Nghiên cứu kết hợp công nghệ thấm nitơ thể khí và phủ PVD cho thép bền nóng SKD61 tập trung so sánh đặc tính bề mặt mẫu sau thấm nitơ, phủ PVD truyền thống và ứng dụng công nghệ duplex (phủ PVD trên nền thép SKD61 thấm nitơ). | Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU KẾT HỢP CÔNG NGHỆ THẤM NITƠ THỂ KHÍ VÀ PHỦ PVD CHO THÉP BỀN NÓNG SKD61 NGUYỄN VĂN THÀNH 1 3 ĐOÀN THANH VÂN 2 TRỊNH VĂN TRUNG 3 VŨ VĂN HUY 2 NGUYỄN MẠNH HIẾU 4 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Chốt tạo lỗ trong khuôn đúc nhôm áp lực cao được chế tạo từ thép bền nóng SKD61 theo tiêu chuẩn Nhật Bản. Vị trí của chốt và một chu trình làm việc của khuôn đúc áp lực cao máy đúc 250 tấn Toshiba được mô tả như trong hình 1 dưới đây. Mỗi chu trình dập thực hiện trong khoảng 60 giây bước cuối của chu trình đúc kim loại bị ép với áp suất 78 MPa. Tốc độ ép khoảng 50 m s trong điều kiện nhiệt độ trung bình khoảng 680oC 1 . Như vậy trong các khuôn đúc áp lực các chốt làm việc trong điều kiện chịu mài mòn liên tục ở nhiệt độ cao nên yêu cầu bề mặt có độ cứng lớn và hệ số ma sát nhỏ. Hình 1. Vị trí của chốt và sơ đồ quy trình làm việc của khuôn đúc áp lực cao 1 Trong quá trình đúc nhôm áp lực cao hiện tượng hàn dính Soldering effect được các nhà sản xuất và nghiên cứu đặc biệt quan tâm. Cụ thể tại nhiệt độ cao sau khi nhôm nóng chảy tác dụng trực tiếp với lòng khuôn thép sinh ra pha liên kim giòn Al4FeSi Al15Fe6Si5 Al12Fe6Si5 làm mất đi khả năng chống bám dính và chống ăn mòn của lớp bề mặt khuôn. Hiện tượng hàn dính chiếm tới 60 thời gian ngừng sản xuất để khắc phục các lỗi trong thực tế đúc nhôm áp lực cao 1-2 . Để nâng cao tuổi thọ của chi tiết khuôn một số phương pháp xử lý bề mặt như thấm nitơ phủ PVD đã được ứng dụng. Giải pháp cho vấn đề này đã được các nước tiên tiến nghiên cứu từ lâu và hiện nay vẫn tiếp tục được hoàn thiện. Nguyên lý chung là dựa trên việc lựa chọn và sử dụng vật liệu khuôn phù hợp thường là thép SKD61 kết hợp với biến tính bề mặt vật liệu bằng các kỹ thuật khác nhau. Giải pháp hiện đại nhất đang được sử dụng là 148 Tạp chí Khoa học và Công nghệ nhiệt đới Số 28 12-2022 Nghiên cứu khoa học công nghệ - Thấm nitơ hoặc phủ PVD cho chốt tạo lỗ sau nhiệt luyện. - Xử lý bề mặt chốt tạo lỗ bằng công nghệ duplex đó là kết hợp công nghệ hóa .
