Trường Đại Học Nha Trang
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT TÀU THỦY
TIỂU LUẬN MÔN HỌC
VẬT LIỆU KỸ THUẬT
TÊN SẢN PHẨM:
MŨI KHOAN BẰNG THÉP GIÓ
THÉP GIÓ
GVHD:Th.S Lê Văn Bình
SVTH: Tăng Đình Thanh
MSSV: 51131374
Lớp : 51CKCT

NHA TRANG, Ngày 26 Tháng 12 Năm 2010
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 1GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang

MỤC LỤC
1. Nội dung thực hiện………
- Tên sản phẩm.
- Khả năng thích nghi và khả năng thay thế.
2. Kí hiệu của vật liệu (mác thép) theo tiêu chuẩn việt nam và các tiêu chuẩn của các nước
khác….
3. Cấu trúc tổ chức tế vi của thép gió…….
4. Thành phần hóa học…
5. Hóa bền và nhiệt luyện….
- Cho vật liệu chính
- Cho dụng cụ gia công.
6. Quy trình sản xuất thép gió…
7. Cấu tạo và các thông số của mũi khoan…
8. Các phương pháp tạo ra mũi khoan trong thực tế …

con người trong cuộc sống hiện đại ngay nay .
Trong thực tế có rất nhiều loại mũi khoan và mỗi loại mũi khoan được làm từ những vật
liệu khác nhau như:thép (thép gió, thép dụng cụ ), đá…, và được sử dụng đối với những vật
thể khác nhau có độ cứng, độ bền khác nhau cho nên trong cuộc sống chúng ta phải biết lựa
chọn những mũi khoan thích hợp để dùng vào nhưng vật thể thích hợp .
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 3GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
*MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ MŨI KHOAN TỪ THÉP GIÓ
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 4GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
1.Nội dung thực hiện .
+ Tên sản phẩm : “mũi khoan” là một thiết bị được dùng rất phổ biến trong cuộc sống của
chúng ta hiện nay.Và hiện nay có rất nhiều loại mũi khoan được làm từ nhiều loại vật liệu
khác nhau nhưng em thấy loại mũi khoan được làm từ thép gió là thông dụng nhất (vì nó cứng
,bền …)
Thép gió là một loại thép dụng cụ có đặc tính đặc biệt: có thể tôi (nhiệt luyện) trong gió. Ở đa
số các quốc gia khác thép gió được gọi là "thép cắt nhanh" (thí dụ, tiếng Anh: high speed
steel).
+Khả năng thích nghi và khả năng thay thế :
Để nâng cao chất lượng, mở rộng phạm vi sử dụng thay thế được thép gió cổ điển phải
nghiên cứu từ cơ sở khoa học của cơ chế hóa bền. Vấn đề rất phức tạp, mức độ phức tạp
không chỉ liên quan đến tương tác giữa các nguyên tố thành phần mà còn phụ thuộc vào các
điều kiện cụ thể hình thành và biến đổi cấu trúc thép gió đúc. Lấy nguyên tố Al làm ví dụ: Nếu
đặc trưng ảnh hưởng của Al và Co lên nhiệt độ chuyển biến pha khi nung nóng, lên độ cứng
thứ cấp và độ cứng nóng của thép gió là như nhau thì khác với Co, Al còn có khả năng liên kết
từng phần trong thép thành nitrit nhỏ mịn bổ sung độ bền và độ giai va đập. Những kết quả
nghiên cứu năm 1986 của L X. Kremnhep hóa bền thép gió 11Mo5V bằng Al (tới 1%) tạo
được mác thép gió 11Mo5VAl có các tính chất công nghệ không thua kém, thậm chí cao hơn
thép gió W6Mo5Cr4V4(P6M5) (xem bảng1).
Cũng cần phải nhấn mạnh rằng, hiện nay có một xu hướng mang tính bảo thủ là cố gắng tìm

