Thép gió trong gia công cơ khí

Chia sẻ: Nguyen Van Canh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết tiến hành tổng hợp đầy đủ các loại thép gió được chế tạo hiện nay ở trong nước và trên thế giới bao gồm ký hiệu theo tiêu chuẩn, ứng dụng, thành phần hóa học, cơ lý tính sau các quá trình nhiệt luyện.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thép gió trong gia công cơ khí

T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 THÉP GIÓ TRONG GIA CÔNG C KHÍ Nguy n V n C nh1*, Bùi Minh Tu n2, Bùi Ng c Tri u3, ng V n Long1, Tr n ình Duy4 1 Khoa Xe máy, i h c Ngô Quy n 2 Phòng Qu n lý h c viên, H c vi n K thu t Quân s 3 Tr ng i h c Bình D ng 4 Sinh viên l p b223/d2, i h c Ngô Quy n TÓM T T Thép gió là thép d ng c t c cao v i các c tính c bi t nh tính ch u nóng cao, c ng l n, có th ti n hành nhi t luy n trong gió, làm vi c v i t c cao mà không làm m t i tính n ng c a d ng c . Thép gió c s d ng ch y u ch t o d ng c c t g t trong gia công c khí lên t i 40% t ng s l ng d ng c c t. Bài báo t ng h p y các lo i thép gió c ch t o hi n nay trong n c và trên th gi i: ký hi u theo các tiêu chu n, ng d ng, thành ph n hóa h c, c lý tính sau các quá trình nhi t luy n... N i dung c a bài báo là tài li u tham kh o h u ích cho sinh viên, nhà nghiên c u trong l nh v c khoa h c k thu t. T khóa: V t li u d ng c c t; thép d ng c ; thép d ng c t c cao. HIGH-SPEED TOOL STEELS IN MECHANICAL PROCESSING ABSTRACT High-speed tool steels have special features such as high heat resistance, high rigidity, can conduct heat treatment in the wind and work at high speed without losing the features of the tools. High- speed tool steels are mainly use to manufacture cutting tools in mechanical processing up to 40% of the number of cutting tools. The article fully summarizes the types of high-speed steels are made in our country and in the world: symbols according to different standards, applications, chemical composition, mechanical properties after thermal treatment... The content of the article is a useful reference for students and researchers in the field of technical science. Keywords: Cutting tool materials; tool steels; high-speed tool steels. 1. Gi i thi u chung v thép gió dai khi va p cao nh t trong v t li u d ng c Thép gió là thép h p kim cao c a Cacbon c t c khí. Gi i h n b n u n c a thép gió dao ng trong kho ng t 2800 n 3600MPa [1-3]. v i Volfram, Crom, Molipden, Coban, Vanadi t o thành các carbide r t b n v ng, c dùng V t li u thép gió u tiên c nghiên c u làm d ng c c t có c u trúc ph c t p, v i t c b i hai nhà khoa h c ng i M là Colonel c t l n và tu i th cao. Chúng dùng ch t o Maunsel White và Fred Manville Taylor [1]. các lo i dao ph c t p nh t, ch ch t nh t, r t a Sau ó r t nhi u mã thép gió m i c ch t o d ng nên thép gió có t m quan tr ng quy t nh b i hai nhà khoa h c v t li u ng i Nga là trong ch t o d ng c c t. Thép gió c s . . và . . [2]. i m c d ng ph bi n ch t o d ng c c t b i chúng bi t c a thép gió chính là s phân b u các có nh ng tính ch t u vi t so v i nh ng v t li u carbide ph c t p: M6C (thành ph n c b n là d ng c c t khác nh : b n nhi t, c ng sau Fe3W3C ho c Fe3Mo3C), M23C6 (thành ph n c quá trình nhi t luy n và tính ch ng mài mòn r t b n là Cr23C6), MC (thành ph n c b n là VC) cao. Thép gió có gi i h n b n u n và b n 100
