Quy chuẩn và những lưu ý khi nhiệt luyện khuôn dập nguội

Nhiệt luyện khuôn dập nguội là một bước quan trọng trong quá trình sản xuất và gia công khuôn mẫu. Quy trình này không chỉ giúp tăng độ cứng, độ bền mà còn nâng cao tuổi thọ của khuôn dập. Đồng thời đảm bảo hiệu suất làm việc và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Để hiểu rõ hơn về loại nhiệt luyện này, hãy cùng theo dõi thông tin được chia sẻ chi tiết dưới đây.

Yêu cầu trong nhiệt luyện khuôn dập nguội

Khuôn dập nguội thường phải làm việc trong môi trường có áp lực lớn và chịu độ mài mòn cao. Do đó, thép dùng để chế tạo khuôn dập nguội (như dao cắt) cần đáp ứng các yêu cầu sau:

• Độ bền cao: Để chịu được tải trọng liên tục trong quá trình làm việc, khuôn dập cần phải có độ bền cao.
• Chống mòn và chống mỏi: Khả năng chống mài mòn và chống mỏi cao là điều cần thiết để đảm bảo khuôn hoạt động hiệu quả và bền bỉ.
• Độ dẻo dai: Khả năng chống phá hủy và chịu mỏi giúp khuôn có thể hoạt động ổn định trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
• Ổn định kích thước: Khuôn phải giữ được sự ổn định về kích thước trong suốt quá trình sử dụng, đảm bảo độ chính xác cho sản phẩm.
• Tổ chức đồng đều và đẳng hướng: Cấu trúc vật liệu cần đồng đều và đẳng hướng để tăng độ bền và khả năng chống mài mòn.
• Khả năng gia công tốt: Vật liệu phải dễ gia công để đáp ứng yêu cầu sản xuất và sửa chữa khuôn.
• Khả năng cắt dây hoặc hàn: Để dễ dàng xử lý và bảo trì, khuôn cần có khả năng cắt dây hoặc hàn.

Quy trình khuôn dập nguội trong nhiệt luyện

Đây là quá trình xử lý nhiệt để tăng cường các tính chất cơ học của khuôn, như độ cứng, độ bền, và khả năng chống mài mòn. Dưới đây là các bước cơ bản trong quy trình nhiệt luyện khuôn dập nguội:

• Chuẩn bị khuôn: Trước khi tiến hành nhiệt luyện, khuôn cần được làm sạch để loại bỏ các chất bẩn, dầu mỡ, hoặc tạp chất trên bề mặt. Việc làm sạch giúp quá trình nhiệt luyện diễn ra đồng đều và đạt hiệu quả cao.
• Gia nhiệt ban đầu: Khuôn được gia nhiệt từ từ đến một nhiệt độ xác định (thường từ 700°C đến 800°C) để giảm ứng suất bên trong và tạo điều kiện cho cấu trúc hạt ổn định. Giai đoạn này giúp tăng độ dẻo dai và giảm nguy cơ nứt gãy trong quá trình gia công tiếp theo.
• Tôi: Sau khi đạt đến nhiệt độ tôi, khuôn được làm nguội nhanh chóng bằng cách nhúng vào chất làm nguội như dầu, nước, hoặc khí. Quá trình này làm cho khuôn đạt được độ cứng cao, nhưng cũng có thể gây ra ứng suất bên trong, vì vậy cần thực hiện đúng cách để tránh nứt.
• Ram: Sau khi tôi, khuôn sẽ được ram ở nhiệt độ thấp hơn (thường từ 150°C đến 500°C) để giảm bớt ứng suất và tăng độ dẻo dai. Quá trình ram giúp điều chỉnh độ cứng của khuôn, giúp nó đủ cứng để chống mòn nhưng vẫn dẻo dai để chống lại sự nứt gãy.
• Ủ: Đôi khi, khuôn còn được ủ ở nhiệt độ vừa phải (từ 200°C đến 300°C) để loại bỏ ứng suất dư còn lại sau quá trình gia công hoặc nhiệt luyện. Bước này giúp khuôn ổn định kích thước và giảm nguy cơ biến dạng trong quá trình sử dụng.
• Làm nguội chậm: Sau khi ram, khuôn cần được làm nguội từ từ trong môi trường kiểm soát để tránh ứng suất nhiệt và đảm bảo kích thước khuôn ổn định. Thông thường, khuôn sẽ được làm nguội trong lò hoặc trong không khí.
• Kiểm tra chất lượng: Sau quá trình nhiệt luyện, khuôn cần được kiểm tra chất lượng, bao gồm độ cứng, độ dẻo dai, và khả năng chống mài mòn. Nếu cần, khuôn sẽ được gia công thêm hoặc nhiệt luyện lại để đạt được các tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu.
• Gia công hoàn thiện: Sau khi kiểm tra đạt yêu cầu, khuôn có thể được gia công hoàn thiện như mài, đánh bóng, hoặc xử lý bề mặt để đạt độ chính xác và chất lượng bề mặt cần thiết cho quá trình dập nguội.

