TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN
BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG

GVHD :
GVPB :
SVTH :
MSSV :
SVTH :
MSSV :
Khóa :

PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG
TS TRẦN NGỌC ĐẢM
NGUYỄN VĂN PHƯƠNG
12144088
LƯƠNG CHÍ CƯỜNG
12144013
2012

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016
i


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN
BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CĨ DAO ĐỘNG NGANG

GVHD
GVPB
SVTH
MSSV
SVTH
MSSV
Khóa

: PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG
: TS TRẦN NGỌC ĐẢM
: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG
: 12144088
: LƯƠNG CHÍ CƯỜNG
: 12144013
: 2012

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016


TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ mơn: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 08 tháng 03 năm 2016

ĐỀ XUẤT NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Thông tin GVHD và đề tài
Họ tên GVHD: LÊ CHÍ CƯƠNG
MS CBGV:
2168
Đơn vị:
Khoa Cơ khí Chế tạo máy
Học hàm, học vị: PGS.TS
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN
BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CĨ DAO ĐỘNG NGANG
Thơng tin sinh viên thực hiện
Họ tên SV:
NGUYỄN VĂN PHƯƠNG
MSSV: 12144088
LƯƠNG CHÍ CƯỜNG
12144013
Chuyên ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Niên khóa: 2012 - 2016
1. Số liệu ban đầu
− Vật liệu cán: hợp kim nhôm, chiều dày 5mm, tỷ lệ tối đa mỗi lượt cán 30%.
2. Nhiệm vụ chi tiết
Tìm hiểu độ bền và các tiêu chuẩn hợp kim nhôm trên thế giới.

Nguyên lý và kết cấu máy cán.
Tính tốn và thiết kế hệ thống cơ khí, hệ thống truyền động điện-điều khiển.
Thiết kế chi tiết.
Gia công chế tạo thiết bị.
Vận hành thử nghiệm, ghi nhận thông số.
3. Dự kiến kết quả đạt được
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.

Thiết bị cán.
Bản thuyết minh tính tốn, bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết.
Dữ liệu vận hành thử nghiệm.
Báo cáo thực hiện đề tài.
4. Thời gian thực hiện
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.

− Theo quy định của bộ mơn.
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾTẠO MÁY

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

i



KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY

*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088
LƯƠNG CHÍ CƯỜNG
MSSV: 12144013
Ngành:
CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN
BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG
Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS LÊ CHÍ CƯƠNG
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

3. Khuyết điểm:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
4. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.......................................................................................................................................
5. Đánh giá loại:
.......................................................................................................................................
6. Điểm:……………….(Bằng chữ: ........................................................................... )
.......................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
Giáo viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)

năm 2016

ii


KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MƠN CN CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
*******

BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG MSSV: 12144088
LƯƠNG CHÍ CƯỜNG
MSSV: 12144013

Ngành:
CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM MÁY CÁN
BIẾN DẠNG MẠNH (SPD) CÓ DAO ĐỘNG NGANG
Họ và tên Giáo viên phản biện: TS. TRẦN NGỌC ĐẢM
NHẬN XÉT
1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
2. Ưu điểm:
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
3. Khuyết điểm:
.......................................................................................................................................
4. Câu hỏi phản biện (Nếu có):
.......................................................................................................................................
5. Đề nghị cho bảo vệ hay không?
.......................................................................................................................................
6. Đánh giá loại:
.......................................................................................................................................
7. Điểm:……………….(Bằng chữ: ........................................................................... )
.......................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
Giáo viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)

năm 2016

iii



LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
Thành phố Hồ Chí Minh, nhóm chúng em đã đúc kết được nhiều kiến thức bổ ích cho
chun mơn của mình. Q trình làm đồ án tốt nghiệp, nhóm đã vận dụng được những
kiến thức đã học để có thể giải quyết được những vấn đề thực tế. Với đồ án “Nghiên
cứu chế tạo thử nghiệm máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang”, do tính
mới của đề tài nên nhóm đã gặp khơng ít khó khăn trong q trình thực hiện. Tuy
nhiên, dưới sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn PGS.TS Lê Chí Cương,
sự hỗ trợ, giúp đỡ của thầy PGS.TS Đặng Thiện Ngôn cùng với các thầy (cô) trong
bộ môn Chế tạo máy, khoa Xây dựng và Cơ học ứng dụng, gia đình và bạn bè đã giúp
cho nhóm hồn thành đề tài của mình. Cho đến thời điểm này, với đề tài mà nhóm
thực hiện đã đạt được các yêu cầu đặt ra, nhóm đã đưa ra được nền tảng ban đầu để
việc nghiên cứu tiếp tục phát triển hơn nữa.
Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
- Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.
- Thầy PGS.TS Lê Chí Cương, PGS.TS Đặng Thiện Ngơn – Phịng Nghiên cứu Cơng
nghệ kỹ thuật cơ khí – Khoa Cơ khí Chế tạo máy.
- Thầy Trần Văn Trọn, Nguyễn Văn Minh, Đỗ Văn Hiến – Khoa Cơ khí chế máy –
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh.
- Trường Trung cấp nghề Đơng Sài Gịn Thành phố Hồ Chí Minh.
- Cơ Vương Thị Ngọc Hân, khoa Xây dựng và Cơ học ứng dụng.
- Thầy TS Trần Ngọc Đảm – Giáo viên phản biện - Khoa Cơ khí Chế tạo máy.
- Phịng Thí nghiệm Cơ học, Thí nghiệm Vật liệu học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật Thành phố Hồ Chí Minh.
- Trung tâm Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Năng Lượng Nguyên tử Việt
Nam – Bộ Khoa học & Công Nghệ.
- Gia đình, bạn bè và người thân.
Một lần nữa, nhóm xin được chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, hỗ trợ tận tình của

q thầy cơ, bạn bè và gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi giúp nhóm hồn thành đề
tài của mình. Xin trân trọng cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2016.

