T P CHÍ KHOA H C & CƠNG NGH - S 05 7/2020 THÉP GIĨ TRONG GIA CƠNG C Nguy n V n C nh1*, Bùi Minh Tu n2, Bùi Ng c Tri u3, KHÍ ng V n Long1, Tr n ình Duy4 Khoa Xe máy, i h c Ngơ Quy n Phịng Qu n lý h c viên, H c vi n K thu t Quân s Tr ng i h c Bình D ng Sinh viên l p b223/d2, i h c Ngô Quy n TĨM T T Thép gió thép d ng c t c cao v i c tính c bi t nh tính ch u nóng cao, c ng l n, có th ti n hành nhi t luy n gió, làm vi c v i t c cao mà khơng 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 gia cơng c khí lên t i 40% t ng s l ng d ng c c t Bài báo t ng h p y lo i thép gió c ch t o hi n n c th gi i: ký hi u theo tiêu chu n, ng d ng, thành ph n hóa h c, c lý tính sau q trình nhi t luy n N i dung c a báo tài li u tham kh o h u ích cho sinh viên, nhà nghiên c u 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 Highspeed 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 Gi i thi u chung v thép gió Thép gió thép h p kim cao c a Cacbon v i Volfram, Crom, Molipden, Coban, Vanadi t o thành carbide r t b n v ng, c dùng làm d ng c c t có c u trúc ph c t p, v i t c c t l n tu i th cao Chúng dùng ch t o lo i dao ph c t p nh t, ch ch t nh t, r t a d ng nên thép gió có t m quan tr ng quy t nh ch t o d ng c c t Thép gió c s d ng ph bi n ch t o d ng c c t b i chúng có nh ng tính ch t u vi t so v i nh ng v t li u d ng c c t khác nh : b n nhi t, c ng sau trình nhi t luy n tính ch ng mài mịn r t cao Thép gió có gi i h n b n u n b n 100 dai va p cao nh t v t li u d ng c c t c khí Gi i h n b n u n c a thép gió dao ng kho ng t 2800 n 3600MPa [1-3] V t li u thép gió u tiên c nghiên c u b i hai nhà khoa h c ng i M Colonel Maunsel White Fred Manville Taylor [1] Sau ó r t nhi u mã thép gió m i c ch t o b i hai nhà khoa h c v t li u ng i Nga [2] i m c bi t c a thép gió s phân b u carbide ph c t p: M6C (thành ph n c b n Fe3W3C ho c Fe3Mo3C), M23C6 (thành ph n c b n Cr23C6), MC (thành ph n c b n VC) T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S d i d ng ma tr n mactenxit v i tinh th h t nh , m n [1-3] c ng c a thép gió ph thu c vào thành ph n hóa h c ph ng pháp hóa nhi t luy n có th t c t 62-70HRC Thép gió gi c c ng b n nhi t nhi t cao 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 c a d ng c Cùng v i c ng b n nhi t m t nh ng tính ch t quan tr ng nh t c a thép gió [1, 2] b n c a thép gió c c tr ng b i gi i h n b n u n nén, b n dai va p h s ch ng n t [2] b n c a d ng c c t t thép gió ph i m b o khơng ch b m t ti p xúc c a dao c t v i chi ti t mà c nh ng v trí x y hi n t ng u n ch u mô men xo n b n cao b o m tu i th cao cho d ng c c t b n c a thép gió ph thu c vào y u t : kích th c h t, tr ng thái l p biên c a h t, s phân b h t carbide, ng su t l ng d austenit [3] T ng hàm l ng Cacbon mactenxit t i 0.3-0.5% b n t ng, v i l ng cacbon l n h n b n s gi m b n c a thép gió gi m t l thu n v i s t ng kích th c h t s phân b không ng nh t c a carbide [3] c tr ng t ng h p c a thép gió kh n ng ch ng mài mịn cao, quy t nh kh n ng b o tồn tính ch t c t c a d ng c v i hi u su t nh t nh v n m b o xác ch t l ng b m t gia công