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 d i d ng ma tr n mactenxit v i các tinh th h t máy. b n ch ng mài mòn c a d ng c c nh , m n [1-3]. xác nh, tr c h t, b i c ng, b n, b n nhi t, s l ng và các lo i pha carbide trong c u c ng c a thép gió ph thu c vào thành trúc c a thép gió. Bên c nh ó là kh n ng ph n hóa h c và ph ng pháp hóa nhi t luy n có th t c t 62-70HRC. Thép gió gi ch ng s c nhi t, tính d n nhi t, tính ch ng oxy hóa, bám dính phoi, s khu ch tán, tính ch t c c ng và b n nhi t nhi t cao hóa h c và h s ma sát i v i v t li u c 550-640oC. b n nhi t c a d ng c c tr ng b i nhi t mà t i ó b t u làm gi m tu i th gia công c ng nh h ng l n n b n ch ng c a d ng c . Cùng v i c ng thì b n nhi t mài mòn c a d ng c . Các h t carbide kích là m t trong nh ng tính ch t quan tr ng nh t th c nh , phân b ng u trong mactenxit, c a thép gió [1, 2]. góp ph n làm t ng kh n ng ch ng mài mòn c a thép gió. Các h t carbide l n ho c các c m c a b n c a thép gió c c tr ng b i chúng n i lên c c b trên b m t ma sát làm gi i h n b n u n và nén, b n dai khi va t ng t c mài mòn c a d ng c [2, 3]. p và h s ch ng n t [2]. b n c a d ng c c t t thép gió ph i m b o không ch b m t T nh ng phân tích trên ta th y, thép gió ti p xúc c a dao c t v i chi ti t mà còn c ch a m t l ng l n các nguyên t h p kim: nh ng v trí x y ra hi n t ng u n và ch u mô Vonfram, Crom, Molipden, Coban và Vanadi. men xo n. b n cao b o m tu i th cao cho Chúng t o thành các carbide r t b n v ng có d ng c c t. b n c a thép gió ph thu c vào c ng cao (62-70HRC), b n cao, kh n ng các y u t : kích th c h t, tr ng thái các l p ch u nhi t l n (550-640°C), tính ch ng mài mòn biên c a h t, s phân b các h t carbide, ng và kh n ng ch ng bi n d ng d o cao. i u này su t và l ng d austenit [3]. T ng hàm l ng c gi i thích b i hi u ng làm c ng hai l n Cacbon trong mactenxit t i 0.3-0.5% thì b n hay hi u ng tôi c ng l n 2: khi tôi t o thành t t ng, v i l ng cacbon l n h n thì b n s ch c t vi là mactenxit và hóa c ng b m t khi gi m. b n c a thép gió gi m t l thu n v i ram nhi t cao t 500 n 620°C, gây ra s s t ng kích th c h t và s phân b không gi i phóng các giai o n ông c ng [4]. Chính ng nh t c a các carbide [3]. nh ng tính ch t trên mà d ng c t thép gió có t c c t cao h n nhi u so v i các d ng c làm c tr ng t ng h p c a thép gió là kh t thép d ng c carbon và thép d ng c h p kim n ng ch ng mài mòn cao, nó quy t nh kh (B ng 1) và chúng c s d ng r ng rãi lên t i n ng b o toàn tính ch t c t c a d ng c v i hi u 40% s l ng d ng c c t c khí [1, 2]. su t nh t nh trong khi v n m b o chính xác và ch t l ng b m t gia công c a chi ti t B ng 1. b n nhi t và t c c t c a d ng c t các lo i thép khác nhau [1-3] Lo i thép b n nhi t, oC V n t c c t thép CT45, m/min Thép d ng c cacbon 200-250 10-15 Thép d ng c h p kim 350-400 15-30 Thép gió 550-640 40-60 2. nh h ng c a các nguyên t h p kim n tính ch u nóng cao, ngh a là d ng c c t t thép c , lý tính c a thép gió gió gi c tính n ng c t nhi t cao (550- o Thành ph n c a thép gió có ch a t 0.70 640 C). Tính ch t này có c nh a vào m t n 1.50% C và các nguyên t h p kim Volfram l ng l n Vonfram cùng các nguyên t t o (W), Molibden (Mo), Crom (Cr), Vanadi (V), carbide nh Vanadi, Molipden và Crom [1-3]. Coban (Co). Tính ch t c tr ng c a thép gió là 101
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 Hàm l ng nguyên t Cacbon trong thép nguyên t là 1:1. Bên c nh ó, giá thành c a gió chi m t 0.70 n 1.50% ( i v i các lo i Molipden r h n và kh i l ng riêng l i nh thép gió th ng trong b ng 2). Hàm l ng h n (10.3g/cm3 so v i 19.3g/cm3) nên s thay Cacbon này hòa tan vào mactenxit và t o th c a Mo em l i hi u qu kinh t cao m c dù thành carbide v i các nguyên t W, Mo và V. không c i thi n tính c t g t. T l thay th Khi ch t o thép gió, c thêm 1% V vào thì ph i Mo/W là 1:2 v m t kh i l ng, ngh a là c a thêm 0.10-0.15% C vào thép. Cacbon và 1%Mo thay th c g n 2%W. Ch t ph gia Vanadi có tác d ng