iv


TĨM TẮT
Q trình cán tạo biến dạng mạnh (SPD) có kết hợp với dao động ngang tạo ra
sản phẩm sau cán với những ưu điểm hơn so với phương pháp biến dạng dẻo thơng
thường. Trong q trình này, ngồi biến dạng do lực ép tạo ra cịn có sự biến dạng
theo chiều rộng. Đây là kỹ thuật tạo biến dạng dẻo mãnh liệt mới đang được nghiên
cứu và phát triển trên thế giới. Quá trình này đã được một số thực nghiệm chứng minh
rằng không chỉ tạo ra được hợp kim nhơm tấm có độ bền cao mà cịn tạo ra được cấu
trúc hạt siêu mịn (UFG) cải thiện đáng kể tính chất cơ học của hợp kim.
Đề tài đã chế tạo thử nghiệm máy cán theo phương pháp cán tích hợp dao động
ngang (TWVR) và tiến hành các thí nghiệm cán mẫu nhôm với các bề dày khác nhau:
4.5mm, 4.0mm, 3.5mm, 3.0mm. Các kết quả thí nghiệm được sử dụng để tạo cơ sở
tối ưu hóa các thơng số theo phương pháp cán biến dạng mạnh (SPD) có kết hợp dao
động ngang để có thể cải thiện độ bền, độ bóng bề mặt,… của vật liệu sau cán.
Từ khóa: Biến dạng mạnh (SPD), hạt siêu mịn (UFG), phương pháp cán tích
hợp dao động ngang (TWVR).

ABSTRACT
The strong deformation rolling combine with the horizontal oscillator produces
the rolled products possess more advantages compare to the conventional plastic
deformation methods. In this process, not only the deformation caused by pressure,
but also width distortion. This is a technique which create the intense plasticity
deformation and being researched-developed in the world. There are many
experimental data demonstrated this process not only produced high durability

aluminum alloy sheet but also generated ultrafine-grain structure (UFG) which
improved significantly the mechanical properties of the alloy.
This thesis tried to manufacture a rolling machine which was operated by the
Through-Width Vibration Rolling method (TWVR) and used it to roll some
aluminium samples with the different thickness: 4.5 mm, 4.0 mm, 3.5 mm, 3.0 mm.
The results are used to create the basic data for optimization some parameters of the
Severe Plastic Deformation method (SPD) combine with horizontal oscillations to
improve the toughness, surface gloss, micro-economic structure... of rolled materials.
Keywords: Severe Plastic Deformation (SPD), Ultrafine-grains (UFG),
Through-Width Vibration Rolling (TWVR).

v


MỤC LỤC
TRANG BÌA PHỤ
Trang
ĐỀ XUẤT NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ........................................................ i
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN........................................... ii
BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ............................................. iii
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iv
TÓM TẮT ...................................................................................................................v
MỤC LỤC ................................................................................................................. vi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ...................................................................... ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU............................................................................ ix
DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ .............................................................x
Chương 1. TỔNG QUAN .........................................................................................1
1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu .........................................................1
1.1.1 Đặt vấn đề .................................................................................................. 1
1.1.2 Các phương pháp gia công áp lực truyền thống ........................................2

1.1.3 Một vài phương pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (Server Plastic
Deformation – SPD) ............................................................................................ 2
1.1.4 Các kết quả nghiên cứu về cách tạo hạt siêu mịn UFG bằng phương pháp
SPD điển hình trong và ngoài nước .................................................................... 7
1.1.4.1 Nghiên cứu “Tensile strength and deformation microstructure of Al–
Mg–Si alloy sheet by through-width vibration rolling process” của nhóm tác
giả Yue-Ting Chen, Dung-An Wang, Jun-Yen Uan, Tsung-Hsien Hsieh, TeChang Tsai tại National Chung Hsing University, 250 kuo-kuang Rd.,
Taichung 402, Taiwan, ROC [20] ................................................................... 7
1.1.4.2 Nghiên cứu “Microstructure evolution of accumulative roll bonding
processed pure aluminum during cryorolling” của nhóm tác giả Hailiang Yu,
Hui Wang, Cheng Lu, A. Kiet Tieu, Huijun Li, Ajit Godbole, Xiong Liu, Xing
Zhao tại University of Wollongong và Chunhua (Charlie) Kong tại University
of New South Wales [18] .............................................................................. 10
1.1.4.3 Các nghiên cứu trong nước ...............................................................12
1.2 Lý do chọn đề tài .............................................................................................12
1.3 Mục tiêu đề tài .................................................................................................12
1.4 Nhiệm vụ của đề tài.........................................................................................12
1.5 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và giới hạn của đề tài ...................................13
1.5.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................13
vi


1.5.2 Giới hạn đề tài ..........................................................................................13
1.6 Phương pháp nghiên cứu và kết quả dự kiến đạt được ................................... 13
1.6.1 Nghiên cứu lý thuyết ................................................................................13
1.6.2 Nghiên cứu thực nghiệm ..........................................................................13
1.6.3 Kết quả dự kiến ........................................................................................13
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...........................................................................14
2.1 Các hiện tượng và các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc hạt của kim loại khi gia
công biến dạng dẻo................................................................................................14

