Cách Chọn Vật Liệu Phù Hợp Cho Khuôn Dập

Nov 02, 2025

Hướng dẫn đầy đủ về lựa chọn thép dụng cụ, xử lý nhiệt và hoàn thiện bề mặt cho khuôn dập hiệu suất cao

Chọn lựa đúng vật liệu cho khuôn dập là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tuổi thọ khuôn, chất lượng sản phẩm và chi phí sản xuất . Việc lựa chọn tối ưu cần cân bằng giữa độ chống mài mòn, độ dẻo dai, khả năng gia công và chi phí , đảm bảo hiệu suất ổn định trong quá trình sản xuất hàng loạt.

1. Các yếu tố chính cần xem xét khi lựa chọn vật liệu khuôn

Khi chọn vật liệu cho khuôn dập , hãy xem xét các yếu tố sau:

1.Vật liệu phôi – thép mềm, thép không gỉ, nhôm, đồng hoặc thép cường độ cao.

2.Độ dày tấm – tấm mỏng so với tấm dày ảnh hưởng đến mức độ ứng suất của khuôn.

3.3Quy trình tạo hình – dập cắt, dập lỗ, uốn, dập sâu, hoặc dập liên tục khuôn.

4.Khối lượng sản xuất – sản xuất mẫu thử, lô nhỏ hoặc sản lượng lớn.

5.Cơ chế mài mòn – mài mòn do dính, mài mòn do ma sát, hoặc mỏi do va đập.

6.Môi trường hoạt động – điều kiện bôi trơn, ăn mòn và độ ẩm.

7.Khả năng gia công và chi phí sửa chữa – dễ dàng trong sản xuất và bảo trì.

8.Cân đối ngân sách – giữa chi phí vật liệu thô và tuổi thọ khuôn dự kiến.

⚙️ Phù hợp đúng đắn các tính chất vật liệu với ứng dụng có thể kéo dài tuổi thọ dụng cụ từ 50–300%.

2. Các loại vật liệu khuôn thông dụng và ứng dụng của chúng

Danh mục	Các cấp độ điển hình	Tính năng chính	Sử dụng phổ biến
Thép công cụ làm việc nguội hàm lượng crôm cao	D2, SKD11	Khả năng chống mài mòn tuyệt vời, độ dẻo dai ở mức trung bình	Dập cắt, đục lỗ, khuôn sử dụng lâu dài
Thép crôm cải tiến	Cr12mov	Khả năng chống mài mòn và chịu áp lực tốt	Dụng cụ dập đa dụng
Thép làm việc nguội cứng	DC53, SKD6	Cân bằng giữa khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai	Khuôn uốn, khuôn cắt, khuôn tạo hình
Thép công cụ làm nóng	H13 (AISI)	Độ dẻo dai cao, chịu nhiệt tốt	Kéo sâu, dập nóng
Thép Cacbon và Thép Hợp kim	45#, S45C, 40Cr	Chi phí thấp, dễ gia công	Dụng cụ thử nghiệm, khuôn sản xuất số lượng thấp
Thép dụng cụ luyện kim bột	Dòng CPM	Độ chống mài mòn và độ dẻo dai cực cao	Sản xuất số lượng lớn, vật liệu inox
Thép thấm carbon/thấm cứng bề mặt	20Cr, 20MnCr5	Lõi dẻo dai với bề mặt cứng	Các bộ phận khuôn chịu va đập

3. Lựa chọn vật liệu theo loại quy trình

Dập và Đục lỗ (Ứng dụng mài mòn cao)

Khuyến nghị: SKD11, D2, Cr12MoV, hoặc Thép công cụ dạng bột

Xử lý nhiệt: Luyện cứng + hồi火 , phủ nitride hoặc phủ PVD tùy chọn

Độ cứng: 58–62 HRC

Uốn cong & Thành hình

Khuyến nghị: DC53, SKD6, hoặc H13

Nhấn mạnh độ dẻo dai để ngăn ngừa nứt

Độ cứng: 48–56 HRC

Dập sâu

Khuyến nghị: DC53, H13, hoặc 40Cr với thấm các-bon

Ưu tiên độ dẻo dai cao và độ bền mỏi

Độ cứng: 48–54 HRC

Tạo hình Thép không gỉ hoặc Thép cường độ cao

Khuyến nghị: Thép dụng cụ PM + Phủ (TiN, DLC)

Sử dụng bôi trơn hiệu quả và lớp phủ chống ma sát thấp để ngăn ngừa hiện tượng dính bề mặt.

