Nghiên cứu xây dựng quy trình nhiệt luyện của dao băm gỗ trong ngành nguyên liệu giấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN ĐỨC ĐƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN
CỦA DAO BĂM GỖ TRONG NGÀNH
NGUYÊN LIỆU GIẤY

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KHÁNH HÒA, 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN ĐỨC ĐƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH NHIỆT LUYỆN
CỦA DAO BĂM GỖ TRONG NGÀNH
NGUYÊN LIỆU GIẤY

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành:

Kỹ thuật cơ khí

Mã số:

60520103

Quyết định giao đề tài:

931/QĐ/ĐHNT ngày 26/09/2014

Quyết định thành lập HĐ:

1079/QĐ-ĐHNT ngày 19/11/2015

Ngày bảo vệ:

16/01/2016

Người hướng dẫn khoa học:
TS. TRẦN DOÃN HÙNG
Chủ tịch Hội đồng:
PGS.TS. PHẠM HÙNG THẮNG
Khoa sau đại học:

Khánh Hòa, 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu xây dựng quy trình nhiệt
luyện của dao băm gỗ trong ngành nguyên liệu giấy” là công trình nghiên cứu của cá
nhân tơi và chưa từng được cơng bố trong bất cứ cơng trình khoa học nào khác cho tới
thời điểm này.
Khánh Hòa, ngày 15 tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Đức Đông

i


LỜI CÁM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của quý
thầy cơ từ các phịng ban chức năng của Trường Đại học Nha Trang, với sự giúp đỡ
nhiệt tình đó đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi được hồn thành đề tài. Đặc biệt là sự
hướng dẫn tận tình của TS. Trần Dỗn Hùng để tơi có thể hồn thành tốt đề tài. Qua
đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ q báu đó.
Tơi xin cám ơn các thầy cô trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy, Trung tâm thí
nghiệm thực hành, các thầy cơ giáo trong khoa Cơ khí của Trường Đại học Nha Trang
đã giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi q trình học tập, nghiên cứu thực hiện đề
tài này.
Qua đây tôi cũng xin bày tỏ lời cám ơn sâu sắc đến các bạn đồng nghiệp, kỹ thuật
viên thuộc Cơng ty LD TNHH Cát Phú rất nhiệt tình giúp đỡ tơi trong phần chạy thử
nghiệm dao mẫu để góp phần hồn thành luận văn này.
Cuối cùng tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã luôn
giúp đỡ, động viên tôi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Khánh Hòa, ngày 15 tháng 10 năm 2015
Tác giả luận văn

Nguyễn Đức Đông

ii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN.............................................................................................................i
LỜI CÁM ƠN................................................................................................................. ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH MỤC KÝ HIỆU .................................................................................................vi
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ ............................................................................... viii
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ..............................................................................................x
Chương 1. TỔNG QUAN................................................................................................1
1.1. Tổng quan về đề tài nghiên cứu ............................................................................1
1.2. Tình hình nghiên cứu đối với vấn đề đặt ra ..........................................................2
1.3. Mục tiêu, phương pháp, nội dung và giới hạn nghiên cứu ..................................3
1.3.1. Mục tiêu và mục đích nghiên cứu...................................................................3
1.3.2. Nội dung nghiên cứu và bố cục của đề tài......................................................3
1.3.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................4
1.3.4. Giới hạn nội dung nghiên cứu ........................................................................4
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................6
2.1. Giới thiệu chung về dao băm gỗ ...........................................................................6
2.1.1. Sơ lược về dao băm gỗ ...................................................................................6
2.1.2. Điều kiện làm việc của dao.............................................................................7
2.1.3. Yêu cầu cơ tính của dao..................................................................................7
2.1.4. Các dạng sai hỏng của dao băm gỗ.................................................................8
2.1.5. Yêu cầu vật liệu làm dao ................................................................................8
2.2. Vật liệu thép hợp kim............................................................................................9
2.2.1. Cấu trúc tinh thể và liên kết nguyên tử của hợp kim......................................9
2.2.2. Thành phần pha của các hợp kim .................................................................10
2.2.3. Các đặc trưng cơ tính của kim loại và ý nghĩa .............................................10
2.3. Tổng quan về công nghệ nhiệt luyện ..................................................................12
2.3.1. Khái niệm về nhiệt luyện ..............................................................................12

2.3.2. Các thông số đặc trưng của nhiệt luyện........................................................12
2.3.3. Phân loại nhiệt luyện ....................................................................................13
iii


2.3.4. Các phương pháp tôi thép .............................................................................13
2.3.5. Ram thép ..................................................................................................................................... 15
2.3.6. Hoá nhiệt luyện.............................................................................................15
2.4. Giới thiệu chung về vật liệu thép hợp kim SKD61.............................................16
2.4.1. Đặc điểm của thép hợp kim SKD61 .............................................................16
2.4.2. Tính chất vật lý SKD61 ................................................................................16
2.4.3. Thành phần hóa học thép SKD61................................................................17
2.4.4. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim trong thép SKD61..........................18
2.4.5. Nhiệt luyện thép SKD61...............................................................................22
2.5. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ...............................................................23
2.5.1. Sơ đồ nhiệt luyện thép SKD61 .....................................................................23
2.5.2. Quy hoạch thí nghiệm...................................................................................23
2.5.3. Bố trí thí nghiệm ...........................................................................................24
2.5.4. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm..............................................................................25
2.5.5. Quy trình nhiệt luyện ....................................................................................26
2.6. Phương pháp kiểm tra và xử lý số liệu thực nghiệm ..........................................30
2.7. Phương pháp kiểm tra mẫu .................................................................................31
2.7.1. Các cách kiểm tra độ cứng............................................................................31
2.7.2. Kiểm tra, chụp ảnh tổ chức tế vi mẫu trước và sau nhiệt luyện ...................34
2.7.3. Kiểm tra va đập Charpy V-Notch.................................................................34
2.7.4. Xác định mài mịn.........................................................................................36
2.8. Thiết bị thí nghiệm: Phụ lục A............................................................................37
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...........................................38
3.1. Lựa chọn mẫu dao khảo sát.................................................................................39
3.1.1. Các thông số kỹ thuật của dao băm gỗ. ........................................................39

