Bài nhiệt luyện chân không đã nói về khâu tôi. Bài này nói về một bước nhiều nhà sản xuất dao thêm vào sau khi tôi: hạ dao xuống nhiệt độ rất thấp, có khi tới −196°C trong nitơ lỏng, rồi mới ram. Nghe giống quảng cáo, nhưng bước này có cơ sở luyện kim rõ ràng, và cũng có giới hạn rõ ràng.

Austenit dư là gì

Khi tôi thép, tổ chức austenit ở nhiệt độ cao chuyển thành martensit cứng. Với thép nhiều cacbon và hợp kim như SKD11, thép gió, một phần austenit không kịp chuyển hết khi nguội tới nhiệt độ phòng. Phần còn lại gọi là austenit dư.

Austenit dư gây ba vấn đề cho dao:

• Mềm hơn martensit, làm giảm độ cứng và chống mòn.
• Có thể tự chuyển dần thành martensit theo thời gian hoặc khi dao nóng lên lúc làm việc. Thể tích thay đổi làm dao thay đổi kích thước, cong vênh nhẹ.
• Martensit mới sinh ra từ austenit dư mà chưa được ram thì giòn.

Với dao thường, sai lệch vài micromet không đáng kể. Với dao tròn chính xác, ống dao dưới nhiều rãnh có dung sai ±0,003 mm, hay dao tròn chia cuộn lá đồng cần độ đảo vài micromet, thì đây là vấn đề thật.

Lạnh nông và lạnh sâu

Thời gian giữ trong các tài liệu thường từ vài giờ tới vài chục giờ. Hạ nhiệt và nâng nhiệt phải từ từ để dao không nứt do sốc nhiệt.

Nghiên cứu nói gì

Một nghiên cứu đăng trên tạp chí kỹ thuật của Đại học Misurata (Libya) so sánh thép D2 xử lý lạnh nông −80°C và lạnh sâu −196°C, giữ 6 giờ và 20 giờ. Kết quả: lạnh sâu cho độ cứng cao hơn và tốc độ mòn thấp hơn lạnh nông, rõ nhất ở mức 20 giờ. Mẫu để ổn định ở nhiệt độ phòng một tuần trước khi xử lý lạnh cũng cho kết quả tốt hơn.

Một nghiên cứu khác của Hàn Quốc trên thép STD11 (tương đương SKD11) xử lý ở −100°C, −150°C và −196°C cho thấy: ngay cả ở −196°C, austenit dư vẫn chưa chuyển hết. Chỉ sau khi ram ở 530°C, austenit dư mới chuyển hoàn toàn. Chống mòn trượt vẫn được cải thiện, nhưng mức cải thiện không tỷ lệ thẳng với lượng austenit dư. Nghĩa là lợi ích của xử lý lạnh không chỉ đến từ việc giảm austenit dư.

Vì sao vẫn phải ram sau xử lý lạnh

• Martensit mới tạo ra khi xử lý lạnh rất giòn, phải ram để giảm giòn.
• Ram giảm ứng suất do tôi và do xử lý lạnh.
• Với SKD11, thép gió, ram nhiều lần giúp chuyển nốt phần austenit dư còn lại.

Trình tự thường gặp: tôi, xử lý lạnh, ram, có khi ram thêm một hoặc hai lần nữa. Xem bài tứ hỏa trong nhiệt luyện dao.

Loại dao nào được lợi nhiều nhất

• Dao tròn chia cuộn chính xác, dao dưới, ống dao dưới nhiều rãnh: cần ổn định kích thước lâu dài.
• Dao cắt điện cực pin, lá đồng, màng quang học: cần mép bền, ít mẻ vi mô.
• Dao nghiền nhựa, dao cắt hạt nhựa SKD11: chịu mài mòn liên tục.
• Dao thép gió cắt giấy, dao xén: chống mòn mép.

Một nhà sản xuất dao Đài Loan áp dụng tôi chân không rồi xử lý lạnh sâu cho dao máy nghiền nhựa, dao dưới máy chia cuộn và dao cắt sắt góc. DTS cung cấp dao tròn chính xác, dao tròn dưới và dao máy nghiền nhựa có xử lý lạnh theo yêu cầu.

Xử lý lạnh không làm được gì

• Không cứu được thép kém chất lượng hoặc tôi sai nhiệt độ.
• Không biến SKD11 thành thép dai chịu va đập. Với dao chịu va đập mạnh, cần đổi mác thép. Xem bài thép làm dao chịu va đập.
• Không thay được mài đúng góc, chỉnh đúng khe hở khi lắp dao.

Khi so sánh hai dao, hãy so số mét cắt hoặc số tấn nghiền giữa hai lần mài trong cùng điều kiện, thay vì chỉ đọc catalog.

Liên hệ DTS

Khách ở TP HCM, Bình Dương, Đồng Nai được đo dao tận nơi miễn phí. Các nhà máy ở Bắc Ninh, Đà Nẵng, Cần Thơ hay Lâm Đồng có thể gửi yêu cầu dao, vật liệu cắt và sản lượng qua Zalo để được tư vấn có nên xử lý lạnh hay không.