c a chi ti t B ng b n nhi t t c Lo i thép Thép d ng c cacbon Thép d ng c h p kim Thép gió 05 7/2020 máy b n ch ng mài mòn c a d ng c c xác nh, tr c h t, b i c ng, b n, b n nhi t, s l ng lo i pha carbide c u trúc c a thép gió Bên c nh ó kh n ng 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 hóa h c h s ma sát i v i v t li u c gia công c ng nh h ng l n n b n ch ng mài mòn c a d ng c Các h t carbide kích th c nh , phân b ng u mactenxit, 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 c m c a chúng n i lên c c b b m t ma sát làm t ng t c mài mòn c a d ng c [2, 3] T nh ng phân tích ta th y, thép gió ch a m t l ng l n nguyên t h p kim: Vonfram, Crom, Molipden, Coban Vanadi Chúng t o thành carbide r t b n v ng có c ng cao (62-70HRC), b n cao, kh n ng ch u nhi t l n (550-640°C), tính ch ng mài mịn kh n ng ch ng bi n d ng d o cao i u c gi i thích b i hi u ng làm c ng hai l n hay hi u ng c ng l n 2: t o thành t ch c t vi mactenxit hóa c ng b m t ram nhi t cao t 500 n 620°C, gây s gi i phóng giai o n ơng c ng [4] Chính nh ng tính ch t mà d ng c t thép gió có t c c t cao h n nhi u so v i d ng c làm t thép d ng c carbon thép d ng c h p kim (B ng 1) chúng c s d ng r ng rãi lên t i 40% s l ng d ng c c t c khí [1, 2] c t c a d ng c t lo i thép khác [1-3] b n nhi t, oC 200-250 350-400 550-640 nh h ng c a nguyên t h p kim c , lý tính c a thép gió n Thành ph n c a thép gió có ch a t 0.70 n 1.50% C nguyên t h p kim Volfram (W), Molibden (Mo), Crom (Cr), Vanadi (V), Coban (Co) Tính ch t c tr ng c a thép gió V n t c c t thép CT45, m/min 10-15 15-30 40-60 tính ch u nóng cao, ngh a d ng c c t t thép gió gi c tính n ng c t nhi t cao (550o 640 C) Tính ch t có c nh a vào m t l ng l n Vonfram nguyên t t o carbide nh Vanadi, Molipden Crom [1-3] 101 T P CHÍ KHOA H C & CƠNG NGH - S Hàm l ng nguyên t Cacbon thép gió chi m t 0.70 n 1.50% ( i v i lo i thép gió th ng b ng 2) Hàm l ng Cacbon hòa tan vào mactenxit t o thành carbide v i nguyên t W, Mo V Khi ch t o thép gió, c thêm 1% V vào ph i a thêm 0.10-0.15% C vào thép Cacbon Vanadi có tác d ng làm t ng c ng tính ch ng mài mịn c a thép gió [2] Vonfram nguyên t h p kim quan tr ng nh t có t l cao nh t (6-18%) t o tính c ng nóng cao c a thép gió Tính c ng nóng cao giúp cho d ng c c t t thép gió có n ng su t cao tu i b n l n Vonfram nguyên t t o thành carbide m nh d ng Me6C (Fe3W3C) Khi nung nóng Vonfram hịa tan vào austenit nên thép sau tơi có c u trúc t vi mactenxit ch a nhi u Vonfram Khi nung nóng l i hay ram carbide Me6C ch ti t kh i mactenxit kho ng 550-570oC, nên thép gió trì c c ng cao sau nung nóng n o nhi t 600 C [1-3] Crom nguyên t không th thi u thép gió v i l ng t 3.5 n 4.5% (b ng 3) có tác d ng làm t ng m nh th m Do hàm l ng nguyên t h p kim Cr+W +Mo cao nên thép gió có kh n ng t tơi c ng, tơi th u v i ti t di n b t k có th áp d ng tơi phân c p Nh có Crom nên thép gió ch u c tác d ng mịn hố g oxi hố Hàm l ng Crom cao m c ch ng g cao [1-3] Vanadi nguyên t t o thành carbide r t m nh Carbide VC hòa tan r t vào austenit nung nóng Trong thép gió, carbide VC d ng ph