làm t ng c ng và tính Molipden thêm vào thép ch t o s t ng tính ch ng mài mòn c a thép gió [2]. ch ng mòn l ch c c b và ch ng mòn k n t Vonfram là nguyên t h p kim quan tr ng t t. Molipden giúp ch ng tác ng thi t clorua. nh t vì có t l cao nh t (6-18%) và t o ra tính L ng Molipden càng cao, thì m c ch u clorua c ng nóng cao c a thép gió. Tính c ng nóng càng cao [1-3]. cao giúp cho d ng c c t t thép gió có n ng Coban là nguyên t không t o thành su t cao và tu i b n l n. Vonfram là nguyên t carbide và ch hòa tan vào S t d ng dung d ch t o thành carbide m nh d ng Me6C (Fe3W3C). r n. Khi hàm l ng Coban hòa tan vào S t l n Khi nung nóng Vonfram hòa tan vào austenit h n 5% thì tính c ng nóng c a thép gió t ng lên nên thép sau khi tôi có c u trúc t vi là rõ r t. Theo tiêu chu n Nga ( OCT) thì thép gió mactenxit ch a nhi u Vonfram. Khi nung nóng ch ch a ho c 5 ho c 8% Coban (b ng 3). i l i hay khi ram carbide Me6C ch ti t ra kh i v i tiêu chu n M (AISI) thì l ng Coban thay mactenxit kho ng 550-570oC, nên thép gió i trong ph m vi 5-12%. Nh c i m c a thép duy trì c c ng cao sau khi nung nóng n gió ch a Coban là d b thoát Cacbon khi tôi và o nhi t 600 C [1-3]. khi hàm l ng nhi u h n 10% thì thép gió b Crom là nguyên t không th thi u trong giòn [1-3]. thép gió v i l ng t 3.5 n 4.5% (b ng 3) có Vanadi, Molipden và Crom liên k t v i tác d ng làm t ng m nh th m khi tôi. Do Cacbon t o thành carbide d ng M6C. Các carbide hàm l ng các nguyên t h p kim Cr+W +Mo này c bi t khó k t t khi ram và ng n c n s cao nên thép gió có kh n ng t tôi c ng, tôi phân h y mactenxit. Vi c ti t ra các carbide phân th u v i ti t di n b t k và có th áp d ng tôi tán x y ra khi ram nhi t cao t 500 n phân c p. Nh có Crom nên thép gió ch u c 600oC gây ra s hóa c tác d ng mòn hoá và g oxi hoá. Hàm l ng g i là hi n t ng c ng th 2 hay tôi c ng l n Crom càng cao thì m c ch ng g càng cao [1-3]. 2 [4]. c ng th 2 và kh n ng ch u nhi t cao c a thép gió c nâng cao c bi t khi a vào Vanadi là nguyên t t o thành carbide r t m t s ch t t o carbide m nh nh Vonfram, m nh. Carbide VC hòa tan r t ít vào austenit khi Molipden và Vanadi. Trong quá trình ram, nung nóng. Trong thép gió, carbide VC d ng nguyên t Vanadi tách ra d ng carbide làm các ph n t c ng, phân tán, làm t ng tính ch ng t ng c ng hi u qu hóa c ng phân tán, còn mài mòn c a thép và gi cho các h t gi c cardide Vonfram và carbide Molipden n m trong kích th c nh khi tôi. Thép gió th ng có ít mactenxit và ng n c n s phân h y c a nh t 1% Vanadi, khi v t quá 2% thì tính ch ng mactenxit. Coban giúp nâng cao n ng l ng c a mài mòn t ng lên nh ng không nên dùng quá l c liên k t gi a các nguyên t , ng n c n s k t 5% vì làm gi m m nh tính mài [1-3]. t carbide và t ng phân tán c a chúng [1-4]. Molipden là nguyên t h p kim quan Carbide gi a các nguyên t h p kim (còn tr ng trong thép gió, dùng thay th Vonfram g i là carbide h p kim) c ng có tác d ng làm có giá thành t và t l cao. Molipden có tính t ng c ng, tính ch ng mài mòn c a thép gió. ch t và c u trúc tinh th t ng ng nh Thép làm d ng c t t nh t ph i là lo i thép có Vonfram nên có th thay th cho nhau theo t l 102
