Trong lĩnh vực gia công cơ khí chính xác, dao tiện hợp kim là một trong những công cụ cắt gọt phổ biến và quan trọng nhất. Nếu bạn đang tìm hiểu về công cụ này, bài viết sau đây sẽ giúp bạn có đầy đủ thông tin từ đặc điểm đến ứng dụng, cách sử dụng hiệu quả nhé!
1. Dao tiện hợp kim là gì?
- Dao tiện CNC là loại dụng cụ cắt được sử dụng trong máy tiện CNC để loại bỏ các vật liệu thừa ra khỏi phôi. Nhờ đó tạo ra chi tiết có hình dạng, kích thước theo thiết kế yêu cầu.
- Dao tiện hợp kim là loại dao tiện CNC được chế tạo từ hợp kim cứng, điển hình là hợp kim carbide (Carbide), hợp kim gốm (Ceramic) hoặc hợp kim cứng đặc biệt.
- Những vật liệu này mang đến cho dao khả năng chịu nhiệt và mài mòn cao, phù hợp để gia công các vật liệu có độ cứng lớn và trong điều kiện gia công tốc độ cao.
- Dao tiện hợp kim đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng gia công vật liệu khó cắt, từ thép không gỉ, thép hợp kim đến vật liệu composite.
2. Đặc điểm nổi bật của dao tiện CNC hợp kim
- Độ cứng cao: Dao tiện CNC hợp kim có độ cứng vượt trội (thang Mohs từ 8-9), chỉ đứng sau kim cương.
- Khả năng chịu nhiệt: Chịu được nhiệt độ cao (trên 800°C), đặc biệt thích hợp với gia công tốc độ cao.
- Độ bền vượt trội: Được làm từ những vật liệu bền bỉ, dao tiện hợp kim có khả năng chống mài mòn tốt, kéo dài tuổi thọ dao.
- Khả năng gia công chính xác: Công cụ đảm bảo chất lượng bề mặt sản phẩm và dung sai kích thước nhỏ.
- Tính linh hoạt cao: Người vận hành có thể gia công đa dạng các loại vật liệu, từ kim loại cứng như thép hợp kim, inox đến nhựa và composite.
Tham khảo: Dao phay lăn răng
3. Phân loại dao tiện CNC bằng hợp kim
Dựa trên vật liệu chế tạo lưỡi cắt cũng như tính năng và ứng dụng cụ thể, dao tiện hợp kim được chia thành:
| Loại dao | Độ cứng | Chịu nhiệt | Ứng dụng | Ưu điểm | Nhược điểm |
| Carbide | Cao | 800-1000°C | Thép hợp kim, thép không gỉ, nhôm | Đa dụng, bền, tốc độ cao | Dễ bị sứt mẻ khi va đập mạnh |
| Ceramic | Rất cao | >1200°C | Gang, thép cứng, vật liệu giòn | Tốc độ cao, không cần làm mát | Dễ gãy, độ bền uốn thấp |
| Cermet | Trung bình | 700-1000°C | Gia công tinh, bề mặt nhẵn mịn | Bề mặt hoàn thiện tốt, bền hơn ceramic | Không phù hợp gia công thô |
| PCD (Kim cương) | Siêu cao | Trung bình | Composite, nhôm, đồng, vật liệu mài mòn | Tuổi thọ cao, bề mặt mịn | Giá cao, không dùng cho vật liệu sắt |
| CBN | Rất cao | >2000°C | Thép tôi, hợp kim chịu nhiệt | Chịu mài mòn tốt, hiệu suất cao | Giá thành rất cao |
Chi tiết từng loại dao tiện CNC hợp kim như sau:
3.1. Dao tiện Carbide
Cấu tạo:
- Được làm từ hợp kim tungsten carbide (carbide) kết hợp với các chất kết dính như cobalt để tăng cường độ bền và độ dẻo.
- Có thể được phủ thêm các lớp như TiN, TiAlN để tăng khả năng chịu nhiệt và giảm mài mòn.
Đặc điểm:
- Độ cứng cao (khoảng 8-9 trên thang Mohs), chỉ đứng sau kim cương.
- Chịu nhiệt tốt (lên tới 800°C – 1000°C).
- Độ bền cắt cao, phù hợp cho gia công tốc độ cao.
Ứng dụng:
- Gia công thép hợp kim, thép không gỉ, nhôm, đồng, và các vật liệu cứng khác.
- Thích hợp cho cả tiện thô (tạo hình) và tiện tinh (tạo bề mặt nhẵn).
Ưu điểm:
- Dao tiện hợp kim Carbide có tuổi thọ cao, hiệu suất ổn định.
- Dễ dàng thay đổi hình dạng lưỡi cắt cho các ứng dụng khác nhau.
Nhược điểm: Dễ bị sứt mẻ nếu gặp va đập mạnh hoặc gia công không đúng cách.
3.2. Dao tiện Ceramic
Cấu tạo: Làm từ gốm kỹ thuật cao cấp, chẳng hạn như oxit nhôm (Al₂O₃) hoặc nitride silicon (Si₃N₄).
Đặc điểm:
- Chịu nhiệt độ cực cao (trên 1200°C), cho phép gia công tốc độ rất cao.
- Độ cứng cao hơn dao carbide nhưng độ bền uốn thấp hơn.
Ứng dụng:
- Gia công gang xám, thép cứng và các vật liệu giòn.
- Phù hợp cho tiện thô và các ứng dụng không yêu cầu bề mặt nhẵn mịn.
Ưu điểm:
- Hiệu quả trong gia công tốc độ cao, giảm thời gian gia công.