3.1.2. Các thông số khảo sát trên dao mẫu .............................................................39
3.2. Mẫu thép SKD61 theo JIS. .................................................................................40
3.2.1. Thành phần hóa học thép SKD61 ở dạng cung cấp.....................................40
3.2.2. Tổ chức tế vi của thép SKD61 ở dạng cung cấp. .........................................41
3.3. Kết quả thí nghiệm và thảo luận .........................................................................41
3.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tôi đến độ cứng của mẫu .......................................41
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tôi đến tổ chức tế vi của mẫu ................................43
iv


3.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến độ cứng của mẫu .....................................45
3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến độ bền va đập của mẫu............................47
3.3.5. Mối quan hệ giữa độ cứng và độ bền va đập khi thay đổi nhiệt độ ram. .....49
3.3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ tôi, ram đến khả năng mài mòn của mẫu ..............51
3.3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ ram đến tổ chức tế vi của mẫu thép SKD61 .........53
3.4. So sánh dao chế tạo từ thép SKD61 và vật liệu làm dao nhập khẩu...................55
3.4.1. So sánh chỉ tiêu cơ tính.................................................................................55
3.4.2. So sánh chỉ tiêu kinh tế .................................................................................57
3.4.3. Xây dựng quy trình nhiệt luyện dao băm gỗ CYK54...................................58
3.4.4. Xây dựng quy trình gia cơng dao băm gỗ CYK54 .......................................59
3.4.5. So sánh chỉ chất lượng..................................................................................60
Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................62
4.1. Kết luận ...............................................................................................................62
4.1.1. Chỉ tiêu cơ tính .............................................................................................62
4.1.2. Chỉ tiêu kinh tế..............................................................................................62
4.1.3. Chỉ chất lượng...............................................................................................62
4.2. Kiến nghị .............................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................63
PHỤ LỤC

v


DANH MỤC KÝ HIỆU

- BX1710:

Ký hiệu máy băm dăm gỗ Trung Quốc

- CT.3 :

Ký hiệu thép cacbon

- CYK54:

Ký hiệu máy băm dăm gỗ Đài Loan.

- HRC:

Đơn vị đo độ cứng

- JIS:

Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật

- LD TNHH: Liên doanh trách nhiệm hữu hạn
- M18:

Bulong có đường kính ren 18 mm

- SKD61:

Ký hiệu thép công cụ hợp kim

- Y10:

Ký hiệu thép công cụ hợp kim

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Các mác thép tương ứng với thép SKD61 .................................................. 16
Bảng 2.2 Tính chất vật lý của thép SKD61 .................................................................. 16
Bảng 2.3. Bảng thành phần hóa học của thép SKD61 và các mác thép tương ứng .... 17
Bảng 2.4. Bố trí thí nghiệm các chế độ nhiệt luyện ..................................................... 24
Bảng 2.5. Thành phần hóa học thép SKD61 được chọn khảo sát ................................ 25
Bảng 2.6. Trình tự các bước chuẩn bị mẫu thí nghiệm ................................................ 26
Bảng 2.7. Mẫu thép sau tôi + ram chọn kiểm tra độ mài mịn ..................................... 36
Bảng 3.1. Thành phần hóa học dao mẫu nhập khẩu từ Nhật Bản ............................... 39
Bảng 3.2. Thành phần hóa học thép SKD61 theo JIS dùng nghiên cứu ...................... 40
Bảng 3.3. Quan hệ giữa độ cứng và nhiệt độ tôi của thép SKD61............................... 42
Bảng 3.4. Kết quả đo độ cứng của mẫu thí nghiệm sau ram........................................ 45
Bảng 3.5. Kết quả kiểm tra độ bền va đập mẫu thép SKD61 sau ram ........................ 47
Bảng 3.6. Kết quả kiểm tra độ mài mòn của các mẫu thép sau nhiệt luyện................. 52
Bảng 3.7. Bảng so sánh cơ tính của thép SKD61 và vật liệu làm dao mẫu nhập khẩu....... 56
Bảng 3.8. Bảng chiếc tính giá thành sản xuất 1 con dao băm gỗ ................................. 57
Bảng 3.9. Các bước nguyên công chế tạo dao băm gỗ máy CYK54 ........................... 59

vii

DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Nhà máy chế biến dăm gỗ xuất khẩu......................................................................................1
Hình 1.2. Hệ thống máy băm dăm gỗ ......................................................................................................2
Hình 2.1 Dao băm gỗ máy CYK54.........................................................................................................6
Hình 2.2. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim tới độ dẻo dai của thép [6] .................................18
Hình 2.3. Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim tới độ cứng của thép [6].....................................19
Hình 2.4. Giới hạn tồn tại của các loại cacbit trong hợp kim Fe-C-Cr[14] .......................................20
Hình 2.5. Sơ đồ quy trình nhiệt luyện thép SKD61..............................................................................23
Hình 2.6. Kích thước và hình dạng của mẫu thí nghiệm .....................................................................25
Hình 2.7. Sơ đồ tăng nhiệt độ nung [15] ................................................................................................27
Hình 2.8. Mẫu thí nghiệm được nung trong lị nung N7/H Nabertherm...........................................28
Hình 2.9. Tơi mẫu trong mơi trường dầu...............................................................................................29
Hình 2.10. Biểu đồ quan hệ giữa nhiệt độ ram và độ cứng của thép SKD61 [18]..........................30
Hình 2.11. Sơ đồ gia nhiệt khi ram mẫu thép........................................................................................30
Hình 2.12. Sơ đồ đo Vicke [9].................................................................................................................31
Hình 2.13. Sơ đồ đo độ cứng Brinen [9]................................................................................................32
Hình 2.14: Sơ đồ đo độ cứng Rocvel [9] ...............................................................................................33
Hình 2.15. Kích thước mẫu kiểm tra va đập..........................................................................................34
Hình 2.16. Thử va đập trên máy Tinius Olsen 84.USA.......................................................................35
Hình 2.17. Mơ hình xác định độ dai va đập [9].....................................................................................35
Hình 2.18. Mẫu được thử mài mịn trên máy ABRASER 5131........................................................37
Hình 3.1. Tổ chức tế vi của thép SKD61 ở trạng thái cung cấp (×500) ............................................41
Hình 3.2. Biểu đồ quan hệ giữa độ cứng và nhiệt độ tơi thép SKD61...............................................42
Hình 3.3. Ảnh chụp tổ chức tế vi của thép SKD61 sau tơi (×500)....................................................44
Hình 3.4. Biểu đồ so sánh độ cứng thép SKD61 sau tôi và ram.........................................................46
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện độ bền va đập của thép SKD61 sau ram.................................................48
Hình 3.6. Biểu đồ độ cứng của mẫu thép SKD61 tơi ở nhiệt độ 10200C..........................................49