n t c ng, phân tán, làm t ng tính ch ng mài mòn c a thép gi cho h t gi c kích th c nh tơi Thép gió th ng có nh t 1% Vanadi, v t q 2% tính ch ng mài mịn t ng lên nh ng khơng nên dùng q 5% làm gi m m nh tính mài [1-3] Molipden nguyên t h p kim quan tr ng thép gió, dùng thay th Vonfram có giá thành t t l cao Molipden có tính ch t c u trúc tinh th t ng ng nh Vonfram nên có th thay th cho theo t l 102 05 7/2020 nguyên t 1:1 Bên c nh ó, giá thành c a Molipden r h n kh i l ng riêng l i nh h n (10.3g/cm3 so v i 19.3g/cm3) nên s thay th c a Mo em l i hi u qu kinh t cao m c dù khơng c i thi n tính c t g t T l thay th Mo/W 1:2 v m t kh i l ng, ngh a c 1%Mo thay th c g n 2%W Ch t ph gia Molipden thêm vào thép ch t o s t ng tính ch ng mịn l ch c c b ch ng mòn k n t t t Molipden giúp ch ng tác ng thi t clorua L ng Molipden cao, m c ch u clorua cao [1-3] Coban nguyên t không t o thành carbide ch hòa tan vào S t d ng dung d ch r n Khi hàm l ng Coban hòa tan vào S t l n h n 5% tính c ng nóng c a thép gió t ng lên rõ r t Theo tiêu chu n Nga ( OCT) thép gió ch ch a ho c ho c 8% Coban (b ng 3) i v i tiêu chu n M (AISI) l ng Coban thay i ph m vi 5-12% Nh c i m c a thép gió ch a Coban d b Cacbon tơi hàm l ng nhi u h n 10% thép gió b giòn [1-3] Vanadi, Molipden Crom liên k t v i Cacbon t o thành carbide d ng M6C Các carbide c bi t khó k t t ram ng n c n s phân h y mactenxit Vi c ti t carbide phân tán x y ram nhi t cao t 500 n 600oC gây s hóa c g i hi n t ng c ng th hay c ng l n [4] c ng th kh n ng ch u nhi t cao c a thép gió c nâng cao c bi t a vào m t s ch t t o carbide m nh nh Vonfram, Molipden Vanadi Trong trình ram, nguyên t Vanadi tách d ng carbide làm t ng c ng hi u qu hóa c ng phân tán, cardide Vonfram carbide Molipden n m mactenxit ng n c n s phân h y c a mactenxit Coban giúp nâng cao n ng l ng c a l c liên k t gi a nguyên t , ng n c n s k t t carbide t ng phân tán c a chúng [1-4] Carbide gi a nguyên t h p kim (còn g i carbide h p kim) c ng có tác d ng làm t ng c ng, tính ch ng mài mịn c a thép gió Thép làm d ng c t t nh t ph i lo i thép có T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S hàm l ng Cacbon hàm l ng nguyên t h p kim cao Bên c nh ó, carbide khó hịa tan vào austenit nung nóng nên m t m t nâng cao nhi t tôi, m t khác chúng l i gi c h t nh nung, i u giúp nâng cao dai c tính nói chung Trong q trình 05 7/2020 ram, carbide h p kim ti t kh i mactenxit k t t l i nhi t cao h n so v i xementit thép cacbon Chính v y mà thép gió gi c c ng cao c a tr ng thái làm vi c nhi t 500-600oC, t c có tính c ng nóng hay b n nóng cao [2, 3] B ng Thành ph n hóa h c c a lo i thép gió [5-12] Mác thép HS0-1-4 HS1-4-2 HS18-0-1 P9 HS2-9-2 HS1-8-1 HS3-3-2 HS6-5-2 HS6-5-2C HS6-5-3 HS6-5-3C HS6-6-2 HS6-5-4 HS6-5-2-5 HS6-5-3-8 HS10-4-3-10 HS2-9-1-8 HS2-10-1-8 HS18-1-2-5 HS18-1-2-10 HS12-1-4-5 P9K5 P9K10 HS12-1-4 HS12-1-2 12 10 C 0.77-0.85 0.85-0.95 0.73-0.83 0.85-0.95 0.95-1.05 0.77-0.87 0.95-1.03 0.80-0.88 0.86-0.94 1.15-1.25 1.25-1.32 1.00-1.10 1.25-1.40 0.87-0.95 1.23-1.33 1.20-1.35 1.05-1.15 1.05-1.20 0.85-0.95 0.76 1.30-1.45 