- Nhóm thép có năng suất cao là các thép chứa côban và một lượng vanadi khá cao: P6M5K5,
P9M4K8, P9K5, P9K10, P10K5Փ5, P18K5Փ2. Chúng hơn hẳn các nhóm thép trước về độ
cứng nóng ( khoảng 64-65HRC, nhiệt độ 640-650°C) và dộ chống mài mòn, nhưng lại thua về
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 7GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
dộ bền và độ dẻo. Các thép có năng suất cao được dung để gia công các thép có độ bền cao,
thép chống ăn mòn và thép bền nóng có tổ chức austenite và các vật liệu khó gia công khác.
Dùng thép Cr-Ni (hay Cr-Mn) có thêm Mo hay W và %C =0,5%.Các mác 50CrNiMo ,
50CrNiW , 50CrNiSiW, 50CrMnMo trong đó 50CrNiMo là mác:
VN: 12CrNi3A , 20Cr2Ni4A.
NGA: 12XH3A và 20X2H4A.
JIS : SNC415 và SNC815.
Cơ tính tổng hợp cao tới σb= 1000 ÷ 1200Mpa,
ak=900÷1000kj/m2.
60Si2: lò xo trong toa xe ,nhíp ôtô ,trục mềm.
50CrMn được dùng làm nhíp ôtô với tính công nghệ tốt hơn
60Si2CrVA và 60Si2Ni2A , σe =1500Mpa làm nhíp, lò xo lớn, chịu tải trọng nặng, riêng loại
chịu va đập mạnh nên dùng 60Si2Ni2A.
SAE/AISI: 1065, 1566, 9260, 50B60, 5160 và 51B60, 8655.
JIS :SUP3(thép cacbon ),SUP6 và SUP7(thép silisc),SUP9và SUP9A(thépCr-
Mn),SUP10,SUP11A,SUP12 và SUP13(thép khác).
Thép gió đặc biệt là các mác thép thuộc nhóm thứ 2 có giá thành cao. Để giảm giá thành
người ta tìm cách hạn chề kim loại quý như W, mác thép P6M5 đang được sử dụng rộng rãi
nhất. Hiên nay đang có rất nhiều các công trình nghiên cứu thép gió không sử dụng W.
Mác
thép
C Si Mn P S Cr Mo V W
W18Cr
4V
0.70 ~

nung
trước/oC
Nhiệt độ tôi
/oC
Làm
nguội
Ram
/oC
Độ
cứng
³
Lò
muối
Lò
giếng
W18Cr
4V
2
5
5
269 820 ~ 870
1270
~
1285
1270
~
1285
Dầu
550
~