Hình 3.7. Biểu đồ độ cứng của mẫu thép SKD61 tôi ở nhiệt độ 10350C..........................................50
Hình 3.8. Biểu đồ độ cứng của mẫu thép SKD61 tơi ở nhiệt độ 10500C..........................................50
Hình 3.9. Biểu đồ thể hiện độ mài mòn của vật liệu thép SKD61 sau tơi và ram...........................53
Hình 3.10. Ảnh chụp tổ chức tế vi mẫu thép SKD61 sau tôi nhiệt độ 10200C (×500)...................54
viii


Hình 3.11. Ảnh chụp tổ chức tế vi mẫu thép SKD61 sau tơi nhiệt độ 10350C (×500) ...................54
Hình 3.12. Ảnh chụp tổ chức tế vi mẫu thép SKD61 sau tôi nhiệt độ 10500C (×500) ...................55
Hình 3.13. Sơ đồ quy trình sản xuất dao băm gỗ..................................................................................58
Hình 3.14. Đánh số bề mặt gia cơng dao băm gỗ.................................................................................59
Hình 3.15. Dao băm gỗ thử nghiệm được gắn trên máy CYK54 ......................................................60
Hình 3.16. Dao băm gỗ thử nghiệm sau khi sử dụng...........................................................................60
Hình 3.17. Mài dao băm gỗ thử nghiệm sau khi sử dụng....................................................................61

ix


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Dao băm gỗ là chi tiết quan trọng nhất trong máy băm dăm gỗ. Dao được sử
dụng ở nước ta hiện nay theo nguồn chính là nhập khẩu và một phần sản xuất trong
nước nhưng với chất lượng và hiệu quả kinh tế không cao. Hàng năm, ngành nguyên
liệu giấy phải nhập khẩu dao chi phí hàng triệu đô la. Ở một số doanh nghiệp nhỏ lẻ có
tự sản xuất dao cung cấp cho thị trường nhưng nhìn chung chỉ đáp ứng một phần yêu
cầu dao trên thị trường về chất lượng. Tuy nhiên, đến nay chưa có cơng bố nào về chất
lượng dao được sản xuất trong nước. Vì vậy, “Nghiên cứu xây dựng quy trình nhiệt
luyện của dao băm gỗ trong ngành nguyên liệu giấy” đã được nghiên cứu nhằm khảo
sát thực nghiệm và tìm được chế độ nhiệt luyện tối ưu để chế tạo dao băm gỗ. Nghiên
cứu này đã tiến hành khảo sự thay đổi độ cứng, độ bền va đập, khả năng chống mài
mòn và cấu trúc tế vi của thép SKD61 theo tiêu chuẩn của Nhật JIS G4404: 2000

(Japanese Industrial Stadard) dưới ảnh hưởng của nhiệt độ tôi, nhiệt độ ram khác nhau.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Các mẫu thép được nung phân cấp đến
các mức nhiệt 10200C, 10350C, 10500C giữ nhiệt 30 phút và được tôi trong môi trường
dầu. Sau đó, tiến hành khảo sát sự thay đổi cơ tính và cấu trúc tế vi của các mẫu thép
sau khi ram ở các nhiệt độ 5100C, 5400C, 5700C làm nguội trong mơi trường khơng
khí.
Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra sự ảnh hưởng của quá trình nhiệt luyện đến sự thay
đổi các thông số như độ cứng, độ bền va đập, khả năng chống mài mòn và cấu trúc tế
vi của thép công cụ SKD61 nhằm nâng cao tuổi thọ, độ bền, độ tin cậy và độ ổn định
của dao băm gỗ.
Ứng dụng quy trình nhiệt luyện đã nghiên cứu xử lý nhiệt trên dao mẫu, đưa vào
sản xuất thử nghiệm 3 tháng, kết quả đạt được tương đương dao băm gỗ nhập khẩu.
Giá thành sản xuất thấp bằng 85% giá dao nhập khẩu.
Kết quả nghiên cứu có khả năng chuyển giao công nghệ cho các cơ sở sản xuất
dao băm gỗ trong nước, đồng thời tiếp tục nghiên cứu dao băm gỗ từ các loại thép
công cụ khác nhằm hạ giá thành sản phẩm, mà vẫn đáp ứng yêu cầu thị trường.
Từ khóa: Thép dụng cụ SKD61 tiêu chuẩn JIS, Nhiệt luyện, Dao máy băm gỗ.

x


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về đề tài nghiên cứu
Dao băm gỗ là chi tiết quan trọng nhất trong máy băm dăm. Nó được sử dụng
rộng rãi trong ngành công nghiệp nguyên liệu giấy. Với nhiều chủng loại, quy cách
khác nhau tùy từng loại máy băm gỗ như: máy CYK54, BX1710,... Ở Việt Nam, Dao
được sử dụng hiện nay theo nguồn chính là nhập khẩu và một phần được sản xuất
trong nước. Nhưng dao sản xuất trong nước với chất lượng và hiệu quả kinh tế không
cao. Hàng năm, ngành nguyên liệu giấy phải nhập khẩu dao chi phí hàng triệu đô la
[1]. Ở một số doanh nghiệp nhỏ lẻ có tự sản xuất dao cung cấp cho thị trường nhưng

nhìn chung chưa đáp ứng yêu cầu chất lượng của thị trường. Tuy nhiên, đến nay chưa
có cơng bố nào về chất lượng dao được sản xuất trong nước. Theo khảo sát thực tế ở
các Công ty sản xuất ngun liệu giấy trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa, thì đa phần sử
dụng dao nhập khẩu từ Nhật Bản, Đài Loan,... Dao nhập khẩu chất lượng tốt, ổn định,
độ tin cậy cao, nhưng giá thành cao. Để nâng cao chất lượng dao sản xuất trong nước
đang là vấn đề được quan tâm của ngành chế tạo máy.
Nhà máy chế biến nguyên liệu giấy và hệ thống máy băm dăm gỗ được thể hiện
trên hình 1.1, hình 1.2.

