Cơ tính thép SKD61

Đăng lúc 07-12-2018 11:31:53 AM - Đã xem 8194

Trong lĩnh vực gia công khuôn dập nóng, mác thép SKD61 là cái tên được sử dụng khá phổ biến. Và có lẽ khi nhắc đến thép SKD61 thì hầu hết dân cơ khí đều nắm bắt được công dụng của dòng thép này. Tuy nhiên, thép SKD61 có những đặc tính nào hay cơ tính thép SKD61 là gì mà nó lại phù hợp làm khuôn dập nóng thì vẫn là câu hỏi mà nhiều độc giả thắc mắc.

Và bằng kinh nghiệm 11 năm trong ngành thép khuôn mẫu, chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu thêm về phần cơ tính thép SKD61 cũng như thành phần hóa học của loại thép này.

1. Thép SKD61 là gì?

Thép SKD61 là mác thép theo tiêu chuẩn của Nhật Bản (JIS – Japan Industrial Standard) được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp khuôn dập, nhưng thép SKD61 được ưa chuộng hơn trong quá trình làm khuôn dập nóng.

Thép SKd61 là gì?

Thép SKD61 là gì?

2. Cơ tính là gì?

Cơ tính là một trong những thuộc tính quan trọng dùng để đánh giá khả năng sử dụng và chất lượng của vật liệu. Thông thường, cơ tính thể hiện qua nhiều chỉ tiêu như độ bền, độ dẻo, độ cứng, độ dai va đập, … Tuy nhiên, đối với một số dòng thép đặc biệt thì cơ tính chính là các đặc tính của mác thép phù hợp với ứng dụng của chúng như chống nứt khuôn, chống dính khuôn, chóng mòn cơ học và hóa học, …

3. Cơ tính thép SKD61

Gia công trong khuôn nóng là phương pháp gia công kim loại ở trạng thái nóng dùng để sản xuất hàng loạt. Do vậy, loại vật liệu thích hợp với công dụng nay phải là đảm bảo hạn chế các tình trạng sau: (1) Rạn, nứt do mỏi nhiệt; (2) Mòn cơ học và mòn hoá học; (4) Vỡ khuôn.

Chính vì vậy, thép SKD61 phù hợp với ứng dụng làm khuôn dập nóng bởi những cơ tính thép SKD61 sau làm hạn chế làm hỏng khuôn.

a. Khả năng chống rạn nứt nóng

Rạn, nứt do mỏi nhiệt sinh ra là do sự thay đổi liên tục nhiệt độ trên bề mặt khuôn trong quá trình đúc gây nên ứng suất trên bề mặt thể hiện dưới dạng vết rạn chân chim. Sự oxy hoá cũng như chảy mỏi cũng đóng góp một phần quan trọng trong quá trình này.

Cacbon có ảnh hưởng lớn đến độ dẻo, độ bền, độ cứng, khả năng chống oxy hóa của môi trường, khả năng đàn hồi của thép SKD61. Hàm lượng Cacbon trong mác thép SKD61 ở mức 0,39% giúp thép cứng hơn nhưng không giảm tính đàn hồi của thép.

Khả năng chống rạn nứt nóng tốt cho phép làm chậm lại hoặc chống lại sự hình thành các vết rạn trên mặt khuôn do sự thay đổi liên tục nhiệt độ trong quá trình khuôn làm việc.

Cơ tính thép SKD61

Cơ tính thép SKD61

b. Độ bền ở nhiệt độ làm việc

Khuôn thường làm việc trong điều kiện áp lực cao ở nhiệt độ cao nên cần thiết phải có độ bền cao ở nhiệt độ khuôn làm việc.

Một số tình trạng bị vỡ khuôn sinh ra chủ yếu do quá sốc vì nhiệt hoặc do lực ép cơ học quá lớn, kết quả là khuôn bị phá vỡ hoàn toàn.

Nhờ có Lưu huỳnh đưa vào thép SKD61 cùng Mangan tạo thành Sunfua Mangan (MnS). MnS được kết tinh ở nhiệt độ cao dưới dạng các hạt nhỏ rời rạc và ở nhiệt độ cao có tính dẻo nhất định nên không bị chảy hoặc đứt, gãy. Do vậy, khuôn dập nóng bằng thép SKD61 có độ bền và độ dai cao ở nhiệt độ làm việc.

c. Khả năng chịu mòn ở nhiệt độ làm việc

Mòn cơ học sinh ra do kim loại gia công tiếp xúc trực tiếp với bề mặt khuôn dưới tác dụng động (lực và chuyển động tương đối giữa khuôn và vật gia công). Ví dụ với khuôn đúc nhôm, áp lực trong quá trình điền đầy thường trong khoảng 20 MPa – 70 MPa và tốc độ của kim loại lỏng khi tiếp xúc bề mặt khuôn vào khoảng 20 m/s – 60 m/s nên dễ gây ra mòn.

Khả năng chịu mòn của khuôn phụ thuộc nhiều vào độ cứng, để khuôn ít mòn khi làm việc, yêu cầu độ cứng không giảm nhiều ở nhiệt độ làm việc.

Hàm lượng Crom trong thép SKD61 giúp cải thiện sức mạnh và độ cứng. Cải thiện các tính chất cơ nhiệt cao của thép. Tính chống ăn mòn tốt và khả năng chống oxy hóa từ môi trường. Hàm lượng crom càng cao thì khả năng chống gỉ càng tốt. Lớp Crom được thêm vào giúp tạo ra một lớp màng bảo vệ trong suốt trên bề mặt thép mà mắt thường không nhìn thấy được. Lớp màng này không làm mất đi tính sáng bóng của thép.

Chính nhờ những cơ tính thép SKD61 nêu trên mà thép SKD61 có độ bền nhiệt cao, độ dai va đập được cân bằng tốt, khả năng gia công cơ tốt, biến dạng rất ít sau khi nhiệt luyện. Rất phù hợp với những ứng dụng phổ biến của dòng thép này.