0.90-1.00 0.90-1.00 1.20-1.35 0.90-1.05 1.20-1.30 Thép gió th ng Thành ph n hóa h c, % kh i l ng Co Cr Mo V 3.90-4.40 4.00-4.50 0.90-1.10 3.60-4.30 4.10-4.80 1.70-2.20 3.80-4.50 1.00-1.20 0.50 3.80-4.40 1.00 2.30-2.70 3.50-4.50 8.20-9.20 1.70-2.20 3.50-4.50 8.00-9.00 1.00-1.40 3.80-4.50 2.50-2.90 2.20-2.50 3.80-4.50 4.70-5.20 1.70-2.10 3.80-4.50 4.70-5.20 1.70-2.10 3.80-4.50 4.70-5.20 2.70-3.20 3.80-4.50 4.70-5.20 2.70-3.20 3.80-4.50 5.50-6.50 2.30-2.60 3.80-4.50 4.20-5.00 3.70-4.20 4.50-5.00 3.80-4.50 4.70-5.20 1.70-2.10 8.00-8.80 3.80-4.50 4.70-5.30 2.70-3.20 9.50-10.50 3.80-4.50 3.20-3.90 3.00-3.50 7.50-8.50 3.50-4.50 9.00-10.00 0.90-1.30 7.50-8.50 3.60-4.40 9.00-10.00 1.00-1.30 4.70-5.20 3.80-4.40 1.00 1.80-2.20 9.50 4.15 0.65 1.55 4.50-5.00 3.80-4.50 0.70-1.00 3.50-4.00 5.00-6.00 3.80-4.40 1.00 2.30-2.70 9.00-10.50 3.80-4.40 1.00 2.00-2.60 3.80-4.50 0.70-1.00 3.50-4.00 0.50 3.80-4.30 1.00 2.50-3.00 9.50-10.50 3.50-4.00 2.50-3.00 2.30-2.70 3.1 Phân lo i, thành ph n hóa h c, tính ch t sau q trình nhi t luy n Thép gió th ng lo i thép gió c ch t o theo ph ng pháp úc, c chia làm nhóm [2]: Nhóm thép gió có n ng su t c t bình th ng g thép Vonfram-Molipden (P6M3, P6M5) có W 0.80-1.40 17.20-18.70 8.50-9.50 1.50-2.10 1.40-2.00 2.70-3.00 5.90-6.70 5.90-6.70 5.90-6.70 5.90-6.70 5.90-6.70 5.20-6.00 5.90-6.70 5.90-6.70 9.00-10.00 1.20-1.90 1.20-1.80 17.00-18.50 18.00 11.50-12.50 9.00-10.50 9.00-10.50 11.50-12.50 12.00-13.00 12.00-13.00 Si 0.65 0.65 0.45 0.50 0.70 0.70 0.45 0.45 0.45 0.45 0.70 0.45 0.45 0.45 0.70 0.45 0.70 0.45 0.50 0.45 0.45 0.50 0.50 0.45 0.50 0.50 kh n ng trì c ng khơng th p h n HRC58 nhi t làm vi c n 620oC Các mác thép khác ch y u c tính tính cơng ngh Nhóm thép th ng c dùng gia công thép cacbon, thép h p kim th p, h p kim màu, plastic Nhóm thép gió có n ng su t c t cao, thành ph n có ch a Coban hàm l ng Vanadi cao Ví d nh : P6M5K5, P9M4K8, P9K5, P9K10, P10K5 5, P18K5 Nhóm thép có c ng (HRC64-66), tính ch ng mài mịn 103 T P CHÍ KHOA H C & CƠNG NGH - S c ng nóng cao (640-650oC) h n nhóm thép tr c, nh ng l i thua v b n d o Thép gió n ng su t cao dùng gia cơng thép b n nóng có t ch c austenite, thép ch ng n mịn, thép có b n cao v t li u khó gia cơng khác Nhóm thép gió n ng su t cao có giá thành cao, ó gi m giá thành ng i ta tìm cách h n ch kim lo i quý Vonfram Vi c nghiên c u, ch t o thép gió v i hàm l ng Vonfram th p khơng có Vonfram m t nh ng h ng nghiên c u hi n th gi i B ng ch s t ng quan mác thép gió th ng theo tiêu chu n c a m t s qu c gia khu v c: TCVN, tiêu chu n Châu Âu (ISO), tiêu chu n Nga ( ng anh GOST), tiêu chu n M (ASTM ho c AISI), tiêu chu n Anh (EN) tiêu chu n Nh t B n (JIS) i v i tiêu chu n Nga, hi n cịn s B ng Ký hi u thép gió th TCVN 8285:2009 ISO 4957:2004 HS0-1-4 HS1-4-2 HS18-0-1 HS2-9-2 HS1-8-1 HS3-3-2 HS6-5-2 HS6-5-2C HS6-5-3 HS6-5-3C HS6-6-2 HS6-5-4 HS6-5-2-5 HS6-5-3-8 HS10-4-3-10 HS2-9-1-8 HS2-10-1-8 HS18-1-2-5 HS18-1-2-10 HS12-1-4-5 HS12-1-4 HS12-1-2 - 104 05 7/2020 d ng nhi u tiêu chu n s n xu t thép gió: phơi trịn phơi nh hình nh 1133-71; 1051-73; 2590-2006; 