Máy xẻ băng (máy xẻ cuộn) dùng để xẻ cuộn thép, inox, tôn mạ, nhôm hoặc đồng khổ lớn thành nhiều băng hẹp. Bộ dao trên máy gồm các dao tròn máy xẻ băng xếp xen kẽ với vòng đệm dao xẻ băng và vòng cao su trên hai trục. Độ chính xác của từng con dao, đặc biệt là độ dày, độ phẳng và độ song song hai mặt, ảnh hưởng trực tiếp đến khổ băng, độ thẳng mép và lượng bavia.

Một con dao xẻ băng có thể được mài rất chính xác lúc mới, nhưng sau vài lần mài lại đã bắt đầu cong vênh. Nguyên nhân thường không nằm ở khâu mài mà ở khâu nhiệt luyện, cụ thể là ứng suất dư còn tồn tại bên trong dao.

Ứng suất dư sau nhiệt luyện là gì?

Ứng suất dư là phần nội lực còn lại bên trong dao sau khi đã tôi và làm nguội xong, dù không có lực nào tác động từ bên ngoài. Có thể hình dung như một lò xo bị nén sẵn bên trong khối thép. Nếu ứng suất dư vượt quá giới hạn chảy của thép, dao sẽ biến dạng. Nếu vượt quá giới hạn bền, dao sẽ nứt.

Tuy nhiên ứng suất dư không phải lúc nào cũng có hại. Khi được kiểm soát và phân bố hợp lý, đặc biệt là ứng suất nén ở lớp bề mặt, nó còn giúp dao chịu mỏi tốt hơn và bền hơn. Mục tiêu của nhiệt luyện là giảm phần có hại và tận dụng phần có lợi.

Ứng suất nhiệt: do bề mặt và lõi nguội không đều

Khi làm nguội nhanh, lớp bề mặt dao nguội trước và co lại trước, trong khi phần lõi vẫn còn nóng. Lõi sau đó tiếp tục nguội và co lại, nhưng bị lớp bề mặt đã cứng giữ lại. Kết quả là sau khi nguội hoàn toàn, bề mặt chịu nén còn phần lõi chịu kéo.

Mức độ ứng suất nhiệt tăng khi tốc độ làm nguội nhanh hơn và khi hàm lượng carbon, nguyên tố hợp kim trong thép cao hơn. Đây là lý do thép hợp kim cao như SKD11 cần được làm nguội có kiểm soát.

Ứng suất tổ chức: do thép thay đổi cấu trúc khi tôi

Khi tôi, cấu trúc thép chuyển từ austenit sang martensit, đi kèm với việc thể tích tăng lên. Các phần của dao chuyển biến không cùng lúc, nên thể tích tăng không đồng đều và sinh ra ứng suất tổ chức. Loại ứng suất này có chiều ngược với ứng suất nhiệt: bề mặt chịu kéo còn lõi chịu nén.

Trong thực tế, hai loại ứng suất cùng tồn tại và cộng hoặc trừ lẫn nhau. Loại nào chiếm ưu thế phụ thuộc vào mác thép, hình dạng dao và quy trình nhiệt luyện. Với dao mỏng dạng đĩa như dao xẻ băng, sự mất cân bằng nhỏ cũng đủ làm dao cong.

Hậu quả khi ứng suất dư không được kiểm soát

• Dao cong vênh, độ phẳng không đạt, cắt ra băng có mép gợn hoặc lệch khổ.
• Kích thước dao thay đổi theo thời gian khi ứng suất tự giải phóng dần.
• Dao biến dạng sau mỗi lần mài lại vì lớp vật liệu bị mài đi làm mất cân bằng ứng suất.
• Nứt chân tóc ở mép lưỡi hoặc quanh lỗ trục, có thể vỡ dao khi chạy.

Quy trình nhiệt luyện giúp dao xẻ băng ổn định

Để có dao xẻ băng thép giữ được độ phẳng lâu dài, quy trình nhiệt luyện thường gồm các bước:

• Ủ khử ứng suất sau khi gia công thô, trước khi tôi.
• Tôi trong lò chân không hoặc lò có khí bảo vệ để nhiệt độ đồng đều và bề mặt không bị thoát carbon.
• Làm nguội có kiểm soát, kẹp dao giữa các tấm phẳng nếu cần để hạn chế cong vênh.
• Xử lý lạnh sâu để chuyển hóa phần austenit dư còn lại, giúp kích thước ổn định hơn.
• Ram nhiều lần, thường từ hai lần trở lên, để giảm ứng suất và đạt độ cứng mong muốn.
• Ram khử ứng suất sau khi mài thô, trước khi mài tinh.

Mỗi bước đều tốn thời gian và chi phí, nên dao giá rẻ thường bỏ bớt công đoạn. Khác biệt không nhìn thấy khi mới mua, nhưng lộ rõ sau vài lần mài lại.

DTS làm việc với các xưởng sản xuất có quy trình nhiệt luyện đầy đủ cho dòng dao máy xẻ cuộn thép, và kiểm tra độ dày, độ phẳng từng con dao trước khi giao cho khách.

Gợi ý khi mua và sử dụng dao xẻ băng

• Hỏi nhà cung cấp về quy trình nhiệt luyện và dung sai độ dày, độ phẳng cam kết.
• Bảo quản dao nằm phẳng trên giá, không dựng nghiêng hay chồng lẫn với vật nặng.
• Mài lại với lượng ăn nhỏ, có làm mát đầy đủ để không làm nóng dao.
• Đo lại độ dày và độ phẳng sau mỗi lần mài, ghi chép để theo dõi.

Các nhà máy cán và gia công thép ở Bình Dương, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Hải Phòng, Bắc Ninh và Hà Tĩnh có thể liên hệ DTS để được tư vấn dao xẻ băng bằng dao SKD11 hoặc vật liệu phù hợp với độ dày, mác thép cuộn đang xẻ.