THÉP KHUÔN DẬP JIS SKH51 – ĐẶC TÍNH, ĐỘ CỨNG, NHIỆT LUYỆN, GIA CÔNG VÀ ỨNG DỤNG

Thép khuôn dập JIS SKH51 là một trong những loại thép dụng cụ tốc độ cao được sử dụng phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo khuôn và dụng cụ cắt. Vật liệu này nổi bật nhờ khả năng đạt độ cứng cao sau nhiệt luyện, khả năng chống mài mòn tốt, giữ cạnh cắt tốt và duy trì cơ tính tương đối ổn định trong điều kiện làm việc có nhiệt sinh ra do ma sát.

JIS SKH51 thường được sử dụng để chế tạo chày, cối, khuôn dập nguội, dao cắt, dụng cụ gia công kim loại, mũi đột và các chi tiết cần độ cứng cao.

Trong hệ thống tiêu chuẩn vật liệu, SKH51 thường được xem là mác thép tương đương với AISI M2, thuộc nhóm thép gió có hàm lượng hợp kim cao. Đây là loại vật liệu phù hợp với những ứng dụng cần kết hợp giữa độ cứng, khả năng chống mài mòn và khả năng giữ cạnh.

THÉP JIS SKH51 LÀ GÌ?

JIS SKH51 là thép dụng cụ tốc độ cao theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản. Đây là loại thép hợp kim có chứa các nguyên tố như Carbon, Chromium, Tungsten, Molybdenum và Vanadium.

Các nguyên tố hợp kim này tạo ra tổ chức carbide có độ cứng cao, giúp SKH51 có khả năng chống mài mòn và giữ độ cứng tốt sau nhiệt luyện.

So với những loại thép dụng cụ làm việc nguội thông thường, SKH51 có khả năng chịu nhiệt tốt hơn và phù hợp với các dụng cụ làm việc ở tốc độ cao hoặc trong điều kiện ma sát tạo nhiệt.

Chính vì vậy, SKH51 không chỉ được sử dụng trong khuôn dập mà còn rất phổ biến trong chế tạo dụng cụ cắt và các chi tiết cơ khí có yêu cầu cao về độ cứng.

THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA JIS SKH51

Thành phần hợp kim của SKH51 tạo nên sự kết hợp giữa độ cứng, khả năng chống mài mòn và khả năng chịu nhiệt.

Một số nguyên tố quan trọng có vai trò:

• Carbon (C): góp phần tạo độ cứng và carbide.

• Chromium (Cr): tăng độ thấm tôi và khả năng chống mài mòn.

• Tungsten (W): góp phần duy trì độ cứng khi nhiệt độ tăng.

• Molybdenum (Mo): hỗ trợ độ cứng nóng và khả năng chống mài mòn.

• Vanadium (V): tạo carbide cứng, giúp tăng khả năng chống mài mòn và giữ cạnh.

Sự kết hợp của các nguyên tố này giúp JIS SKH51 trở thành vật liệu phù hợp cho những dụng cụ cần làm việc với độ cứng cao.

ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT CỦA THÉP KHUÔN DẬP SKH51

JIS SKH51 có nhiều ưu điểm trong lĩnh vực chế tạo khuôn và dụng cụ:

• Độ cứng sau nhiệt luyện rất cao.

• Khả năng chống mài mòn tốt.

• Giữ cạnh cắt tốt.

• Độ bền nén cao.

• Khả năng chịu nhiệt tốt hơn nhiều thép dụng cụ thông thường.

• Phù hợp với khuôn dập nguội.

• Phù hợp với chày và cối có yêu cầu độ cứng cao.

• Có thể sử dụng làm dao cắt công nghiệp.

• Thích hợp chế tạo dụng cụ cắt.

• Có thể gia công CNC khi ở trạng thái ủ.

• Có thể mài chính xác sau nhiệt luyện.

• Có thể gia công EDM.

• Có thể cắt dây EDM.

• Có thể áp dụng xử lý bề mặt để tăng khả năng chống mài mòn.

Một ưu điểm đáng chú ý của SKH51 là khả năng giữ độ cứng khi nhiệt độ làm việc tăng. Điều này giúp vật liệu phù hợp với các dụng cụ hoạt động ở tốc độ cao hoặc những vị trí có ma sát lớn.

Tuy nhiên, SKH51 có độ cứng và lượng carbide cao nên không phải lựa chọn tối ưu cho mọi loại khuôn. Đối với các chi tiết chịu va đập mạnh, cần đánh giá kỹ thiết kế, kích thước, độ dày và chế độ nhiệt luyện để hạn chế nguy cơ nứt hoặc gãy.

ĐỘ CỨNG THÉP JIS SKH51

Độ cứng là một trong những yếu tố quan trọng khi lựa chọn thép SKH51.

