Nội dung
Hướng dẫn thép công cụ tốc độ cao
- John
Thép tốc độ cao (HSS) đã cách mạng hóa thế giới gia công. Tại SteelPro Group, chúng tôi chuyên cung cấp các giải pháp HSS chất lượng cao phù hợp với nhu cầu của bạn.
Thép tốc độ cao là gì?
Thép tốc độ cao là thép công cụ hợp kim nổi tiếng vì duy trì độ cứng và khả năng chống mài mòn ở nhiệt độ cao. Được phân loại thành các loại gốc vonfram (dòng T), gốc molypden (dòng M) và gốc coban (dòng K), loại thép này có độ cứng, khả năng chống mài mòn và khả năng chịu nhiệt đặc biệt. Với độ cứng đỏ vượt trội so với các công cụ bằng thép cacbon truyền thống, loại thép này đạt 62-65 HRC sau khi xử lý nhiệt. Chủ yếu được sử dụng trong các hoạt động gia công tốc độ cao, loại thép này lý tưởng cho các công cụ cắt như máy khoan và máy phay đầu.
Tại sao lại gọi là thép tốc độ cao?
Nó được gọi là "thép tốc độ cao" vì nó giữ được độ cứng ở tốc độ cắt cao, ngay cả khi được nung nóng đến khoảng 1100°F (593°C). Khả năng này, được gọi là độ cứng đỏ, cho phép nó hoạt động ở tốc độ cao hơn nhiều so với thép cacbon thông thường.
Thép tốc độ cao có những tính chất gì?
Hàm lượng hợp kim cao:Thép tốc độ cao chứa hỗn hợp các nguyên tố như vonfram, molypden, crom, vanadi và đôi khi là coban.
Độ cứng cao: Sau khi xử lý nhiệt, HSS thường đạt được độ cứng trong khoảng 62-65 Rockwell C (HRC). Nó vẫn giữ được độ cứng ở nhiệt độ cao.
Khả năng chống mài mòn đặc biệt: Hàm lượng carbide (chủ yếu là tungsten, molypden và vanadi carbide) trong HSS làm tăng đáng kể khả năng chống mài mòn. Nó duy trì lưỡi cắt lâu hơn nhiều so với các loại thép công cụ khác.
Độ bền cân bằng: HSS có sự cân bằng tốt giữa độ cứng và độ dẻo dai. Mặc dù không dẻo dai bằng thép dụng cụ làm việc nguội, nhưng nó dẻo dai hơn các dụng cụ cacbua, giòn hơn khi so sánh.
Chi phí tương đối cao:Thép tốc độ cao đắt hơn thép cacbon thông thường do các thành phần hợp kim và xử lý nhiệt chuyên dụng. Tuy nhiên, chi phí được bù đắp bằng khả năng hoạt động ở tốc độ cao hơn.
Tổng quan về các loại và cấp thép tốc độ cao
Để đáp ứng nhu cầu đa dạng của hoạt động cắt và gia công, HSS được phân loại thành nhiều loại dựa trên các thành phần hợp kim và đặc tính hiệu suất của nó. Dưới đây là các phân loại chính:
Dựa trên Vonfram (Dòng T)
Được biết đến với hàm lượng vonfram cao, loại thép này có khả năng chống mài mòn và độ cứng đỏ tuyệt vời, lý tưởng cho các công cụ cắt nhiệt độ cao như dao phay.
- M1: HSS đa năng thích hợp cho việc cắt ngắt quãng, mang lại hiệu suất đồng nhất trong nhiều ứng dụng khác nhau.
- M7: Loại thép HSS biến tính N có độ cứng tuyệt vời, thường được sử dụng cho mũi khoan xoắn và các dụng cụ chính xác khác.
Dựa trên Molypden (Dòng M)
Với hàm lượng molypden cao hơn, sản phẩm này tiết kiệm chi phí hơn so với T-Series trong khi vẫn mang lại hiệu suất tương đương, được sử dụng rộng rãi cho các công cụ đa năng như máy khoan và vòi.
- M2: HSS được sử dụng rộng rãi nhất, cân bằng giữa độ bền, hiệu quả cắt và chi phí, lý tưởng cho các công cụ đa năng.
- M2 Euro: Một biến thể C cao của M2, thường được sử dụng ở Châu Âu, có độ cứng cao hơn một chút với độ dẻo dai giảm một chút.
- M3-1:Được thiết kế với hàm lượng C và V cao hơn, mang lại khả năng chống mài mòn tốt hơn và duy trì các đặc tính trong điều kiện nhiệt độ cao.
- M3-2: Có C và V cao hơn M3-1, cải thiện đáng kể hiệu suất cắt và tuổi thọ dụng cụ.
