Vật liệu 2338
Vật liệu 2338 là gì?
Vật liệu 2338, còn được biết đến với tên gọi quốc tế DIN 1.2338 hoặc X38CrMoV5-3, là một loại thép công cụ hợp kim cao chuyên dùng cho khuôn ép nóng, khuôn đúc áp lực và khuôn rèn. Đây là loại thép thuộc nhóm thép làm khuôn chịu nhiệt, tương đương với AISI H10/H11, được cải tiến từ thép 1.2343 nhằm tăng khả năng chống nứt nhiệt, chống mài mòn và chịu va đập trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
Thép 1.2338 được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu khuôn phải chịu tải trọng lớn, nhiệt độ cao, hoặc thay đổi nhiệt nhanh chóng. Nó có độ bền cơ học cao, khả năng chịu nhiệt lên đến 600–650°C, cùng độ ổn định kích thước tuyệt vời trong quá trình gia công nhiệt.
Điểm khác biệt của 1.2338 so với 1.2344 (H13) là thành phần hợp kim có hàm lượng Crom, Molypden và Vanadi cân đối hơn, giúp thép có độ dai cao, chống nứt tốt hơn và dễ gia công hơn khi ở trạng thái ủ.
Thành phần hóa học của vật liệu 2338
Bảng dưới đây thể hiện thành phần hóa học điển hình của thép DIN 1.2338:
| Nguyên tố | Ký hiệu | Hàm lượng (%) |
|---|---|---|
| Cacbon | C | 0.36 – 0.42 |
| Crom | Cr | 4.80 – 5.50 |
| Molypden | Mo | 1.10 – 1.50 |
| Vanadi | V | 0.25 – 0.60 |
| Mangan | Mn | 0.30 – 0.50 |
| Silic | Si | 0.80 – 1.20 |
| Photpho | P | ≤ 0.025 |
| Lưu huỳnh | S | ≤ 0.003 |
Nhận xét:
- Crom (Cr): Giúp tăng khả năng chống oxy hóa và mài mòn ở nhiệt độ cao.
- Molypden (Mo): Nâng cao khả năng chịu nhiệt, hạn chế nứt khi tôi.
- Vanadi (V): Tạo các hạt cacbit nhỏ, cải thiện độ bền và chống mài mòn.
- Silic (Si): Tăng độ bền nhiệt và ổn định cấu trúc trong quá trình sử dụng.
Nhờ sự kết hợp hợp lý của các nguyên tố này, thép 2338 đạt được sự cân bằng hoàn hảo giữa độ cứng, độ dai và khả năng chống nứt.
Tính chất cơ lý của vật liệu 2338
| Tính chất | Đơn vị | Giá trị trung bình |
|---|---|---|
| Khối lượng riêng | g/cm³ | 7.80 |
| Giới hạn bền kéo | MPa | 1250 – 1450 |
| Giới hạn chảy | MPa | 1050 – 1200 |
| Độ giãn dài | % | 12 – 15 |
| Độ dai va đập (Charpy) | J/cm² | 25 – 30 |
| Độ cứng sau tôi và ram | HRC | 48 – 52 |
| Nhiệt độ làm việc tối đa | °C | 620 |
| Độ dẫn nhiệt | W/m.K | 27 – 31 |
Đặc trưng nổi bật:
- Chịu tải trọng và áp lực cao ở nhiệt độ lớn.
- Không bị nứt khi thay đổi nhiệt độ đột ngột.
- Ít biến dạng sau khi nhiệt luyện.
- Dễ đánh bóng và có thể xử lý bề mặt tốt.
Ưu điểm của vật liệu 2338
- Độ dai cao: Có thể chịu va đập mạnh trong quá trình ép, rèn, hoặc đúc áp lực.
- Chống nứt nhiệt hiệu quả: Nhờ hàm lượng Mo và V cân đối, thép 2338 ít bị nứt khi làm việc ở nhiệt độ cao.
- Chống mài mòn tốt: Các hạt cacbit phân bố đều, giúp bề mặt khuôn bền lâu.
- Dễ gia công và mài: Ở trạng thái ủ, thép có độ cứng vừa phải, thuận tiện cho cắt gọt.
- Ổn định kích thước sau nhiệt luyện: Không bị biến dạng nhiều, phù hợp với chi tiết yêu cầu độ chính xác cao.
Nhược điểm của vật liệu 2338
- Giá thành tương đối cao do thành phần hợp kim phức tạp.
- Yêu cầu quy trình nhiệt luyện nghiêm ngặt: nếu không kiểm soát đúng, thép dễ bị ứng suất dư hoặc nứt bề mặt.
- Độ dẫn nhiệt trung bình, nên khi sử dụng trong khuôn đúc cần có hệ thống làm mát hiệu quả.
Quy trình nhiệt luyện vật liệu 2338
Nhiệt luyện là yếu tố quyết định đến tính chất cuối cùng của vật liệu 1.2338.
1. Ủ mềm (Annealing):
- Nhiệt độ: 850 – 880°C
- Làm nguội: Trong lò, tốc độ chậm
- Kết quả: Độ cứng đạt khoảng 190 – 220 HB, dễ gia công cơ khí.
2. Tôi (Hardening):
- Nhiệt độ: 1000 – 1040°C
- Môi trường làm nguội: Dầu, khí hoặc chân không tùy yêu cầu.
- Mục đích: Tăng độ cứng và bền nhiệt.
3. Ram (Tempering):
- Nhiệt độ: 520 – 650°C, nên thực hiện 2–3 lần.
