I. Độ bền khuôn đúc
Nghiên cứu tập trung vào độ bền khuôn đúc trong quá trình đúc áp lực, đặc biệt là sự mài mòn do dòng chảy kim loại. Thép SKD61 và thép tôi trước được sử dụng để so sánh hiệu quả. Kết quả cho thấy, thép SKD61 có khả năng chịu mài mòn tốt hơn, giúp kéo dài tuổi thọ khuôn. Thép tôi trước cũng thể hiện độ bền đáng kể nhưng kém hơn so với SKD61. Nghiên cứu này cung cấp dữ liệu thực nghiệm quan trọng để lựa chọn vật liệu phù hợp cho khuôn đúc áp lực.
1.1. Ảnh hưởng của dòng chảy kim loại
Dòng chảy kim loại trong khuôn đúc áp lực gây ra sự mài mòn đáng kể trên bề mặt khuôn. Thép SKD61 cho thấy khả năng chống mài mòn vượt trội nhờ cấu trúc vi mô ổn định. Thép tôi trước cũng chịu được áp lực nhưng dễ bị biến dạng sau nhiều chu kỳ đúc. Kết quả này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế mài mòn và cách tối ưu hóa thiết kế khuôn.
II. Vật liệu khuôn đúc
Nghiên cứu so sánh hai loại vật liệu chính là thép SKD61 và thép tôi trước. Thép SKD61 được ưa chuộng nhờ độ cứng và khả năng chịu nhiệt cao, phù hợp cho khuôn đúc áp lực. Thép tôi trước có chi phí thấp hơn nhưng độ bền kém hơn. Kết quả phân tích cho thấy, thép SKD61 là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao.
2.1. Tính chất cơ học của thép SKD61
Thép SKD61 có độ cứng lên đến 52 HRC, khả năng chịu nhiệt lên đến 600°C, và độ bền kéo cao. Những tính chất này giúp nó chịu được áp lực lớn trong quá trình đúc. Thép tôi trước có độ cứng thấp hơn, khoảng 40 HRC, và dễ bị biến dạng dưới tác động nhiệt và cơ học.
III. Quy trình đúc áp lực
Nghiên cứu sử dụng quy trình đúc áp lực để đánh giá độ bền của khuôn. Phương pháp Taguchi được áp dụng để tối ưu hóa các thông số đúc. Kết quả cho thấy, áp lực đúc và nhiệt độ khuôn là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền khuôn. Thép SKD61 thể hiện khả năng chịu áp lực tốt hơn so với thép tôi trước.
3.1. Phương pháp Taguchi
Phương pháp Taguchi được sử dụng để xác định các thông số tối ưu cho quy trình đúc áp lực. Kết quả phân tích cho thấy, áp lực đúc từ 80-100 MPa và nhiệt độ khuôn từ 200-250°C là tối ưu nhất. Thép SKD61 cho kết quả ổn định hơn trong các điều kiện này so với thép tôi trước.
IV. Ứng dụng thép SKD61
Thép SKD61 được ứng dụng rộng rãi trong khuôn đúc áp lực nhờ độ bền và khả năng chịu nhiệt cao. Nghiên cứu này khẳng định hiệu quả của thép SKD61 trong việc kéo dài tuổi thọ khuôn và giảm chi phí bảo trì. Thép tôi trước cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng ít đòi hỏi độ bền cao.
4.1. Hiệu quả kinh tế
Mặc dù thép SKD61 có chi phí ban đầu cao hơn, nhưng tuổi thọ kéo dài giúp giảm chi phí bảo trì và thay thế. Thép tôi trước phù hợp cho các ứng dụng ngắn hạn hoặc ít yêu cầu độ bền. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở để lựa chọn vật liệu phù hợp với nhu cầu sản xuất.