Những lưu ý khi nhiệt luyện khuôn dập nguội

Để đảm bảo khuôn dập nguội đạt được độ bền, độ cứng và tuổi thọ tối ưu, quá trình nhiệt luyện cần được thực hiện một cách cẩn trọng. Dưới đây là những lưu ý quan trọng mà bạn cần nắm rõ khi tiến hành nhiệt luyện khuôn dập nguội nhằm tránh các lỗi thường gặp và đảm bảo chất lượng của khuôn trong quá trình sản xuất. 

Nhiệt độ phân cấp ban đầu thấp

Trong quá trình nhiệt luyện, nếu nhiệt độ phân cấp lần đầu quá thấp, đặc biệt với thép hợp kim cao, ứng suất dư do gia công trước đó sẽ không được loại bỏ hoàn toàn. Quá trình ram ở nhiệt độ thấp sau khi tôi không chỉ không khử hết được ứng suất sinh ra, mà còn chưa hình thành được các hạt bít nhỏ và mịn, phân bố đều trên nền mactenxit ram, vốn là yếu tố quan trọng giúp tăng khả năng chống mài mòn của khuôn. Khi mactenxit được ram ở nhiệt độ cao hơn, mặc dù độ cứng giảm nhưng độ dẻo dai tăng, giúp kéo dài tuổi thọ của khuôn.

Tốc độ nung

Nung với tốc độ quá nhanh có thể gây nứt. Ở nhiệt độ thấp, tốc độ nung nên duy trì ở mức 120-150°C/h để đảm bảo an toàn, trong khi ở nhiệt độ cao hơn, tốc độ có thể tăng lên 200-250°C/h. Việc kiểm soát tốc độ nung là rất quan trọng để tránh hiện tượng nứt và đảm bảo chất lượng khuôn.

Cơ tính của thép phù hợp với điều kiện làm việc

Khuôn đột dập phải chịu lực va đập và mài mòn, do đó nên chọn độ cứng thấp hơn (khoảng 56-58 HRC) so với khuôn dập vuốt (khoảng 58-60 HRC). Cấu trúc tế vi nên có các hạt cacbit nhỏ và mịn, phân bố đều, nhằm tăng độ dai va đập và khả năng chống mài mòn, đồng thời tránh ứng suất bên trong.

Hiện tượng thấm hoặc thoát C trong thép

Khi nhiệt độ vượt quá 800°C, quá trình thấm C hoặc thoát C có thể xảy ra, dẫn đến hiện tượng mềm bề mặt, tạo ứng suất và gây nứt. Để tránh tình trạng này, tốt nhất nên tôi thép trong lò chân không để kiểm soát quá trình nhiệt luyện tốt hơn.

> Xem thêm:

• Nhiệt luyện thép gió là gì? 1 số thông tin về thép gió
• Tổng hợp 5 phương pháp xử lý nhiệt cho vật liệu thép không gỉ
• Các phương pháp làm tăng độ cứng của thép Cacbon

Nhiệt độ tôi không hợp lý

Nếu nhiệt độ tôi quá cao, có thể dẫn đến hiện tượng thô hạt, thậm chí chảy cục bộ, gây nguy hiểm và làm giảm chất lượng khuôn. Tránh để nhiệt độ quá cao để không gây thô hạt, nứt, hoặc tạo ra nhiều austenit dư, làm giảm độ cứng và gây biến dạng. 

Ngược lại, nếu nhiệt độ tôi quá thấp, sản phẩm sẽ có độ dẻo cao hơn nhưng không đạt được độ cứng mong muốn. Để có tính chất tốt sau khi ram, cần điều chỉnh nhiệt độ tôi sao cho các hạt cacbit tan hoàn toàn, đạt độ cứng tối ưu.

Nhiệt luyện khuôn dập nguội đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về vật liệu, quy trình và kỹ thuật. Hy vọng rằng với những thông tin chia sẻ bởi Công ty Mặt Trời Xanh sẽ giúp bạn nắm được những kiến thức cần thiết để áp dụng hiệu quả trong công việc nhiệt luyện.