- M4: Được biết đến với khả năng chống mài mòn cao do có khối lượng lớn VC cứng, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng cắt đòi hỏi khắt khe.
Dựa trên Coban (Dòng K hoặc Tập hợp con của Dòng M)
Được tăng cường bằng coban (ví dụ: M35, M42), sản phẩm có độ cứng màu đỏ và khả năng chịu nhiệt vượt trội, hoàn hảo để cắt các vật liệu cứng như thép không gỉ.
- M35: Phiên bản tăng cường của M2, cải thiện độ cứng và độ cứng đỏ, được sử dụng rộng rãi cho các dụng cụ cắt ở Châu Âu.
- M42: Thép HSS siêu bền có hàm lượng Co cao, mang lại độ cứng và khả năng chống mài mòn vượt trội, dựa vào độ cứng thay vì lượng VC lớn.
- CPM Rex76/M48: Thép HSS PM cao cấp được thiết kế cho các dây chuyền sản xuất dài, gia công hạng nặng và vật liệu mài mòn, thường được sử dụng cho các dụng cụ phay.
Thép tốc độ cao cũng bao gồm hai loại độc đáo như sau:
Điểm CPM như CPM M4 và CPM T15 được sản xuất bằng phương pháp luyện kim bột, đảm bảo cấu trúc vi mô đồng nhất giúp tăng khả năng chống mài mòn và độ bền. Quy trình sản xuất tiên tiến của chúng khiến chúng đắt hơn nhưng lý tưởng cho các ứng dụng có độ chính xác cao.
- CPM4: Một biến thể PM của M4 có độ bền và độ tin cậy vượt trội, đặc biệt là trong các ứng dụng gia công nguội như đột và khuôn.
- CPMT15:Một biến thể PM của T15 có độ bền và khả năng mài được cải thiện đáng kể, khiến nó trở thành sự lựa chọn phổ biến cho các dụng cụ doa.
- PM30: Biến thể PM tăng cường của M3-2 kết hợp độ bền cao với hiệu suất cắt tuyệt vời, phù hợp cho các ứng dụng hiệu suất cao.
Thép tốc độ cao trung bình có ít vonfram và molypden hơn, khiến nó có giá cả phải chăng hơn trong khi vẫn bền và cứng. Nó thường được sử dụng trong các bộ phận hàng không vũ trụ và công nghiệp, nơi không cần cắt tốc độ cao hoặc khả năng chịu nhiệt cực cao và ưa thích xử lý dễ dàng hơn.
- M50: Thép HSS trung gian tiết kiệm chi phí, phù hợp với các công cụ như mũi khoan xoắn và thiết bị chế biến gỗ khi độ cứng đỏ không quá quan trọng.
Thành phần hóa học của các loại thép tốc độ cao
| Kiểu | Điểm số | C | Mn | Si | Cr | T | Tôi | V | Đồng |
| Dòng T | M1 | 0.82 | 0.25 | 0.4 | 3.75 | 1.55 | 8.5 | 1.15 | – |
| Dòng M | M2 | 0.85 | 0.25 | 0.3 | 4.15 | 6 | 4.8 | 1.85 | – |
| Dòng M | M2 Euro | 0.91 | 0.25 | 0.3 | 4 | 6.15 | 4.85 | 1.75 | – |
| Dòng M | M3-1 | 1.04 | 0.25 | 0.3 | 3.9 | 5.9 | 4.9 | 2.35 | – |
| Dòng M | M3-2 | 1.21 | 0.25 | 0.3 | 4.1 | 6 | 5.5 | 2.9 | – |
| Dòng M | M4 | 1.33 | 0.25 | 0.3 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 3.85 | – |
| Dòng PM | CPM-M4 | 1.45 | 0.25 | 0.3 | 4.5 | 5.5 | 5.5 | 3.85 | – |
| Dòng T | M7 | 1 | 0.3 | 0.4 | 3.6 | 1.6 | 8.55 | 1.9 | – |
| Đồng loạt | M35 | 0.93 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 6.25 | 5 | 1.9 | 4.9 |
| Đồng loạt | M42 | 1.08 | 0.3 | 0.45 | 3.85 | 1.5 | 9.5 | 1.2 | 8 |
| Đồng loạt | CPM Rex 76/M48 | 1.55 | 0.2 | 0.4 | 4 | 10 | 5.25 | 3.1 | 9 |
| Int-Series | M50 | 0.83 | 0.3 | 0.3 | 4.1 | 1.15 | 4.5 | 1.05 | – |
| Int-Series | M52 | 0.9 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 1.15 | 4.5 | 1.95 | – |
| Dòng PM | CPMT15 | 1.6 | 0.3 | 0.3 | 4.25 | 12.25 | 0.75 | 5 | 5 |
| Dòng PM | PM30 | 1.28 | 0.3 | 0.3 | 4.2 | 6.4 | 5 | 3.1 | 8 |
So sánh hiệu suất của các loại thép tốc độ cao
| Điểm số | Nhân sự | Khả năng gia công |
| M1 | 55 | 65 |
| M2 | 50 | 65 |
| M2 Euro | 50 | 65 |
| M3-1 | 40 | 66 |
| M3-2 | 35 | 66 |
| M4 | 35 | 65 |
| CPM4 | 45 | 65 |
| M7 | 45 | 66 |
| M35 | 45 | 65 |
| M42 | 35 | 68 |
| CPM Rex76/M48 | 15 | 69 |
| M50 | 65 | 63 |
| CPMT15 | 25 | 67 |
| PM30 | 30 | 67 |
Thép tốc độ cao được sử dụng để làm gì?
