CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG KHI CHẾ TẠO KHUÔN ÉP VIÊN GỖ NÉN
2.1. Vật liệu làm khuôn
Lựa chọn vật liệu chế tạo khuôn ép là việc quan trọng trong quy trình công nghệ chế tạo bộ khuôn. Vật liệu được sử dụng để chế tạo khuôn phải đảm bảo các yêu cầu về: độ cứng, độ bền nhiệt, tính chống mài mòn và tính chống ăn mòn hóa học ở nhiệt độ cao. Hiện nay, vật liệu làm khuôn trên máy ép viên gỗ khuôn phẳng thường sử dụng các loại thép (theo tiêu chuẩn ΓOCT 4543-71) như: 9XC, 20X, hay SKD61 (theo tiêu chuẩn JIS 4404-2000) [20, 21] .
Thép 9XC là thép hợp kim có hàm lượng cacbon cao, hàm lượng cacbon khoảng 0,6 – 0,7 %. Thép hợp kim 9XC có ưu điểm: độ cứng cao, độ dẻo dai tốt, biến dạng do nhiệt nhỏ, độ cứng lớp bề mặt sau nhiệt luyện có thể đạt tới 60 – 62 HRC. Tuy nhiên, sau nhiệt luyện độ bền nén và tính chống mài mòn của thép lại giảm, tính gia công kém, nhạy với nhiệt, khi nhiệt luyện dễ bị nứt, dễ sinh ra lớp thoát cacbon ảnh hưởng xấu đến độ cứng. Do đó, thép hợp kim 9XC thích hợp để chế tạo dụng cụ cắt có độ cứng cao, tính chịu mài mòn, tốc độ cắt thấp như: mũi khoan, dụng cụ gia công ren, khuôn nguội [10].
Thép 20X có hàm lượng khoảng 1%Cr, được dùng phổ biến trong cơ khí để làm các chi tiết loại nhỏ, có hình dáng không quá phức tạp. Sau khi thấm Cac bon, thép có thể đạt độ cứng 60-62 HRC, tính chống mài mòn cao. Hàm lượng Cr giúp nâng cao tính thấm tôi của thép. Độ bền cao khoảng 700 – 800MPa. Tuy nhiên, nhược điểm của thép là có khuynh hướng bão hòa cacbon tạo ra lưới cacbit nên gây giòn. Thép 20X yêu cầu thấm Cacbon, nhiệt độ thấm cao 900oC – 920oC gây ra các khuyết tật trong quá trình nhiệt luyện và thường yêu cầu phương pháp gia công tinh sau nhiệt luyện [10].
Vật liệu SKD 61 là thép hợp kim gia công nóng, theo tiêu chuẩn JIS-G4404 của Nhật Bản, theo tiêu chuẩn Mỹ có kí hiệu là AISI H13.
Đặc điểm của vật liệu này là thuộc nhóm hợp kim Crôm, Molybden, Vanadium gia công nóng, có tính chống mài mòn nóng cao, độ dai nóng cao, truyền nhiệt tốt, không bị nứt khi nhiệt cao, kích thước ổn định sau khi nhiệt luyện, độ cứng sau khi nhiệt luyện đạt khoảng 53 HRC, biến dạng ít sau nhiệt luyện và tính dễ gia công. Nhờ có tỷ lệ tích hợp của 3 nguyên tố cơ bản là Cr, Mo và V kết hợp với hàm lượng % C thích hợp để tạo thành những cacbit Mo6C, VC , Cr7C3 mà loại thép này có khả năng duy trì độ bền và độ cứng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài. Độ cứng nóng cao, độ cứng giảm không đáng kể trong khoảng nhiệt độ làm việc đến 400oC, giảm ít trong khoảng nhiệt độ 400oC-500oC, (vẫn duy trì độ cứng khoảng 35-40HRC). Vật liệu SKD 61 được sử dụng phổ biến cho gia công nóng, khuôn đúc áp lực, khuôn rèn dập, dao cắt nóng,...[10]
Từ các phân tích kể trên, tác giả lựa chọn vật liệu làm khuôn là SKD 61. Việc lựa chọn vật liệu SKD61 không chỉ đáp ứng được các yêu cầu làm việc của khuôn đồng thời lựa chọn được biện pháp nhiệt luyện hợp lí sẽ không cần gia công sau nhiệt luyện mà vẫn đảm bảo các yêu cầu về độ chính xác và chất lượng bề mặt của khuôn.