Hình 1.1. Nhà máy chế biến dăm gỗ xuất khẩu

1


Hình 1.2. Hệ thống máy băm dăm gỗ
Dao làm việc trong điều kiện bình thường, cần có độ cứng vững, độ sắc bén còn
chịu lực va đập và sự mài mòn. Để đáp ứng các yêu cầu làm việc của dao bên cạnh
chọn vật liệu đầu vào, còn phải chọn chế độ nhiệt luyện hợp lý để tăng cường các
thông số cơ tính của dao như: độ cứng, độ bền va đập và khả năng chống mài mòn
nhằm tăng tuổi thọ, độ bền, độ tin cậy của dao. Tạo ra các sản phẩm dăm gỗ có chất
lượng tốt phù hợp tiêu chuẩn xuất khẩu.
Theo số liệu phân tích dao băm gỗ sử dụng đang sử dụng phổ biến trên thị
trường thường có độ cứng khoản 51-53 HRC, độ bền va đập khoảng 61.25 (J/cm2),
khả năng chịu mài mòn. Từ các số liệu khảo sát trên việc tìm kiếm loại vật liệu phù
hợp và quy trình nhiệt luyện hợp lý cho dao băm gỗ có ý nghĩa rất quan trọng. Trong
nghiên cứu này, đề xuất sử dụng vật liệu là thép SKD61 theo tiêu chuẩn của Nhật JIS
G4404: 2000 làm vật liệu chính để nghiên cứu và chế tạo dao. Trên cơ sở đó xây dựng
quy trình nhiệt luyện dao băm gỗ phục vụ ngành nguyên liệu giấy.
1.2. Tình hình nghiên cứu đối với vấn đề đặt ra
Thép SKD61 được sử dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất khuôn mẫu như:

khn dập nóng, khn rèn, khn đùn nóng.. đã được nhiều nước tiên tiến trên thế
giới nghiên cứu và ứng dụng khá lâu. Thời gian gần đây, có nhiều cơng bố trong và
ngoài nước về nghiên cứu liên quan đến quy trình nhiệt luyện thép SKD61.
Nguyễn Hữu Bính, năm 2012 đã cơng bố cơng trình nghiên cứu cơng nghệ
chế tạo dao băm gỗ từ phôi vật liệu bimetal thép CT.3 và thép Y10 từ công nghệ hàn nổ
2


[1]. Ưu điểm, cơng nghệ hàn nổ thì giá thành phôi vật liệu chế tạo dao thấp. Tuy nhiên
công nghệ hàn nổ phức tạp do có liên quan đến thuốc nổ, khó thương mại. Dao khi bị sự
cố như gặp đinh, đá,.. khó khắc phục lại dao. Đến nay, các cơng trình nghiên cứu liên
quan đến thép SKD61 theo tiêu chuẩn JIS làm dao băm gỗ vẫn chưa được thực hiện.
Mục tiêu của nghiên cứu là ứng dụng các công cụ xử lý nhiệt trong nước để sản
xuất và nhiệt luyện dao băm gỗ nhằm cải thiện độ cứng, độ bền va đập, khả năng
chống mài mòn của thép SKD61 phù hợp với điều kiện làm việc của dao băm gỗ.
1.3. Mục tiêu, phương pháp, nội dung và giới hạn nghiên cứu
1.3.1. Mục tiêu và mục đích nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và xây dựng quy trình nhiệt luyện thép
SKD61 theo JIS dùng làm dao băm gỗ trong ngành nguyên liệu giấy, phù hợp với điều
kiện máy móc thiết bị tại Nha Trang. Chế tạo dao mẫu từ thép SKD61, lắp ráp, chạy
thử trên máy băm gỗ CYK54 nhập khẩu từ Đài Loan tại Công ty Liên doanh trách
nhiệm hữu hạn Cát Phú, xã Phước Đồng, Nha Trang, Khánh Hịa.
Mục đích là làm chủ cơng nghệ nhiệt luyện, sản xuất dao trong nước thay thế các
loại dao nhập khẩu trong ngành nguyên liệu giấy.
1.3.2. Nội dung nghiên cứu và bố cục của đề tài
Từ mục tiêu và mục đích nghiên cứu đã trình bày, nội dung đề tài tập trung vào
việc thử nghiệm nhiệt độ tôi, nhiệt độ ram các mẫu thép và kiểm tra độ cứng, độ bền
va đập, độ mài mòn, chụp tổ chức tế vi của thép sau tôi, ram. Trên cơ sở đó đi đến
phân tích, lựa chọn vùng tối ưu để nhiệt luyện dao băm gỗ mẫu, chạy thử nghiệm, tính
tốn giá thành sản xuất dao mẫu trên cơ sở máy móc thiết bị tại thành phố Nha trang,

