Nên Xử Lý Nhiệt Vật Liệu Làm Khuôn Dập Nguội Bằng Ủ Mềm Hay Thường Hoá Là Tốt Nhất?

Việc chọn phương pháp xử lý nhiệt vật liệu làm khuôn dập nguội là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, độ cứng và tuổi thọ của khuôn. Giữa ủ mềm và thường hóa, mỗi phương pháp mang lại những lợi ích khác nhau, từ khả năng gia công dễ dàng đến độ cứng và khả năng chống mài mòn cao. Vậy đâu là lựa chọn tốt nhất cho khuôn dập nguội của bạn?

1. Giới thiệu về xử lý nhiệt vật liệu làm khuôn dập nguội

Xử lý nhiệt là một trong những công đoạn quan trọng nhất trong quá trình sản xuất các công cụ và thiết bị công nghiệp. Đối với khuôn dập nguội, việc chọn phương pháp xử lý nhiệt thích hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến độ bền, độ cứng và tuổi thọ của khuôn. 

Có nhiều phương pháp xử lý nhiệt khác nhau, nhưng hai phương pháp phổ biến nhất là ủ mềm và thường hóa. Câu hỏi đặt ra là, nên xử lý nhiệt vật liệu làm khuôn dập nguội bằng ủ mềm hay thường hóa để đạt hiệu quả tối ưu?

2. Tổng quan về khuôn dập nguội và vật liệu làm khuôn

Khuôn dập nguội là công cụ được sử dụng trong quá trình gia công kim loại, chủ yếu là để tạo hình và cắt các vật liệu ở nhiệt độ thường. Khuôn dập nguội cần có độ cứng cao, độ bền mỏi tốt, và khả năng chống mài mòn. 

Chính vì vậy, việc xử lý nhiệt vật liệu làm khuôn dập nguội rất quan trọng để đảm bảo khuôn có các đặc tính cơ học đáp ứng được yêu cầu khắt khe trong sản xuất.

Các vật liệu làm khuôn dập nguội thường là thép carbon hoặc thép hợp kim có chứa nguyên tố cacbon, crôm, vanadi, và molypden. Những loại thép này, sau khi qua các bước xử lý nhiệt, sẽ có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, phù hợp với điều kiện làm việc khắc nghiệt của quá trình dập nguội.

3. Phương pháp xử lý nhiệt ủ mềm

Ủ mềm là quá trình xử lý nhiệt với mục tiêu chính là làm giảm độ cứng của vật liệu, cải thiện tính dẻo và khả năng gia công. Trong quá trình ủ mềm, thép được nung lên đến một nhiệt độ nhất định, thường thấp hơn nhiệt độ biến đổi pha, sau đó được làm nguội chậm. 

Mục tiêu là làm thay đổi cấu trúc vi mô của vật liệu, giúp nó dễ dàng gia công hơn mà không gây hỏng hóc.

Ưu điểm của ủ mềm trong xử lý nhiệt vật liệu làm khuôn dập nguội:

• Giảm độ cứng, cải thiện tính dẻo: Giúp việc gia công cơ khí trở nên dễ dàng hơn, đặc biệt trong các quá trình cắt, mài hoặc khoan.

• Ổn định cấu trúc vi mô: Sau quá trình ủ, vật liệu có cấu trúc vi mô đồng đều, giúp giảm thiểu các lỗi trong quá trình gia công.

• Giảm ứng suất bên trong: Ủ mềm còn giúp giảm ứng suất dư trong vật liệu, giúp hạn chế nguy cơ nứt gãy trong quá trình làm việc.

Tuy nhiên, do giảm độ cứng, khuôn sau khi ủ mềm thường không có độ bền và khả năng chịu mài mòn tốt, điều này có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của khuôn dập nguội.

4. Phương pháp xử lý nhiệt thường hóa

Thường hóa là một quá trình xử lý nhiệt giúp tăng độ cứng và cải thiện độ bền của vật liệu. Trong quá trình này, vật liệu được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ biến đổi pha (trên điểm tới hạn của thép), sau đó làm nguội trong không khí. Thường hóa thường được áp dụng để cải thiện cấu trúc hạt, tăng tính đồng đều về cơ tính của vật liệu, và giúp vật liệu có khả năng chống mài mòn tốt hơn.

Ưu điểm của thường hóa trong xử lý nhiệt vật liệu làm khuôn dập nguội:

• Tăng độ cứng và độ bền: Thường hóa giúp cải thiện tính chất cơ học của vật liệu, đặc biệt là độ cứng, điều này làm cho khuôn dập nguội có khả năng chịu lực và mài mòn tốt hơn.

• Tăng khả năng chống mỏi: Khuôn sau khi thường hóa có khả năng chịu được các tải trọng thay đổi lặp đi lặp lại, giúp tăng tuổi thọ của khuôn.

• Giảm độ giòn: Thường hóa giúp giảm độ giòn của vật liệu, giúp khuôn dập nguội hoạt động ổn định hơn dưới các điều kiện làm việc khắc nghiệt.

Mặc dù thường hóa giúp tăng độ cứng, nhưng có thể làm giảm tính dẻo của vật liệu, điều này có thể gây khó khăn trong quá trình gia công sau đó nếu không được tính toán kỹ lưỡng.

5. So sánh giữa ủ mềm và thường hóa trong xử lý nhiệt khuôn dập nguội

Để chọn phương pháp xử lý nhiệt phù hợp cho vật liệu làm khuôn dập nguội, cần xem xét các yếu tố như tính chất cơ học mong muốn, điều kiện làm việc của khuôn, và yêu cầu gia công.

Ủ mềm: Phù hợp khi cần một vật liệu có tính dẻo cao, dễ dàng gia công cơ khí. Nếu khuôn không yêu cầu độ cứng cao và chỉ cần ổn định trong các ứng dụng gia công nhẹ, ủ mềm sẽ là sự lựa chọn tốt. Tuy nhiên, ủ mềm không phải là lựa chọn lý tưởng nếu khuôn cần độ cứng và khả năng chống mài mòn cao.

Thường hóa: Là phương pháp thích hợp khi cần độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao. Thường hóa giúp khuôn có thể chịu được điều kiện làm việc khắc nghiệt, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi sức bền và tuổi thọ cao. Tuy nhiên, nếu sau khi thường hóa cần thực hiện các bước gia công tiếp theo, người ta có thể gặp khó khăn do tính dẻo của vật liệu bị giảm.

>> Xem thêm: Công dụng nhiệt luyện thép CT3 bằng phương pháp nhiệt luyện thấp Cacbon

Kết luận

Việc chọn phương pháp xử lý nhiệt vật liệu làm khuôn dập nguội phụ thuộc vào nhiều yếu tố như yêu cầu cơ học của khuôn, điều kiện làm việc và quy trình sản xuất. 

Nếu yêu cầu gia công cao và vật liệu cần giữ độ dẻo, phương pháp ủ mềm là phù hợp. Ngược lại, nếu cần khuôn có độ bền cao, khả năng chống mài mòn tốt, thì thường hóa sẽ là phương pháp xử lý nhiệt tối ưu.