- Không cần chất làm mát khi cắt ở nhiệt độ cao.
Nhược điểm: Dao tiện CNC hợp kim Ceramic dễ gãy do độ bền uốn thấp, không phù hợp cho gia công vật liệu mềm hoặc dẻo.
3.3. Dao tiện hợp kim Cermet
Cấu tạo:
- Là sự kết hợp giữa gốm (ceramic) và kim loại (metal) như cobalt hoặc nickel.
- Bề mặt thường được phủ để tăng khả năng chống mài mòn.
Đặc điểm:
- Kết hợp ưu điểm của ceramic (độ cứng cao) và kim loại (độ bền uốn tốt).
- Khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn cao hơn carbide.
Ứng dụng:
- Gia công tinh, đặc biệt là gia công tạo bề mặt nhẵn mịn.
- Dùng cho các vật liệu không quá cứng như thép carbon hoặc thép hợp kim thấp.
Ưu điểm:
- Chất lượng bề mặt gia công tốt.
- Tăng tuổi thọ dao nhờ sự cân bằng giữa độ cứng và độ dẻo.
Nhược điểm: Không phù hợp cho gia công thô hoặc vật liệu có độ cứng rất cao.
3.4. Dao tiện kim cương tổng hợp (PCD)
Cấu tạo: Dao tiện hợp kim PCD làm từ kim cương tổng hợp (PCD) được chế tạo bằng cách nén các hạt kim cương dưới áp suất và nhiệt độ cao.
Đặc điểm:
- Độ cứng cao nhất trong các loại dao tiện (trên 9.5 trên thang Mohs).
- Chịu mài mòn rất tốt, phù hợp với gia công vật liệu có tính mài mòn cao.
Ứng dụng:
- Gia công vật liệu phi kim loại (nhôm, đồng, composite, nhựa gia cố sợi thủy tinh).
- Thích hợp cho các ngành hàng không, sản xuất khuôn mẫu, và gia công tinh.
Ưu điểm:
- Hiệu suất gia công cao, bề mặt hoàn thiện mịn.
- Tuổi thọ cực cao, tiết kiệm chi phí dài hạn.
Nhược điểm: Giá thành cao, không phù hợp để gia công vật liệu sắt (dễ phản ứng với kim cương ở nhiệt độ cao).
3.5. Dao tiện CBN
Cấu tạo: Dao tiện hợp kim CBN làm từ nitride bo lập phương (Cubic Boron Nitride) – một vật liệu tổng hợp siêu cứng, chỉ đứng sau kim cương.
Đặc điểm:
- Chịu được nhiệt độ cao (lên tới 2000°C).
- Không phản ứng với thép và hợp kim thép, rất phù hợp cho gia công thép cứng.
Ứng dụng:
- Gia công vật liệu siêu cứng như thép tôi, hợp kim chịu nhiệt.
- Thường sử dụng trong gia công tốc độ cao và gia công tinh.
Ưu điểm:
- Chịu mài mòn cao, hiệu quả gia công vượt trội.
- Dùng tốt với vật liệu sắt mà kim cương không xử lý được.
Nhược điểm: Giá thành cao hơn dao carbide hoặc ceramic.
Xem thêm: Tổng quan về chip dao tiện CNC
4. Ứng dụng của dao tiện CNC bằng hợp kim
Dao tiện hợp kim được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp:
- Ngành ô tô: Tiện các chi tiết động cơ, trục cam, bánh răng, và trục truyền động.
- Ngành hàng không vũ trụ: Gia công hợp kim titan, nhôm và vật liệu composite nhẹ.
- Ngành sản xuất khuôn mẫu: Cắt gọt các bề mặt phức tạp với yêu cầu độ chính xác cao.
- Ngành y tế: Gia công thiết bị và dụng cụ y tế làm từ inox hoặc hợp kim đặc biệt.
- Ngành năng lượng: Sản xuất các chi tiết tua-bin và thiết bị phát điện từ vật liệu khó gia công.
5. Lưu ý khi sử dụng dao tiện bằng hợp kim
- Chọn tốc độ cắt phù hợp: Dao tiện hợp kim chịu nhiệt tốt, nên được sử dụng ở tốc độ cắt cao để phát huy tối đa hiệu suất.
- Sử dụng chất làm mát: Dầu cắt hoặc dung dịch làm mát giúp giảm nhiệt độ, tăng tuổi thọ dao.
- Kiểm tra dao trước khi sử dụng: Đảm bảo dao không bị sứt mẻ, hỏng hóc, ảnh hưởng đến chất lượng gia công.
- Bảo quản đúng cách: Làm sạch và bảo quản dao ở nơi khô ráo, tránh va đập làm gãy lưỡi dao.
- Lựa chọn dao phù hợp với vật liệu phôi: Tùy thuộc vào tính chất vật liệu, chọn loại dao hợp kim phù hợp để đạt hiệu quả gia công cao nhất.
Dao tiện CNC hợp kim là công cụ không thể thiếu trong ngành gia công cơ khí chính xác, đặc biệt khi xử lý các vật liệu khó gia công hoặc yêu cầu độ chính xác cao. Sở hữu đặc điểm nổi bật về độ cứng, khả năng chịu nhiệt và tuổi thọ vượt trội, dao tiện đáp ứng được những thách thức trong gia công hiện đại.
Với bài viết DN Solutions chia sẻ về dao tiện hợp kim trên đây, chúc bạn sử dụng công cụ này hiệu quả để nâng cao hiệu suất, tối ưu chi phí và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