Khuôn mẫu thử nghiệm hoặc khuôn chi phí thấp

Khuyến nghị: 45# hoặc S45C với tôi bề mặt

Độ cứng: 45–55 HRC (bề mặt)

4. Các lựa chọn xử lý bề mặt

Điều trị	Lợi ích	Khuyến nghị cho
Nitriding	Cải thiện khả năng chống mài mòn và độ bền mỏi	Khuôn dập nguội thông thường
Thấm carbon / Thấm carbon và nitơ	Bề mặt cứng + lõi dai	Các bộ phận chịu va chạm cao
Phủ PVD (TiN, TiCN, CrN)	Ma sát thấp, chống dính	Chày dập, cạnh cắt phôi
Lớp phủ DLC	Chống trầy xước tuyệt vời cho thép không gỉ	Công cụ chính xác
Mạ crom cứng / Oxy hóa	Bảo vệ chống ăn mòn	Chốt dẫn, bề mặt
Làm cứng bằng laser / cảm ứng	Làm cứng cục bộ	Các đoạn được làm cứng một phần

5. Mẹo Thực Tế Để Kéo Dài Tuổi Thọ Khuôn

Tối ưu hóa bôi trơn để giảm ma sát và hiện tượng dính vật liệu.

Vát mép và làm tròn cạnh khuôn để giảm tập trung ứng suất.

Hoạt động giảm ứng suất và tôi lại sau khi xử lý nhiệt.

Lập kế hoạch bảo trì định kỳ và các miếng chèn thay thế cho khuôn có sản lượng cao.

Duy trì độ nhám bề mặt phù hợp với loại vật liệu.

Xem xét xử lý nhiệt cryogenic đối với D2 để cải thiện độ ổn định về kích thước.

Đối với điều kiện mài mòn khắc nghiệt, hãy chuyển sang thép công cụ luyện kim bột

6. Quy trình lựa chọn vật liệu đề xuất

Nhận diện loại và độ dày vật liệu gia công .

Xác định khối lượng sản xuất và tuổi thọ dụng cụ mong muốn.

Phân tích các loại mài mòn và ứng suất chủ đạo .

Ưu tiên giữa khả năng chống mài mòn / độ dẻo dai / chi phí .

Chọn cấp thép dụng cụ và lên kế hoạch nhiệt luyện + phủ bề mặt .

Hành vi sản xuất thử nghiệm , sau đó tinh chỉnh dựa trên các mẫu mài mòn.

7. Những sai lầm phổ biến cần tránh

Nhấn mạnh quá mức độ cứng hơn độ dai → dẫn đến nứt.

Lựa chọn vật liệu mà quá khó để gia công hoặc sửa chữa .

Bỏ qua hiện tượng dính (galling) khi tạo hình thép không gỉ.

Sử dụng lớp phủ bề mặt hoặc kiểm soát nhiệt luyện kém .

8. Ghi chú cuối cùng

Chọn lựa đúng vật liệu khuôn dập không phải là sử dụng thép cứng nhất —
mà là phù hợp tính chất vật liệu với quy trình của bạn .
Sự kết hợp tốt nhất giữa thép dụng cụ, xử lý nhiệt và lớp phủ bề mặt dễ dàng kéo dài tuổi thọ khuôn gấp đôi và cải thiện chất lượng sản phẩm trong khi giảm chi phí sản xuất tổng thể.