Khoan thép không gỉ: những điều cần lưu ý để làm đúng

Yếu tố quan trọng nhất trong việc khoan thép không gỉ chính là vật liệu mũi khoan. Hai lựa chọn phổ biến nhất trong công nghiệp là thép tốc độ cao M2 và M35. Hiểu được sự khác biệt giữa chúng quan trọng hơn nhiều so với hầu hết người mua nhận ra.

Thép tốc độ cao M2
M2 là mác thép tốc độ cao tiêu chuẩn và là vật liệu chế tạo mũi khoan được sản xuất rộng rãi nhất trên thế giới. Thành phần của nó — khoảng 6% vonfram, 5% molypden, 4% crom và 2% vanadi — mang lại độ cứng tốt, độ dẻo dai hợp lý và hiệu suất đủ tốt trên nhiều loại vật liệu thông thường.

Hạn chế của thép M2 trong gia công thép không gỉ là độ cứng ở nhiệt độ cao, còn gọi là độ cứng đỏ. Điều này đề cập đến khả năng giữ độ cứng của vật liệu ở nhiệt độ cao. Thép M2 bắt đầu mất độ cứng đáng kể ở nhiệt độ khoảng 550–600°C. Trong quá trình khoan thép không gỉ — đặc biệt là trong môi trường sản xuất hoặc khi hệ thống làm mát không đủ — nhiệt độ của lưỡi cắt thường xuyên vượt quá phạm vi này.

Khi lưỡi cắt mềm đi, nó ngừng cắt và bắt đầu cọ xát. Ma sát tăng lên, nhiệt độ tăng cao hơn nữa, lớp vật liệu cứng lại càng khó xuyên thủng, và tuổi thọ dụng cụ giảm mạnh. Sự hỏng hóc không phải lúc nào cũng xảy ra đột ngột — nó thường biểu hiện bằng cảm giác tiến dao ngày càng nặng hơn, hiện tượng bavia xung quanh miệng lỗ tăng lên, và đường kính lỗ không còn đồng đều trước khi mũi khoan cuối cùng bị hỏng.

Thép tốc độ cao coban M35
Thép M35 sử dụng thành phần cơ bản giống như M2 nhưng được bổ sung thêm khoảng 5% coban. Coban không trực tiếp tham gia vào quá trình cắt gọt — nó không tạo thành cacbua hoặc làm tăng độ cứng ở nhiệt độ phòng một cách đáng kể. Vai trò cụ thể của nó là ổn định cấu trúc thép ở nhiệt độ cao, làm tăng điểm mà tại đó độ cứng bắt đầu giảm.

Thép M35 vẫn giữ được độ cứng hữu ích đến khoảng 630–650°C. Sự khác biệt 50–80°C so với thép M2 có vẻ không đáng kể, nhưng tuổi thọ dụng cụ rất nhạy cảm với nhiệt độ trong phạm vi này. Trong các thử nghiệm so sánh có kiểm soát trên thép không gỉ Austenit, thép M35 thường tạo ra số lỗ trên mỗi mũi khoan nhiều gấp hai đến ba lần so với thép M2 trong điều kiện tương đương — và thường nhiều hơn đáng kể khi công việc liên quan đến các vết cắt gián đoạn, tốc độ tiến dao thay đổi hoặc làm mát không hoàn hảo.

Đối với người mua, sự so sánh về kinh tế rất đơn giản: Mũi khoan M35 có giá thành cao hơn trên mỗi đơn vị, nhưng chi phí cho mỗi lỗ khoan — tính đến tần suất thay thế, thời gian ngừng hoạt động của máy và tỷ lệ sản phẩm lỗi do chất lượng lỗ kém — nhìn chung thấp hơn trong bất kỳ bối cảnh sản xuất nào liên quan đến thép không gỉ.

Khi M2 vẫn còn chấp nhận được
M2 không hoàn toàn không phù hợp với thép không gỉ. Trong các điều kiện sau, nó có thể hoạt động tốt:

•Tốc độ cắt thấp với lượng nước làm mát dồi dào.
•Khoan gián đoạn, khối lượng thấp, cho phép mũi khoan có thời gian nguội giữa các lần khoan.
•Vật liệu mỏng (≤3mm) nơi mũi khoan tiếp xúc với phôi trong thời gian ngắn.
•Khi hạn chế về chi phí khiến việc sử dụng ren M35 không khả thi và dung sai chất lượng lỗ khoan rộng.

Trong sản xuất số lượng lớn, trên vật liệu dày hơn, hoặc khi độ chính xác về kích thước là rất quan trọng, M35 là lựa chọn đáng tin cậy hơn.