Trong gia công và sản xuất kim loại, tuổi thọ và độ ổn định của...lưỡi cắtCác yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả sản xuất và chi phí vận hành là độ bền cắt. Để đáp ứng yêu cầu khắt khe về việc cắt các tấm thép Q345 dày 6–8mm, Licheng Blade đã phát triển các lưỡi cắt hiệu suất cao sử dụng thép khuôn gia công nguội LD mới, sau quá trình nghiên cứu sâu rộng về ứng dụng cuối cùng và đổi mới vật liệu. Người sử dụng cuối cùng đã chứng minh rằng các lưỡi cắt này đạt được tuổi thọ gấp bốn lần so với các loại thép khuôn gia công nguội truyền thống như SKD11, thép khuôn gia công nóng như H13 và thép tốc độ cao W6Mo5Cr4V2, từ đó giải quyết được những thách thức lâu nay liên quan đến việc sứt mẻ lưỡi cắt, tuổi thọ hạn chế và khó khăn trong việc mài lại.

1. Các vấn đề chính của lưỡi cắt làm từ vật liệu truyền thống
Các lưỡi cắt truyền thống đã được thử nghiệm với nhiều loại thép khuôn và thép tốc độ cao khác nhau, nhưng quá trình sản xuất thực tế vẫn tiếp tục bộc lộ những vấn đề ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả, độ chính xác và chi phí.
Những hạn chế về thiết kế và sử dụng của Edge:
I. Góc lưỡi dao so với độ bền: Khi nói đến việc cắt bằng dao, giống như một chiếc kéo, góc lưỡi nhỏ hơn sẽ cắt sắc hơn nhưng làm giảm độ bền và rút ngắn tuổi thọ, trong khi góc lưỡi quá lớn sẽ làm tăng lực cản. Góc lưỡi dao thường nằm trong khoảng từ 80° đến 90°, với 90° thường được chọn để tối đa hóa số lượng cạnh cắt có sẵn.
II. Phạm vi góc chồng chéo: Góc tạo thành giữa hai cạnh trong quá trình cắt ngang là 0–10 độ, trong khi các lưỡi cắt dọc giao nhau vuông góc.
III. Độ sâu và khe hở khi cắt: Việc cắt cạnh đòi hỏi sự cân bằng giữa độ khít và độ sâu. Khe hở và độ sâu ảnh hưởng đến tiết diện cắt và tuổi thọ của lưỡi cắt, do đó cần được phân tích dựa trên phương pháp cắt, kích thước dụng cụ và độ dày tấm kim loại.
IV. Thiết kế chân cắt: Chiều cao chân cắt không phù hợp sẽ làm ảnh hưởng đến lưỡi cắt của dao. Tấm kim loại dày hơn thường cần dao lớn hơn, và độ dày thiết kế phải ít nhất gấp ba lần độ dày vật liệu. Nếu đường kính ngoài hoặc chiều rộng của dao lớn hơn dự kiến, tỷ lệ này có thể được giảm tương ứng.

Những thách thức trong sản xuất và quy trình: Lựa chọn vật liệu, rèn, xử lý nhiệt và mài. Những quy trình phức tạp này đòi hỏi kinh nghiệm sản xuất sâu rộng.

Các vấn đề vận hành:
I. Mài mòn và vỡ cạnh: Độ bền mỏi thấp dẫn đến mài mòn cạnh và sứt mẻ cục bộ, đòi hỏi phải thường xuyên thay thế hoặc loại bỏ các lớp chịu mỏi lớn, điều này làm giảm năng suất nghiêm trọng.
II. Hỏng do gãy giòn: Đây là dạng hỏng nghiêm trọng nhất đối với dao cắt. Trong khi hỏng do mỏi cho thấy khả năng chống mài mòn kém, thì gãy giòn có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng trong sản xuất tấm thép hoặc các sự cố an toàn và có liên quan chặt chẽ đến việc lựa chọn vật liệu.

2. Giải pháp đột phá: Ưu điểm của thép khuôn LD

Khi cắt các tấm thép dày như thép kết cấu cường độ cao hợp kim thấp Q345 dày 6–8mm, lưỡi cắt phải chịu được tải trọng va đập cực lớn và lực cắt ma sát. Trước đây, vật liệu được ưa chuộng là thép tốc độ cao M2 hoặc thép khuôn SKD11, nhưng những vật liệu thông thường này không thể đáp ứng đầy đủ các điều kiện làm việc.
Thép tốc độ cao W6: Mặc dù có độ cứng và độ cứng khi nung cao, thích hợp cho việc cắt hoặc xẻ bằng dao, nhưng độ dẻo dai không đủ sẽ gây ra hiện tượng mẻ cạnh dao dưới tác động mạnh mẽ theo chu kỳ từ các tấm dày.
Thép SKD11: Mặc dù có khả năng chống mài mòn tốt, nhưng độ bền va đập của nó không đáp ứng được yêu cầu cắt liên tục các tấm dày, thường dẫn đến hỏng dụng cụ sớm.

