Nói về một ví dụ về xử lý bề mặt trong những ngày gần đây.
Chúng tôi được giao nhiệm vụ thiết kế và chế tạo một loại nam châm neo mới. Nam châm này được sử dụng tại cảng để cố định tàu thuyền và thiết bị.
Tùy chỉnh cho biết kích thước của sản phẩm và yêu cầu về lực kéo.
Đầu tiên, chúng ta xác định kích thước nam châm của mỏ neo. Một trong những yếu tố quan trọng quyết định lực kéo là vỏ phải đủ dày, nếu không lực từ sẽ tách ra khỏi các mặt còn lại của vỏ thay vì dồn toàn bộ lực vào mặt mà chúng ta muốn. Như hình dưới đây cho thấy, hai nồi từ này có cùng kích thước đầu ra, nhưng nồi bên phải có nam châm lớn. Liệu nồi bên phải có lực từ mạnh hơn không? Không chắc chắn. Nguyên nhân là do một phần lực từ đi qua các mặt còn lại, khiến lực kéo giảm xuống. Trong khi nồi bên trái có khả năng cách điện tốt, toàn bộ lực từ tập trung về một phía, khiến lực kéo ở mức cao nhất.
Quay lại với nam châm neo, chúng tôi đã chế tạo một mô-đun đặt đĩa nam châm vào đáy và kiểm tra lực của nó. Kết quả cho thấy nó có thể cung cấp lực đẩy hơn 1000kg.
Khách hàng cũng rất hài lòng vì chúng tôi đã làm mẫu nhanh chóng và không lãng phí quá nhiều lực từ, trong khi họ muốn kéo dài tuổi thọ của sản phẩm. Họ mong muốn kết quả thử nghiệm phun muối sẽ kéo dài hơn 300 giờ.
Bề mặt nam châm hiện tại được xử lý bằng lớp mạ điện Ni cấp 5. Mặc dù vậy, kết quả tốt nhất vẫn là nam châm có thể không bị rỉ sét trong khoảng 150 giờ.
Một cách để thực hiện điều này là phủ cao su lên lớp mạ Ni. Cao su là vật liệu cách điện tốt, có thể ngăn chặn sự vận chuyển nước và các nguyên tử ion hóa, đồng thời cũng có khả năng chống mài mòn tốt.
Tuy nhiên, lớp vỏ có độ dày! Đặc biệt là lớp cao su. Độ dày của cao su là 0,2~0,3mm, trong khi lực chịu lực giảm xuống dưới 700kg.
Độ dày đó làm cho hiệu suất rất khác biệt. Nếu muốn giữ nguyên lực kéo, chúng ta cần tăng kích thước nam châm và vỏ. Điều này sẽ làm tăng đáng kể chi phí. Hãy xem xét vòng đời và tổng chi phí. Rõ ràng, đây không phải là lựa chọn tốt nhất.
Một cách khác là thêm anobe rob để kết nối với nam châm, chúng ta có thể bảo vệ nó bằng anode hy sinh. Tuy nhiên, cần phải khoan một lỗ trên vỏ để lắp thanh anode, đòi hỏi phải có khuôn mới. Vì vậy, đây là một lựa chọn tiềm năng.
Ngoài ra, vỏ tàu cũng bị gỉ sét. Chúng tôi quyết định phun sơn lên vỏ tàu. Tuy nhiên, lớp sơn phun cũng giống như lớp phủ cao su, cũng có độ dày nhất định. Theo thử nghiệm, lớp sơn làm giảm 15% lực kéo của neo.
Vì vậy, cuối cùng chúng tôi quyết định phủ bằng Cr, có thể bảo vệ vỏ và cũng giữ nam châm ở khoảng cách tối thiểu so với vỏ để đảm bảo lực từ không bị giảm quá nhiều.
Vì vậy, cần cân bằng giữa khả năng chống ăn mòn của lớp mạ điện và lực kéo từ tính, chúng ta cần tìm ra phương án tốt nhất cho sản phẩm khi xét đến tuổi thọ và chi phí của sản phẩm.
Thời gian đăng: 24-08-2024