Thép công cụ được làm như thế nào: Quy trình sản xuất

Thép công cụ là hợp kim cao cấp được biết đến với độ cứng, khả năng chống mài mòn và giữ nhiệt, khiến nó trở nên thiết yếu đối với các công cụ cắt, khuôn và các bộ phận máy móc. Quy trình sản xuất của nó bao gồm hợp kim hóa, nấu chảy, đúc, rèn, xử lý nhiệt và hoàn thiện chính xác.

Là một nhà sản xuất thép dày dạn kinh nghiệm, chúng tôi sẽ cung cấp thông tin chi tiết về quy trình sản xuất chi tiết của thép công cụ. Nếu bạn cần bất kỳ sản phẩm thép công cụ nào, vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Thép công cụ được làm bằng gì?

Thép công cụ chủ yếu bao gồm sắt và cacbon 0,5% đến 1,5%. Các nguyên tố hợp kim chính như crom, vanadi, molypden, vonfram, mangan và silic được thêm vào để tạo thành cacbua, tăng cường khả năng chống mài mòn và độ bền.

Hơn một nửa thép công cụ được làm từ kim loại phế liệu để giảm chi phí và thúc đẩy tính bền vững. Dựa trên kinh nghiệm sản xuất của chúng tôi, tốt nhất là sử dụng phế liệu không có chất gây ô nhiễm như dầu và sơn để đảm bảo độ bền của thép công cụ.

Nếu bạn đang tìm kiếm nguyên liệu thô cho dự án của mình, SteelPro Group có thể cung cấp thép công cụ đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế với khả năng kiểm soát dung sai nghiêm ngặt.

Quy trình sản xuất thép công cụ

1. Nấu chảy và tinh chế

Hầu hết thép công cụ được làm bằng cách sử dụng Lò hồ quang điện (EAF) vì nó hiệu quả, linh hoạt và có thể sử dụng một lượng lớn vật liệu tái chế. Tuy nhiên, các phương pháp tinh chế khác như Nấu chảy xỉ điện (ESR) Và Luyện kim bột (P/M) được sử dụng khi các loại thép công cụ cụ thể, đặc tính mong muốn hoặc nhu cầu ứng dụng yêu cầu chúng.

• Lò hồ quang điện (EAF)

Lò hồ quang điện (EAF) là phương pháp chính để nấu chảy thép công cụ. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng quy trình EAF khi sử dụng một lượng lớn vật liệu tái chế vì điều này rất quan trọng để tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường. Nó cũng lý tưởng để sản xuất thép công cụ số lượng lớn với chất lượng đồng đều.

Quá trình:

Trong quy trình EAF, phế liệu thép được đưa vào lò và nấu chảy bằng hồ quang điện mạnh. Các nguyên tố hợp kim được thêm vào để đạt được thành phần hóa học mong muốn. Sau đó, thép nóng chảy được tinh chế để loại bỏ tạp chất và đảm bảo tính đồng nhất. Sau khi tinh chế, thép được đổ vào khuôn để tạo thành thỏi, sau đó được ủ để giảm ứng suất bên trong.

• Nấu chảy xỉ điện (ESR)

Electroslag Melting (ESR) là một kỹ thuật tinh luyện tiên tiến. Nó đặc biệt có giá trị đối với thép công cụ đòi hỏi độ tinh khiết cao và các đặc tính cơ học tuyệt vời. Chúng tôi khuyên bạn nên chọn ESR khi độ tinh khiết cao và chất lượng bề mặt tuyệt vời là yếu tố quan trọng đối với ứng dụng thép công cụ.

Quá trình:

Điện cực thép tiêu hao được nhúng trong một bể xỉ nóng chảy bên trong khuôn làm mát bằng nước. Một dòng điện chạy qua điện cực, khiến nó tan chảy và nhỏ giọt vào xỉ. Khi thép nóng chảy đi qua xỉ, tạp chất được loại bỏ và thép đông đặc thành một thỏi đồng nhất với cấu trúc vi mô tinh chế.

• Luyện kim bột (PM)

Luyện kim bột (PM) là một quy trình sản xuất tiên tiến được sử dụng để sản xuất thép công cụ hợp kim cao với sự phân bố cacbua đồng đều. Chúng tôi đề xuất sử dụng Luyện kim bột khi sản xuất thép công cụ có thành phần hợp kim phức tạp khó đạt được thông qua các phương pháp nấu chảy truyền thống. Nó cũng lý tưởng để sản xuất các hình dạng công cụ chính xác và phức tạp với lượng vật liệu lãng phí tối thiểu

Quá trình:

Trong quá trình này, bột kim loại được trộn cẩn thận với các thành phần hợp kim và được nén chặt thành hình dạng mong muốn bằng khuôn. Sau đó, bột nén được thiêu kết ở nhiệt độ cao, khiến các hạt liên kết và tạo thành một khối rắn. Phương pháp này đảm bảo phân phối cacbua mịn và đều, tăng khả năng gia công và phản ứng làm cứng của thép công cụ.