2.1.1 Các hiện tượng ảnh hưởng đến cấu trúc hạt của kim loại khi gia công biến
dạng dẻo ............................................................................................................14
2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ hạt của kim loại khi gia công biến dạng dẻo
........................................................................................................................... 17
2.2 Nguyên lý và kết cấu máy cán ........................................................................18
2.2.1 Các bộ phận chính của máy cán ...............................................................18
2.2.2 Phân loại máy cán ....................................................................................19
2.2.3 Máy cán tấm .............................................................................................22
2.3 Độ bền và các tiêu chuẩn hợp kim nhôm trên thế giới ................................... 23
2.3.1 Nhôm ........................................................................................................23
2.3.1 Hợp kim nhôm .........................................................................................25
2.4 Mẫu cán thử nghiệm........................................................................................29
2.5 Trục then hoa...................................................................................................31
2.6 Máy kéo nén thủy lực vạn năng xử lý bằng phần mềm máy tính Model
CHT4106 ...............................................................................................................34
Chương 3. PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ GIẢI PHÁP CƠNG NGHỆ ............37
3.1 Phân tích đối tượng tượng thiết kế ..................................................................37
3.1.1 Máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang ...............................37
3.1.2 Vật liệu cán thử nghiệm ...........................................................................38
3.2 Khả năng công nghệ và thực tiễn .................................................................... 38
3.3 Phương án thiết kế...........................................................................................39
3.3.1 Nguyên lý hoạt động ................................................................................ 39
3.3.2 Phương án thiết kế chi tiết........................................................................41
3.3.2.1 Chọn kiểu thiết kế máy cán ...............................................................41
3.3.2.2 Chọn hộp giảm tốc ............................................................................42
3.3.2.3 Chọn cơ cấu tạo dao động dọc trục ...................................................43
3.3.2.4 Chọn ổ đỡ trục ...................................................................................45
3.3.2.5 Chọn bộ phận trượt của trục cán .......................................................47
vii



3.3.2.6 Chọn bộ phận truyền chuyển động đến trục cán ...............................48
3.3.2.7 Chọn bộ phận điều khiển tốc độ........................................................50
Chương 4. TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ KHÍ, HỆ THỐNG
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN-ĐIỀU KHIỂN ................................................................53
4.1 Tính tốn thiết kế hệ thống cơ khí ..................................................................53
4.1.1 Các đại lượng đặc trưng cho quá trình cán kim loại ................................53
4.1.2 Tính tốn các thơng số đặc trưng .............................................................54
4.1.3 Lực cán, momen cán, công suất động cơ .................................................58
4.1.4 Nghiệm bền và tính tốn các chi tiết trên giá cán ....................................64
4.2 Thiết kế hệ thống truyền động điện-điều khiển .............................................. 69
4.2.1 Sơ đồ nguyên lý........................................................................................69
4.2.2 Chức năng các thiết bị .............................................................................. 69
4.2.3 Nguyên lý hoạt động ................................................................................ 75
4.3 Thiết kế chi tiết và gia công chế tạo thiết bị ...................................................76
Chương 5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ..............................................................90
5.1 Kết quả chế tạo thử nghiệm máy.....................................................................90
5.1.1 Mơ hình máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang.................90
5.1.2 Thơng số kỹ thuật .....................................................................................91
5.1.3 Quy trình vận hành và chỉ dẫn an tồn.....................................................92
5.2 Cán thử nghiệm mẫu nhơm .............................................................................95
5.2.1 Kiểm tra độ bền kéo mẫu sau cán ............................................................ 98
5.2.2 Kiểm tra kích thước tinh thể trung bình vật liệu mẫu sau cán ...............101
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...........................................................103
6.1 Kết luận .........................................................................................................103
6.1.1 Kết quả đạt được so với mục tiêu ban đầu đề ra ....................................103
6.1.2 Kết quả chưa đạt được và các lỗi phát sinh trong quá trình thử nghiệm.
.........................................................................................................................104
6.2 Kiến nghị và hướng phát triển của đề tài ......................................................104
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................105

PHỤ LỤC………………………………………………………………………...107

viii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ARB: Accumulative Roll Bonding
ECAP: Equal Channel Angular Process
ECAP-Conform: Equal Channel Angular Process-Conform
ECAR: Equal Channel Angular Rolling
HPT: High Pressure Torsion
HRDSR: High-Ratio Differential Speed Rolling
RCS: Repetitive Corrugation And Strengthening
SPD: Severe Plastic Deformation
TWVR: Through-Width Vibration Rolling
UFG: Ultrafine-Grained

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Tỷ trọng của nhôm phụ thuộc vào độ sạch và nhiệt độ ...........................23
Bảng 2.2: Ảnh hưởng độ sạch của nhơm đến nhiệt độ nóng chảy ........................... 23
Bảng 2.3: Phân loại nhôm theo tiêu chuẩn ГOCT của Nga......................................24
Bảng 2.4: Ký hiệu nhôm và hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn của Mỹ .......................25
Bảng 2.5: Ký hiệu và trạng thái gia công hợp kim nhôm của Nga, Mỹ và Canada
...................................................................................................................................27
Bảng 2.6: Tiêu chuẩn ký hiệu hợp kim nhôm theo Aluminum Association ............28
Bảng 2.7: Bảng quy đổi thành phần, ký hiệu một số hợp kim nhôm theo TCVN và
Aluminum Association (AA) ....................................................................................29
Bảng 2.8: Thông số kỹ thuật máy kéo nén thủy lực vạn năng xử lý bằng phần mềm
máy tính Model CHT4106 ........................................................................................36
Bảng 3.1: So sánh chọn loại máy cán cho việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo ..........41

