T 10Cr18Ni 9i 1Cr18Ni 9i 30321 321 Z10CN18-10 X12CrNii18-9 SUS29 En
4.2.4.2 Thép hợp kim dụng cụ
4.2.4.2.1 Thép làm dao cắt
a. Các yêu cầu đối với thép làm dao cắt - Cơ tính
+ Độ cứng > 60HRC, để tạo ra áp lực cao của dao cắt lên phôi, tách thành phoi, độ cứng của lưỡi cắt nói riêng và độ cứng của dao nói chung phải cao hơn độ cứng của phôi, nhưng vẫn đảm bảo tính chịu va đập.
+ Tính chống mài mòn tốt, để đảm bảo cho lưỡi cắt của dao làm việc được lâu bền trong điều kiện mài sát và áp lực lớn.
+Tính cứng nóng cao: khả năng duy trì được độ cứng khi làm việc ở nhiệt độ nhiệt độ cao.
- Thành phần hóa học +Thành phần cacbon
Hàm lượng cacbon > 0,7%, thông thường dùng loại cao tới trên dưới 1%. Để đảm bảo cho dao cắt có độ cứng và tính chống mài mòn cao, tổ chức sau khi tôi và ram là mactenxit và cacbit dư, rất ít ôstenit.
Ngoài làm tăng tính chống mài mòn, cacbit dư có tác dụng cản trở sự phát triển của ôstenit của thép khi nung tôi nên giữ được hạt nhỏ, đảm bảo cho dao có độ dai nhất định. Thông thường thép làm dao cắt có cacbit dư cao nằm trong khoảng (15 ÷ 20)%.
+Thành phần hợp kim
Hợp kim hóa bởi các nguyên tố: Cr, W, Si, Mn, Mo…nhằm đạt được 2 mục đích chính: làm tăng tính thấm tôi (thép tôi dễ cứng), đồng thời làm tăng tính cứng nóng.
b. Các loại thép làm dao cắt *Thép làm dao cắt năng suất thấp
C = (0,8 ÷ 1)% nguyên tố hợp kim thường dùng Cr, W, Si, Mn.
* Thép làm dao cắt năng suất cao(thép gió) - Thành phần hoá học
Thép gió là tên gọi Việt nam của các thép dụng cụ có năng suất cao với nguyên tố hợp kim chủ yếu là vonfram, ngoài ra có chứa một lượng khá lớn molipđen, coban, vanađi, crôm .
Người ta phân chia thép gió thành 2 nhóm: nhóm có năng suất bình thường (tốc độ cắt khoảng 25m/ph) và nhóm có năng suất cao(tốc độ cắt khoảng 35m/ph hoặc cao hơn).
+Thành phần cacbon trong thép gió khoảng (0,7 ÷ 1,4 )%, các số hiệu với lượng cacbon tới (1,2 ÷ 1,4)% là để kết hợp với W và đặc biệt là V thành cacbit ổn định làm tăng mạnh tính chống mài mòn.
- Đặc điểm tính chất
Trong tất cả các loại thép làm dao thì thép gió là loại thép làm dao tốt nhất, so với thép cacbon dụng cụ và thép hợp kim dụng cụ làm dao cắt năng suất thấp, nó có tốc độ cắt (25 ÷ 35) m/ph cao gấp (2 ÷ 4) lần, tuổi bền (8 ÷ 10) lần, tính cứng nóng đạt (560 ÷ 600)0C, có độ thấm tôi cao.
* Số hiệu và công dụng
80W12Cr4v2Mo; 85W6Mo5Co5Cr4v2; 90W9Co5Cr4v2Mo: dùng làm dao cắt không yêu cầu mài mòn cao.
90W18Cr4W2Mo; 150W10Co5V5Cr4Mo; 130W14v4Cr4No: dùng làm dao cắt gia công các loại thép khó cắt gọt như thép không gỉ, thép có độ bền cao, thép bền nóng có tổ chức ostenit.
4.2.4.2.2 Thép làm khuôn dập
Thép làm dụng cụ biến dạng dẻo kim loại là thép làm khuôn dập. Theo nhiệt độ biến dạng chia ra 2 loại: loại biến dạng dẻo phôi kim loại ở nhiệt độ cao (đối với phôi thép >10000C) là khuôn dập nóng, loại biến dạng dẻo phôi kim loại ở nhiệt độ thường là khuôn dập nguội.
a. Thép làm khuôn dập nguội *Điều kiện làm việc và yêu cầu
Khi làm việc, các khuôn dập nguội ngoài chịu áp lực rất lớn, còn phải chịu ứng suất uốn, lực va đập, và lực ma sát.
Yêu cầu đối với thép làm khuôn dập nguội
Để đảm bảo điều kiện làm việc như vậy, thép làm khuôn dập nguội phải đạt được các yêu cầu cơ tính sau:
-Độ cứng khoảng (58 ÷ 62) HRC tùy thuộc vào loại khuôn, chiều dày và độ cứng của thép đem dập.
-Tính chống mài mòn cao để đảm bảo làm việc được lâu dài. - Độ bền và độ dai đảm bảo chịu được tải trọng va đập. - Tính cứng nóng khoảng (350 ÷ 450)0C.
*Thành phần
Để đạt được các yêu cầu cơ tính như trên, thép làm khuôn dập phải có thành phần cacbon trong khoảng trên dưới 1%, trong trường hợp chịu va đập cao lượng cacbon chỉ cần (0,4 ÷ 0,6)%. Nguyên tố hợp kim của thép được quyết định bởi tính cứng nóng, tính chống mài mòn và tính thấm tôi như: Cr, Mn, Si, W.