- Mục tiêu: Tăng độ dai, loại bỏ ứng suất nội, ổn định kích thước.
Kết quả sau nhiệt luyện:
- Độ cứng: 48 – 52 HRC
- Độ bền kéo cao, độ dai ổn định, và chống nứt nhiệt tốt.
Gia công cơ khí và CNC vật liệu 2338
Thép 1.2338 có khả năng gia công tốt ở trạng thái ủ, còn ở trạng thái đã nhiệt luyện thì cần sử dụng dao đặc biệt.
Gia công cơ khí:
- Dao cắt: Dao carbide, dao HSS phủ TiAlN hoặc TiCN.
- Tốc độ cắt: 20 – 35 m/phút.
- Tiến dao: 0.05 – 0.10 mm/vòng.
- Làm mát: Dầu cắt pha nước hoặc dung dịch làm mát tổng hợp.
Gia công CNC chính xác:
- Dùng máy mài hoặc phay CNC tốc độ cao.
- Sử dụng dung dịch làm mát liên tục để tránh nứt bề mặt.
- Có thể đánh bóng đến độ bóng Ra ≤ 0.2 µm cho các khuôn ép yêu cầu bề mặt cao cấp.
Ứng dụng của vật liệu 2338
Thép DIN 1.2338 là lựa chọn hàng đầu cho các loại khuôn và chi tiết làm việc trong điều kiện nhiệt cao, bao gồm:
- Khuôn đúc áp lực nhôm, kẽm, đồng.
- Khuôn rèn nóng (rèn trục, bánh răng, piston…).
- Khuôn ép nhựa nhiệt độ cao.
- Dao cắt và dụng cụ gia nhiệt.
- Các chi tiết chịu tải và chịu nhiệt trong ngành cơ khí, ô tô, hàng không.
Một số ứng dụng cụ thể:
- Khuôn đúc thân động cơ ô tô, nắp máy, khuôn ép vỏ nhôm.
- Khuôn rèn chi tiết thép và hợp kim nhôm.
- Khuôn dập nóng trong ngành gia công kim loại tấm.
So sánh vật liệu 2338 với các loại tương đương
| Tiêu chuẩn | Ký hiệu tương đương | Quốc gia |
|---|---|---|
| DIN | X38CrMoV5-3 | Đức |
| AISI | H10 / H11 | Mỹ |
| JIS | SKD6 | Nhật Bản |
| GB | 4Cr5MoVSi | Trung Quốc |
| BS | BH11 | Anh Quốc |
Nhận xét:
- So với 1.2343, thép 1.2338 có độ dai cao hơn, chống nứt tốt hơn.
- So với 1.2344 (H13), thép 1.2338 dễ gia công hơn và ổn định hơn trong môi trường có thay đổi nhiệt liên tục.
- Là lựa chọn lý tưởng cho khuôn làm việc trong chu kỳ nhiệt lặp lại cao.
Thị trường và xu hướng sử dụng vật liệu 2338 tại Việt Nam
Hiện nay, thép 1.2338 được nhập khẩu chủ yếu từ Đức, Nhật Bản, Hàn Quốc, và Trung Quốc, và được sử dụng rộng rãi trong các xưởng khuôn mẫu lớn như:
- Khuôn ép nhôm áp lực, khuôn đúc động cơ xe máy, ô tô.
- Khuôn rèn nóng và khuôn ép khuôn dập.
- Dụng cụ làm việc trong môi trường nhiệt cao.
Xu hướng mới:
- Các doanh nghiệp Việt Nam đang chuyển dần từ 1.2344 sang 1.2338 vì hiệu suất nhiệt tốt hơn và khả năng chống nứt cao hơn 20–30%.
- 1.2338 cũng được lựa chọn trong ngành khuôn ép nhôm công nghiệp, nơi yêu cầu độ bền nhiệt và tuổi thọ khuôn cao.
Kết luận
Vật liệu 2338 (DIN 1.2338 / X38CrMoV5-3) là một trong những loại thép khuôn nóng ưu việt nhất hiện nay. Với sự kết hợp hài hòa giữa độ cứng, độ dai, khả năng chống nứt và chịu nhiệt cao, vật liệu này đáp ứng tốt nhu cầu của các ứng dụng khuôn ép, khuôn rèn và khuôn đúc áp lực.
Khi được nhiệt luyện và gia công đúng quy trình, thép 2338 cho tuổi thọ khuôn cao, giảm chi phí bảo trì và tăng hiệu suất sản xuất. Chính vì vậy, đây là loại vật liệu được các xưởng cơ khí chính xác, nhà máy khuôn mẫu và công nghiệp chế tạo tin dùng tại Việt Nam.
CÔNG TY TNHH MTV VẬT LIỆU TITAN
Chuyên cung cấp thép hợp kim chế tạo: 2322, 34CrNiMo6, 42CrMo4, 40Cr, SKD11, P20…
Cắt lẻ theo yêu cầu, hỗ trợ gia công CNC và có đầy đủ chứng chỉ CO-CQ.
Địa chỉ: 133/14/5 Bình Thành, P. Bình Hưng Hòa B, Q. Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 0909 246 316
Website: www.vatlieucokhi.net
THÔNG TIN LIÊN HỆ
| Họ và Tên | Nguyễn Đức Bốn |
| Số điện thoại - Zalo | 0909.246.316 |
| vatlieucokhi.net@gmail.com | |
| Website: | vatlieucokhi.net |