Bảng 3.2: So sánh chọn hộp giảm tốc cho máy ........................................................43
Bảng 3.3: So sánh chọn cơ cấu tạo dao động ngang (dọc trục cán) .........................45
Bảng 3.4: So sánh chọn ổ đỡ trục .............................................................................46
Bảng 3.5: So sánh chọn bộ phận trượt của trục cán .................................................48
Bảng 3.6: So sánh chọn bộ phận truyền chuyển động đến trục cán .........................50
Bảng 3.7: So sánh chọn bộ phận điều khiển tốc độ ..................................................52
Bảng 4.1: Hệ số ma sát f khi cán 1 số kim loại màu ................................................ 57
Bảng 4.2: Hệ số ma sát của một vài ổ đỡ trục f' .......................................................62
Bảng 4.3: Kích thước biến tần LS SV150IG5A-4 ....................................................74
Bảng 5.1: Thông số kỹ thuật máy cán biến dạng mạnh (SPD) có dao động ngang…91
ix


Bảng 5.2: Quy trình vận hành thử nghiệm máy .......................................................92
Bảng 5.3: Kích thước trung bình mẫu sau cán (mm) ............................................... 95
Bảng 5.4: Độ bền kéo của các mẫu.........................................................................100

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1: Sơ đồ các phương pháp gia cơng áp lực truyền thống ...............................2
Hình 1.2: Sơ đồ ngun lý các phương pháp SPD nhóm thứ nhất.............................3
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý các phương pháp SPD trong nhóm hai ...........................5
Hình 1.4: Minh họa phương pháp tạo UFG trên hợp kim nhơm tấm bằng phương
pháp Cryorolling .........................................................................................................7
Hình 1.5: Mơ hình minh họa phương pháp Through-width vibration- rolling (TWVR)
..................................................................................................................................... 8
Hình 1.6: Mối liên hệ giữa các đại lượng nghiên cứu ................................................8
Hình 1.7: Tổ chức tế vi ở biên độ dao động 1.5mm ................................................... 9
Hình 1.8: Mơ hình thực nghiệm của phương pháp cán lạnh (cryorolling)...............10
Hình 1.9: Kết quả kích thước hạt vật mẫu sử dụng các phương pháp SPD khác nhau
................................................................................................................................... 11

Hình 1.10: Bề mặt cắt đứt của mẫu sau khi kéo đứt.................................................11
Hình 2.1: Sai lệch điểm trong mạng tinh thể ............................................................ 14
Hình 2.2: Sai lệch đường trong mạng tinh thể .........................................................15
Hình 2.3: Sai lệch mặt trong mạng tinh thể ..............................................................16
Hình 2.4: Sơ đồ động máy cán thép 2 trục ...............................................................18
Hình 2.5: Máy cán ống tự động ................................................................................19
Hình 2.6: Cách bố trí giá cán ....................................................................................20
Hình 2.7: Các loại giá cán ........................................................................................21
Hình 2.8: Sơ đồ máy cán hành tinh ..........................................................................21
Hình 2.9: Máy cán tấm nguội ...................................................................................22
Hình 2.10: Giản đồ pha hợp kim nhơm .................................................................... 25
Hình 2.11: Kích thước mẫu cán................................................................................30
Hình 2.12: Mối ghép then hoa ..................................................................................31
Hình 2.13: Các dạng tiết diện của then ....................................................................31
Hình 2.14: Bạc then hoa ...........................................................................................32
Hình 2.15: Định tâm theo đường kính ngồi D ........................................................32
Hình 2.16: Định tâm bằng mặt trụ trong, đường kính d ...........................................33
Hình 2.17: Định tâm theo mặt bên của then .............................................................33
x


Hình 2.18: Dịng máy thử nghiệm kéo nén vạn năng thủy lực CHT4000 ............... 34
Hình 2.19: Giao diện phần mềm PowerTest của SANS...........................................36
Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý ........................................................................................39
Hình 3.2: Mơ hình chuyển động của trục cán ..........................................................40
Hình 3.3: Hộp giảm tốc sử dụng bánh răng..............................................................42
Hình 3.4: Hộp giảm tốc sử dụng trục vít bánh vít ....................................................42
Hình 3.5: Động cơ rung ............................................................................................ 44
Hình 3.6: Cam lệch tâm ............................................................................................44
Hình 3.7: Trục khủy .................................................................................................44

Hình 3.8: Nam châm điện.........................................................................................45
Hình 3.9: Ổ lăn .........................................................................................................46
Hình 3.10: Bạc lót trục .............................................................................................46
Hình 3.11: Gối đỡ .....................................................................................................47
Hình 3.12: Ổ bi trượt ................................................................................................47
Hình 3.13: Trục then hoa và ổ then hoa ................................................................... 48
Hình 3.14: Khớp Cardan ..........................................................................................49
Hình 3.15: Nguyên lý hoạt động của Cardan then hoa ............................................49
Hình 3.16: Bộ truyền bánh răng từ hộp giảm tốc đến trục cán ................................49
Hình 3.17: Hộp số giảm tốc......................................................................................51
Hình 3.18: Inverter EL Series 1.5 kW , 3-phase , 380V ..........................................51
Hình 3.19: Sơ đồ lắp đăt tổng thể Inverter ...............................................................51
Hình 4.1: Sơ đồ vùng biến dạng khi cán kim loại ....................................................54
Hình 4.2: Đầu vào của phơi bị dẹp để tăng ma sát ...................................................55
Hình 4.3: Sơ đồ điều kiện vật cán ăn vào trục cán ...................................................55
Hình 4.4: Phân bố lực khi trục cán tiếp xúc với vật cán ..........................................56
Hình 4.5: I. Vùng trễ và II. Vùng vượt trước ...........................................................57
Hình 4.6: Sơ đồ áp lực của kim loại tác dụng lên trục cán.......................................58
Hình 4.7: Đồ thị quan hệ giữa s, % của một số kim loại và kim loại màu ...........59
Hình 4.8: Đồ thị biểu thị mối liên quan giữa , Ptb/s và  của kim loại màu .........60
Hình 4.9: Các kích thước cơ bản trục cán tấm .........................................................64
Hình 4.10: Lực cán tác dụng lên trục cán và biểu đồ mơmen uốn khi cán .............. 65
Hình 4.11: Gối đỡ trục và bạc lót .............................................................................67
Hình 4.12: Sơ đồ nguyên lý mạch động lực-điều khiển ...........................................69
Hình 4.13: Dây điện 3 pha........................................................................................70
Hình 4.14: CB LS BKN C32 ....................................................................................70
Hình 4.15: Inverter SV150IG5A-4 (Biến tần LS 3 pha 380V 1.5kW) ....................71
xi



