiện tượng dính trong điều kiện trượt khô

Điều này định vị Nitronic 60 là một ứng cử viên sáng giá cho van, ốc vít và các bộ phận bơm.

4 Thảo luận

Các phát hiện cho thấy rằng chiến lược gia công tác động trực tiếp đến tính toàn vẹn bề mặt:

• Tốc độ nạp thấp → bề mặt tốt hơn nhưng mòn dụng cụ cao hơn
• Tốc độ nạp cao hơn → tuổi thọ dụng cụ dài hơn nhưng chất lượng hoàn thiện giảm

Khả năng chống ăn mòn có được từ hàm lượng silicon và mangan cao, giúp ổn định màng thụ động dưới sự tấn công của clorua.

Hạn chế: Thử nghiệm tập trung vào môi trường phun muối, không tính đến các điều kiện thực địa đa yếu tố. Công việc trong tương lai nên bao gồm các thử nghiệm ăn mòn theo chu kỳ và các nghiên cứu về mỏi.

5 Kết luận

• Gia công tối ưu đảm bảo các bộ phận Nitronic 60 đạt được cả khả năng chống mài mòn và ăn mòn cao.
• Quản lý chất làm mát và đường dẫn dao phù hợp cân bằng tuổi thọ dụng cụ so với chất lượng bề mặt.
• Các ứng dụng công nghiệp bao gồm ốc vít hàng hải, bộ phận bơm và bề mặt trượt.
• Nghiên cứu trong tương lai nên khám phá làm mát lai và lớp phủ tiên tiến để kéo dài hiệu quả gia công.