25912006; phơi d ng t m th ng ( 4405-75) B ng s li u giúp ích cho sinh viên, nhà nghiên c u Vi t Nam vi c g i báo khoa h c t i n ph m h i th o khoa h c qu c t nghiên c u v thép gió B ng trình bày c ng sau , nhi t c ng tr ng thái sau ram c a thép gió Ta th y, thép gió HS0-1-4 lo i thép gió khơng có Volfram c ng v i hàm l ng Vanadi th p nên c ng sau sau q trình tơi ram th p nh t Vi c nghiên c u, ch t o thép gió khơng có Volfram mà v n gi c tính ch t c a thép gió m t nh ng h ng nghiên c u v v t li u d ng c c t hi n [2, 3] ng theo tiêu chu n [5-12] Tiêu chu n Nga Tiêu chu n M 5950-2000 ASTM A600-92a P18 T1 P9 M35 M41 M1 11P3AM3 M2 P6M5 M2 reg C M3 Class M3 P6M6 M3 Class M4 P6M5K5 M35 P6M5K8 M3 Class +Co P9M4K8 T42 M42 P2M9K8 M30 P18K5 T4 T5 P12 4K5 T15 P9K5 T12008 P9K10 P9 12 12 10 - Tiêu chu n Anh EN 10028-2:2017 1.3325 1.3326 1.3355 1.3243 1.3348 1.3327 1.3333 1.3339 1.3343 1.3344 1.3345 1.3350 1.3351 1.3243 1.3244 1.3207 1.3247 1.3255 1.3265 1.3202 1.3302 1.3318 - Tiêu chu n Nh t JIS G4403 SKH2 SKH58 SKH51 SKH53 SKH52 SKH54 SKH55 SKH40 SKH57 SKH59 SKH3 SKH4 SKH10 SKH6 - T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S 3.2 ng d ng c a lo i thép gió th ng Nhóm thép Vonfram VonframMolipden có n ng su t c t bình th ng: Thép P12 ch t o t t c lo i d ng c gia công thép cacbon thép h p kim; Thép 18 dùng ch t o d o ti n, khoan, phay, dao ti n ren, dao chu t, dao doa, lo t c uv i b n lên t i 1000MPa, kh n ng làm vi c t t n 600° ; Thép P9 ch t o d ng c n gi n dùng gia công thép k t c u th ng; Thép P6M5 dùng ch t o t t c lo i d ng c gia công thép cacbon thép h p kim Thép P6M5 P6AM5 c s d ng ph bi n ch t o d ng c t o ren làm vi c i u ki n có t i tr ng va p; Thép P6M3 ch t o d ng c có kích th c khơng l n gia công tinh bán tinh thép k t c u; Thép dùng ch t o d ng c gia công tinh bán tinh thép k t c u thép h p kim k t c u [2, 6] Nhóm thép gió có n ng su t c t cao: Thép gió P9K10 dùng ch t o d ng c gia công thô bán tinh thép cacbon thép h p kim i u ki n t ng ch c t; Thép 18 dùng ch t o d ng c gia công bán tinh tinh thép k t c u h p kim trung bình; Thép gió 18 có tính ch t t ng tính ch u nhi t, nh t àn h i th p, tính ch ng mài mịn tính mài t t dùng ch t o d ng c gia công thô bán tinh lo i thép h p kim cao, thép ch u nhi t thép ch ng mài mòn; Thép gió 11 3 có tính ch u nhi t t t, nh t àn h i cao, kh n ng ch ng mài mòn t t nh ng tính mài dùng gia cơng thép cacbon thép h p kim th p có b n t i 784MPa; Thép gió 12 có tính ch u nhi t t t tôi, nh t àn h i cao, kh n ng ch ng mài mòn t t, tính mài dùng ch t o d ng c gia công tinh thép austenit d o, d u n lo i v t li u có c tính d b n t, m gia cơng; Thép 05 7/2020 5 có nh t àn h i cao, kh n ng ch ng mài mịn t t, tính mài cao dùng ch t o d ng c gia công bán tinh thép h p kim ch t l ng cao thép ch u nhi t i u ki n l i c t làm vi c nhi t r t cao; Thép P9K5 có tính ch u nhi t cao, nh t àn h i th p, kh n ng ch ng mài mịn cao, tính mài th p dùng ch t o d ng c gia công thép h p kim ch u nhi t, thép có c ng cao; Thép 14 ch t o d ng c có hình d ng n gi n gia cơng v t li u có tính c ng giịn