Từ những công cụ thô sơ thời kỳ đồ đá đến những máy móc hiện đại ngày nay, dao cụ cơ khí luôn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của nhân loại. Chúng là những người bạn đồng hành không thể thiếu trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, chế tạo máy móc và vô số lĩnh vực khác. Để tạo ra những công cụ sắc bén, bền bỉ và hiệu quả, việc lựa chọn vật liệu chế tạo dao cụ là một bước vô cùng quan trọng. Vật liệu quyết định trực tiếp đến hiệu năng, tuổi thọ và chi phí sản xuất của dao cụ.

Yêu cầu cơ bản của vật liệu chế tạo dao cụ

Một vật liệu lý tưởng để chế tạo dao cụ cần đáp ứng các yêu cầu sau:

Độ cứng cao

Khả năng chống biến dạng dưới tác động của lực bên ngoài, đảm bảo lưỡi dao sắc bén và giữ được hình dạng ban đầu trong suốt quá trình sử dụng.

Độ bền cao

Khả năng chịu được lực tác động, ứng suất và va đập lớn mà không bị gãy, vỡ hay biến dạng vĩnh viễn.

Độ cứng bề mặt

Khả năng chống mài mòn và chịu được ma sát cao, đảm bảo lưỡi dao luôn sắc bén và không bị mòn quá nhanh.

Độ dẻo dai

Khả năng hấp thụ năng lượng va đập, giảm thiểu rủi ro gãy vỡ, đặc biệt quan trọng đối với dao cụ sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.

Các loại vật liệu chế tạo dao cụ cơ khí

1. Thép cacbon

Đặc điểm và ứng dụng

Thép cacbon là loại hợp kim sắt-cacbon với hàm lượng cacbon thường trong khoảng 0,1% - 1,5%. Thép cacbon có nhiều ưu điểm như giá thành rẻ, dễ gia công và nhiệt xử lý, đồng thời sở hữu độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn tốt. Đây là lựa chọn phổ biến để chế tạo các loại dao cụ cơ khí cầm tay như dao rọc, cưa, bào, đục, v.v.

Các loại thép cacbon thường dùng

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

• Giá thành rẻ
• Dễ gia công và nhiệt xử lý
• Độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn tốt

Nhược điểm:

• Độ cứng và độ bền không cao bằng một số loại thép hợp kim
• Dễ bị ăn mòn, đặc biệt trong môi trường ẩm ướt hoặc hóa chất

2. Thép hợp kim

Đặc điểm và ứng dụng

Thép hợp kim là loại thép chứa các pierwiastek hợp kim như Cr, Mo, V, W, Ni, v.v. nhằm cải thiện các tính chất như độ cứng, độ bền, độ chịu nhiệt và khả năng chống mài mòn. Những loại thép này được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt, tiện, mài như dao phay, mũi khoan, mũi tiện, dụng cụ cắt gọt kim loại, v.v.

Các loại thép hợp kim thường dùng

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

• Độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn cao hơn thép cacbon
• Độ bền ở nhiệt độ cao tốt
• Tuổi thọ sử dụng lâu
• Ít bị ăn mòn

Nhược điểm:

• Giá thành cao hơn thép cacbon
• Khó gia công và nhiệt xử lý hơn

3. Hợp kim gốc cobalt

Đặc điểm và ứng dụng

Hợp kim gốc cobalt, còn được gọi là "thép súc", là loại hợp kim siêu cứng và siêu bền, có độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn vượt trội so với các loại thép khác. Chúng thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt, tiện, mài sử dụng ở nhiệt độ cao và môi trường khắc nghiệt như các loại dao phay, mũi khoan, mũi tiện dùng cho gia công kim loại cứng.

Các loại hợp kim cobalt thường dùng

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

• Độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn vượt trội
• Độ bền ở nhiệt độ cao tốt
• Tuổi thọ sử dụng rất lâu

Nhược điểm:

• Giá thành rất cao
• Khó gia công và xử lý nhiệt

4. Gốm (ceramic)

Đặc điểm và ứng dụng

Gốm là loại vật liệu sứ được chế tạo từ các nguyên liệu khoáng sản như silicat, nhôm silicat và oxit kim loại. Chúng có độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn rất cao, đặc biệt ở nhiệt độ cao. Do đó, gốm thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại như dao phay, mũi khoan, mũi tiện sử dụng ở nhiệt độ cao và môi trường khắc nghiệt.

Các loại gốm thường dùng

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

• Độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn rất cao, đặc biệt ở nhiệt độ cao
• Ít bị ăn mòn, thích hợp cho môi trường khắc nghiệt

Nhược điểm:

• Độ dẻo dai kém, dễ gãy vỡ
• Khó gia công, yêu cầu công nghệ chế tạo phức tạp

5. Kim cương và nitrit bor

Đặc điểm và ứng dụng

Kim cương và nitrit bor (boron nitride - BN) là những vật liệu cực kỳ cứng, được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại có độ bền và khả năng chống mài mòn vượt trội. Chúng thường được dùng dưới dạng lớp phủ bề mặt hoặc là thành phần chính của dao cụ.

Các sản phẩm thường dùng

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

• Độ cứng và khả năng chống mài mòn vượt trội
• Độ bền ở nhiệt độ cao tốt

Nhược điểm:

• Giá thành rất cao
• Độ dẻo dai kém, dễ gãy vỡ

6. Vật liệu từ các hạt cứng phân tán

Đặc điểm và ứng dụng

Đây là những vật liệu chế tạo dao cụ được tạo ra bằng cách phân tán các hạt cứng như cacbua, nitrit, borit vào một nền kim loại mềm như sắt, nickel hoặc coban. Sự phân tán các hạt cứng này giúp nâng cao độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn của vật liệu. Những vật liệu này thường được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt gọt kim loại như dao phay, mũi khoan, mũi tiện.

Các loại vật liệu thường dùng

Ưu và nhược điểm

Ưu điểm:

• Độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn cao
• Giá thành phải chăng hơn so với các vật liệu khác

Nhược điểm:

• Không thể sử dụng ở nhiệt độ cao
• Tuổi thọ không cao bằng các vật liệu khác

Kết luận

Trên đây là một số vật liệu chế tạo dao cụ cắt gọt kim loại phổ biến hiện nay. Mỗi loại vật liệu đều có những ưu và nhược điểm riêng, phù hợp cho các ứng dụng và điều kiện sử dụng khác nhau. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp giúp gia công kim loại trở nên hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí và tăng tuổi thọ của dụng cụ.

Qua bài viết này, hy vọng bạn đã hiểu rõ hơn về các loại vật liệu chế tạo dao cụ cắt gọt kim loại và có thêm kiến thức để áp dụng vào thực tiễn công việc. Nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc đóng góp nào, hãy để lại comment bên dưới để chúng tôi có thể trao đổi và hỗ trợ bạn. Chúc bạn thành công trong công việc!