Sau nhiệt luyện và ram đúng quy trình, SKH51 có thể đạt độ cứng cao, thường được sử dụng trong khoảng:

60–64 HRC

Mức độ cứng thực tế có thể thay đổi tùy theo:

• Chế độ nhiệt luyện.

• Kích thước phôi.

• Hình dạng chi tiết.

• Điều kiện làm việc.

• Yêu cầu chống mài mòn.

• Yêu cầu độ dai.

• Phương pháp gia công sau nhiệt luyện.

Đối với dao cắt hoặc chi tiết yêu cầu khả năng giữ cạnh cao, độ cứng thường được lựa chọn ở vùng cao.

Đối với khuôn dập có nguy cơ chịu va đập, cần cân bằng giữa độ cứng và độ dai thay vì chỉ tập trung vào việc đạt HRC cao nhất.

NHIỆT LUYỆN THÉP KHUÔN DẬP SKH51

Nhiệt luyện quyết định rất lớn đến khả năng làm việc của thép JIS SKH51.

Một quy trình tham khảo thường bao gồm:

• Ủ mềm vật liệu.

• Gia công thô.

• Khử ứng suất.

• Gia nhiệt sơ bộ.

• Austenit hóa.

• Tôi.

• Ram nhiều lần.

• Mài hoàn thiện.

• Kiểm tra độ cứng.

SKH51 có hàm lượng hợp kim cao nên quá trình gia nhiệt cần được kiểm soát tốt để hạn chế biến dạng và giảm nguy cơ phát sinh ứng suất không mong muốn.

Ủ mềm SKH51

Ủ mềm được thực hiện nhằm đưa vật liệu về trạng thái thuận lợi cho gia công cơ khí trước nhiệt luyện.

Sau khi ủ, độ cứng giảm và khả năng cắt gọt được cải thiện, giúp thuận lợi hơn cho các bước phay, khoan, tiện và CNC.

Gia nhiệt sơ bộ

Gia nhiệt sơ bộ giúp giảm chênh lệch nhiệt độ trong phôi và hạn chế ứng suất nhiệt khi đưa vật liệu lên nhiệt độ austenit hóa.

Với các chi tiết có hình dạng phức tạp hoặc kích thước lớn, việc kiểm soát quá trình gia nhiệt càng quan trọng.

Austenit hóa và tôi

SKH51 cần được nung đến vùng nhiệt độ phù hợp để tạo tổ chức austenit và hòa tan một phần các carbide cần thiết.

Sau đó tiến hành tôi theo quy trình phù hợp.

Thông số nhiệt độ cụ thể phải căn cứ vào kích thước chi tiết và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất thép.

Ram

Sau khi tôi, SKH51 cần được ram để giảm ứng suất và đạt cơ tính phù hợp.

Với thép gió như SKH51, chế độ ram có ảnh hưởng quan trọng đến độ cứng cuối cùng, độ dai và khả năng làm việc của vật liệu.

Thông thường, quá trình ram được thực hiện theo chế độ phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

Lưu ý: Thông số nhiệt luyện thực tế cần sử dụng theo datasheet của nhà sản xuất hoặc đơn vị nhiệt luyện chuyên nghiệp, không nên áp dụng một chế độ duy nhất cho mọi kích thước và hình dạng khuôn.

GIA CÔNG THÉP JIS SKH51

Ở trạng thái ủ, SKH51 có thể được gia công bằng nhiều phương pháp cơ khí.

Các phương pháp phổ biến:

• Cưa phôi.

• Phay.

• Tiện.

• Khoan.

• Tarô.

• Gia công CNC.

• Gia công thô.

• Gia công bán tinh.

Khi thiết kế chi tiết, nên thực hiện phần lớn công đoạn gia công tạo hình trước nhiệt luyện để giảm thời gian và chi phí gia công sau khi vật liệu đã đạt độ cứng cao.

Sau nhiệt luyện, SKH51 thường được hoàn thiện bằng:

• Mài phẳng.

• Mài tròn.

• Mài biên dạng.

• EDM.

• Cắt dây EDM.

MÀI THÉP SKH51 SAU NHIỆT LUYỆN

Mài là phương pháp quan trọng để hoàn thiện các chi tiết SKH51 sau nhiệt luyện.

Do vật liệu có độ cứng cao, quá trình mài cần kiểm soát:

• Lượng ăn dao.

• Tốc độ mài.

• Lượng dung dịch làm mát.

• Đá mài.

• Nhiệt sinh ra trên bề mặt.

Nếu nhiệt trong quá trình mài quá cao có thể gây ảnh hưởng đến lớp bề mặt và làm giảm chất lượng chi tiết.

Đối với chày, cối hoặc khuôn có yêu cầu độ chính xác cao, công đoạn mài cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo kích thước và độ phẳng theo bản vẽ.

EDM VÀ CẮT DÂY THÉP SKH51

SKH51 sau nhiệt luyện có thể sử dụng phương pháp EDM và cắt dây để tạo các biên dạng khó gia công bằng phương pháp cắt gọt thông thường.