khơng yêu c u cao v ch t l ng Ngoài 14 dùng ch t o d ng c gia công tinh thép h p kim h p kim; Thép 18 dùng ch t o d ng c gia công thô bán tinh thép k t c u thép h p kim i u ki n gia t ng ch c t; Thép có hàm l ng cacbon th p, có nh t àn h i cao, kh n ng ch ng mài mịn tính mài t t, c dùng ch t o d ng c gia công tinh bán tinh thép k t c u thép h p kim k t c u; Thép có hàm l ng cacbon b m t tính nh t àn h i th p, kh n ng ch ng mài mịn cao, tính mài th p c dùng ch t o d ng c nh d ng c c t bánh r ng, dao phay, dao ti n nh hình, m i doa, dao taro t o ren gia công thép không g , thép ch u nhi t có b n cao thép h p kim hóa t t i u ki n l i c t ch u tác ng c a nhi t cao; Thép 10 5 dùng ch t o d ng c gia công thô bán tinh lo i v t li u có c ng cao; Thép có hàm l ng cacbon b m t cao th ng b q nhi t tơi, có nh t àn h i t t, kh n ng ch ng mài mịn cao nh ng tính mài th p dùng ch t o d ng c gia công thép h p kim t t thép ch u nhi t; Thép ch t o d ng c n gi n không yêu c u nhi u v nguyên cơng mài dùng gia cơng v t li u có c ng cao giòn, thép h p kim [2, 6, 8] 105 T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S B ng Mác thép TCVN 8285:2009 HS0-1-4 HS1-4-2 HS18-0-1 HS2-9-2 HS1-8-1 HS3-3-2 HS6-5-2 HS6-5-2C HS6-5-3 HS6-5-3C HS6-6-2 HS6-5-4 HS6-5-2-5 HS6-5-3-8 HS10-4-3-10 HS2-9-1-8 c ng sau , nhi t c ng sau , HBmax 260 262 269 269 262 255 262 269 269 269 262 269 269 302 302 277 Nhi t oC ( 10 ) 1120 1180 1260 1200 1190 1190 1220 1210 1200 1180 1200 1210 1210 1180 1230 1190 Thép gió b t Ngày nay, chi ti t máy ph c t p, nh ng chi ti t ghép t v t li u khác bi t, nh ng chi ti t có c ng cao nhi t làm vi c cao siêu cao th ng c ch t o t v t li u c s n xu t b ng ph ng pháp luy n kim b t Nh ng chi ti t c s d ng ngành công nghi p nh : c khí ch t o máy, cơng nghi p h t nhân v tr [3, 13, 14] Ngành luy n kim b t Vi t Nam hi n v n ch a phát tri n, nhi u chi ti t, v t li u c ch t o theo ph ng pháp luy n kim b t ph i t mua n c ngồi Cơng ngh luy n kim b t c s n xu t t o b t kim lo i, phi kim; t [3, 13, 14] Ch t o b t kim lo i, h p kim hay phi kim có thành ph n úng v i yêu c u d ng b t r n m n [13] Ch t o b t kim lo i, phi kim thành ph n c th c hi n nh sau: Th ng s n xu t b t kim lo i theo ph ng pháp nghi n, phun tia kim lo i l ng d i áp l c cao vào môi tr ng ngu i nhanh, i n phân T o hình: theo thi t k s n ph m l y lo i b t theo t l xác nh 106 c ng 05 7/2020 tr ng thái sau tơi ram [7] Tính tơi c ng ram Môi tr ng Nhi t o C ( 10 ) 560 560 560 560 560 560 560 Không khí; 560 Khí Gas; Mu i nóng 560 ch y 560 560 560 560 560 560 550 c ng HRCmin 60 63 63 64 63 62 64 64 64 64 64 64 64 65 66 66 tr n l n th t u r i a vào khuôn ép nén d i áp l c 100 - 1000 MPa Mu n có kh i l ng riêng l n ng u ph i ép d i áp l c cao ng th i rung c h c Thiêu k t: Ép xong em nung nóng n nhi t kho ng th i gian xác nh chân khơng ho c mơi tr ng khí b o v S s y trình k t tinh l i t o h t m i a c nh, h t liên k t b n v ng v i làm t ng c , lý tính c a s n ph m n giá tr mong mu n Có th k t h p ép t o hình thiêu k t ng th i vào m t b c t cm t cao nh t [13] Quá trình