Chọn thép làm khuôn: SKD11, SKD61, P20, S50C khác nhau thế nào?

Chọn sai mác thép là sai lầm tốn kém nhất trong nghề khuôn. Chọn thép quá mềm thì khuôn mòn nhanh, phải sửa liên tục. Chọn thép quá cao cấp cho một bộ khuôn chỉ chạy vài nghìn sản phẩm lại lãng phí không cần thiết. Bài này so sánh bốn mác thép thông dụng nhất tại Việt Nam.

Bốn mác thép thông dụng

S50C — thép carbon thông dụng

Là thép carbon trung bình, giá thấp nhất trong nhóm, dễ gia công. Thường dùng làm tấm kẹp, tấm đỡ, vỏ khuôn — những bộ phận không tiếp xúc trực tiếp với nhựa nóng và không đòi hỏi chống mài mòn. Không nên dùng làm lòng khuôn cho khuôn chạy sản lượng lớn.

P20 — thép làm khuôn nhựa phổ thông

Mác được dùng rộng rãi nhất cho lòng khuôn ép nhựa. Ưu điểm lớn là thường được cung cấp ở trạng thái đã tôi sẵn khoảng 28–34 HRC, nghĩa là gia công xong dùng luôn, không cần nhiệt luyện lại nên không lo biến dạng sau tôi. Phù hợp khuôn sản lượng vừa, sản phẩm nhựa thông thường không chứa phụ gia mài mòn.

SKD11 — thép làm khuôn dập nguội

Thép hợp kim crôm cao, sau tôi đạt độ cứng rất cao (khoảng 58–62 HRC), chống mài mòn xuất sắc và biến dạng ít khi nhiệt luyện. Đây là lựa chọn tiêu chuẩn cho khuôn dập nguội, chày cối, dao cắt. Nhược điểm là giòn hơn, không chịu được sốc nhiệt, nên không dùng cho khuôn làm việc ở nhiệt độ cao.

SKD61 — thép làm khuôn nóng

Thiết kế riêng cho môi trường nhiệt độ cao, chịu sốc nhiệt và mỏi nhiệt tốt. Dùng cho khuôn đúc áp lực nhôm/kẽm, khuôn ép đùn, khuôn thổi và những chi tiết khuôn nhựa chịu nhiệt liên tục. Độ cứng sau tôi thường 45–52 HRC — thấp hơn SKD11 nhưng dẻo dai hơn nhiều.

Bảng so sánh nhanh

Chọn theo tiêu chí nào?

Theo nhiệt độ làm việc

Đây là câu hỏi phân loại đầu tiên. Khuôn làm việc nóng liên tục thì chọn nhóm thép khuôn nóng như SKD61. Khuôn làm việc nguội thì chọn nhóm SKD11. Nhầm nhóm này là khuôn nứt sớm.

Theo sản lượng dự kiến

Khuôn chạy vài nghìn sản phẩm rồi bỏ thì không cần thép đắt. Khuôn chạy hàng trăm nghìn đến hàng triệu sản phẩm thì tiền thép chỉ chiếm phần nhỏ so với chi phí dừng chuyền để sửa khuôn — nên đầu tư thép tốt ngay từ đầu.

Theo loại nhựa sẽ ép

Điểm này hay bị bỏ qua. Nhựa có phụ gia sợi thủy tinh mài mòn lòng khuôn nhanh gấp nhiều lần nhựa thường, cần thép cứng hơn hoặc xử lý bề mặt bổ sung. Nhựa PVC sinh khí ăn mòn, cần thép có khả năng chống ăn mòn. Hãy nói rõ loại nhựa với xưởng khi đặt khuôn.

Theo yêu cầu độ bóng bề mặt

Sản phẩm nhựa trong suốt hoặc bóng gương đòi hỏi lòng khuôn đánh bóng đạt độ bóng rất cao. Không phải mác thép nào cũng đánh bóng lên được mức đó — thép có tạp chất sẽ lộ rỗ khi đánh bóng sâu. Trường hợp này cần chọn thép cấp cao hơn, sạch tạp chất.

Chi phí thép chiếm bao nhiêu trong giá bộ khuôn?

Với đa số khuôn cỡ vừa, tiền thép thường chỉ chiếm phần nhỏ trong tổng giá trị bộ khuôn — phần lớn nằm ở công gia công, đánh bóng và thử khuôn. Do đó tiết kiệm bằng cách hạ cấp thép hiếm khi là quyết định khôn ngoan: khoản tiết kiệm nhỏ nhưng rủi ro phải làm lại cả bộ khuôn thì rất lớn.