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 hàm l ng Cacbon và hàm l ng các nguyên t ram, các carbide h p kim ti t ra kh i mactenxit h p kim cao. Bên c nh ó, các carbide khó hòa và k t t l i nhi t cao h n so v i xementit tan vào austenit khi nung nóng nên m t m t trong thép cacbon. Chính vì v y mà thép gió nâng cao nhi t tôi, m t khác chúng l i gi gi c c ng cao c a tr ng thái tôi khi làm c các h t nh khi nung, i u này giúp nâng vi c nhi t 500-600oC, t c có tính c ng cao dai và c tính nói chung. Trong quá trình nóng hay b n nóng cao [2, 3]. B ng 2. Thành ph n hóa h c c a các lo i thép gió [5-12] Thành ph n hóa h c, % kh i l ng Mác thép C Co Cr Mo V W Si HS0-1-4 0.77-0.85 - 3.90-4.40 4.00-4.50 0.90-1.10 - 0.65 HS1-4-2 0.85-0.95 - 3.60-4.30 4.10-4.80 1.70-2.20 0.80-1.40 0.65 HS18-0-1 0.73-0.83 - 3.80-4.50 - 1.00-1.20 17.20-18.70 0.45 P9 0.85-0.95 0.50 3.80-4.40 1.00 2.30-2.70 8.50-9.50 0.50 HS2-9-2 0.95-1.05 - 3.50-4.50 8.20-9.20 1.70-2.20 1.50-2.10 0.70 HS1-8-1 0.77-0.87 - 3.50-4.50 8.00-9.00 1.00-1.40 1.40-2.00 0.70 HS3-3-2 0.95-1.03 3.80-4.50 2.50-2.90 2.20-2.50 2.70-3.00 0.45 HS6-5-2 0.80-0.88 - 3.80-4.50 4.70-5.20 1.70-2.10 5.90-6.70 0.45 HS6-5-2C 0.86-0.94 - 3.80-4.50 4.70-5.20 1.70-2.10 5.90-6.70 0.45 HS6-5-3 1.15-1.25 - 3.80-4.50 4.70-5.20 2.70-3.20 5.90-6.70 0.45 HS6-5-3C 1.25-1.32 - 3.80-4.50 4.70-5.20 2.70-3.20 5.90-6.70 0.70 HS6-6-2 1.00-1.10 - 3.80-4.50 5.50-6.50 2.30-2.60 5.90-6.70 0.45 HS6-5-4 1.25-1.40 - 3.80-4.50 4.20-5.00 3.70-4.20 5.20-6.00 0.45 HS6-5-2-5 0.87-0.95 4.50-5.00 3.80-4.50 4.70-5.20 1.70-2.10 5.90-6.70 0.45 HS6-5-3-8 1.23-1.33 8.00-8.80 3.80-4.50 4.70-5.30 2.70-3.20 5.90-6.70 0.70 HS10-4-3-10 1.20-1.35 9.50-10.50 3.80-4.50 3.20-3.90 3.00-3.50 9.00-10.00 0.45 HS2-9-1-8 1.05-1.15 7.50-8.50 3.50-4.50 9.00-10.00 0.90-1.30 1.20-1.90 0.70 HS2-10-1-8 1.05-1.20 7.50-8.50 3.60-4.40 9.00-10.00 1.00-1.30 1.20-1.80 0.45 HS18-1-2-5 0.85-0.95 4.70-5.20 3.80-4.40 1.00 1.80-2.20 17.00-18.50 0.50 HS18-1-2-10 0.76 9.50 4.15 0.65 1.55 18.00 0.45 HS12-1-4-5 1.30-1.45 4.50-5.00 3.80-4.50 0.70-1.00 3.50-4.00 11.50-12.50 0.45 P9K5 0.90-1.00 5.00-6.00 3.80-4.40 1.00 2.30-2.70 9.00-10.50 0.50 P9K10 0.90-1.00 9.00-10.50 3.80-4.40 1.00 2.00-2.60 9.00-10.50 0.50 HS12-1-4 1.20-1.35 - 3.80-4.50 0.70-1.00 3.50-4.00 11.50-12.50 0.45 HS12-1-2 0.90-1.05 0.50 3.80-4.30 1.00 2.50-3.00 12.00-13.00 0.50 12 3 10 3 1.20-1.30 9.50-10.50 3.50-4.00 2.50-3.00 2.30-2.70 12.00-13.00 0.50 kh n ng duy trì c ng không th p h n 3. Thép gió th ng HRC58 nhi t làm vi c n 620oC. Các mác 3.1. Phân lo i, thành ph n hóa h c, tính ch t thép này khác nhau ch y u c tính và tính sau quá trình nhi t luy n công ngh . Nhóm thép này th ng c dùng Thép gió th ng là lo i thép gió c ch gia công thép cacbon, thép h p kim th p, h p t o theo ph ng pháp úc, c chia làm 2 kim màu, plastic. nhóm [2]: Nhóm thép gió có n ng su t c t cao, trong Nhóm thép gió có n ng su t c t bình thành ph n có ch a Coban và hàm l ng Vanadi th ng g cao. Ví d nh : P6M5K5, P9M4K8, P9K5, và thép Vonfram-Molipden (P6M3, P6M5) có P9K10, P10K5 5, P18K5 2... Nhóm thép này có c ng (HRC64-66), tính ch ng mài mòn và 103
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 c ng nóng cao (640-650oC) h n nhóm thép d ng nhi u tiêu chu n trong s n xu t thép gió: tr c, nh ng l i thua v b n và d o. Thép phôi tròn và phôi nh hình nh 1133-71; gió n ng su t cao dùng gia công thép b n 1051-73; 2590-2006; 2591- nóng có t ch c austenite, thép ch ng n mòn, 2006; phôi d ng t m và thanh th ng ( thép có b n cao và các v t li u khó gia công 4405-75). B ng s li u này giúp ích cho sinh khác. Nhóm thép gió n ng su t cao có giá thành viên, nhà nghiên c u Vi t Nam trong vi c g i bài cao, do ó gi m giá thành ng i ta tìm cách báo khoa h c t i các n ph m và các h i th o h n ch kim lo i quý Vonfram. Vi c nghiên c u, khoa h c qu c t khi nghiên c u v thép gió. ch t o thép gió v i hàm l ng Vonfram th p và B ng 4 trình bày c ng sau , nhi t tôi không có Vonfram là m t trong nh ng h ng và c ng tr ng thái sau tôi và ram c a thép nghiên c u hi n nay trên th gi i. gió. Ta th y, thép gió HS0-1-4 là lo i thép gió B ng 3 ch ra s t ng