Hình 4.16: Contactor LS 3P 9A 220VAC MC-9b ...................................................71
Hình 4.17: Động cơ điện 3 pha.................................................................................72
Hình 4.18: Đèn báo pha loại AD22-22DS, AC 220V ..............................................72
Hình 4.19: Nút nhấn .................................................................................................73
Hình 4.20: Dừng khẩn cấp Emergency .................................................................... 73
Hình 4.21: Biến trở (Potentiometer) .........................................................................73
Hình 4.22: Kích thước Inverter SV150IG5A-4 (Biến tần LS 3 pha 380V 1.5kW)..74
Hình 4.23: Sơ đồ đấu dây Inverter ...........................................................................75
Hình 4.24: Tủ điện hồn chỉnh .................................................................................76
Hình 4.25: Thiết kế cụm cán ....................................................................................77
Hình 4.26: Trục cán 1 ...............................................................................................77
Hình 4.27: Cụm gối đỡ .............................................................................................78
Hình 4.28: Gối đỡ .....................................................................................................78
Hình 4.29: Cụm trục cán 1 .......................................................................................79
Hình 4.30: Trục then hoa và bạc then hoa ................................................................79
Hình 4.31: Giá cán ....................................................................................................80
Hình 4.32: Thanh chữ I ............................................................................................80
Hình 4.33: Thanh điều chỉnh 1 .................................................................................80
Hình 4.34: Cơ cấu điều chỉnh lượng cán ..................................................................81
Hình 4.35: Gối đỡ trượt và ổ trượt bi .......................................................................82
Hình 4.36: Thanh dẫn trượt và trục cam ..................................................................82
Hình 4.37: Ổ đỡ cam và cam lệch tâm .....................................................................83
Hình 4.38: Ổ bi để lắp cam vào ổ đỡ cam ................................................................83
Hình 4.39: Chốt cố định, chốt di động, bạc di động.................................................84
Hình 4.40: Thanh cố định 1 và 2 ..............................................................................84
Hình 4.41: Cụm dẫn trượt.........................................................................................85
Hình 4.42: Cụm đỡ cam ........................................................................................... 86
Hình 4.43: Thân máy ................................................................................................86
Hình 4.44: Thanh điều chỉnh 2 và hộp giảm tốc ......................................................87
Hình 4.45: Các chi tiết lắp với hộp giảm tốc ............................................................87

Hình 4.46: Tấm đỡ động cơ 1 và 2 ...........................................................................88
Hình 4.47: Tấm đỡ hộp giảm tốc và tủ điện .............................................................88
Hình 4.48: Nắp bảo vệ ..............................................................................................88
Hình 4.49: Chân chống dùng vịng đệm chén .......................................................... 89
Hình 4.50: Mơ hình sau khi hồn tất ........................................................................89
Hình 5.1: Mơ hình thực tế ………….. .....................................................................90
xii


Hình 5.2: Một vài mẫu sau khi cán ..........................................................................95
Hình 5.3: Biểu đồ biểu diễn mối liên hệ giữa biên độ dao động A và lượng đã cán
với chiều dài vật sau khi cán .....................................................................................96
Hình 5.4: Biểu đồ biểu diễn mối liên hệ giữa biên độ dao động A và lượng đã cán
với bề rộng vật sau khi cán........................................................................................96
Hình 5.5: Mẫu cán có dao động ngang và khơng có dao động ngang .....................97
Hình 5.6: Bề mặt các mẫu cán ..................................................................................98
Hình 5.7: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=4.5mm) cho tới khi đứt ... 98
Hình 5.8: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=4mm) cho tới khi đứt ......99
Hình 5.9: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=3.5mm) cho tới khi đứt ... 99
Hình 5.10: Đồ thị biểu diễn lực kéo mẫu (bề dày mẫu B=3mm) cho tới khi đứt ..100
Hình 5.11: Biểu đồ biểu diễn lực kéo đứt các mẫu thử ..........................................101
Hình 5.12: Biều đồ biểu diễn kích thước tinh thể trung bình mặt 1………………102
Hình 5.13: Biểu đồ biểu diễn kích thước tinh thể trung bình mặt 2………………102

