Thép được sử dụng để chế tạo các loại khuôn biến dạng nguội thường là thép hợp kim cao. Thép sau khi tôi có thể đạt được độ cứng cao cũng như khả năng chống mài mòn tốt. Tuy nhiên, do có hàm lượng Cacbon và các nguyên tố hợp kim cao nên sau khi tôi, trong tổ chức của thép luôn tồn tại một lượng austenite ảnh hưởng đến tính chất (tốt hoặc xấu) của thép. Austenit dư trong tổ chức thép sau khi tôi có thể chuyển biến thành mactenxit và có thể gây nứt vỡ sản phẩm. Trước đây, việc loại bỏ austenite dư thường được thực hiện bằng công nghệ tôi và ram cao. Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu gần đây đã tập trung vào công nghệ gia công lạnh nhằm mục tiêu chuyển biến austenite dư thành các tổ chức có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao như mactenxit và cacbit, nên có thể tăng tuổi thọ của khuôn. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chỉ đề ra được nguyên lý và một số lý giải khoa học về các chuyển biến xảy ra trong thép.
Việc nghiên cứu quy trình công nghệ còn rất chung và chỉ dừng ở các mô hình nên việc áp dụng vào các chi tiết thực tế do nhiều lý do khác nhau. Vì vậy, việc nghiên cứu quy trình nhiệt luyện kết hợp với gia công lạnh cho các sản phẩm cơ khí ở Việt Nam còn gặp nhiều khó khăn.
Trong những năm gần đây, Viện Công nghệ đã tham gia chủ trì một số đề tài về gia công lạnh. Từ việc chế tạo thành công thiết bị gia công lạnh (Đề tài cấp Bộ 2012) đã làm cơ sở để phục vụ cho những nghiên cứu tiếp theo. Trong thực tế sản xuất, đã có một vài cơ sở đã bắt đầu ứng dụng công nghệ gia công lạnh để xử lý các sản phẩm khuôn dập nguội (Công ty Provision, Công ty TNHH Vạn Xuân). Tuy nhiên, những cơ sở này đều giữ bí mật quy trình công nghệ gia công lạnh. Vì thế, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ do KS Ngô Bảo Trung làm chủ nhiệm, đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ gia công lạnh, ứng dụng cho sản phẩm cơ khí” để có thể làm chủ được công nghệ này và ứng dụng trong thực tế sản xuất của Viện.
Đề tài đã thu được những kết quả sau:
– Đã tổ chức thép sau xử lý lạnh bao gồm các loại cacbit trên nền dung dịch rắn austenit và mactenxit. Công nghệ xử lý lạnh không những làm giảm lượng austenit dư trong thép mà còn tạo điều kiện hình thành các hạt cacbit nhỏ mịn, phân tán. Sau xử lý lạnh và ram, hàm lượng austenit dư giảm mạnh. Tuy nhiên khi ram sau xử lý lạnh ở -80oC và -120oC, lượng austenit dư giảm mạnh khi ram cao ở 500oC. Lượng austenit dư trong tất cả các mẫu thép SKD11 đã qua xử lý lạnh đều <8%.
– Đã xây dựng quy trình nhiệt luyện và xử lý gia công lạnh cho bộ khuôn chày dập Weight A-S000 và cối dập biến mỏng thân vỏ 548B chế tạo từ thép SKD11 trên thiết bị có sẵn của Viện Công nghệ dựa trên các thông số công nghệ đã khảo sát là tôi ở 1030oC, xử lý lạnh ở -120oC và ram ở 180oC.
– Đã áp dụng các thông số công nghệ như mục 3 vào việc nhiệt luyện và xử lý gia công lạnh cho 05 bộ chày dập Weight A –S000 và 05 bộ cối dập biến mỏng thân vỏ 548B, đưa vào ứng dụng tại nhà máy Z117 đã cho kết quả khả quan. Tuổi thọ trung bình của bộ chày dập Weight A-S000 đạt 8.500 sản phẩm; bộ cối dập biến mỏng thân vỏ 548B đạt 5000 sản phẩm.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 13525) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.
N.P.D (NASATI)