3.3. Tổ chức thép ở trạng thái cung cấp
Thép SKD11 với tổng hàm lượng các nguyên tố hợp kim từ 14,35-17,25 % là thuộc họ Lêđêbuarit, sau khi đúc, lượng cácbit lớn, có dạng xương cá thô. Vì vậy, cần phải rèn để vỡ vụn các bít xương cá, ủ hay thường hoá trước khi sử dụng. Khảo sát các thép do Công ty kim khí Thăng long cung cấp, với nhiều đợt thép khác nhau và nguồn vật liệu khác nhau, chúng tôi thấy rằng, hầu hết các thép các bít vẫn còn dạng xương cá, phân bố định hướng theo phương rèn. Các bít này không mất đi trong quá trình nhiệt luyện sau này, đây sẽ là một trong những nguyên nhân rất dễ gây nứt vỡ cho khuôn, nhất là khi khuôn chế tạo có mặt cắt ngang vuông góc với định hướng của cácbit xương cá. Hình 2 là tổ chức ban đầu của thép SKD11 ở trạng thái cung cấp, với cacbit thô định hướng theo phương rèn.
Hình 2. Tổ chức SKD11 ở trạng thái cung cấp X500
3.4. Qui trình nhiệt luyện hiện đang sử dụng:
Qui trình nhiệt luyện đang được áp dụng ở nhiều công ty trên địa bàn Hà nội được đưa ra trên hình 3.
Hình 3. Quy trình tôi và ram khuôn dập
Nhiệt độ phân cấp lần đầu trong qui trình không hợp lý vì hơi thấp (500°C), nhiệt độ này với thép hợp kim cao chưa khử triệt để ứng suất dư do gia công trước đó. Ram thấp sau khi tôi, một mặt không khử hết được ứng suất sinh ra khi tôi, mặt khác chưa tạo ra được các bít nhỏ mịn, phân bố đều trên nền mactenxit ram, đây chính là yếu tố làm tăng khả năng chống mài mòn của khuôn. Mactenxit khi ram ở nhiệt độ cao hơn có độ cứng thấp hơn, đồng thời dẻo dai hơn, góp phần tăng đáng kể tuổi thọ của khuôn.
Hình 4. Tổ chức tế vi của khuôn dập thìa tại cá vùng có chiều dày khác nhau
Hình 4 là ảnh tổ chức tế vi của khuôn dập thìa bị vỡ sau một thời gian làm việc, kết quả của ram thấp cho thấy, hầu như không có cacbit nhỏ mịn phân bố đều, chỉ có cacbit thô định hướng theo phương rèn của tổ chức ban đầu, phần tiết diện dày lượng cacbit này còn lại nhiều hơn (vùng A) do được hòa tan ít hơn vùng có chiều dày mỏng hơn (vùng B). Ngoài ra, các qui trình trên quy trình không thấy dẫn giải về tốc độ nung, đây là một chỉ tiêu quan trọng đối với khuôn dập làm bằng SKD11 do hệ số truyền nhiệt của các thép này thấp.
Tốc độ nung cao có thể dẫn đến hiện tượng nứt. ở vùng nhiệt độ thấp, tốc độ nung nhỏ, chỉ nên khoảng 120-150°C/h, ở vùng nhiệt độ cao, tốc độ có thể tăng lên 200-250°C/h. 3.5 Cơ tính của thép phải thích hợp với điều kiện làm việc của từng loại khuôn Khuôn đột dập, làm việc trong điều kiện chịu va đập và mài mòn, độ cứng nên chọn thấp hơn (56- 58HRC) so với khuôn dập vuốt (58-60HRC), đồng thời tổ chức tế vi nên có nhiều cácbít nhỏ mịn phân bố đều, tăng độ dai va đập , khả năng chống mài mòn và không có ứng suất.
4. Kết luận
Nghiên cứu các nguyên nhân dẫn đến tuổi thọ khuôn thép bao gồm:
– Chọn thép làm khuôn thích hợp với chủng loại khuôn và sản lượng sản phẩm
– Nguồn thép cung cấp cần phải ổn định về thành phần hoá học cũng như tổ chức tế vi ở trạng thái cung cấp
– Tránh thoát các bon bằng cách bảo vệ khi nung
– Chế độ xử lý nhiệt hợp lý: tốc độ nung, nhiệt độ nung phân cấp, nhiệt độ nung kết thúc, thời gian giữ nhiệt, môi trường tôi là các yếu tố phải được thiết lập cụ thể với từng chủng loại khuôn để đảm bảo tổ chức tế vi và cơ tính thoả mãn điều kiện làm việc
Những kết luận trên đây là cơ sở để thiết lập cho nghiên cứu xác lập qui trình nhiệt luyện cho thép làm khuôn dập với tuổi thọ tăng lên.
[symple_box color=”yellow” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài Liệu Tham Khảo
- Bruce Wright. “Selection of material for blanking and piercing die”. Research Engineer General Motor Division General Motors corporation. 1980
- Bruce Wright. “Selection of material for press forming die” Research Engineer General Motor Division General Motors corporation. 1985
- Bruce Wright. “Selection of material for Deep drawing die”. Research Engineer General Motor Division General Motors corporation. 1990
- “ Metals Handbook Ninth Edition- Volume 4 Heat Treatment”, American Society For Metals, 1981
- Daniel S Zamborsky. “Distortion in tool steel”. Coporate Metallurgist Warner and Swasey Company. 1980
- Tool Steel; Doosan- Heavy Industry Constraction; 2008
- I.I. Novikov; Theoria Termicheskaia Obrabotka
[/symple_box][symple_clear_floats]