2. Đúc

• Đúc liên tục

Đúc liên tục liên quan đến dòng chảy ổn định của thép nóng chảy vào khuôn đã nguội, tạo ra các sợi dài, đồng nhất có thể đông đặc nhanh chóng và cán trực tiếp thành hình dạng mong muốn. Phương pháp này mang lại hiệu quả và tính nhất quán cao, lý tưởng cho sản xuất hàng loạt.

• Đúc thỏi

Điều này đòi hỏi phải đổ thép nóng chảy vào các khuôn lớn, cố định để tạo thành các khối riêng biệt. Mặc dù chậm hơn và tốn nhiều công sức hơn, đúc thỏi cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn đối với tốc độ làm nguội và có thể chứa các thành phần hợp kim chuyên dụng. Kỹ thuật này đặc biệt phù hợp với thép công cụ cao cấp đòi hỏi sự tinh chỉnh cấu trúc vi mô tỉ mỉ.

3. Rèn nóng và cán nóng

Rèn nóng và cán là những bước quan trọng trong việc định hình thép công cụ và tăng cường các tính chất cơ học của nó. Trong quá trình rèn nóng, các thỏi được gia nhiệt được ép bằng khuôn áp suất cao để tạo thành phôi, thanh hoặc các hình dạng sơ bộ khác. Sau đó cán tiếp tục tinh chỉnh các hình dạng này bằng cách đưa thép qua nhiều máy cán, đạt được kích thước chính xác và độ dày đồng đều.

Chúng tôi đạt được chất lượng cao nhất quán và dung sai nghiêm ngặt thông qua máy móc tiên tiến được điều khiển bằng máy tính và giám sát thời gian thực. Các đợt kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt của chúng tôi đảm bảo rằng mọi lô thép công cụ đều đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất cao nhất.

4. Vẽ nóng và lạnh

Vẽ nóng bao gồm việc kéo thép công cụ qua khuôn ở nhiệt độ cao, thường lên đến 540 °C (1000 °F). Quá trình này tăng cường độ dẻo, cho phép giảm đáng kể tiết diện mà không bị gãy. Có thể cần nhiều lần gia công để có được hình dạng và số đo mong muốn. 

Vẽ lạnh được thực hiện ở nhiệt độ gần nhiệt độ phòng để đạt được kích thước chính xác và chất lượng bề mặt tuyệt vời. Do thép công cụ có độ bền cao và độ dẻo hạn chế, kéo nguội thường chỉ giới hạn ở một lần kéo nhẹ để tránh gãy. 

Các loại thép công cụ khác nhau và quy trình khác nhau

Thép công cụ chủ yếu được phân loại thành sáu loại riêng biệt dựa trên các nguyên tố hợp kim và các tính chất cụ thể phù hợp cho các ứng dụng khác nhau.

• Làm cứng bằng nước (Dòng W)

Đúc thỏi là phương pháp được ưa chuộng cho thép công cụ W-Series. Do thành phần đơn giản hơn nên không cần các kỹ thuật đúc tiên tiến như ESR hoặc PM.

• Làm việc nguội (Dòng O, A, D)

Yêu cầu phân tách tối thiểu và phân bố cacbua đồng đều, thường đạt được thông qua ESR hoặc VAR (Nấu chảy lại bằng hồ quang chân không) để loại bỏ tạp chất và tăng cường tính đồng nhất.

• Chống sốc (Dòng S)

Phương pháp nấu chảy lại bằng hồ quang chân không (VAR) thường được sử dụng để sản xuất các loại thép này, đảm bảo lượng tạp chất tối thiểu và cấu trúc vi mô tinh tế. 

• Gia công nóng (Dòng H)

Tận dụng phương pháp đúc liên tục giúp tạo ra các cấu trúc vi mô bền và đàn hồi thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao.

• Tốc độ cao (Dòng M, T)

Yêu cầu tốc độ làm nguội chính xác để tạo thành các cấu trúc martensitic cứng và chống mài mòn. Đúc thỏi với làm nguội có kiểm soát hoặc đúc liên tục sau đó làm nguội nhanh là phương pháp được ưa chuộng.

• Luyện kim bột (Dòng PM)

Luyện kim bột (P/M) thường là phương pháp đúc được ưa chuộng cho các loại thép chuyên dụng này. Ngoài ra, Quy trình Osprey có thể được sử dụng để sản xuất thép công cụ có hạt mịn, đồng đều cao, phù hợp với nhu cầu công nghiệp cụ thể.

Nếu bạn muốn biết thêm về các loại và cấp thép công cụ khác nhau, vui lòng nhấp vào đây.

Thép công cụ cao cấp từ SteelPro Group

Sẵn sàng nâng cao dự án của bạn với thép công cụ cao cấp? Thép công cụ được sản xuất chuyên nghiệp của chúng tôi có thể nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của các công cụ và máy móc của bạn. Hợp tác với chúng tôi để có chất lượng mà bạn có thể tin tưởng và các giải pháp phù hợp với nhu cầu của ngành bạn.