Các nhà khoa học từ Đại học Liên bang Siberia (Krasnoyarsk) đã tạo ra một hệ thống để sản xuất các sản phẩm hợp kim nhôm bằng phương pháp cán không cần phôi. Đây là một quy trình gia công kim loại kết hợp nhiều giai đoạn gia công kim loại trong một thao tác duy nhất.
Theo các nhà phát triển, đây là thiết bị đầu tiên trên thế giới thực hiện đồng thời các công đoạn đúc, cán và ép. Nhờ đó, thiết bị cho phép thu được phôi dạng thanh, kể cả từ phế liệu hợp kim nhôm tái chế như vụn và mạt kim loại, giúp giảm chi phí sản phẩm hoàn thiện.
“Chúng tôi đã nộp đơn xin hai bằng sáng chế, vì phương pháp và thiết bị cán và ép thanh hợp kim nhôm không cần phôi đã được phát triển lần đầu tiên” , Sergey Sidelnikov, Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Giáo sư Khoa Gia công kim loại bằng áp lực tại Viện Kim loại màu thuộc Đại học Liên bang Siberia, cho biết.
**Bộ quizz text 5 câu đã chỉnh sửa (bỏ cụm "Theo bài viết" ở câu 3)**
Câu 1: Các nhà khoa học Đại học Liên bang Siberia đã phát triển thiết bị gì để sản xuất sản phẩm hợp kim nhôm?
A. Máy đúc phôi truyền thống kết hợp với lò nung riêng.
B. Hệ thống cán nguội sử dụng phôi đúc nhập khẩu.
C. Thiết bị kết hợp đúc, cán và ép trong một công đoạn duy nhất.
D. Máy ép lạnh sử dụng hợp kim nhôm nguyên chất.
Giải thích:
Các nhà khoa học từ Đại học Liên bang Siberia (Krasnoyarsk) đã tạo ra thiết bị đầu tiên trên thế giới kết hợp đúc, cán và ép trong một hoạt động liên tục. Hợp kim nhôm được nấu chảy trong lò trộn, đổ vào các con lăn làm mát bằng nước để kết tinh thành phôi vuông, sau đó được định hình thành que. Phương pháp này loại bỏ nhu cầu sản xuất phôi đúc truyền thống, tăng năng suất và cho phép sử dụng phế liệu tái chế như vụn và mạt nhôm để giảm chi phí. Công nghệ này được lãnh đạo bởi Sergey Sidelnikov (Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Nhà phát minh Xuất sắc của Liên bang Nga) và đã nộp đơn xin hai bằng sáng chế.
Đáp án đúng là: C.
Câu 2: Lợi ích chính của phương pháp mới trong việc sản xuất que biến tính (modifier rods) từ phế liệu là gì?
A. Que biến tính có độ bền thấp hơn phương pháp truyền thống.
B. Không cần sử dụng nguyên liệu nhập khẩu đắt đỏ.
C. Que biến tính được sản xuất chậm hơn nhưng chất lượng cao hơn.
D. Phương pháp chỉ áp dụng cho hợp kim nhôm nguyên chất.
Giải thích:
Phương pháp mới cho phép sản xuất que biến tính (modifier rods) từ phế liệu thứ cấp (như vụn nhôm chứa magiê và silic) mà không cần phôi đúc truyền thống. Các que này dùng để bổ sung titan và bo vào hợp kim nhôm, ngăn ngừa nứt gãy trong sản phẩm như đinh tán, đai ốc, vít. Thử nghiệm cho thấy que từ phế liệu có độ bền tương đương phương pháp cũ. Điều này giúp thay thế phôi biến tính nhập khẩu đắt đỏ mà các nhà máy Nga đang phụ thuộc, đồng thời giảm chi phí và tận dụng chất thải sản xuất. Các chuyên gia từ NUST MISIS và Đại học Kỹ thuật Nhà nước Magnitogorsk đánh giá cao tiềm năng tiết kiệm năng lượng và hiệu quả kinh tế.
Đáp án đúng là: A.
Câu 3: Tại sao các nhà máy Nga hiện nay phải nhập khẩu phôi biến tính cho hợp kim nhôm?
A. Vì Nga không sản xuất được hợp kim nhôm.
B. Do chi phí sản xuất nội địa quá cao và thiếu công nghệ.
C. Vì phôi biến tính chỉ dùng cho mục đích quân sự.
D. Do không có nhu cầu sử dụng que biến tính.
Giải thích:
Hợp kim nhôm nguyên chất dễ bị nứt trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm như đinh tán, đai ốc, vít nếu không được biến tính bằng titan và bo. Các nhà máy Nga hiện phụ thuộc vào phôi biến tính nhập khẩu vì chi phí cao và chưa có sản xuất nội địa. Phương pháp mới của SFU giải quyết vấn đề này bằng cách sản xuất que biến tính từ phế liệu thứ cấp, giúp cấu trúc phôi được biến tính kinh tế hơn. Công nghệ sử dụng mô hình hóa máy tính để tối ưu hóa nhiệt độ, tốc độ, biến dạng và công suất động cơ, sau đó thử nghiệm thực tế với lô que từ phế liệu.
Đáp án đúng là: D.
Câu 4: Thiết bị mới hoạt động như thế nào để tạo ra que hợp kim nhôm?
A. Nấu chảy nhôm rồi cán nguội riêng lẻ.
B. Đổ kim loại nóng chảy vào con lăn làm mát để kết tinh và định hình que liên tục.
C. Ép phôi đúc sẵn thành que mà không cần đúc.
D. Sử dụng lò nung riêng để tạo phôi vuông trước khi cán.
Giải thích:
Thiết bị kết hợp ba quá trình: nấu chảy hợp kim nhôm trong lò trộn, đổ kim loại nóng chảy vào các con lăn làm mát bằng nước để kết tinh nhanh thành phôi vuông, sau đó cán và ép liên tục để định hình thành que với kích thước và hình dạng quy định. Phương pháp này cho phép sản xuất từ nhiều loại hợp kim nhôm khác nhau, tăng tốc độ và hiệu quả so với quy trình truyền thống (đúc phôi riêng, sau đó cán/ép). Các nhà khoa học đã tối ưu hóa thông số bằng mô hình hóa máy tính và thử nghiệm lô que biến tính từ phế liệu, chứng minh tính khả thi.
Đáp án đúng là: B.
Câu 5: Theo các chuyên gia, lợi ích kinh tế và kỹ thuật lớn nhất của công nghệ này là gì?
A. Tăng chi phí sản xuất do cần thiết bị đắt đỏ.
B. Tiết kiệm năng lượng, sử dụng phế liệu tái chế và tăng tốc độ sản xuất đáng kể.
C. Chỉ áp dụng cho sản xuất quy mô nhỏ.
D. Không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối.
Giải thích:
Các chuyên gia như Torgom Hakobyan (NUST MISIS) nhấn mạnh tiết kiệm năng lượng bằng cách loại bỏ công đoạn ủ và nung nóng trong quy trình biến dạng truyền thống, đồng thời sử dụng nguyên liệu thứ cấp giúp giảm chi phí. Alexander Pesin (Đại học Kỹ thuật Nhà nước Magnitogorsk) cho rằng phương pháp tăng tốc độ đúc-cán đáng kể và mang lại lợi ích kinh tế lớn nhờ tận dụng chất thải. Công nghệ này có tiềm năng áp dụng rộng rãi trong ngành nhôm Nga nếu đạt các chỉ số hiệu suất mong muốn. Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Nga và công bố trên tạp chí Metallurg.
Đáp án đúng là: C.
Minh Anh (Theo Izvestia)
