Thép dụng cụ M2 | 1.3343 | SKH51

4. Xử lý nhiệt

Thép M2 chỉ có thể đạt được hiệu suất cần thiết thông qua xử lý nhiệt thích hợp. Mục tiêu chính của xử lý nhiệt là biến đổi thép M2 từ trạng thái ủ mềm (chủ yếu bao gồm ferit và hợp kim cacbua) thành cấu trúc martensitic cứng và ram, trong đó cacbua được phân bố ở vị trí tối ưu để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất cắt cần thiết.

Trình tự xử lý nhiệt điển hình cho thép công cụ M2 bao gồm các giai đoạn sau:

4.1 Làm nóng trước

Việc nung nóng sơ bộ vật liệu nên được thực hiện theo từng giai đoạn để giảm thiểu nguy cơ sốc nhiệt, đặc biệt là khi có sự khác biệt đáng kể về mặt cắt ngang của các bộ phận. Nếu lò nung trước tiên được nung nóng đến 650°C (1200°F), chúng ta có thể đặt các bộ phận M2 lên trên cùng của lò để loại bỏ bất kỳ sự lạnh lẽo nào, sau đó đặt nó vào lò. Điều này giúp giảm sốc nhiệt và giảm nguy cơ nứt. Sau đó, nó được đặt vào lò và giữ ở đó trong khoảng 10-12 phút.

4.2 Làm cứngAustenit hóa 

Nhiệt độ làm cứng cho thép công cụ M2 thường dao động từ 1190°C đến 1220°C (2175°F đến 2225°F). Một số tài liệu tham khảo trích dẫn nhiệt độ lên đến 1230°C (2250°F). Thời gian ngâm ở nhiệt độ làm cứng cuối cùng đối với thép tốc độ cao M2 tương đối ngắn, chỉ vài phút, tùy thuộc vào kích thước của bộ phận và hiệu suất lò nung. 

4.3 Làm nguội

Các dập tắt môi trường có thể là không khí, dầu hoặc muối. Làm nguội bằng dầu có hiệu quả đối với các bộ phận thép M2 có tiết diện lên đến khoảng 1 đến 1,5 inch (25-38 mm). Sự biến đổi martensitic bắt đầu vào khoảng 316°C (600°F) và được hoàn thành vào khoảng 93°C (200°F). Chúng tôi khuyên bạn nên làm mát các bộ phận M2 đến khoảng 65°C (150°F) sau khi làm nguội, sau đó tiến hành bước tiếp theo là ủ.

4.4 Làm nguội

Làm nguội được thực hiện sau khi tôi thép tốc độ cao M2 để giải phóng ứng suất bên trong, cải thiện độ dẻo dai và thúc đẩy độ cứng thứ cấp. Điều này bao gồm việc nung lại thép ở nhiệt độ trung gian dưới nhiệt độ biến đổi quan trọng của nó.

Thép công cụ tốc độ cao M2 yêu cầu 2 đến 4 chu kỳ tôi luyện ở nhiệt độ không thấp hơn 540°C (1000°F), thường là 3 chu kỳ.

Ví dụ, sau khi austenit hóa ở 1230°C (2250°F), chu kỳ tôi luyện đầu tiên được thực hiện ở 565°C (1050°F), theo sau là thứ hai tại 550°C (1025°F)và thứ ba tại 540°C (1000°F).

Đối với mỗi chu kỳ tôi luyện, thời gian ngâm là 2 giờ cho mỗi inch (25 mm) của mặt cắt ngang dày nhất. Sau lần ram đầu tiên, thành phần thép M2 phải được làm nguội hoàn toàn đến nhiệt độ phòng trước khi có thể thực hiện lần ram tiếp theo.

Vật liệu M2 được tôi luyện có tác dụng biến đổi vật liệu được giữ lại austenit thành martensite tươi, gây ra sự kết tủa các cacbua phức hợp và góp phần đáng kể vào độ cứng thứ cấp của thép. Nhiều chu kỳ tôi luyện tinh chỉnh cấu trúc vi mô, tăng khả năng chống mài mòn và giảm ứng suất hơn nữa.

Điều quan trọng cần lưu ý là thép M2 không được tôi quá yếu.

Ngoài ra, chúng tôi khuyên bạn nên thực hiện quá trình tôi luyện giảm ứng suất sau các quy trình tiếp theo như mài, hàn hoặc gia công bằng tia lửa điện (EDM), với nhiệt độ tôi luyện được thiết lập 14–28°C (25–50°F) thấp hơn nhiệt độ tôi luyện cuối cùng.

[Tài liệu tham khảo: ASM International. (1989). Sổ tay ASM, Tập 16: Gia công. ASM Quốc tế.]