quan các mác thép không có Volfram c ng v i hàm l ng Vanadi gió th ng theo các tiêu chu n c a m t s qu c th p nên c ng sau và sau quá trình tôi và gia và khu v c: TCVN, tiêu chu n Châu Âu ram là th p nh t. Vi c nghiên c u, ch t o thép (ISO), tiêu chu n Nga ( ng gió không có Volfram mà v n gi c các tính anh GOST), tiêu chu n M (ASTM ho c AISI), ch t c a thép gió là m t trong nh ng h ng tiêu chu n Anh (EN) và tiêu chu n Nh t B n nghiên c u v v t li u d ng c c t hi n nay [2, 3]. (JIS). i v i tiêu chu n Nga, hi n nay còn s B ng 3. Ký hi u thép gió th ng theo các tiêu chu n [5-12] TCVN 8285:2009 Tiêu chu n Nga Tiêu chu n M Tiêu chu n Anh Tiêu chu n Nh t ISO 4957:2004 5950-2000 ASTM A600-92a EN 10028-2:2017 JIS G4403 HS0-1-4 - 1.3325 - HS1-4-2 - 1.3326 - HS18-0-1 P18 T1 1.3355 SKH2 - P9 M35 1.3243 - HS2-9-2 - M41 1.3348 SKH58 HS1-8-1 - M1 1.3327 - HS3-3-2 11P3AM3 2 - 1.3333 - HS6-5-2 M2 1.3339 SKH51 P6M5 HS6-5-2C M2 reg. C 1.3343 - HS6-5-3 M3 Class 2 1.3344 SKH53 6 5 3 HS6-5-3C M3 1.3345 - HS6-6-2 P6M6 M3 Class 1 1.3350 SKH52 HS6-5-4 6 5 4 M4 1.3351 SKH54 HS6-5-2-5 P6M5K5 M35 1.3243 SKH55 HS6-5-3-8 P6M5K8 M3 Class 2 +Co 1.3244 SKH40 HS10-4-3-10 P9M4K8 T42 1.3207 SKH57 HS2-9-1-8 M42 1.3247 P2M9K8 SKH59 HS2-10-1-8 M30 - HS18-1-2-5 P18K5 2 T4 1.3255 SKH3 HS18-1-2-10 - T5 1.3265 SKH4 HS12-1-4-5 P12 4K5 T15 1.3202 SKH10 - P9K5 T12008 - - - P9K10 - - - HS12-1-4 P9 5 - 1.3302 - HS12-1-2 12 3 - 1.3318 SKH6 - 12 3 10 3 - - - 104
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 3.2. ng d ng c a các lo i thép gió th ng 6 5 5 có nh t àn h i cao, kh n ng Nhóm thép Vonfram và Vonfram- ch ng mài mòn t t, tính mài cao dùng ch Molipden có n ng su t c t bình th ng: Thép t o d ng c gia công bán tinh thép h p kim ch t P12 ch t o t t c các lo i d ng c gia công l ng cao và thép ch u nhi t trong i u ki n thép cacbon và thép h p kim; Thép 18 dùng l i c t làm vi c nhi t r t cao; Thép P9K5 ch t o d o ti n, khoan, phay, dao ti n ren, dao có tính ch u nhi t cao, nh t àn h i th p, kh chu t, dao doa, các lo t n ng ch ng mài mòn cao, tính mài th p dùng c uv i b n lên t i 1000MPa, kh n ng làm ch t o d ng c gia công thép và h p kim ch u vi c t t n 600° ; Thép P9 ch t o các d ng nhi t, thép có c ng cao; Thép 14 4 ch t o c n gi n dùng gia công thép k t c u các d ng c có hình d ng n gi n gia công th ng; Thép P6M5 dùng ch t o t t c các v t li u có tính c ng và giòn không yêu c u cao lo i d ng c gia công thép cacbon và thép h p v ch t l ng. Ngoài ra 14 4 còn dùng ch kim. Thép P6M5 và P6AM5 c s d ng ph t o d ng c gia công tinh thép h p kim và h p bi n ch t o d ng c t o ren và làm vi c kim; Thép 18 2 5 dùng ch t o d ng c trong i u ki n có t i tr ng va p; Thép P6M3 gia công thô và bán tinh thép k t c u và thép ch t o các d ng c có kích th c không l n h p kim trong i u ki n gia t ng ch c t; gia công tinh và bán tinh thép k t c u; Thép Thép 6 5 3 có hàm l ng cacbon th p, có 6 5 3 dùng ch t o d ng c gia công nh t àn h i cao, kh n ng ch ng mài mòn tinh và bán tinh thép k t c u và thép h p kim và tính mài t t, c dùng ch t o d ng c k t c u [2, 6]. gia công tinh và bán tinh thép k t c u và thép Nhóm thép gió có n ng su t c t cao: Thép h p kim k t c u; Thép 9 4 8 có hàm l ng gió P9K10 dùng ch t o d ng c gia công cacbon b m t và tính nh t àn h i th p, kh thô và bán tinh thép cacbon và thép h p kim n ng ch ng mài mòn cao, tính mài th p c trong i u ki n t ng ch c t; Thép 18 2 dùng ch t o các d ng c nh d ng c c t dùng ch t o các d ng c gia công bán tinh bánh r ng, dao phay, dao ti n nh hình, m i và tinh thép k t c u h p kim trung bình; Thép doa, dao taro t o ren khi gia công thép không g , gió 