thành cacbit với các nguyên tố tạo thành cacbit mạnh là Volfram, Mô lip đen và đặc biệt
là Vanađi.
 Volfram , Mô lip đen khá cao: > 10%.
 Crom : Khoảng 4% (từ 3,8÷4,4%) có tác dụng làm tăng mạnh
độ thấm tôi. Nhờ tổng lượng Cr+W+Mo cao (>15%) nên thép gió có khả năng tự tôi (đây
là lý do khiến người ta đặt tên là thép gió), tôi thâu với tiết diện bất kỳ và có thể áp dụng
tôi phân cấp.
 Vanađi : Nguyên tố tạo thành các bít rất mạnh. Mọi thép gió
đều có ít nhất 1%V, khi cao hơn 2% tính chống mài mòn tăng lên, tuy nhiên không lên
dùng quá 5% vì làm giảm tính mài.
 Coban : Không tạo thành các bít, nó chỉ hoàn tan vào sắt ở
dạng dung dịch rắn, với hàm lượng không vượt quá 5% tính cứng nóng của thép gió tăng
lên rõ rệt.
5.*Hóa bền và nhiệt luyện
+Cho vật liệu chính:
Nếu tính chất cơ bản của thép gió được xác định là tính cắt gọt của dụng cụ thì tính chất công
nghệ (tính mài, độ ổn định chống quá nung, thoát các bon và ôxy hóa, tính dẻo công nghệ ở
trạng thái nóng và trạng thái nguội…) ảnh hưởng không chỉ đến hiệu quả sản xuất công
nghiệp mà còn ảnh hưởng đến độ ổn định, tức độ tin cậy của dụng cụ.Nhiệt luyện thép gió
thường là tôi+ram để quyết định độ cứng, tính chống mài mòn và đặc biệt là tính cứng nóng
theo yêu cầu.
Thông thường sau khi nấu luyện thép gió được ủ đồng đều (tổ chức lêđêburit). Sau đó được
rèn (đây là nguyên công rất quan trọng). Khi rèn không đủ sẽ xuất hiện thiên tích cacbit làm
giảm độ bền, tăng tính giòn của dụng cụ.
Sau khi rèn thép được ử đẳng nhiệt để giảm độ cứng, tăng tính giacông.
Thép gió chỉ có tính năng sử dụng cao sau khi nhiệt luyện theo quy trình như sau:
1. Nung phân cấp lần lượt ở 4500C và 8500C ( thời gian giử nhiệt phụ thuộc vào chi
tiêt, thong thường khoang 1,5 phút/mm chiều dầy). Chú ý môi trường chống ôxi hóa và
thoát cacbon( có thể dung bể muối, khí bào vệ hay chân không).
2. Nung tôi ở nhiệt độ 1260-1280°C thời gian giữ nhiệt khoảng 1 phút /mm chiều dầy.

kim hóa thấp, thậm chí không hợp kim hóa W, tạo ra các mác thép gió thay thế được thép
W6Mo5Cr4V2[5].
Thép gió hợp kim hóa thấp có thành phần rất đa dạng, theo chúng tôi, có thể chia một cách
tương đối thành 3 nhóm chính :
Nhóm 1: Là các mác thép gió có hàm lượng W thấp đã được nghiên cứu sản xuất từ những
năm 30, sau này hoàn thiện thêm đưa vào tiêu chuẩn như ABCIII (tiêu chuẩn Nº320-63) của
Đức hoặc 11P3AM32 (tiêu chuẩn GOCT 19265-73) của Liên Xô cũ. Các mác thép gió này có
hàm lượng W ~ 3%; Mo ~ 3%; V ~2% và C ~1%.
Nhóm 2: Là các mác thép gió có hàm lượng W thấp mới được nghiên cứu sản xuất trong thời
gian gần đây như P2M5 của Liên Xô (1978), D-950 của Thụy Điển (1985) hoặc M52 của Mỹ.
Các mác thép gió này có hàm lượng W = 1,02,0%; Mo =5,08,0%;V=1,02,0%vàC~1%.
Nhóm 3: là các mác thép gió không hợp kim hóa W. Từ những năm 30 của thế kỷ XX, người
ta đã nghiên cứu sản xuất các mác thép gió không có W mà điển hình là các mác EU 260
(1938) , EU 277 (1939). Những năm gần đây, nhiều mác thép mới đã được nghiên cứu sản
xuất như 41, 42 (1978); 11Mo5V (1979).
Các mác thép gió này chỉ được sử dụng hạn chế thay thế thép W6Mo5Cr4V2 bởi vì nhược
điểm chung của nó là nhiệt độ tôi thấp, V cao làm xấu tính mài, Mo cao làm tăng khuynh
hướng thoát các-bon.
2. Những giải pháp công nghệ nâng cao chất lượng thép gió
Về mặt công nghệ cũng có thề nâng cao chất lượng thép gió cổ điển bằng các phương pháp
nấu luyện, gia công và nhiệt luyện hiệnđại.
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 13 GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
Giải pháp đầu tiên tăng độ cứng của thép gió bằng cách tăng hàm lượng các bon nhưng không
thay đổi hàm lượng các nguyên tố hợp kim hóa. Giải pháp này đã được áp dụng rộng rãi ở
nhiều nước. Hầu hết các nước công nghiệp phát triển đều dùng mác thép gió W6Mo5Cr4V2
có hàm lượng C = 0,951,05%. Thép có độ cứng thứ cấp tăng, độ chịu nhiệt tăng, thỏa mãn
tính mài bóng (V< 2,5%), nhưng các-bon tăng làm giảm tính dẻo công nghệ khi rèn hoặc cán
và có khuynh hướng nứt nhiệt.
Một giải pháp khác có hiệu quả là hợp kim hóa thép gió bằng Nitơ. Hợp kim hóa N bằng cách

SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 14 GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
7.*Cấu tạo và các thông số của mũi khoan thép
2. Dụng cụ để tạo lỗ bằng phương pháp khoan hoặc mở rộng đường kính lỗ khi khoan rộng.
Trong gia công kim loại bằng cắt, người ta phân loại MK theo kết cấu và công dụng:
a. MK xoắn;
b. MK lỗ sâu;
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 15 GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
c. MK tâm, vv…
-MK xoắn được dùng phổ biến nhất.
-Kết cấu MK xoắn gồm:
phần làm việc, trên đó các lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ và lưỡi cắt ngang và phần chuôi để kẹp
MK vào trục chính của máy, cối cặp của máy khoan. Phần làm việc giảm dần đường kính về
phía chuôi 0,03 - 0,12 mm trên 100 mm chiều dài MK; MK xoắn tiêu chuẩn có đường kính
0,25 - 80 mm. Phần cắt của MK được chế tạo bằng thép gió . Phần chuôi làm bằng thép
45,40X (khi phần cắt làm bằng thép gió) hoặc thép 40X, 45X (khi phần cắt làm bằng hợp kim
cứng). MK chuyên dùng để khoan lỗ có tỉ số chiều dài so với đường kính ≥ 5 gọi là MK lỗ
sâu.
-Theo kết cấu, MK lỗ sâu có thể chia hai nhóm:
MK lỗ sâu để khoan lỗ đặc, MK lỗ sâu để khoan rãnh; theo sự thoát phoi: MK lỗ sâu
thoát phoi trơn, MK lỗ sâu thoát phoi ngoài. MK lỗ sâu có ưu điểm: định hướng tốt, hiệu quả
bôi trơn và làm nguội cao, thoát phoi tốt nên tuổi bền của dao và chất lượng bề mặt gia công
cao. Khi khoan những lỗ có đường kính d ≥ 80 mm, người ta dùng MK vành. Khi khoan các
lỗ tâm, dùng MK tâm.
8.*Các phương pháp tạo ra mũi khoan trong thực tế:
1)Đầu tiên, người ta dùng phôi là một tấm thép gió hình chữ nhật có độ dày mỏng khác nhau
tùy kích thước mũi khoan chế tạo.
2)Sau đó nung nóng thép gió cho thật mềm, rồi dùng máy nén áp lực để đẩy một cây thép dùi
2 lỗ dọc theo chiều của phôi (2 lỗ này sẽ là lỗ phun dầu tản nhiệt )và một cái lỗ chính giữa đầu