thiêu k t khơng ch cho phép trì tính ng nh t v c u trúc c a v t li u mà cịn làm t ng co ngót m t c a v t li u c i thi n s ti p xúc c a h t Quy trình th c hi n khơng xác d n n q trình oxy hóa kim lo i hình thành s khơng ng nh t kh i b t c a v t li u thép gió b t, i u làm gi m b nc a thành ph m tránh ph n ng oxy hóa, trình thiêu k t c th c hi n mơi tr ng khí Argon Nit trung tính C ng có th thiêu k t mơi tr ng chân khơng có b sung khí Hidro cacbon ioxit Quá trình cg i ép ng nhi t [3, 14] T P CHÍ KHOA H C & CÔNG NGH - S c i m c a ph ng pháp luy n kim b t: nguyên li u c s d ng g n nh tri t ; s n ph m có tính ng nh t cao, phân b ng u lo i carbide ph i gia công thêm; c u trúc t vi khơng xít ch t ln có l r ng; x p thay i tùy theo ph ng pháp công ngh yêu c u ch t o s n ph m [18-20] Trong ngành c khí ch t o vi c ch t o thép gió theo ph ng pháp luy n kim b t có th t o mác thép gió c h p kim hóa cao nh ng d ng c có hình d ng ph c t p Tính u vi t c a thép gió b t c th hi n kh n ng ch ng mài mòn t t, ch u nhi t cao b n l n b n c a thép gió b t cao h n so v i thep gió c ch t o theo ph ng pháp c i n t 1.5 n l n i u t c s phân b ng u carbide c a Molipden Vanadi c u trúc c a v t li u, làm cho có kh n ng ch u tác ng c h c nhi t t t h n Khi th c hi n nguyên công gia công d i áp l c l n, c ng nh c t g t v t li u v i l ng d l n, khơng có d ng c t t h n d ng c c làm t thép gió b t [3, 14] Hi n nay, n c ta ch a có TCVN cho lo i thép gió b t Cơng ngh luy n kim b t nói chung ch t o thép gió b t nói riêng r t phát tri n Nga, M t c mác thép gió th ng trình bày m c tr c u có th ch t o b ng ph ng pháp luy n kim b t 05 7/2020 Các mã thép c ch t o b ng ph ng pháp luy n kim b t ký hi u c vi t thêm ch PM (power metallurgy) vào cu i, i v i tiêu chu n GOST c a Nga thêm ch ( ), ví d : HS10-4-310-PM; T42PM; 1.3207-PM; P9M4K8; P6M5 Trong b ng trình bày thành ph n hóa h c c a mác thép gió b t v i hàm l ng Cacbon r t l n, có th lên n 2.94% Ngồi thành ph n b ng thép gió b t cịn có thành ph n khác v i hàm l ng nh sau: Si ( 0.6%); Mn ( 0.5%); Ni ( 0.4%); S ( 0.03%); P ( 0.03%); Cu ( 0.25%); O ( 0.02%) Các mã thép gió b t có c ng khơng nh h n 58 HRC b n nhi t sau trình nhi t luy n ram th i gian gi : 630° i v i thép gió b t 3, 5và 12 5; 625° iv i thép gió b t 6; 635° i v i thép gió b t 8và 12 2[15] B ng ch m t s mác thép gió b t theo tiêu chu n: Tiêu chu n Nga, M , c i v i mác thép gió b t khác c trình bày b ng mà không c li t kê b ng hi n v n ch a có m t tài li u tham kh o công b s t ng ng c a chúng theo tiêu chu n B ng Thành ph n hóa h c c a lo i thép gió b t [15-19] Mác thép P6 3( 99) 6( 100) 12 5( 70) 5( 101) 8( 102) 12 2( 103) 102 9- Thành ph n hóa h c, % kh i l Cr Mo ng C W V Co 1.25-1.35 5.70-6.70 3.80-4.30 5.50-6.00 3.10-3.70 0.50 1.65-1.75 6.50-7.50 3.80-4.30 1.80-2.30 5.50-6.20 0.50 1.45 -1.55 11.50-12.50 3.80-4.30 1.00-1.50 4.00-4.60 0.50 1.02-1.09 6.00-7.00 3.80-4.30 4.80-5.30 1.70-2.20 4.80-5.30 1.10-1.20 8.50-9.50 3.00-3.60 3.80-4.30 2.30-2.70 7.50-8.50 1.05-1.15 11.50-12.50 3.80-4.30 2.50-3.00 1.80-2.30 5.00-5.50 2.94 0.83 0.49 1.80 