18 5 2 có tính ch t t ng tính ch u nhi t, thép ch u nhi t có b n cao và thép h p kim nh t àn h i th p, tính ch ng mài mòn và hóa t t trong i u ki n l i c t ch u tác ng tính mài t t dùng ch t o d ng c gia công c a nhi t cao; Thép 10 5 5 dùng ch thô và bán tinh các lo i thép h p kim cao, thép t o d ng c gia công thô và bán tinh các lo i v t ch u nhi t và thép ch ng mài mòn; Thép gió li u có c ng cao; Thép 2 9 5 có hàm 11 3 3 2 có tính ch u nhi t t t, nh t àn l ng cacbon b m t cao và th ng b quá nhi t h i cao, kh n ng ch ng mài mòn t t nh ng tính khi tôi, có nh t àn h i t t, kh n ng ch ng mài kém dùng gia công thép cacbon và thép mài mòn cao nh ng tính mài th p dùng ch h p kim th p có b n t i 784MPa; Thép gió t o d ng c gia công thép h p kim t t và thép 12 3 có tính ch u nhi t t t khi tôi, nh t àn ch u nhi t; Thép 9 5 ch t o các d ng c n h i cao, kh n ng ch ng mài mòn t t, tính mài gi n không yêu c u nhi u v nguyên công mài kém dùng ch t o các d ng c gia công tinh dùng gia công v t li u có c ng cao và thép austenit d o, d u n và các lo i v t li u có giòn, thép h p kim [2, 6, 8]. c tính d b n t, m khi gia công; Thép 105
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 B ng 4. c ng sau , nhi t tôi và c ng tr ng thái sau tôi và ram [7] Tính tôi c ng Mác thép c ng sau , Nhi t tôi oC Môi tr ng Nhi t ram c ng TCVN 8285:2009 HBmax o ( 10 ) tôi C ( 10 ) HRCmin HS0-1-4 260 1120 560 60 HS1-4-2 262 1180 560 63 HS18-0-1 269 1260 560 63 HS2-9-2 269 1200 560 64 HS1-8-1 262 1190 560 63 HS3-3-2 255 1190 560 62 HS6-5-2 262 1220 Không khí; 560 64 HS6-5-2C 269 1210 Khí Gas; 560 64 HS6-5-3 269 1200 Mu i nóng 560 64 HS6-5-3C 269 1180 ch y 560 64 HS6-6-2 262 1200 560 64 HS6-5-4 269 1210 560 64 HS6-5-2-5 269 1210 560 64 HS6-5-3-8 302 1180 560 65 HS10-4-3-10 302 1230 560 66 HS2-9-1-8 277 1190 550 66 4. Thép gió b t tr n l n th t u r i a vào khuôn ép nén d i Ngày nay, các chi ti t máy ph c t p, áp l c 100 - 1000 MPa. Mu n có kh i l ng nh ng chi ti t ghép t các v t li u khác bi t, riêng l n và ng u ph i ép d i áp l c cao nh ng chi ti t có c ng cao và nhi t làm ng th i rung c h c. Thiêu k t: Ép xong em vi c cao và siêu cao th ng c ch t o t v t nung nóng n nhi t và trong kho ng th i li u c s n xu t b ng ph ng pháp luy n kim gian xác nh trong chân không ho c trong môi b t. Nh ng chi ti t này c s d ng trong các tr ng khí b o v . S s y ra quá trình k t tinh ngành công nghi p nh : c khí ch t o máy, l i t o ra các h t m i a c nh, các h t liên k t công nghi p h t nhân và v tr ...[3, 13, 14]. b n v ng v i nhau làm t ng c , lý tính c a s n Ngành luy n kim b t Vi t Nam hi n nay v n ph m n giá tr mong mu n. Có th k t h p ép ch a phát tri n, nhi u chi ti t, v t li u c ch t o hình và thiêu k t ng th i vào m t b c t o theo ph ng pháp luy n kim b t ph i t t cm t cao nh t [13]. Quá trình thiêu mua n c ngoài. k t không ch cho phép duy trì tính ng nh t v c u trúc c a v t li u mà còn làm t ng co ngót Công ngh luy n kim b t c s n xu t và m t c a v t li u và c i thi n s ti p xúc t o b t kim lo i, phi kim; c a các h t. Quy trình th c hi n không chính t [3, 13, 14]. Ch t o xác d n n quá trình oxy hóa kim lo i và hình b t kim lo i, h p kim hay phi kim có thành thành s không ng nh t trong kh i b t c a v t ph n úng v i yêu c u d ng b t r n và m n li u thép gió b t, i u này làm gi m b nc a [13]. Ch t o b t kim lo i, phi kim và thành thành ph m. tránh ph n ng oxy hóa, quá ph n c th c hi n nh sau: Th ng s n xu t trình thiêu k t c th c hi n trong môi tr ng b t kim lo i theo ph ng pháp nghi n, phun tia khí Argon và Nit trung tính. C ng có th thiêu kim lo i l ng d i áp l c cao vào môi tr ng k t trong môi tr ng chân không có b sung khí ngu i nhanh, i n phân. T o hình: theo thi t k Hidro và cacbon ioxit. Quá trình này cg i s n ph m l y các lo i b t theo t l xác nh và là ép ng nhi t [3, 14]. 106