Khánh Hịa. Bố cục của đề tài gồm các chương như sau:
Chương 1: Phần tổng quan
Nội dung chương trình bày tổng quan đề tài, tình hình nghiên cứu trong và ngồi
nước, mục tiêu nghiên cứu, nội dung, phương pháp và giới hạn nghiên cứu của đề tài.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Nội dung chương sẽ trình bày những cơ sở lý thuyết cần thiết liên quan đến việc
thực hiện đề tài, tập trung vào các nội dung như giới thiệu vật liệu thép hợp kim, các
3


nguyên tố hợp kim ảnh hưởng đến cơ tính của thép, cơ sở lý thuyết về nhiệt luyện
thép, xây dựng mơ hình nghiên cứu.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu
Trình bày kết quả nghiên cứu, so sánh kết quả nghiên cứu với các tác giả đã
nghiên cứu trước đó, đối chiếu với yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho dao băm gỗ đang sử
dụng trên thị trường. Qua đó, đánh giá khả năng vận dụng cơ sở lý thuyết về nhiệt
luyện vào thực nghiệm, kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu như: đo độ cứng, độ bền va
đập, khả năng chịu mài mòn, tổ chức tế vi của thép trước và sau nhiệt luyện làm cơ sở
đưa ra quy trình nhiệt luyện dao băm gỗ từ thép SKD61 phục vụ ngành công nghiệp
nguyên liệu giấy.
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
Phần này nêu tóm lược mục tiêu, kết quả và nhận xét về kết quả nghiên cứu so
với mục tiêu đề ra. Những kiến nghị đối với các nhà sản xuất, sử dụng dao băm gỗ. Đề
xuất các giải pháp được thực hiện hiệu quả. Đánh giá hạn chế của nghiên cứu và đề
xuất hướng nghiên cứu trong tương lai.
1.3.3. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu đề tài là kết hợp nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu
thực nghiệm, trên cơ sở nhiệt luyện các mẫu thử nghiệm, xác định cơ tính và tổ chức tế
vi của mẫu vật liệu đề xuất, ứng dụng các thông số nhiệt luyện thử nghiệm để nhiệt
luyện dao mẫu, cho chạy thử nghiệm, đánh giá kết quả, và xây dựng quy trình nhiệt

luyện dao băm gỗ.
1.3.4. Giới hạn nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu sử dụng quy trình cơng nghệ trong nước để sản xuất, nhiệt luyện
dao băm gỗ, trên cơ sở nghiên cứu cơ tính, cấu trúc tế vi và tính kinh tế của vật liệu
nghiên cứu. So sánh với các loại dao đang sử dụng hiện nay trên thị trường, đề tài chỉ
chọn mẫu dao nhập khẩu từ Nhật Bản để làm cơ sở so sánh.
- Việc thử nghiệm quy trình nhiệt luyện hoặc phân tích độ bền đối với mẫu
thép SKD61 thí nghiệm sẽ áp dụng theo các chỉ tiêu công bố của nhà sản xuất mác
thép và so sánh kết quả với các tác giả nghiên cứu trước đã công bố.

4


- Chỉ tiêu kinh tế khi sử dụng vật liệu SKD61 sản xuất dao băm gỗ chỉ được
tính tốn thực hiện trên quy mô sản xuất đơn chiếc. Bỏ qua chi phí khấu hao tài sản cố
định và quy trình công nghệ sản xuất hàng loạt.
- Do hạn chế về thời gian và kinh phí nên đề tài tập trung nghiên cứu sự ảnh
hưởng của nhiệt độ tôi, nhiệt độ ram đến các yêu cầu kỹ thuật của dao băm gỗ như: độ
cứng bề mặt, khả năng chống mài mòn, độ bền va đập và tổ chức tế vi của thép SKD61
dùng làm dao.

5


Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Giới thiệu chung về dao băm gỗ
2.1.1. Sơ lược về dao băm gỗ
Dao băm gỗ được gắn trên bệ gá cố định trên mâm máy chặt bởi 4 bulong
M18, dùng để chặt cây gỗ theo một góc nghiêng 480 so với đường sinh thân cây, tạo ra
các mảnh dăm gỗ thành phẩm dưới tác dụng của lực ly tâm từ bánh đà của máy. Các

loại gỗ thường được chặt trên máy băm gỗ như: keo lai, tràm bông vàng, bạch đàn,…
Theo số liệu thống kê những năm gần đây do nhu cầu ngày càng tăng của nguyên
liệu giấy trên thế giới nên rừng trồng ở nước ta cũng phát triển nhanh, do đó các nhà
máy chế biến nguyên liệu giấy cũng tăng cao. Theo Hiệp hội Gỗ lâm sản Việt Nam,
năm 2009, số lượng nhà máy băm gỗ ở nước ta là 47 nhà máy. Đến năm 2012 số nhà
máy chế biến dăm gỗ tăng lên đến con số 112 nhà máy, với tổng khối lượng dăm gỗ
xuất khẩu là 6,2 triệu tấn. Với kim ngạch xuất khẩu thu về là 800 triệu USD vào năm
2012 [4].
Trước sự phát triển nhanh của các nhà máy chế biến dăm gỗ nên nhu cầu về dao
cũng rất lớn. Dao băm gỗ được cấu tạo bởi một tấm thép có quy cách 378mm x152mm
x16mm được thể hiện trên hình 2.1.

Hình 2.1 Dao băm gỗ máy CYK54

6


Các thành phần chính của dao có cấu tạo như sau: lưỡi dao, thân dao, lưng dao,
bụng dao và rãnh định vị bulong. Lưỡi dao được vát mép với góc nghiêng 350-410 và
được mài sắc, góc này được lựa chọn tùy theo nhu cầu của từng nhà máy, là phần
chính của dao để chặt xén thân cây gỗ, trên thân dao có các rãnh cơn nhằm định vị dao
vào bệ gá dao được gắn trên mâm quay của máy, lưng dao là vùng tiếp xúc trực tiếp
giữa đầu cây gỗ với dao, bụng dao được tựa trên bệ ổ gá dao nhằm khống chế trượt
dao khi băm gỗ.
Độ sắc bén của mặt lưỡi dao là cần thiết để đảm bảo chất lượng dăm gỗ thành
phẩm băm được trên mỗi lần mài. Theo quy định của các nhà máy nguyên liệu giấy thì
dao đạt yêu cầu (bộ 8 con) là phải sản xuất được khoảng 20 tấn gỗ/lần mài dao hoặc 2
giờ sử dụng. Dao băm gỗ sau khi thay thế được đưa đến xưởng cơ khí mài lại cho lần
sử dụng tiếp theo.
2.1.2. Điều kiện làm việc của dao