- Mũi khoan
- Máy phay cuối
- Vòi và Khuôn
- Máy doa
- Lưỡi cưa
- Dụng cụ tiện
- Máy cắt bánh răng
- Trâm cài
- Đấm
Thép tốc độ cao được phát minh khi nào?
Thép tốc độ cao (HSS) được Frederick Winslow Taylor và Maunsel White phát minh vào năm 1910. Đây là bước đột phá trong công nghệ dụng cụ cắt. Sau đây là tổng quan ngắn gọn về các cột mốc quan trọng trong lịch sử thép tốc độ cao.
1868: Robert Forester Mushet đã phát triển thép Mushet, tiền thân của HSS hiện đại. Nó chứa 2% C, 2,5% Mn và 7% W, và được làm cứng khi làm mát bằng không khí.
1899–1900: Frederick Winslow Taylor và Maunsel White tại Bethlehem Steel đã cải tiến thép công cụ như thép Mushet thông qua các thí nghiệm. Quy trình xử lý nhiệt của họ cho phép thép giữ được độ cứng ở nhiệt độ cao, tăng gấp ba lần tốc độ cắt. Đây trở thành quy trình Taylor-White, được giới thiệu tại Triển lãm Paris năm 1900.
1910:HSS được phân loại chính thức đầu tiên, AISI T1, đã được Crucible Steel Co. giới thiệu và cấp bằng sáng chế.
Thời kỳ Thế chiến thứ II: Sự thiếu hụt vật liệu dẫn đến sự phát triển của HSS gốc molypden, chẳng hạn như AISI M1 và M2, cung cấp các giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí cho HSS gốc vonfram. Các loại này được sử dụng rộng rãi.
Thép tốc độ cao so với thép cacbon
Nếu độ bền và hiệu quả cắt là ưu tiên hàng đầu của bạn thì HSS vượt trội hơn thép cacbon rất nhiều.
HSS được thiết kế cho các hoạt động ở nhiệt độ cao, duy trì độ cứng và khả năng cắt ngay cả khi được nung nóng đến khoảng 1100°F (593°C). Điều này làm cho nó trở nên lý tưởng cho các công cụ gia công như mũi khoan và vòi, đặc biệt là ở tốc độ cao.
Ngược lại, thép cacbon, tuy có giá cả phải chăng hơn và dễ mài hơn, nhưng lại mất độ cứng và khả năng giữ cạnh khi ở nhiệt độ cao, chỉ phù hợp với các ứng dụng tốc độ thấp hoặc sử dụng công cụ cầm tay.
Thép tốc độ cao so với cacbua
Carbide cung cấp hiệu suất cao hơn cho các nhiệm vụ cụ thể. HSS vẫn là lựa chọn linh hoạt, tiết kiệm chi phí cho nhiều mục đích sử dụng hơn.
Dụng cụ cacbua vượt trội về gia công tốc độ cao, độ chính xác cao và có thể cắt các vật liệu cứng hơn với khả năng chống mài mòn vượt trội. Tuy nhiên, cacbua giòn, khiến nó ít phù hợp với các vết cắt gián đoạn hoặc các hoạt động dễ va đập.
Ngược lại, HSS cứng hơn và dễ uốn hơn, lý tưởng cho các công cụ và ứng dụng đa năng đòi hỏi độ bền khi chịu áp lực.
Hợp tác với SteelPro Group để đạt được sự xuất sắc về thép tốc độ cao
SteelPro Group cam kết cung cấp các sản phẩm HSS chất lượng cao và hướng dẫn chuyên môn để giúp bạn đạt được mục tiêu của mình. Cho dù bạn đang nâng cấp công cụ của mình hay đang lập kế hoạch cho các dự án mới, hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để khám phá cách các giải pháp của chúng tôi có thể tạo nên sự khác biệt. Hãy cùng nhau xây dựng thành công của bạn!
