Xin chào các bạn !

Thật tuyệt vời khi  mỗi ngày được viết , được chia sẻ những bài viết về kiến thức, kinh nghiệm về ngành cơ khí được mình đúc kết từ thực tế quá trình làm việc , trau truốt từng bài viết để chia sẻ đến cộng đồng.

Trong ngành gia công cơ khí , dụng cụ cắt gọt kim loại có vai trò vô cùng to lớn.Chúng được dùng để loại bỏ phoi khỏi phôi bằng cách bóc tách kim loại. Với mỗi loại phôi, chúng cần một loại dụng cụ cắt gọt kim loại phù hợp.

Bài viết này cùng cokhithanhduy tìm hiểu về những vật liệu thường dùng trong chế tạo dụng cụ cắt gọt kim loại nhé !

1. Yêu cầu của vật liệu chế tạo dụng cụ cắt gọt kim loại.

- Dụng cụ cắt gọt kim loại, gia công cơ khí là những dụng cụ có độ cứng cao hơn chi tiết gia công, được lắp đặt vào máy công cụ (máy tiện, máy phay, máy bào, máy khoan,..) nhằm phục vụ cho ngành gia công cơ khí, nhằm mục đích chế tạo ra các chi tiết cơ khí, phục vụ cho việc lắp ráp, chế tạo hoặc sửa chữa máy móc, thiết bị.

- Dụng cụ cắt gọt kim loại phải được làm bằng vật liệu cứng hơn vật liệu bị cắt và công cụ phải chịu được nhiệt được tạo ra trong quá trình cắt gọt kim loại. Ngoài ra, công cụ phải có một dạng hình học cụ thể, với góc độ được thiết kế sao cho cạnh cắt có thể tiếp xúc với phôi mà không làm phần còn lại của công cụ va chạm vào bề mặt vừa gia công xong . Góc mặt cắt cũng quan trọng, như độ rộng , số răng và kích thước lưỡi dao ... rất nhiều yếu tố để tạo ra một dụng cụ cắt gọt kim loại , nhưng nhìn chung dụng cụ cắt gọt kim loại cần phải đáp ứng các yếu tố sau :

  • Độ cứng : phải đủ độ cứng để không bị biến dạng trong quá trình cắt
  • Độ bền cơ học : là khả năng không bị phá hủy khi chịu áp lực rất lớn trong quá trình cắt
  • Độ bền nhiệt : nhiệt sinh ra trong quá trình cắt là khá lớn có thể làm giảm cơ tính của dao
  • Độ bền mài mòn : vì ma sát trong quá trình cắt gọt là cực lớn .

2. Thép dụng cụ

- Thép dụng cụ hay còn gọi là thép cacbon chất lượng cao, đây là chất liệu được sử dụng làm dụng cụ cắt gọt trước đây. Do nó có hàm lượng cacbon cao, có hai loại thép phổ biến là: thép cacbon dụng cụ và thép hợp kim dụng cụ.

  • Thép cacbon dụng cụ: là loại thép có chất lượng cao, độ cứng tốt và khả năng chịu bào mòn trong quá trình cắt khá cao. Tuy nhiên, nó lại có nhược điểm là độ bền nhiệt khá thấp nếu nhiệt độ trong khoảng 200 – 250oC sẽ mất độ cứng của nó. Loại thép cacbon dụng cụ này được dùng để chế tạo các dụng cụ cắt có vận tốc thấp không lớn hơn 10 – 12 m/phút như: dao bào, dụng cụ cắt gỗ, xọc hay những dụng cụ gia công bằng tay như: lưỡi cứ tay, mũi khoan, giũa.
  • Thép hợp kim dụng cụ: là thép cacbon có thêm các nguyên tố kim loại khác như vônfram, crôm, vanadi, silic, mangan nên độ bền nhiệt của dụng cụ cắt được tăng lên cao. Tuy vậy nó cũng chỉ được ứng dụng trong chế tạo các dụng cụ cắt tốc độ thấp. Thép hợp kim dụng cụ thường thấy là thép crôm, thép crôm – mangan – silic, thép crôm – niken, hay thép vonfram.

3. Thép gió

- Thép gió thật ra là thép các bon có hàm lượng cácbon rất cao (0,95%) và hàm lượng khá cao của vônfram (18%) crôm (4,6%) . Thép gió có độ cứng, độ bền mòn cao, nó có độ bền nhiệt khá cao (có khả năng cắt đến nhiệt độ 550 – 600 oC). Tốc độ cắt đến 50 – 60 mét/phút.

- Thép gió là một loại thép dụng cụ có tính chịu nóng rất cao và độ cứng lớn, loại thép này bao gồm các mác thép hợp kim hóa cao, được dùng chủ yếu để làm các dụng cụ cắt gọt. Ở đa số các quốc gia khác thép gió được gọi là "thép cắt nhanh" (thí dụ,tiếng anh : high speed steel) vì thép này khi làm dụng cụ cắt gọt cho phép làm việc với tốc độ rất cao mà không giảm độ cứng của dụng cụ cắt gọt.

