Tìm hiểu công nghệ sản xuất thép công cụ hợp kim SKD12

Thép hợp kim SKD12 đặc biệt thích hợp để chế tạo ra các công cụ có yêu cầu chịu mài mòn tốt cũng như có độ dẻo dai tốt. Sử dụng rộng rãi trong chế tạo dao cắt khuôn, chế tạo khuôn tạo hình, máy khoan, máy cán, khuôn cán ren… Đây là loại mác thép đã được nghiên cứu và sản xuất ở rất nhiều nước có nền kỹ thuật công nghiệp luyện kim phát triển như Mỹ, Đức. Thép hợp kim SKD12 thuộc nhóm thép công cụ gia công nguội có chứa hàm lượng cacbon cao (~1%) và crôm là khoảng 5%, hàm lượng của các nguyên tố hợp kim Mn, Mo, V trung bình, có độ cứng cao, độ dẻo dai tốt, độ ổn định kích thước tốt, độ bền nén cao.

Với mục tiêu chính của đề tài là xác định được công nghệ để sản xuất thép công cụ hợp kim mác SKD12 theo đúng tiêu chuẩn của Nhật Bản JIS G 4404 bằng các nguyên liệu và thiết bị có sẵn trong nước và chế tạo và dùng thử một số sản phẩm là khuôn ép tạo hình trong dây chuyền thiết bị cán ống thép hàn, một nhóm nghiên cứu do ThS. Nguyễn Thị Hằng, Viện Luyện kim đen, thuộc Tổng Công ty Thép Việt Nam đứng đầu đã bắt đầu tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu về công nghệ sản xuất thép công cụ hợp kim SKD 12 để chế tạo ra khuôn ép tạo hình”. Đây là đề tài thuộc chương trình nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ thuộc cấp Bộ.

Dựa vào các tiêu chuẩn JIS G 4404 của Nhật Bản và các tiêu chuẩn của nước ngoài khác để lựa chọn mác thép hợp kim SKD12 phù hợp cho việc chế tạo các chi tiết chịu mài mòn và chống dính bề mặt cao, có độ dai tốt, độ ổn định kích thước tốt, độ bền nén cao. Nhóm nghiên cứu đã xác định được các nội dung cần nghiên cứu bao gồm:

– Nghiên cứu về tổng quan về thép công cụ hợp kim và thép mác SKD12; (Xem thêm thép SKD11S)

– Nghiên cứu về xây dựng quy trình công nghệ, thiết bị chế tạo ra thép công cụ hợp kim mác SKD12 theo tiêu chuẩn Nhật Bản bao gồm có các khâu như: công nghệ luyện thép, công nghệ tinh luyện kim loại, công nghệ rèn, công nghệ gia công cơ khí, công nghệ nhiệt luyện, các máy móc phục vụ sản xuất như cầu trục, cong truc dam doi , pa lăng….

– Đánh giá chất lượng của thép thành phẩm: Các thành phần hóa học, tính chất cơ lý về độ cứng sau ủ HBS, sau khi tôi + ram HRC, cấu trúc pha.

– Chế tạo thử một số bộ phận gồm năm cặp khuôn ép, dùng thử và đánh giá về chất lượng như khả năng sử dụng của thép nghiên cứu.

Bằng các phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với việc nghiên cứu thực nghiệm và sử dụng những thiết bị như thiết bị phân tích, thiết bị nấu luyện, tinh luyện điện xi công suất 100kVA, nhiệt luyện, thiết bị kiểm tra cơ lý tính, nhóm nghiên cứu đã có sự lựa chọn được vật liệu, công nghệ sản xuất thép công cụ hợp kim tương đương với mác SKD12.

– Thép nghiên cứu có sự tương đương với thép mác SKD12 có nhiều đặc tính hoàn toàn phù hợp cho công việc chế tạo các loại trong dao cắt khuôn, chế tạo khuôn tạo hình, chế máy khoan, cán, khuôn cán ren, khuôn dập nguội, các dụng cụ cắt,… có giá thành thấp hơn và có chất lượng tương đương với loại thép mác SKD12 hiện đang phải nhập khẩu, có thể bảo đảm được độ cứng, độ chống mài mòn và có độ bền cao.

– Xác định được công nghệ sản xuất ra thép SKD12 từ nguyên liệu và các thiết bị trong nước gồm các khâu: công nghệ tôi luyện thép trong lò phản ứng, công nghệ tinh luyện thép trên thiết bị điện xỉ, công nghệ rèn, công nghệ gia công cơ khí, các công nghệ nhiệt luyện (ủ, tôi, ram).

– Xác định được tính chất chính của thép SKD12; các thành phần hóa học, cơ tính, tổ chức tế vi. Thép do đề tài chế tạo có tính chất đạt đủ các yêu cầu đề ra.

– Từ thép nghiên cứu ban đầu, nhóm đã chế tạo được 1 bộ 5 cặp khuôn ép tạo hình sử dụng trong dây chuyền thiết bị để sản xuất ống thép hàn tại Nhà máy ống thép Hòa Phát.

Có thể thấy kết quả đạt được từ việc nghiên cứu và sản xuất thép SKD12 đã cho thấy, sản phẩm thép do đề tài tạo ra đã đạt chất lượng tương đương với nước ngoài ở dạng sản phẩm đúc và sản phẩm rèn. Điều này đã có thể đáp ứng nhu cầu tiêu thụ trong nước, chủ động cung ứng sản phẩm cũng như có thể tiết kiệm được nhiều chi phí liên quan khác.

Công nghệ sản xuất thép phát triển sẽ góp phần không nhỏ cho ngành cơ khí, công nghiệp chế tạo máy móc thiết bị, công nghiệp nặng…như chế tạo cau truc, cổng trục, thiết bị nâng hạ, ô tô…. và kéo theo sự phát triển của hàng trăm ngành công nghiệp khác.