2. Các phương pháp kiểm tra hoa lửa:
2.1. Phương pháp thông thường (dùng đá mài):
• Phương pháp này thường sử dụng máy mài bàn (VD: máy mài 2 đá) để tạo hoa
lửa, đôi khi cũng có thể sử dụng máy mài cầm tay.
• Đá mài phải quay với tốc độ tối thiểu là 23 m/s (vận tốc dài), thực tế nên điều
chỉnh trong khoảng 38 ~ 48 m/s. Đá mài nên sử dụng loại thô và cứng (loại oxit nhôm
hoặc carborundum – SiC).
• Chiều dài của hoa lửa phụ thuộc vào lực mài rất khó so sánh nếu nếu lực mài mẫu
khác nhau. Trong thực tế, lực mài sao cho chùm tia lửa của thép 0.2% C có chiều dài
khoảng 500mm thường được dùng làm lực chuẩn.
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 17 GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
• Để tránh ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời hoặc để điều chỉnh độ sáng xung quanh,
cần thiết phải sử dụng các loại màn che hoặc buồng tối. Khi mài, để mẫu tiếp xúc nhẹ với
đá mài.
• Hướng của chùm tia lửa nên theo phương ngang hoặc hơi chếch lên trên. Và vị trí
quan sát nên ở phía sau hoặc bên phải của chùm tia.
• Để nhận biết chính xác hơn, nên có thêm mẫu chuẩn (đã phân tích chính xác thành
phần hóa học) để làm mẫu đối chiếu.
• Các mẫu thử cần được làm sạch bề mặt, loại bỏ các lớp thấm (C, N), các lớp oxit
và thoát carbon Có thể thực hiện bằng cách mài sâu.
• Khi kiểm tra, cần quan sát kỹ chùm hoa lửa từ gốc đến ngọn (theo hình 1). Đặc
biệt cần chú ý vào một số đặc điểm sau:
o Chùm tia lửa: màu sắc, số lượng, độ sáng, chiều dài các tia lửa.
o Hoa lửa: màu sắc, số lượng, hình dạng, kích cỡ
o Trở lực mài: theo cảm giác ở tay khi mài mẫu.
• Chú ý: bề mặt đá mài phải vệ sinh thường xuyên để tránh bám vụn kim loại
(dùng cà đá).
2.2. Phương pháp dùng khí nén:
• Phương pháp này nung mẫu kiểm đến khi nóng đỏ rồi thổi khí trực tiếp lên mẫu.

Có thể nói ăn mòn gây ra những thiệt hại vô cùng to lớn cả về trực tiếp lẫn gián tiếp. Những
thiệt hại gián tiếp là không thể tính được, thường lớn hơn nhiều so với thiệt hại trực tiếp.
+Sơn mạ kẽm lạnh zrc giải pháp chống ăn mòn lâu dài :
Đối với sản phẩm ZRC Worldwide
Tính năng:
ZRC là chế phẩm giàu kẽm một thành phần sơn phủ lên bề mặt kim loại ở điều kiện bình
thường như các loại sơn truyền thống khác. Sau khi khô, kim loại được bảo vệ bởi 1 lớp mạ
kẽm lạnh có hàm lượng kẽm đến 95%, cung cấp chức năng chống ăn mòn điện hóa như mạ
kẽm nhúng nóng.
Đặc điểm:
- Sản phẩm là hợp chất hữu cơ giàu kẽm, một thành phần.
- Chứa đựng đến 95% kẽm trong lớp phủ sau khi khô
- Đáp ứng các tiêu chuẩn UL, ASTM, MIL, DOD, SSPC, USDA, ISO9001
Đối với sản phẩm ZG 151 AUS
Tính năng:
ZG 151 là loại sơn lót giàu kẽm một thành phần được phủ lên bề mặt kim loại ở điều kiện
bình thường như các loại sơn truyền thống khác. Sau khi khô, kim loại được bảo vệ bởi 1 lớp
mạ kẽm lạnh có hàm lượng kẽm lên đến 90%, cung cấp chức năng chống ăn mòn điện hóa,
bên cạnh đó sản phẩm là loại một thành phần nên rất dễ thi công và bảo quản lâu dài.
Đặc điểm:
- Sản phẩm có gốc là hợp chất hữu cơ alkyd và bột kẽm tinh khiết 99.99%
- Chứa đựng đến 90% kẽm trong lớp phủ sau khi khô
- Sản phẩm được sản xuất theo công nghệ của Úc.
Đối với sản phẩm SM-5002
SM-5002 tạo lớp phủ theo phương pháp xịt, sử dụng nguyên liệu hạt kẽm mạ chất lượng cao
(độ tinh khiết của kẽm 99.99%). Sau khi khô, kim loại được bảo vệ bởi 1 lớp mạ kẽm lạnh
có hàm lên đến lượng kẽm 85%. Với thiết kế dạng chai xịt nên rất thuận tiện khi sử dụng ở
mọi ngõ ngách mà các loại sơn khác không thực hiện được và không cần pha thêm dung môi
hay hóa chất nào.
Ứng dụng:

