1) Yêu cầu đối với vật liệu làm dao cắt:
* u cầu về tính cơng nghệ :
- Tính tơi cứng và tính thấm tơi tốt để đảm bảo độ cứng cao; - Có khả năng chịu gia cơng áp lực ở trạng thái nóng;
- Có khả năng khả năng chịu gia cơng cắt ở trạng thái ủ; - Có tính mài cao sau khi tơi.
2) Thép làm dao cắt có năng suất thấp:
Là các loại thép làm dao chỉ cắt gọt được với tốc độ 5÷10m/phút.
2.1. Thép Cacbon :
- Gồm: CD70, CD80,…CD130 (Y7, Y8,…Y13) có 0,7÷1,3%C; 0,15 ÷
0,35%Si; 0,15 ÷ 0,6%Mn;
a. Đặc điểm:
+ CD70, CD80 (Y7, Y8) tơi hồn tồn ở 800 ÷ 8200C;
+ Mơi trường tơi là nước qua dầu;
+ Thường dùng CD100 ÷ CD120 làm dao do tính chống mài mịn tốt hơn
CD70, CD80;
+ Dễ gia công áp lực, gia công cắt. b. Nhược điểm:
+ Độ tôi thấp (tôi thấu φ ≤ 10 mm);
+ Phải dùng môi trường tôi mạnh là nước nên làm tăng độ biến dạng, nứt → khơng thích hợp với các dao định hình phức tạp;
+ Tính cứng nóng thấp do M có tính chống ram kém. c. Cơng dụng
* Điều kiện làm việc của dao:
- Lưỡi cắt chịu áp lực lớn tạo ra công cơ học phá huỷ;
- Dao bị mài sát;
- Dao bị nung nóng.
* Yêu cầu về cơ tính của dao:
- Độ cứng cao, σb> 65HRC;
- Tính chống mài mịn cao:
- Tính cứng nóng cao;
- Độ dẻo, độ daicao để chống
- Làm các dao cắt nhỏ có năng suất thấp, hoặc bằng tay với hình dạng đơn giản như dũa, khoan, cưa, ta rô, hàn ren, dao tiện,....
2.2. Th ép hợp kim:
Gồm: 130Cr0,5; 100Cr; 90CrSi; 140CrW5 (X05, X, 9XC, XB);
* Nhóm có độ thấm tơi tốt
- Gồm: 100Cr, 0L100Cr1,5; 90CrSi (X, ШX15, 9XC). + Môi trường tơi là nước qua dầu;
+ Có thể làm các dao cắt nhỏ, hình dạng phức tạp hơn, cắt gọt với tốc độ
10 ÷ 14 m/phút;
+ Sau ram thấp độ cứng đạt tới 62 ÷ 64HRC.
- Nhược điểm:
+ Dễ thốt cacbon khi nung tơi;
+ Độ cứng ở trạng thái cung cấp và ủ cao hơi cao (320HB); + Tính mài kém so với thép Crom.
* Nhóm có tính chống mài mịn cao
- Gồm: 130Cr0,5; 140CrW5 (X05, XB5). - Đặc điểm:
+ Tổ chức là có tỉ lệ cacbit rất lớn (20 ÷ 30%) → độ cứng cao và tính
chống mài mịn rất cao;
+ 130Cr0,5 (X05) với chế độ nhiệt luyện tôi ở 780 ÷ 8100C trong nước,
ram 100 ÷ 1200C đạt độ cứng 65 ÷ 66HRC;
+ 140CrW5 (XB5) với chế độ nhiệt luyện tơi ở 800 ÷ 8200C trong nước,
ram ở 100 ÷ 1400C độ cứng đạt 67 ÷ 68HRC.
- Nhược điểm:
+ Tính cứng nóng thấp.
3) Thép làm dao cắt có năng suất cao – thép gió
- Là loại thép làm dao cắt quan trọng nhất, tốt nhất, thoả mãn tốt nhất các yêu cầu đối với vật liệu làm dao:
+ Tốc độ cắt 25 ÷ 35 m/phút;
+ Tính chống mài mịn, tuổi bền cao (gấp 8÷10 lần loại trên);
+ Độ thấm tôi cao (tôi thấu với tiết diện bất kỳ);
+ Có thể cắt gọt được ở 560 ÷ 6000C.
3.1. Thành phần hố học và tác dụng của các nguyên tố:
- Thép gió là tên gọi Việt Nam của loại thép dụng cụ tự tơi có năng suất cắt gọt cao, với ngun tố hợp kim chủ yếu là Vonfram và Crom, ngồi ra có thể cịn có thêm Vanadi, Coban và Mơlipden.
80W18Cr4V (P18) 90W18Cr4V2 (P18φ2)
90W9Cr4V2 (P9) 85W18Co5Cr4V2 (P18K5φ2)
85W12Cr4V (P12) 95W9Co10Cr4V2 (P9K5)
85W6M05Cr4V2 (P6M5) 150W10Co5Cr4V5 (P10K5φ5)
140W9Cr4V5 (P9φ5) 125W14Cr4V4 (P14φ4)
- Cacbon: 0,7 ÷ 1,5% kết hợp với các nguyên tố W, V tạo thành cacbit mạnh
tạo khả năng chống mài mòn cao;
- Crom: 4% (3,8 ÷ 4,4%) → tăng mạnh độ thấm tơi. Nhờ có (Cr + W) cao
nên thép gió có khả năng tự tơi và tơi thấu với tiết diện bất kỳ và có thể dùng tơi phân cấp;
- Vonfram: Là ngun tố hợp kim quan trọng nhất, với hàm lượng 9÷18%
tạo tính cứng nóng cao, cắt gọt với tốc độ cao;
- Vanadi: là nguyên tố tạo thành cacbit mạnh (VC) tăng tính chống mài mịn và giữ cho hạt nhỏ khi tơi;
- Coban: hồ tan hoàn toàn vào sắt ở dạng dung dịch rắn. Với lượng 5 ÷ 10%Co tăng tính cứng nóng của thép gió;
- Molipden: Được dùng nhiều để thay thế W → kinh tế hơn.
3.2 Tổ chức ở các trạng thái
- Trạng thái đúc:
- Thép chứa nhiều Cacbit (15 ÷ 25%) ở dạng cùng tinh Ledeburit hình xương cá nên rất giịn → làm nhỏ và phân bố đều chúng ra bằng cách rèn;
* Trạng thái rèn + ủ
- Biến dạng càng nhiều, cacbit càng nhỏ mịn cacbit càng nhỏ mịn và phân bố đều
- Ủ đẳng nhiệt để giảm độ cứng:
T0u = 8000C, giữ nhiệt ở 7400C
Austenit → Peclit (Xoobít + Cacbit) nhỏ mịn phân bố đều.