Từ góc độ lựa chọn vật liệu, các kim loại thông thường này thuộc loại cao cấp, nhưng các chỉ số hiệu suất của chúng không hoàn toàn phù hợp với các chế độ hỏng hóc thực tế trong điều kiện làm việc. Để giải quyết nút thắt cổ chai này trong ngành, đội ngũ kỹ thuật của Licheng Blade đã chọn thép khuôn dập hợp kim cao cấp LD (7Cr7Mo2V2Si) làm giải pháp cốt lõi.

Thép LD kết hợp khả năng chống mài mòn cao với độ dẻo dai cao:
Độ bền vượt trội: Độ bền va đập của nó vượt trội so với các loại thép khuôn dập nguội truyền thống và thép tốc độ cao, giúp chống lại các cú sốc cơ học mạnh trong quá trình dập cắt tấm dày và ngăn ngừa sứt mẻ cạnh.
Khả năng chống mài mòn vượt trội: Hàm lượng carbon và hợp kim phù hợp đảm bảo hiệu suất chống mài mòn bền vững trong suốt quá trình cắt xẻ liên tục.
Hơn nữa, LCKNIFE lựa chọn vật liệu LD chất lượng cao từ các nhà máy thép, chẳng hạn như thép LD nấu chảy lại bằng điện xỉ (ESR) cao cấp, với hàm lượng các nguyên tố có hại như lưu huỳnh và phốt pho được giảm thiểu, đồng thời loại bỏ các tạp chất và khuyết tật phân tách. Nguyên liệu thô được lựa chọn với kích thước nhỏ hơn lưỡi dao thành phẩm để đảm bảo tỷ lệ rèn nghiêm ngặt trong quá trình tạo phôi. Thử nghiệm thực tế xác nhận rằng lưỡi dao thép LD đạt được tuổi thọ cao hơn gấp 4 lần so với thép tốc độ cao W6.

3. Phân tích quy trình xử lý nhiệt cốt lõi

Vật liệu cao cấp của lưỡi dao đòi hỏi các bước xử lý nhiệt chính xác để phát huy hết đặc tính như mong muốn. Đối với lưỡi cắt, LCKNIFE đã tối ưu hóa quy trình xử lý nhiệt hợp lý cho vật liệu LD như sau:
Gia nhiệt và giữ nhiệt: Gia nhiệt vật liệu LD đến 1150℃ và giữ ở nhiệt độ đó để đạt được quá trình austenit hóa hoàn toàn.
Làm nguội sơ bộ và tôi: Làm nguội sơ bộ dao cắt thô đến 1100℃ trước khi tôi bằng dầu để đảm bảo cấu trúc vi mô mactenxit lý tưởng và độ cứng mục tiêu.
Tôi luyện nhiều lần: Ít nhất ba lần tôi luyện ở nhiệt độ 560–570℃ đối với dao. Tôi luyện đủ sẽ giải phóng ứng suất dư bên trong dao, thúc đẩy quá trình tôi cứng thứ cấp thông qua sự kết tủa cacbua hợp kim phân tán, và cải thiện độ ổn định cấu trúc vi mô cũng như khả năng chống mỏi nhiệt.

Độ cứng cuối cùng: Ổn định trong khoảng HRC 58–60, đạt được sự cân bằng tối ưu giữa độ cứng của dao cắt, khả năng chống chịu và độ dẻo dai.

4. Hiệu suất ứng dụng thực tiễn
Được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất thực tế, lưỡi cắt thép LD của Licheng kết hợp với quy trình xử lý nhiệt tối ưu thể hiện độ bền vượt trội:
Bước đột phá trong quá trình cắt: Sau thời gian dài cắt liên tục, kiểm tra cho thấy chỉ có sự mài mòn nhẹ ở cạnh và không có hiện tượng sứt mẻ.
Khả năng bảo trì cao: Độ mài mòn đồng đều và tính toàn vẹn cấu trúc trên bề mặt dao cho phép mài lại nhanh chóng để khôi phục điều kiện cắt, giảm thiểu hao mòn dụng cụ và chi phí vận hành tổng thể.

Bước đột phá này mang lại lợi ích kinh tế đáng kể cho người dùng công nghiệp, đồng thời khẳng định thép LD là lựa chọn vật liệu đáng tin cậy và là giải pháp nâng cấp quy trình cho các dụng cụ cắt tấm dày.

Công ty TNHH sản xuất lưỡi Maanshan LichenSử dụng nhiều loại vật liệu chất lượng cao và phù hợp, cùng với các phương pháp xử lý nhiệt tiên tiến—bao gồm xử lý nhiệt chân không, xử lý ở nhiệt độ dưới 0 độ C và xử lý bằng bể muối—để sản xuất lưỡi cắt thép hiệu suất cao, chuyên dùng cho các tấm thép không gỉ, thép silic, nhôm và đồng.