7.95 3.80 1.38 8.50 9.87 1.20 0.15 - 107 T P CHÍ KHOA H C & CƠNG NGH - S 10 81.15-1.25 82.35-2.55 41.25-1.4 91.50 80.80-0.90 102.25-2.40 10 81.64 10 8* 12 4-M 1.28 12 51.80 12 51.50-1.60 D u * - khơng có d li u công b 2.25-3.00 4.00-4.40 5.25-6.50 9.75 5.50-6.50 6.00-6.80 10.40 10.00 12.00 12.50 11.75-13.00 3.50-4.25 4.00-4.40 3.75-4.75 3.75 3.75-4.5 3.75-4.50 4.80 * 4.20 4.00 3.75-5.00 05 7/2020 7.5-8.5 2.90-3.30 4.25-5.50 5.25 4.5-5.5 6.50-7.30 2.00 1.00 0.80 6.50 1.00 1.50-1.75 7.60-8.20 3.75-4.50 3.10 1.75-2.25 6.00-6.70 4.80 4.00 3.80 5.00 4.50-5.25 7.75-8.75 0.50 8.50 7.75-8.75 9.80-11.00 8.00 8.00 4.75-5.25 B ng Ký hi u thép gió b t theo tiêu chu n [15-19] Tiêu chu n Nga GOST 102 92 10 86 46 96 810 810 812 4-MP 12 512 5- Tiêu chu n c DIN, ISO BOHLER CPM 10V 1.3348-PM S2-9-2 PM 1.3247-PM S2-10-1-8 PM S690 PM S590 PM S390 PM S207 PM 1.3202-PM - i v i d ng c c t nói chung d ng c c t thép gió nói riêng c ch t o xong, ng i ta th ng ph lên b m t m t s v t li u ph gia t ng tính ch u nhi t, t ng kh n ng ch ng mài mòn, n mịn hóa h c, ch ng oxi hóa, t ng b n, c ng nh m nâng cao tu i th c a d ng c Các v t li u ph th ng c s d ng hi n nh : Titanium Nitride (TiN), Titanium Carbide Nitride (TiCN), Titanium Aluminum Nitride (TiAlN), FIREX (TiCNTiAlN), Nano-FIREX, MolyGlide (trên n n MoS2), Carbide Bor Nitride (CBN), Crom, oxit nhôm, th K t lu n Ngày nay, v t li u d ng c c t không 108 11-PM M7-PM M42-PM 4-PM 48-PM 36-PM 61-PM 15-PM ng ng phát tri n v i nhi u lo i v t li u m i i nh : h p kim c ng m i, v t li u g m, v t li i nh ng c tính u vi t nh tính ch u nóng cao, c ng l n, có th ti n hành nhi t luy n gió, làm vi c v i t c cao mà khơng làm m t i tính n ng c a d ng c , v t li u ch t o d ng c c t quan tr ng không th thi u gia công c khí Xu h ng phát tri n hi n nghiên c u ch t o thép gió ó là: ch t o lo i thép gió khơng có Vonfnam mà v n gi a c tính ch t c a thép gió có Vonfram; ch t o lo i thép gió th ng thép gió b t c v i chi phí ngày r h n; nghiên c u ch t o mã thép gió m i có tính ch t ngày u vi t h n TÀI LI U THAM KH O [1] Tiêu chu n M Joseph R.D., Tool Materials, 501 p., Ohio, ASM International, 1995 T P CHÍ KHOA H C & CƠNG NGH - S [2] 05 7/2020 , , 304 c., - , , ,« , 2013 - 2014 [3] , , », - [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] [8] [9] TCVN 8285:2009, Thép d ng c , 27 tr., Hà N i, T ng c c Tiêu chu n o l 19265-73, , ng Ch t l ng, 2009 ( , 22 c., ), 1990 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 ... va p; Thép P6M3 ch t o d ng c có kích th c khơng l n gia cơng tinh bán tinh thép k t c u; Thép dùng ch t o d ng c gia công tinh bán tinh thép k t c u thép h p kim k t c u [2, 6] Nhóm thép gió có... cao: Thép gió P9K10 dùng ch t o d ng c gia công thô bán tinh thép cacbon thép h p kim i u ki n t ng ch c t; Thép 18 dùng ch t o d ng c gia công bán tinh tinh thép k t c u h p kim trung bình; Thép. .. H C & CƠNG NGH - S 3.2 ng d ng c a lo i thép gió th ng Nhóm thép Vonfram VonframMolipden có n ng su t c t bình th ng: Thép P12 ch t o t t c lo i d ng c gia công thép cacbon thép h p kim; Thép