* Số hiệu và công dụng
-Thép hợp kim thấp 100Cr; 100CrWMn; 100CrWMnSi, độ thấm tôi tương đối cao dùng làm các khuôn dập có kích thước trung bình (75 ÷ 100) mm.
- Thép crôm trung bình 100Cr7WMnV, độ thấm tôi khoảng (70 ÷ 80 mm, độ bền độ dai cao dùng làm dụng cụ biến dạng có độ bền cao, hình khắc mảnh, chịu mài mòn như dụng cụ lăn ren.
- Thép crôm cao 100Cr12; 100Cr12Mo; 100Cr12;100Cr12V, có tính chống mài mòn tốt, tính thấm tôi tốt, dùng làm các khuôn dập lớn, yêu cầu độ chính xác (khuôn để dập tôn Silic, làm bánh cán ren…).
- Thép hợp kim có cacbon trung bình 40CrSi; 60CrSi; 40CrW2Si; 50CrW2Si5, dùng làm dụng cụ biến dạng với tải trọng va đập như đục, búa hơi, khuôn cắt thép tấm dày (3 ÷ 4)mm
b.Thép làm khuôn dập nóng * Điều kiện làm việc và yêu cầu
Khi làm việc, các khuôn dập nóng chịu tải trọng lớn và va đập, luôn luôn tiếp xúc với phôi có nhiệt độ cao hơn 10000C. Điều kiện biến dạng không liên tục nên sau mỗi lần biến dạng, khuôn lại bị nguội đi, do vậy khuôn dập luôn chịu đựng trạng thái nung nóng xen kẽ với làm nguội, dễ gây rạn, nứt bề mặt làm việc.
Yêu cầu đối với thép làm khuôn dập nóng
Để đảm bảo điều kiện làm việc của khuôn dập nóng như vậy thép đem dùng phải đạt được các yêu cầu về cơ tính sau:
- Độ bền và độ dai cao để chịu được tải trọng va đập khi biến dạng. Độ cứng thấp khoảng (350 ÷ 450)HB.
-Tính chống mài mòn tốt để đảm bảo làm việc được lâu dài, sử dụng được tới hàng vạn lần biến dạng.
- Tính chống mỏi nhiệt độ cao
- Tính chống ram tốt, đảm bảo độ bền nóng tốt.
-Tính thấm tôi cao để đạt cơ tính đồng nhất trên tiết diện thép làm khuôn dập lớn.
* Thành phần
Để đạt yêu cầu cơ tính trên, thép làm khuôn dập nóng đều là các thép hợp kim với thành phần cacbon trung bình (0,3 ÷ 0,5)%, lượng nguyên tố hợp kim cần thiết để đảm bảo độ thấm tôi, tính bền nóng, tính chống ram như Cr, Ni, W…
* Số hiệu và công dụng
- Thép crôm - niken: 50CrNiMo; 50CrNiTi; 50CrNiSi; 50Cr5W2VSi, dùng làm dụng cụ lớn như khuôn rèn) .
- Thép crôm - vonfram - molipđen - vanađi.
Các số hiệu thường dùng: 30Cr2W8; 30Cr2W8V; 40Cr2W5MoV trong đó dùng phổ biến nhất là 30Cr2W8V có tính thấm tôi cao, có thể làm việc trong điều kiện chịu tải trọng nặng, bề mặt bị nung nóng tới 7000C,dùng làm khuôn nhỏ như khuôn kéo, chồn, ép…
4.2.4.2.3Thép làm dụng cụ đo a. Điều kiện làm việc và yêu cầu
Trong chế tạo cơ khí thường phải sử dụng tới dụng cụ đo với các cấp chính xác khác nhau như: Pame, thước cặp, thước đo độ dài, đo góc, dưỡng, ca lip, chúng thường xuyên bị cọ sát với chi tiết gia công do đó dễ bị mòn, biến dạng làm sai lệch kết quả đo.
b. Yêu cầu đối với thép làm dụng cụ đo
Để đảm bảo độ chính xác của dụng cụ đo, thép đem dùng phải đạt các yêu cầu sau:
- Độ cứng và tính chống mài mòn cao ít mòn khi cọ sát với chi tiết, do đó đảm bảo độ chính xác cao. Độ cứng có thể tới (62 ÷ 65)HRC.
- Kích thước không đổi trong suốt thời gian làm việc lâu dài (từ vài đến hàng chục năm). Sự ổn định kích thước được đánh giá bởi hệ số giãn nở vì nhiệt nhỏ và đặc biệt là sự ổn định cao của tổ chức tế vi trong phạm vi nhiệt độ làm việc.
c. Thành phần
Để đạt được các yêu cầu trên thép làm dụng cụ đo với cấp chính xác cao phải có thành phần hóa học sau:
- Cacbon khoảng 1%, thường là các thép sau cùng tích, sau khi tôi (đảm bảo chống mài mòn) và đạt độ nhẵn bóng cao khi mài.
- Nguyên tố hợp kim thấp với các nguyên tố nâng cao độ thấm tôi, bảo đảm tôi trong dầu ít bị biến dạng. Thường dùng Cr và Mn, trong đó ngoài tác dụng thấm tôi Mn còn giúp cho sau khi tôi kích thước của thép không thay đổi (so với trước khi tôi) nhờ nâng cao chút ít lượng ôstenit dư.
d. Số hiệu và công dụng
- 100Cr; 100CrMn; 100CrWMn dùng làm dụng cụ đo với độ chính xác cao.
- 12CrNi3A dùng làm dụng cụ đo cấp chính xác thấp, phải qua thấm cacbon, tôi và ram thấp nâng cao tính chống mài mòn bề mặt.
- 38CrMoAlA dùng làm các dụng cụ đo lớn, hình dạng phức tạp, phải qua thấm nitơ.