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 c i m c a ph ng pháp luy n kim b t: Các mã thép c ch t o b ng ph ng pháp nguyên li u c s d ng g n nh tri t ; s n luy n kim b t trong ký hi u c vi t thêm ch ph m có tính ng nh t cao, phân b ng u PM (power metallurgy) vào cu i, i v i tiêu các lo i carbide và ít ph i gia công thêm; c u chu n GOST c a Nga thì thêm ch trúc t vi không xít ch t luôn có l r ng; x p ( ), ví d : HS10-4-3- thay i tùy theo ph ng pháp công ngh và 10-PM; T42PM; 1.3207-PM; P9M4K8- ; yêu c u ch t o s n ph m [18-20]. Trong ngành P6M5- ... c khí ch t o vi c ch t o thép gió theo ph ng Trong b ng 5 trình bày thành ph n hóa h c pháp luy n kim b t có th t o ra các mác thép c a các mác thép gió b t v i hàm l ng Cacbon gió c h p kim hóa cao và nh ng d ng c có r t l n, có th lên n 2.94%. Ngoài các thành hình d ng ph c t p. Tính u vi t c a thép gió ph n chính trong b ng 5 thì thép gió b t còn có b t c th hi n kh n ng ch ng mài mòn các thành ph n khác v i hàm l ng nh sau: Si t t, ch u nhi t cao và b n l n. b n c a ( 0.6%); Mn ( 0.5%); Ni ( 0.4%); S ( thép gió b t cao h n so v i thep gió c ch 0.03%); P ( 0.03%); Cu ( 0.25%); O ( t o theo ph ng pháp c i n t 1.5 n 3 l n. 0.02%). Các mã thép gió b t có c ng không i u này t c là do s phân b ng u nh h n 58 HRC và b n nhi t sau quá trình các carbide c a Molipden và Vanadi trong c u nhi t luy n tôi và ram trong th i gian 4 gi : trúc c a v t li u, làm cho nó có kh n ng ch u 630° i v i thép gió b t 6 5 3- , tác ng c h c và nhi t t t h n. Khi th c hi n 6 5 5- và 12 5- ; 625° iv i các nguyên công gia công d i áp l c l n, c ng thép gió b t 7 2 6- ; 635° i v i thép nh khi c t g t v t li u v i l ng d l n, không gió b t 9 4 8- và 12 3 5 2- [15]. có d ng c nào t t h n d ng c c làm t thép gió b t [3, 14]. B ng 6 ch ra m t s mác thép gió b t theo các tiêu chu n: Tiêu chu n Nga, M , c. Hi n nay, n c ta ch a có TCVN cho i v i các mác thép gió b t khác c trình lo i thép gió b t. Công ngh luy n kim b t nói bày trong b ng 5 mà không c li t kê trong chung và ch t o thép gió b t nói riêng r t phát b ng 6 thì hi n nay v n ch a có m t tài li u tri n Nga, M t c các mác tham kh o nào công b s t ng ng c a thép gió th ng trình bày m c tr c u có chúng theo các tiêu chu n. th ch t o b ng ph ng pháp luy n kim b t. B ng 5. Thành ph n hóa h c c a các lo i thép gió b t [15-19] Thành ph n hóa h c, % kh i l ng Mác thép C W Cr Mo V Co P6 5 3- 1.25-1.35 5.70-6.70 3.80-4.30 5.50-6.00 3.10-3.70 0.50 ( 99- ) 7 2 6- 1.65-1.75 6.50-7.50 3.80-4.30 1.80-2.30 5.50-6.20 0.50 ( 100- ) 12 5- 1.45 -1.55 11.50-12.50 3.80-4.30 1.00-1.50 4.00-4.60 0.50 ( 70- ) 6 5 5- 1.02-1.09 6.00-7.00 3.80-4.30 4.80-5.30 1.70-2.20 4.80-5.30 ( 101- ) 9 4 8- 1.10-1.20 8.50-9.50 3.00-3.60 3.80-4.30 2.30-2.70 7.50-8.50 ( 102- ) 12 3 5 2- 1.05-1.15 11.50-12.50 3.80-4.30 2.50-3.00 1.80-2.30 5.00-5.50 ( 103- ) 0 2 10- 2.94 0.49 7.95 1.38 9.87 0.15 2 9- 0.83 1.80 3.80 8.50 1.20 - 107