Theo thực tế dao khi làm việc yêu cầu phải chặt đứt thân cây gỗ theo mặt cắt
ngang hợp với chiều dài thân cây một góc 550-600, chịu lực va đập, chịu mài mịn do
ma sát. Do đó thép làm dao sau nhiệt luyện phải đạt được các yêu cầu như trên. Việc
lựa chọn vật liệu làm dao phải phù hợp, giá cả cạnh tranh là yêu cầu cấp thiết.
2.1.3. Yêu cầu cơ tính của dao
Qua khảo sát thực tế dao băm gỗ nhập khẩu từ Nhật Bản đang được sử dụng
rộng rãi trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa đã có được các thơng số đầu vào cho q trình
nghiên cứu như sau:
- Độ cứng làm việc của dao khoảng 51-53 HRC. Dao băm gỗ yêu cầu có độ
cứng cao, sắc bén, độ bền và các tác nghiệp phụ trợ khác. Nếu độ cứng quá cao khi
gặp vật lạ lẫn trong gỗ như: đinh, thép, đá… thì dao dễ bị mẻ và hỏng dao. Ngược lại
thì khơng thể chặt được các loại gỗ cứng, dao dễ bị “lụt”-“cùn” mép, vặm mép.
- Chịu được mài mòn để đảm bảo tuổi thọ tối thiểu theo yêu cầu làm việc. Trong
quá trình làm việc dao luôn tiếp xúc trực tiếp với đầu cây gỗ gây nên mài mịn cơ học,
ngồi ra dao cịn chịu sự ăn mịn hóa học do mơi trường có nhựa cây, nước làm mát.
- Độ bề va đập khoảng 61.25 (J/cm2). Dao làm việc luôn chịu va đập với đầu cây gỗ
do đó dao phải có độ bền và độ dai nhất định để đảm bảo chịu được lực va đập trong suốt
quá trình làm việc, tránh hiện tượng bị mẻ, nứt dao do tác động của ngoại lực.

7


2.1.4. Các dạng sai hỏng của dao băm gỗ
Trong quá trình làm việc dao băm gỗ thường xảy ra các dạng hư hỏng như: nứt,
mẻ, vỡ dao. Các dạng sai hỏng này thường làm giảm năng suất máy, chất lượng sản
phẩm giảm, tiêu tốn nhiều năng lượng điện, mất nhiều thời gian khắc phục lại dao.
- Nứt, vỡ: Nứt dao có thể sinh ra do mỏi (ở vùng mép cắt) hoặc bị va đập mạnh
khi làm việc. Nứt sinh ra đầu tiên tại các vùng có tổ chức tế vi to thơ hình thành các
vết nứt tế vi, giịn (như cacbit) trong thép. Nứt vỡ cịn có thể do ứng suất nhiệt, cấu tạo
chi tiết không đồng đều về tiết diện có phần dày, phần mỏng nên khi nung có một vài

nơi bị quá nhiệt làm hạt to thô, gây hiện tượng giịn. Trong mơi trường nung, nếu
khơng được bảo vệ sẽ bị oxy hóa và thốt cacbon. Hiện tượng mất cacbon ở bề mặt
làm tổ chức không đồng đều tạo ra một lớp ứng suất kéo, khi gia công cơ làm ứng suất
này tăng lên có thể lớn hơn giới hạn bền gây ra hiện tượng nứt chân chim trên bề mặt
dao, nhất là khu vực đầu lưỡi cắt gây ra hiện tượng mẻ dao tự nhiên.
- Mài mòn, tróc rỗ bề mặt dao: Dao làm việc trong mơi trường có ma sát với đầu
cây gỗ nên dao thường bị mòn lõm giữa thân. Bởi vậy vật liệu làm dao phải chịu được sự
mài mòn cơ học và sự ăn mịn hóa học. Mơi trường làm việc của dao có nước làm mát,
ẩm thấp, nhựa cây nên dao dễ bị oxy hóa bề mặt gây tróc rỗ, khi vết rỗ nằm ở đầu mép
dao xảy ra hiện tượng răng cưa, giảm độ sắc bén, ảnh hưởng đến lực chặt, tạo ra sản phẩm
chất lượng thấp. Để khắc phục dạng sai hỏng này sau khi nhiệt luyện, tiến hành mài
bóng bề mặt dao cũng giảm ăn mịn làm tróc rỗ bề mặt.
- Biến dạng dao: Thân dao cũng là đế tựa của bulong do đó cần có độ cứng và độ
bền đủ để chống lại áp lực của bulong tác dụng gây ra hiện tượng biến dạng thân dao
làm sai lệch hình dạng và kích thước hoặc cong vênh dao. Ngồi ra biến dạng, dao cịn
bị gây ra bởi các nguyên nhân khác như: Môi trường tôi, nhiệt độ tôi, mác thép, thời
gian giữ nhiệt khi nung, lượng austenit dư cịn nhiều, thốt cacbon,.. cũng làm cho độ
cứng bề mặt thấp gây biến dạng.
2.1.5. Yêu cầu vật liệu làm dao
Vật liệu làm dao được chọn theo các chỉ tiêu sau:
- Độ bền nóng cao, chịu được nhiệt cao khi bị ma sát gây ra.
- Khả năng chống mài mòn tốt.
8


- Dẻo dai để chống phá huỷ do va đập, chống mỏi nhiệt và nứt nóng.
- Ổn định kích thước trong quá trình làm việc.
- Tổ chức vật liệu đồng đều và đẳng hướng hạn chế biến dạng khi nhiệt luyện.
- Khả năng gia cơng tạo hình dao tốt.
Các ngun tố hợp kim thường dùng trong thép làm dao nhằm làm tăng độ thấm