EDM phù hợp với:

• Hốc khuôn.

• Góc nhỏ.

• Biên dạng phức tạp.

• Chi tiết có độ cứng cao.

Cắt dây EDM phù hợp với:

• Chày.

• Cối.

• Biên dạng chính xác.

• Khe nhỏ.

• Chi tiết khuôn yêu cầu độ chính xác kích thước cao.

Sau EDM cần kiểm tra lớp ảnh hưởng nhiệt trên bề mặt. Với các chi tiết quan trọng, nên có bước hoàn thiện bề mặt phù hợp để hạn chế ảnh hưởng của lớp biến cứng hoặc lớp tái đông đặc.

ỨNG DỤNG CỦA THÉP KHUÔN DẬP JIS SKH51

JIS SKH51 được sử dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất cơ khí.

Khuôn dập nguội

SKH51 có thể dùng để chế tạo chày, cối và các chi tiết khuôn cần độ cứng cao.

Đặc biệt phù hợp với những khuôn yêu cầu khả năng chống mài mòn và duy trì kích thước làm việc.

Chày và cối

Chày cối SKH51 có thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ cứng và khả năng chống mài mòn cao.

Việc lựa chọn SKH51 cần căn cứ vào vật liệu dập, chiều dày vật liệu và lực dập thực tế.

Dao cắt công nghiệp

Khả năng giữ cạnh và chống mài mòn giúp SKH51 phù hợp với nhiều loại dao cắt, dao xén và dụng cụ gia công.

Dụng cụ cắt

Đây là một trong những nhóm ứng dụng nổi bật của SKH51.

Vật liệu có khả năng duy trì độ cứng ở nhiệt độ tương đối cao, phù hợp với các dụng cụ làm việc ở tốc độ cao.

Khuôn tạo hình

SKH51 có thể sử dụng cho các chi tiết tạo hình nguội yêu cầu khả năng chống mài mòn và độ cứng cao.

KHI NÀO NÊN CHỌN THÉP SKH51?

SKH51 phù hợp khi doanh nghiệp hoặc nhà máy cần vật liệu có:

• Độ cứng cao.

• Chống mài mòn tốt.

• Khả năng giữ cạnh tốt.

• Khả năng chịu nhiệt tốt.

• Tuổi thọ dụng cụ cao.

• Khả năng gia công chính xác sau nhiệt luyện.

Nếu khuôn chịu va đập rất mạnh, nên cân nhắc thêm các loại thép có độ dai cao hơn.

Việc lựa chọn vật liệu không nên chỉ dựa vào tên mác thép mà cần xem xét toàn bộ điều kiện làm việc của khuôn.

SO SÁNH JIS SKH51 VỚI AISI D2

Có thể thấy SKH51 thiên về độ cứng, khả năng giữ cạnh và đặc tính chịu nhiệt, trong khi AISI D2 thiên về khả năng chống mài mòn trong điều kiện làm việc nguội.

Nếu sản phẩm cần làm việc ở tốc độ cao hoặc nhiệt sinh ra do ma sát đáng kể, SKH51 có thể là lựa chọn đáng cân nhắc.

Nếu ứng dụng chủ yếu là khuôn dập nguội và yêu cầu chống mài mòn cao với chi phí vật liệu hợp lý, D2 thường là một lựa chọn phổ biến.

LƯU Ý KHI MUA THÉP KHUÔN DẬP SKH51

Khi mua thép SKH51, cần kiểm tra rõ:

• Đúng mác thép JIS SKH51.

• Nguồn gốc vật liệu.

• Chứng chỉ vật liệu nếu cần.

• Kích thước phôi.

• Trạng thái cung cấp.

• Độ cứng vật liệu trước gia công.

• Tình trạng bề mặt.

• Yêu cầu nhiệt luyện.

• Quy cách cắt phôi.

Đối với các khuôn quan trọng, nên sử dụng vật liệu có chứng từ và nguồn gốc rõ ràng để đảm bảo chất lượng ổn định giữa các lô sản xuất.

MUA THÉP KHUÔN DẬP JIS SKH51 Ở ĐÂU?

CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN

MR DƯỠNG: 0902 345 304

HOTLINE: 0969 304 316

Website: chokimloai.com

KHO HÀ NỘI: Thôn Xâm Dương 3, Xã Hồng Vân, Thành phố Hà Nội.

KHO TP. HỒ CHÍ MINH: 210 Đường Số 6, Phường Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh.

Google Maps kho Hà Nội:
//maps.app.goo.gl/CdDwF6j2HLSTc5Jd8

Công ty cung cấp thép dụng cụ, thép khuôn dập và nhiều loại vật liệu thép phục vụ gia công khuôn mẫu, cơ khí chế tạo và sản xuất công nghiệp.

Xem thêm tại đây