VD:Dùng dầu Natri hoặc K2CrO2,Na2CO3 làm chất cản hòa tan vào nước.
-Công nghệ mạ kẽm không Cyanuy, không độc hại, thân thiện môi trường .Đây là công nghệ
mã kẽm mới nhất trên thế giới, đã được sử dụng rộng rãi tại EU, Hoa kỳ, Nhật bản, Đài
loan .Phụ gia mã kẽm kiềm không Cyanuy có khả năng hoạt động ổn định với khoảng biến đổi
rộng, lớp kẽm phân bố đồng đều ở khu vực có mật độ thấp cũng như ở nơi có mật độ dòng
điện cao.Cho lớp mã sáng bóng, dễ thụ động .dễ xử lý nước thải.
Photphat hóa là một phương pháp gia công bề mặt kim loại được áp dụng rộng rãi trong công
nghiệp để xử lý bề mặt kim loại, được coi là một trong những phương pháp chuẩn bảo vệ bề
mặt kim loại tốt nhất trước khi sơn phủ hoặc nhúng dầu mỡ nhằm bảo vệ các chi tiết kim loại
đen .Màng photphat hóa chuyển hóa bề mặt kim loại thành một lớp bề mặt mới không còn
tính dẫn điện và tính kim loại, có khả năng chống ăn mòn .Nhờ các tính chất đó người ta tạo ra
công nghệ photphat hóa để sử dụng trong các nhà máy xử lý bề mặt kim loại.
13.*Giải quyết rác thải sau khi sử dụng :
- Quy hoạch, thiết kế hệ thống rãnh thoát nước trong quá trình chế tạo.
-đường, rãnh thoát nước thải sinh hoạt công trường không chảy vào nguồn cấp nước sinh hoạt
và công nghiệp.
- Bố trí không để vật liệu độc hại ở gần nguồn nước.
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 22 GVHD: Th.s Lê Văn Bình
Trường Đại Học Nha Trang
- Nghiêm cấm các thiết bị máy móc, dụng cụ chuyên dụng được rửa tại các khu vực chảy
xuống nguồn nước chung.
- Dầu mỡ và các phế thải từ các thiết bị phục vụ chế tạo thải ra được thu gom, xử lý và thải bỏ
đúng quy định để tránh làm ô nhiễm nguồn nước.
- Bảo đảm an toàn, không để rò rỉ khi vận chuyển vật liệu, nguyên liệu rời hay lỏng.
- Các loại sắt thép vụn, bao bì, gỗ có thể thu gom tái sử dụng hoặc bán.
- Dầu mỡ thải phát sinh tại khu vực dự án không được chôn lấp mà sẽ được thu gom vào các
thùng chứa thích hợp.
- Lập các nội quy về trật tự, vệ sinh.
14.*Đề xuất:
-Trong thực tế của chúng ta mũi khoan là một trong những thiết bị phổ biến nhất trong

-Vậy từ những điều mà chúng ta làm được cũng như những vấn đề mà chúng ta cần phải khắc
phục thì cũng cho thấy rằng đất nước chúng ta nghèo do thiết bị chế tạo, trình độ kỹ sư, môi
trường làm việc …….
SVTH: Tăng Đình Thanh Trang 24 GVHD: Th.s Lê Văn Bình