tơi, tạo cacbit và tăng tính chống mài mòn như Cr, Mn, Mo,V,... Tuy nhiên, vật liệu
làm dao lựa chọn phải phù hợp yêu cầu kỹ thuật, tính kinh tế.
Dao nhập khẩu từ Nhật Bản, Đài Loan… thường dùng thép cacbon dụng cụ như
hnv1, suh3, 51Cr8Si2, X45CrSi93, X50CrSi82…[5]. Tuy nhiên tại thị trường Việt
Nam các dịng phơi thép này ít thơng dụng, khơng phổ biến khó thương mại hóa sản
phẩm dao băm gỗ.
Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng dao băm gỗ là độ sắc bén, ổn định trong suốt quá
trình làm việc, giá cả hợp lý.
Qua tham khảo ý kiến của các doanh nghiệp sản xuất dăm gỗ trên địa bàn, kết hợp
với sự phân tích đặc điểm làm việc của dao. Nghiên cứu đã sử dụng vật liệu là thép dụng
cụ SKD61 theo tiêu chuẩn của Nhật JIS G4404: 2000.
2.2. Vật liệu thép hợp kim
2.2.1. Cấu trúc tinh thể và liên kết nguyên tử của hợp kim
Ở trạng thái rắn các nguyên tử được giữ cân bằng bởi các lực tương tác. Lực
tương tác thay đổi theo nhiệt độ và áp suất. Khi nâng áp suất sẽ làm cho nguyên tử gần
nhau, tăng nhiệt độ sẽ làm tăng động năng và có thể làm cho chúng tách nhau. Khoảng
cách giữa các nguyên tử được xác định bởi sự cân bằng lực hút và đẩy giữa các
nguyên tử. Tùy vào lực hút tương tác mà giữa chúng có các kiểu liên kết khác nhau:
ion, đồng hóa trị, kim loại…
- Liên kết ion khá mạnh xảy ra giữa các ngun tử có ít điện tử hóa trị, dễ cho
bớt điện tử để tạo thành ion dương với các nguyên tử có nhiều điện tử hóa trị để tạo
thành ion âm. Liên kết ion khơng có cơ tính tốt nên khơng có vai trị trong hợp kim, nó
chỉ có vai trị quan trọng trong một số muối khống và đóng vai trị quan trọng trong
cơng nghiệp luyện kim: xỉ và tạp bẩn [6].
9


- Liên kết đồng hóa trị là hai (hay nhiều) nguyên tử góp chung nhau một số điện
tử hóa trị để có đủ 8 điện tử lớp ngồi cùng. Đây là liên kết chặt chẽ về hướng và rất
mạnh nên khơng chịu biến dạng dẻo, nó có độ rắn và độ giịn cao. Các tinh thể đồng

hóa trị khơng dẫn điện trong trạng thái nóng chảy.
- Liên kết kim loại là liên kết khơng định phương vì mỗi ngun tử có xu hướng
hút về mình số ngun tử lân cận nhiều nhất có thể. Năng lượng liên kết kim loại nhỏ
hơn năng lượng liên kết đồng hóa trị, do đó trong nhiều trường hợp các kim loại có
nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ bay hơi, mô đun đàn hồi thấp hơn, nhưng hệ số giản nở
nhiệt cao hơn. Các tinh thể kim loại dẻo hơn nhưng kém cứng hơn so với tinh thể đồng
hóa trị, độ dẫn điện tốt [7].
2.2.2. Thành phần pha của các hợp kim
Trong hợp kim các nguyên tố có thể tương tác với nhau theo các cách khác
nhau để tạo thành pha tinh thể khác nhau về thành phần hóa học, kiểu liên kết và cấu
tạo. Các tinh thể này tùy vào cấu trúc có thể chia thành hai dạng cơ bản là dung dịch
rắn và các pha trung gian.
2.2.3. Các đặc trưng cơ tính của kim loại và ý nghĩa
- Độ bền: là tập hợp các đặc trưng cơ học phản ánh sức chịu đựng tải trọng cơ
học tĩnh của vật liệu, chúng được xác định bằng ứng suất quy ước của tải trọng gây ra
các đột biến về hình học cho mẫu đo. Tùy theo tải trọng tác dụng người ta phân biệt độ
bền kéo, uốn, nén, xoắn,…
Độ bền là cơ tính quan trọng nhất. Nâng cao độ bền trong khi vẫn đảm bảo độ
dẻo, độ dai là phương hướng chủ yếu của vật liệu học. Trong chế tạo cơ khí cũng như
xây dựng, yêu cầu sử dụng vật liệu có độ bền cao nhằm tăng khả năng chịu tải, tăng
tuổi thọ và giảm nhẹ khối lượng vật liệu sử dụng để tạo ra máy móc có kết cấu nhỏ
gọn và bền. Có các biện pháp hóa bền vật liệu:
+ Biến dạng dẻo nhằm tạo hình dáng bán thành phẩm có hình dạng và kích thước
theo ý muốn, cịn làm mạng tinh thể bị xơ lệch, cơ tính kim loại thay đổi làm tăng độ
cứng, tăng độ bền, nhưng giảm độ dẻo, độ dai có xu hướng biến giịn.
+ Hợp kim hóa là đưa thêm nguyên tố thứ hai vào kim loại nguyên chất để tạo
nên dung dịch rắn (thay thế hoặc xen kẽ) làm tăng xô lệch mạng và mật độ lệch nhằm
tăng độ bền nhưng không làm xấu độ dẻo, độ dai.
10

+ Tạo các pha cứng phân tán hay hóa bền tiết pha là đưa vào hợp kim nguyên tố
thứ hai (thường là lượng nhỏ) để tạo nên các phần tử có độ cứng cao song có kích
thước rất nhỏ và phân tán làm tăng độ bền lên mức cao hơn.
+ Nhiệt luyện tơi, ram là tạo nên sự bảo hịa cao của nguyên tố thứ hai trong
dung dịch rắn thông thường nên làm tăng độ bền của hợp kim lên mức cao hơn. Tơi,
ram hoặc các phương pháp hóa nhiệt luyện khác như: thấm cacbon, thấm nitơ,… được
ứng dụng rộng rãi trong chế tạo cơ khí để tăng độ bền, độ cứng, tính chống mài mịn
của chi tiết máy và dụng cụ.
-Độ dẻo: là tập hợp của các chỉ tiêu cơ tính phản ánh độ biến dạng dư của vật
liệu khi bị phá hủy dưới tải trọng tĩnh, nó quyết định khả năng chịu biến dạng dẻo, gia
công áp lực của vật liệu như dập, dát mỏng, kéo sợi…
Các thông số đánh giá độ dẻo và độ bền khi thử kéo theo hai chỉ tiêu: Độ giãn
tương đối δ% và độ thắt tiết diện tương đối ψ% được xác định theo công thức:
  l1



 l0

l

 100%

(2.1)

0

s  s 100%
s

0

1

(2.2)

0

Trong đó:- l0, S0 là chiều dài, diện tích mặt cắt ngang ban dầu của mẫu thử,
- l1, S1 là chiều dài, diện tích mặt cắt ngang sau khi đứt của mẫu thử,
- Độ dai va đập:
Độ dai va đập ak là cơng phá hủy của một đơn vị diện tích mặt cắt ngang mẫu
tính theo cơng thức:
ak 

A
s

k

(Nm/cm2)

hay ( kJ/m2) hay

( kGm/cm2) (2.3)

Trong đó: Ak là cơng phá hủy mặt cắt ngang
S là tiết diện hình chữ nhật qua rãnh khía 10x8mm
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dai va đập là:
+ Cấu trúc hạt nhỏ mịn là phương pháp tác động tốt nhất đến độ dai va đập.