- Hiện nay để gia công các vật liệu thông dụng người ta thường dùng những mác thép gió: P6M5 ( 6% volfram, 5% molipden), P6M3 ( 6% volfram, 3% molipden), P12 (12% volfram)...

– Để gia công thép không gỉ có độ bền cao và thép hợp kim có độ cứng và độ dẽo cao (trong điều kiện cắt gọt có va đập) người ta dùng dụng cụ cắt làm bằng thép gió có mác: P18KM2, P10K5M3, P9K5, P6M5K5, P12M2K8M3, P9M4K8,....

4. Hợp kim cứng WC và TiC

                Gia công bằng dao hợp kim

- Trong tất cả các loại vật liệu laàm dụng cụ cắt thường dùng, hợp kim cứng là loại có tính cứng nóng cao hơn cả, hơn 800 độ C, tốc độ cắt có thể đạt tới hàng trăm m/min. 

- Thành phần chủ yếu của mọi loại hợp kim cứng là cacbit: WC (chiếm tỷ lệ cao nhất), TiC, TaC rất cứng và nhiệt độ chảy rất cao, ngoài ra còn có lượng nhỏ côban làm chất dính kết, nhờ vậy bảo đảm độ cứng, tính chống mài mòn và cứng nóng rất cao, hơn nữa đây là bản chất tự nhiên không phải qua nhiệt luyện.

- Hiệu quả sử dụng hợp kim cứng trong cắt gọt cao hơn hẳn thép gió nhưng không thể làm mất vị trí của thép gió là do những nhược điểm sau:

  • Không tạo hình phức tạp được vì dùng cách ép bột chỉ tạo được các mảnh nhỏ đơn giản và sau đó cũng không thể gia công định hình được vì quá cứng, do vậy hợp kim cứng thường chỉ dùng làm dao đơn giản một lưỡi cắt (hầu hết các dao một lưỡi cắt hiện nay bằng hợp kim cứng).
  • Tính giòn tương đối cao, dễ gãy, vỡ, mẻ dưới tải trọng va đập.
  • Tính dẫn nhiệt kém: ~ 50% của thép.

5. Các vật liệu khác

- Hợp kim khoáng gốm (Hợp kim Ceramic): Hợp kim này được chế tạo từ Oxid nhôm(Al2O3) – Corodum bằng cách nghiền nhỏ rồi ép và thiêu kết. Nó cũng được chế tạo thành từng mảnh có hình dáng và kích thước theo tiêu chuẩn như các hợp kim cứng. Hợp kim khoáng gốm có độ bền nhiệt và độ chống mài mòn cao hơn so với các hợp kim cứng khác, tuy vậy nó lại có độ bền thấp hơn và độ giòn cao hơn so với hợp kim cứng.

- Vật liệu siêu cứng (CTM): Là những vật liệu đa tinh thể được tạo thành từ Nitrit Bo.Vật liệu siêu cứng có độ bền nhiệt cao hơn hẳn so với hợp kim khoáng gốm và hợp kim cứng. Vật liệu siêu cứng được dùng để gia công thép, gang, hợp kim khó gia công. Vật liệu siêu cứng thường được dùng để mạ các mảnh dao hợp kim cứng, và dùng để chế tạo dụng cụ hạt mài để mài dao cắt.

- Kim cương nhân tạo: Kim cương nhân tạo được chế tạo ở dạng bột và dạng tinh thể. Từ kim cương nhân tạo dạng bột người ta chế tạo ra đá mài dùng để mài và nghiền các dao hợp kim cứng, đá quý và kim cương.Các dao kim cương  chủ yếu được dùng để gia công tinh kim loại màu,hợp kim và vật liệu không kim loại.

             Dao phay phủ kim cương

Trên đây là tổng quan về những vật liệu thường dùng trong chế tạo dụng cụ cắt gọt kim loại .Hy vọng qua bài viết của mình các bạn sẽ biết thêm về những vật liệu thường dùng trong chế tạo dụng cụ cắt gọt kim loại . Các bạn nếu có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì có thể comment dưới bài viết. Nếu bạn nào có đóng ghóp hay những kinh nghiệm về cơ khí, cơ điện tử cần chia sẻ tới mọi người xin gửi

về email : cokhithanhduy@gmail.com.

Hẹn gặp các bạn ở các bài viết sau, và đừng quên để lại một like để ủng hộ cokhithanhduy nhé !

Tuấn Anh.

Tuan AnhKiến thức cơ khíKim cương nhân tạo,Thép cacbon,Thép gió,Vật liệu thường dùng để chế tạo dụng cụ cắt gọt kim loại
Xin chào các bạn ! Thật tuyệt vời khi  mỗi ngày được viết , được chia sẻ những bài viết về kiến thức, kinh nghiệm về ngành cơ khí được mình đúc kết từ thực tế quá trình làm việc , trau truốt từng bài viết để chia sẻ đến...