xiii


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

1.1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay, với yêu cầu ngày càng cao của con người trong các lĩnh vực kỹ thuật
và vật liệu, với mong muốn tạo ra những loại vật liệu có độ bền cao ứng dụng trong
các máy móc, thiết bị nhằm tăng tuổi thọ, độ bền của chúng nên con người đã nghiên
cứu, phát triển nhiều phương pháp để tăng độ bền kim loại và phương pháp gia cơng
bằng áp lực là một trong số đó.
Gia cơng biến dạng là một trong những phương pháp cơ bản để chế tạo các chi
tiết máy và các sản phẩm kim loại thay thế cho phương pháp đúc hoặc gia công cắt
gọt. Gia công biến dạng thực hiện bằng cách dùng áp lực tác dụng lên kim loại ở trạng
thái nóng hoặc nguội làm cho kim loại vượt qua giới hạn đàn hồi, dẫn đến thay đổi
hình dạng của vật thể kim loại mà khơng phá huỷ tính liên tục và độ bền của chúng.
Phương pháp gia công bằng áp lực được sử dụng rộng rãi trong các ngành công
nghiệp ô tơ, hàng khơng và trong nhiều chi tiết cơ khí,… Các phương pháp gia công
này bao gồm đúc, rèn, hàn, tiện… Có thể thấy rằng hơn 70% các sản phẩm kim loại
được sản xuất bởi công nghệ gia công áp lực nói chung và cơng nghệ cán nói riêng
(Đỗ Hữu Nhơn, 2006). Vì vậy các cơng nghệ cán có tầm quan trọng đặt biệt trong
việc tạo hình kim loại.
So với phương pháp đúc, gia công bằng áp lực tạo ra sản phẩm có độ bền cao
hơn, cơ tính vật liệu cải thiện, độ chính xác, độ bóng bề mặt cao hơn, tiết kiệm vật
liệu do gia công không phoi và năng suất lao động cao hơn vì ứng dụng được máy
móc trong q trình làm việc, dẫn đến giá thành sản phẩm giảm. Tuy nhiên, đối với
những phương pháp gia cơng áp lực thơng thường điển hình là phương pháp cán, mặc
dù sản phẩm sau cán đạt được những ưu điểm hơn so với ban đầu nhưng thực sự vẫn
chưa tạo ra được sản phẩm đạt độ bền cao, độ bóng bề mặt cao hơn mà khơng ảnh
hưởng đến độ dẻo, dai vật liệu đặc biệt là đối với vật liệu cán là kim loại màu như
vàng, bạc, đồng, nhôm,…Trong đó nhơm là vật liệu thường được sử dụng trong các
ngành cơng nghiệp như ơ tơ, máy bay,…địi hỏi phải có cơ tính tốt, khối lượng nhẹ,
độ bóng bề mặt cao. Vì vậy, cần phải có phương pháp để tạo ra các kim loại, hợp kim
màu đạt được độ bền, độ cứng, độ dẻo, độ dai, cũng như cải thiện được cấu trúc vật
liệu.


1


1.1.2 Các phương pháp gia cơng áp lực truyền thống

Hình 1.1: Sơ đồ các phương pháp gia công áp lực truyền thống
(Nguồn: Nguyễn Văn Thái, 2006, Võ Trần Khúc Nhã (biên dịch), 2007)
(a) Cán
(d) Rèn khuôn
(b) Kéo
(e) Dập Chồn
(c) Ép trực tiếp và gián tiếp
Sau khi qua các phương pháp gia cơng áp lực truyền thống để tạo hình và phơi
thì kim loại có xu hướng biến cứng, hố bền nhưng độ dẻo và độ dai giảm hay có xu
hướng biến giịn. Vì vậy hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta đã và đang nghiên
cứu công nghệ mới để tạo ra vật liệu có độ bền cao nhưng không làm giảm độ dẻo,
độ dai của vật liệu. Đó là cơng nghệ biến dạng dẻo mãnh liệt (SPD).
1.1.3 Một vài phương pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (Server Plastic
Deformation – SPD)
Các phương pháp gia công biến dạng dẻo mãnh liệt (SPD) được định nghĩa là
các quá trình gia cơng kim loại với biến dạng dẻo rất lớn để tạo ra kim loại có hạt siêu
mịn (UFG - kích thước hạt trung bình nhỏ hơn 1µm). Mục đích của các phương pháp
SPD cho việc tạo ra kim loại có hạt siêu mịn là sản xuất ra các chi tiết có khối lượng
2


nhẹ hơn do đặc tính độ bền cao của nó và sự thân thiện với mơi trường. Các hạt có
kích thước nhỏ làm cho độ bền kéo tăng lên mà không làm giảm độ dai va đập của
kim loại, điều này khác so với các phương pháp hoá bền như xử lý nhiệt.

Các q trình gia cơng SPD có thể chia thành hai nhóm chính:
- Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp SPD cho q trình gia cơng các kim loại
khối không liên tục như:
 Ép kim loại qua góc kênh khơng đổi (Equal Chanel Angular Pressing - ECAP)
được đưa ra đầu tiên bởi Segal (1977).
 Kaveh Edalati cùng với Zenji Horita (2011) đề xuất phương pháp xoắn kim
loại dưới áp lực cao (High-Pressure Torsion - HPT).

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý các phương pháp SPD nhóm thứ nhất
(Nguồn: Segal, 1997; Valiev, Krasilnikvo và Tsenev, 1991)
(a) Phương pháp ECAP
(b) Phương pháp HPT
Nguyên lý gia công của hai phương pháp trong nhóm thứ nhất được thể hiện
trên Hình 1.2 là phương pháp đầu tiên của phương pháp SPD được đưa ra để sản xuất
các vật liệu có cấu trúc hạt siêu mịn (UFG) và đã thu hút được sự nghiên cứu của các
nhà khoa học trong những năm gần đây (Valiev et al., 2000; Kim et al., 2004; P.Quang
et al., 2009).
 Đối với phương pháp ECAP: kim loại được ép qua hai kênh có tiết diện mặt
cắt khơng đổi và giao với nhau một góc ϕ. Kim loại bị biến dạng mãnh liệt do
bị biến dạng cắt tại khu vực giao nhau của hai kênh (khu vực ABC với góc
khn Ψ).