11


+ Hóa bền bề mặt lõi vẫn giữ nguyên tổ chức ban đầu với độ dẻo cao như: tôi bề
mặt, hóa nhiệt luyện nhằm nâng cao độ bền độ cứng, tính chống mài mịn mà vẫn duy
trì độ dẻo dai cao, chống va đập tốt.
-Độ cứng: Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ của vật liệu
thơng qua mũi đâm. Độ cứng có những đặc điểm sau:
+ Độ cứng chỉ biểu thị tính chất của bề mặt mà khơng biểu thị chung cho tồn
sản phẩm khi vật liệu có cấu trúc khơng đồng nhất.
+ Biểu thị khả năng chống mài mòn của vật liệu, độ cứng càng cao tính chống
mài mịn càng tốt.
+ Đối với vật liệu đồng nhất (như ở trạng thái ủ) độ cứng có quan hệ xác định với
giới hạn bền và khả năng gia công cắt. Độ cứng càng cao giới hạn bền càng cao, khả
năng gia công cắt giọt càng kém.
2.3. Tổng quan về công nghệ nhiệt luyện
2.3.1. Khái niệm về nhiệt luyện
Nhiệt luyện là cơng nghệ nung nóng kim loại, hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ
nhiệt tại đó một thời gian thích hợp rồi sau đó làm nguội với tốc độ nhất định để làm
thay đổi tổ chức, do đó biến đổi cơ tính và các tính chất khác theo phương hướng đã
chọn trước. Các dạng cơ bản của nhiệt luyện bao gồm: ủ, tơi, ram và hóa già.
2.3.2. Các thông số đặc trưng của nhiệt luyện
- Nhiệt độ nung là nhiệt độ cao nhất mà quá trình đạt tới.
- Thời gian giữ nhiệt thời gian duy trì chi tiết tại nhiệt độ nung nóng.
- Tốc độ nguội là tốc độ giảm nhiệt độ chi tiết theo thời gian sau khi giữ nhiệt.
Kết quả của quá trình nhiệt luyện được đánh giá bằng các chỉ tiêu sau:
+ Độ cứng là chỉ tiêu cơ tính dễ xác định và cũng liên quan đến các chỉ tiêu
khác như độ bền, độ dẻo, độ dai của chi tiết.
+ Tổ chức tế vi bao gồm cấu tạo pha, kích thước hạt, chiều sâu lớp hóa bền,
chỉ tiêu này thường kiểm tra theo từng mẻ nhiệt luyện.

12


+ Độ biến dạng cong vênh trong nhiều trường hợp là không đáng kể. Tuy
nhiên trong một số trường hợp quan trọng yêu cầu này rất khắc khe.
2.3.3. Phân loại nhiệt luyện
- Ủ: là nung nóng vật liệu thép rồi làm nguội chậm để dạt tổ chức cân bằng với
độ cứng và độ bền thấp nhất, tăng độ dẻo và làm giảm hoặc mất ứng suất dư.
- Thường hóa: là nung nóng thép đến tổ chức hồn tồn austenite rồi làm nguội
bình thường trong khơng khí tĩnh để đạt tổ chức gần cân bằng. Mục đích của ủ và
thường hóa là làm mềm thép dễ gia công cắt và dập nguội.
- Tơi: là nung nóng thép làm xuất hiện austenit, giữ nhiệt và làm nguội nhanh để
đạt tổ chức không cân bằng với độ cứng cao nhất. Mục đích của tơi là làm cho thép có
độ bền, độ cứng, độ chống mài mòn cao nhưng cũng tăng độ giòn.
- Ram: là ngun cơng bắt buộc sau tơi, nung nóng lại thép tôi để điều chỉnh độ
cứng, độ bền theo đúng yêu cầu làm việc.
- Hóa - nhiệt luyện: là thay đổi nhiệt độ và biến đổi thành phần hóa học ở bề mặt
làm vùng này có biến đổi tổ chức và cơ tính mạnh hơn. Thường tiến hành bằng cách
thấm, khuyết tán một hay nhiều nguyên tố nhất định.
- Cơ nhiệt luyện: là thay đổi nhiệt độ và biến dạng dẻo để biến đổi tổ chức và cơ tính
trên tồn bộ tiết diện mạnh hơn khi nhiệt luyện đơn thuần như cán nóng thép [8][7].
2.3.4. Các phương pháp tơi thép
- Tơi trong một mơi trường:
Chi tiết sau khi nung nóng đến nhiệt độ tôi, giữ nhiệt rồi làm nguội trong một
mơi trường nhất định nào đó (nước, dầu, muối nóng chảy,…) với tốc độ nhanh đến
nhiệt độ nhất định để austenite biến thành mactenxit [10][8][6].
Ưu điểm: đơn giản, dễ dàng thực hiện.
Nhược điểm: làm chi tiết dễ biến dạng cong vênh, nức do ứng suất nhiệt phát
sinh khi tôi quá lớn thường áp dụng cho các chi tiết đơn giản, tiết diện ít thay đổi.

- Tơi trong hai mơi trường:
Tơi trong hai môi trường là chi tiết từ nhiệt độ tôi được làm nguội nhanh trong
hai môi trường. Môi trường đầu chi tiết được làm nguội tốc độ cao hơn môi trường
13