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 2 10 8- 1.15-1.25 2.25-3.00 3.50-4.25 7.5-8.5 1.50-1.75 7.75-8.75 4 3 8- 2.35-2.55 4.00-4.40 4.00-4.40 2.90-3.30 7.60-8.20 0.50 6 5 4- 1.25-1.4 5.25-6.50 3.75-4.75 4.25-5.50 3.75-4.50 - 6 5 3 9- 1.50 9.75 3.75 5.25 3.10 8.50 6 5 3 8- 0.80-0.90 5.50-6.50 3.75-4.5 4.5-5.5 1.75-2.25 7.75-8.75 6 7 6 10- 2.25-2.40 6.00-6.80 3.75-4.50 6.50-7.30 6.00-6.70 9.80-11.00 10 2 5 8- 1.64 10.40 4.80 2.00 4.80 8.00 10 3 4 8- * 10.00 * 1.00 4.00 8.00 12 4-M 1.28 12.00 4.20 0.80 3.80 - 12 6 5- 1.80 12.50 4.00 6.50 5.00 - 12 5 5- 1.50-1.60 11.75-13.00 3.75-5.00 1.00 4.50-5.25 4.75-5.25 D u * - không có d li u công b B ng 6. Ký hi u thép gió b t theo các tiêu chu n [15-19] Tiêu chu n Nga Tiêu chu n c Tiêu chu n M GOST DIN, ISO BOHLER 0 2 10- - CPM 10V 11-PM 2 9- 1.3348-PM S2-9-2 PM M7-PM 2 10 8- 1.3247-PM S2-10-1-8 PM M42-PM 6 5 4- - S690 PM 4-PM 6 5 3 9- - - 48-PM 6 5 3 8- - S590 PM 36-PM 10 2 5 8- - S390 PM - 10 3 4 8- - - - 12 4-MP - S207 PM - 12 6 5- - - 61-PM 12 5 5- 1.3202-PM - 15-PM i v i d ng c c t nói chung và d ng c ng ng phát tri n v i nhi u lo i v t li u m i ra c t thép gió nói riêng khi c ch t o xong, i nh : h p kim c ng m i, v t li u g m, v t ng i ta th ng ph lên b m t m t s v t li u li i nh ng c tính ph gia t ng tính ch u nhi t, t ng kh n ng u vi t nh tính ch u nóng cao, c ng l n, có ch ng mài mòn, n mòn hóa h c, ch ng oxi th ti n hành nhi t luy n trong gió, làm vi c v i hóa, t ng b n, c ng... nh m nâng cao tu i t c cao mà không làm m t i tính n ng c a th c a d ng c . Các v t li u ph th ng c d ng c , là v t li u ch t o d ng c c t quan s d ng hi n nay nh : Titanium Nitride (TiN), tr ng không th thi u trong gia công c khí. Xu Titanium Carbide Nitride (TiCN), Titanium h ng phát tri n hi n nay trong nghiên c u ch Aluminum Nitride (TiAlN), FIREX (TiCN- t o thép gió ó là: ch t o các lo i thép gió TiAlN), Nano-FIREX, MolyGlide (trên n n không có Vonfnam mà v n gi a c các tính MoS2), Carbide Bor Nitride (CBN), Crom, oxit ch t c a thép gió có Vonfram; ch t o các lo i nhôm, th thép gió th ng và thép gió b t c v i chi phí ngày càng r h n; nghiên c u và ch t o các mã 5. K t lu n thép gió m i có tính ch t ngày càng u vi t h n. Ngày nay, v t li u d ng c c t không TÀI LI U THAM KH O [1] Joseph R.D., Tool Materials, 501 p., Ohio, ASM International, 1995. 108
T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 05 7/2020 [2] . ., , 304 c., - , , 2014. [3] . ., , ,« - », - , 2013. [4] Stiller K., Karagoz S., Andren H.O., Fischmeister H., Secondary Hardening in High Speed Steels, Le Journal de Physique Colloques, 48(6), pp. 405-410, 1987. [5] Material grade, Meusburger Georg GmbH & Co KG. Ngu n: www.meusburger.com. [6] . Ngu n: http://www.splav-kharkov.com/choose_type_class. php?type_id=4 [7] TCVN 8285:2009, Thép d ng c , 27 tr., Hà N i, T ng c c Tiêu chu n o l ng và Ch t l ng, 2009. [8] 19265-73, . , 22 c., , ( ), 1990. [9] ISO 4957:2004, Tool Steels, 38 p., Geneva, International Organization for Standardization, 2004. [10] ASTM ASTM A600-92a, Standard Specification for Tool Steel High Speed, 13 p., West Conshohocken, ASTM International, 2016. [11] BS EN ISO 4957:2018, Tool Steel, 44 p., London, BSI Standards Publication, 2018. [12] JIS G 4403:2015, High-Speed Tool Steels (Foreign Standard), 22 p., Tokyo, Japanese Standards Association, 2015. [13] Công ngh luy n kim b t. Ngu n: https://meslab.org/threads/cong-nghe-luyen-kim-bot.3329/. [14] . ., . ., . ., . ., , , 4(64), 2011. [15] 28393-89, , . , ( ), 21c., 1991. [16] DIN 17350, Tool Steel: Technical Terms of Delivery, 49p, 1980. [17] PM M48 High Speed Steel. Ngu n: https://www.griggssteel.com/high-speed-steel/pm-m48-steel/. [18] M36 Molybdenum High Speed Tool Steel. Ngu n: https://www.azom.com/article.aspx? ArticleID=6156. [19] S390 MICROCLEAN. Ngu n: https://www.bohler-edelstahl.com/en/products/s390/. [20] Antonella R., Saurav G., Maria L.G., Roberto I., Lucyna J., Vjaceslavs L., Pavel N., Bogdan O.P., Daniele V., The Critical Raw Materials in Cutting Tools for Machining Applications: A Review, Materials (Basel), 13(6), 1377, 2020. 109