3


 Đối với phương pháp HPT: kim loại bị nén với áp lực cao đến vài GPa và đồng
thời bị biến dạng xoắn.
Có thể thấy rằng hai phương pháp này có thể tạo ra được vật liệu có cấu trúc hạt
siêu mịn, tuy nhiên cả hai phương pháp đều chưa thể đưa vào sản xuất vơi quy mô
lớn do các nhược điểm như: năng suất thấp và kích cỡ phơi nhỏ.

Vì vậy các phương pháp mới tiếp tục được nghiên cứu, cụ thể là các phương
pháp SPD thuộc nhóm thứ 2 có thể khắc phục được nhược điểm trên và có tiềm năng
rất lớn cho việc sản xuất các vật liệu có cấu trúc hạt siêu mịn với quy mơ lớn.
- Nhóm thứ hai bao gồm các phương pháp SPD cho việc gia công liên tục trên kim
loại tấm như là:
 Cán dính tích luỹ (Accumulative Roll-Bonding - ARB) được nghiên cứu bởi
Y. Saito, H. Utsunomiya, N. Tsuji và T. Sakai (1998).
 Quá trình lặp lại gấp nếp và nắn thẳng kim loại (Repetitive Corrugation and
Straightening - RCS) được khám phá bởi Huang et al. (2001).
 Cán kim loại qua góc kênh khơng đổi (Equal Channnel Angular Rolling ECAR) của Lee et al. (2003).
 Quá trình tương ứng ép kim loại qua góc kênh khơng đổi (Equal Channel
Angular Pressing-Conform, ECAP-Conform) của Raab et al. (2004).
 Cán kim loại với vận tốc hai trục cán khác nhau với tỉ lệ cao (High-Ratio
Differential Speed Rolling- HRDSR) của Kim et al. (2006).
 Sự nghiên cứu gần đây là phương pháp cán kim loại với sự tích hợp của dao
động dọc trục của trục cán (Through-Width Vibration Rolling Process TWVR) của Hsieh et al. (2009, 2012), Phạm Huy Tuân, Trần Quốc Cường,
Dung-An Wang (2013).

4


Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý các phương pháp SPD trong nhóm hai
(Nguồn: Saito et al., 1998; Huang et al., 2001; Lee et al., 2003; Raab et al., 2004;
Kim et al., 2006; Hsieh et al., 2009, 2012)
(a) ARB
(c) ECAR
(e) HRDSR
(b) RCS

(d) ECAP-Conform


(f) TWVR
5


Nguyên lý gia công phổ biến của các phương pháp trong nhóm hai được thể
hiện lần lượt trong Hình 1.3 chủ yếu dựa vào sự kết hợp của các phương pháp cán
truyền thống và phương pháp SPD để phù hợp cho việc sản xuất với quy mô lớn và
tạo ra kim loại có cấu trúc hạt siêu mịn.
Tuy nhiên, khả năng ứng dụng của các phương pháp này trong quy mơ cơng
nghiệp cịn hạn chế do q trình gia cơng phức tạp, kích cỡ phơi nhỏ và lượng biến
dạng kim loại còn nhỏ.
Một phương pháp mới đã được chứng minh là có thể sản xuất các tấm kim loại
với bề mặt lớn có cấu trúc hạt siêu mịn là HRDSR, được nghiên cứu bởi Kim et al.
(2006). Nguyên lý của phương pháp này được thể hiện trong Hình 1.3e.
 Phương pháp HRDSR là phương pháp cán truyền thống nhưng vận tốc của hai
trục cán là khác nhau. Phôi được cán qua một bước cán duy nhất với chiều
dày giảm 70%.
 Phôi bị biến dạng cắt rất lớn và biến dạng khá đồng đều dọc theo hướng chiều
dày.
Có thể thấy rằng phương pháp HRDSR có tiềm năng rất lớn trong việc gia cơng
hợp kim có độ bền cao như là hợp kim nhơm. Hơn nữa, HRDSR là q trình gia cơng
liên tục và chỉ yêu cầu qua duy nhất một bước cán để tạo ra cấu trúc hạt siêu mịn bên
trong vật liệu. Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp trước. Tuy
nhiên, dù phôi chỉ qua một lần cán với chiều dày giảm khá lớn (giảm 70%) nhưng
trong q trình gia cơng thì phơi bị biến dạng cắt đạt hiệu quả chưa cao. Các vấn để
này có thể được khắc phục trong phương pháp được phát triển gần nhất là phương
pháp cán tích hợp dao động ngang TWVR.
Ngồi các phương pháp trên thì phương pháp cán lạnh (Cryorolling) đã được sử
dụng gần đây để kết hợp với các phương pháp SPD tạo ra vật liệu có cấu trúc hạt siêu

mịn. Cán lạnh là một quá trình xử lý đơn giản ở nhiệt độ thấp mà yêu cầu lực tác dụng
tương đối nhỏ để gây ra biến dạng dẻo mãnh liệt nhằm tạo ra các đặc tính cấu trúc tế
vi kết tinh trong các loại vật liệu. Phương pháp sử dụng kỹ thuật cán phơi có nhiệt độ
thấp hơn nhiệt độ Nitơ lỏng được sử dụng rộng rãi để cải thiện các tính chất của vật
liệu. Cán lạnh có thể đáp ứng tốt cho các ứng dụng cơng nghiệp quy mơ lớn của các
vật liệu có cấu trúc nano. Cán lạnh được xem là một trong số con đường tiềm năng
để sản xuất các hợp kim nhơm có hạt siêu mịn dạng khối. Độ bền kéo và độ dai của
vật liệu được cải thiện do sự loại bỏ quá trình hồi phục của vật liệu trong suốt quá
trình cán lạnh. Hơn nữa, cán lạnh có nhiều thuận lợi như việc yêu cầu biến dạng dẻo
thấp hơn, quy trình sản xuất đơn giản và khả năng sản xuất vật liệu một cách liên tục
(Hailiang et al.. 2016).
6


Hình 1.4: Minh họa phương pháp tạo hạt siêu mịn UFG trên hợp kim nhôm tấm
bằng phương pháp Cryorolling
(Nguồn: H. Yu et al, 2016)
1.1.4 Các kết quả nghiên cứu về cách tạo hạt siêu mịn UFG bằng phương pháp
SPD điển hình trong và ngồi nước
1.1.4.1 Nghiên cứu “Tensile strength and deformation microstructure of Al–
Mg–Si alloy sheet by through-width vibration rolling process” của nhóm tác giả
Yue-Ting Chen, Dung-An Wang, Jun-Yen Uan, Tsung-Hsien Hsieh, Te-Chang
Tsai tại National Chung Hsing University, 250 kuo-kuang Rd., Taichung 402,
Taiwan, ROC [20]
Các nhà khoa học Đài Loan đã chế tạo, thử nghiệm thành cơng máy cán tích
hợp dao động ngang của trục cán theo nguyên lý biến dạng dẻo mãnh liệt (SPD) của
vật liệu (còn gọi là phương pháp TWVR).
Máy có hai trục cán quay ngược với nhau và được truyền động bằng động cơ
thuỷ lực. Bên cạnh chuyển động quay, trục cán dưới đồng thời dao động ngang dọc
trục và cũng được truyền động bởi động cơ thuỷ lực. Hai trục cán được gia công bằng

nhau có đường kính 150mm và được điều khiển quay với vận tốc quay khơng đổi 2
vịng/phút. Trục cán dưới dao động ngang với tần số không đổi 5Hz và biên độ dao
động được thay đổi từ 0 đến 2.5 mm. Quá trình cán được tiến hành qua 4 bước cán
với mỗi bước cán thì chiều dày phơi giảm đi 40% với vật liệu phôi được tiến hành là
hợp kim nhôm AA6061 có một số thành phần hóa học như sau 0.64Si, 0.43Fe,
0.23Cu, 0.12Mn, 0.86Mg, 0.17Cr, 0.01Ni, 0.04Zn, 0.06Ti.
Mẫu có kích thước: Bề dày T=5mm, bề rộng W=20mm, chiều dài L=100mm.
7


Hình 1.5: Mơ hình minh họa phương pháp Through-width vibrationrolling (TWVR)
(Nguồn: Hsieh et al., 2012)

Hình 1.6: Mối liên hệ giữa các đại lượng nghiên cứu
(Nguồn: Hsieh et al., 2012)
a) Bề rộng tăng gấp đôi (W/2) và biên độ dao động (Amplitude)
b) Giới hạn chảy (Yield strength), độ bền kéo giới hạn (Ultimate tensile
strength) và biên độ dao động khi mẫu ở nhiệt độ 100oC
c) Cán mẫu ở nhiệt độ 100oC với biên độ dao động 1.5mm. Hóa già mẫu
đã cán ở 100oC trong 2 giờ. Biểu đồ thể hiện độ bền kéo khi tiếp tục hóa
già mẫu ở 130oC từ 0 đến 18 giờ

8


Hình 1.7: Tổ chức tế vi ở biên độ dao động 1.5mm
(Nguồn: Hsieh et al., 2012)
a) Mũi tên màu trắng cho thấy tổ chức tế vi với kích thước nano và mũi tên màu
đen cho thấy sự chuyển vị
b) Hóa già mẫu cán ở 100oC trong 2 giờ và tiếp tục hóa già ở 130oC trong 4 giờ

c) Hóa già mẫu cán ở 100oC trong 2 giờ và tiếp tục hóa già ở 130oC trong 18 giờ

9


Từ các kết quả của phương pháp TWVR nhóm nhận thấy rằng ngồi lực cán
của hai trục cán thì vật cán còn chịu tác động của dao động rung của trục cán dưới
với tần số tương đối lớn 5Hz theo hướng vng góc với hướng lăn để tạo ra biến dạng
dẻo theo bề rộng vật cán. Vật sau khi cán đạt được tổ chức tế vi có cấu trúc hạt mịn,
độ bền kéo và độ bền dẻo tăng hơn so với khi cán không dao động. Tuy nhiên vật cán
bị biến dạng cong do khả năng đàn hồi bên trong của vật liệu.
Những kết quả trên sẽ là cơ sơ và tiền đề để nhóm nghiên cứu tham khảo, thử
nghiệm trên thiết bị mà nhóm chế tạo.
1.1.4.2 Nghiên cứu “Microstructure evolution of accumulative roll bonding
processed pure aluminum during cryorolling” của nhóm tác giả Hailiang Yu,
Hui Wang, Cheng Lu, A. Kiet Tieu, Huijun Li, Ajit Godbole, Xiong Liu, Xing
Zhao tại University of Wollongong và Chunhua (Charlie) Kong tại University of
New South Wales [18]

Hình 1.8: Mơ hình thực nghiệm của phương pháp cán lạnh (cryorolling)
(Nguồn: S.M. Dasharath, Suhrit Mula, 2016)
Đây là phương pháp tạo ra được cấu trúc hạt siêu mịn (ultrafine-grained hay
UFG) và cấu trúc hạt nano (nano-grained hay NG) với quá trình cán kết hợp với làm
lạnh vật cán bởi Nitơ lỏng giúp cho vật sau khi cán hạn chế được biến dạng hình học
do SPD gây ra. Mẫu được thí nghiệm là mẫu nhơm CP Al (AA1050 và AA1060).

10