Bảng chọn vật liệu dao theo vật liệu phôi dưới đây tổng hợp nguyên tắc chung để bắt đầu chọn vật liệu dao cắt (HSS, carbide, ceramic, CBN, PCD) phù hợp với từng nhóm vật liệu gia công — điểm khởi đầu trước khi tra datasheet mã hàng cụ thể của nhà sản xuất dao.
Nội dung thuộc chuyên trang Gia công CNC & cắt gọt của cokhi.net, ở mức nguyên tắc chung. Nếu có datasheet mác dao cụ thể (ví dụ ký hiệu grade của Sandvik, Kennametal, Iscar...), ưu tiên số của datasheet — bảng này là điểm khởi đầu chung, không thay thế khuyến nghị theo đúng mác dao. Xem thêm Bảng tra chế độ cắt gọt theo vật liệu.
Bảng chọn vật liệu dao theo nhóm phôi
| Vật liệu dao | Phù hợp nhất với | Đặc điểm |
|---|---|---|
| HSS (thép gió) | Gia công đa dụng, thép cacbon thấp, sản lượng nhỏ | Dẻo dai, chịu rung tốt, kinh tế nhất — chuẩn khởi điểm khi cần độ bền va đập cao |
| Carbide (hợp kim cứng) | Thép, gang, sản lượng lớn — vật liệu dao phổ biến nhất | Cân bằng giữa cứng và dai, khởi điểm mặc định cho hầu hết gia công CNC hiện đại |
| Ceramic (gốm) | Gia công tốc độ cao, nhiệt độ cao trên siêu hợp kim | Chịu nhiệt rất tốt nhưng giòn — không phù hợp cắt gián đoạn/rung động |
| CBN (Cubic Boron Nitride) | Thép đã tôi cứng (>45 HRC), gang, cắt gián đoạn | Độ cứng đứng thứ hai sau kim cương, bền với vật liệu cứng và cắt ngắt quãng |
| PCD (kim cương đa tinh thể) | Nhôm, vật liệu phi kim loại, vật liệu mài mòn cao (nhôm hàm lượng silic cao, composite) | Cứng nhất, cho bề mặt rất bóng trên vật liệu phi sắt — không dùng cho thép vì phản ứng hóa học với sắt ở nhiệt độ cắt cao |
Đọc bảng: đây là điểm khởi đầu theo nhóm vật liệu rộng, không phải quy tắc tuyệt đối — độ cứng cụ thể của phôi, yêu cầu độ bóng, và kiểu cắt (liên tục hay gián đoạn) đều ảnh hưởng lựa chọn cuối cùng.
Vì sao PCD không dùng được cho thép
Kim cương (thành phần chính của PCD) phản ứng hóa học với sắt ở nhiệt độ cao sinh ra trong quá trình cắt, khiến lưỡi dao PCD mòn rất nhanh khi gia công vật liệu chứa sắt (thép, gang) — đây là giới hạn hóa học, không phải giới hạn độ cứng. Ngược lại, PCD lại lý tưởng cho nhôm và vật liệu phi kim loại chính vì không có phản ứng này, đồng thời giữ được độ sắc bén cực cao cho bề mặt bóng gương.
Sai lầm thực tế
- Dùng carbide thường cho thép đã tôi cứng. Carbide tiêu chuẩn không đủ cứng cho thép trên 45 HRC — cần chuyển sang CBN, nếu không mòn rất nhanh hoặc mẻ lưỡi.
- Chọn ceramic cho gia công có rung động hoặc cắt gián đoạn mạnh. Ceramic giòn, không chịu được va đập/rung như carbide — dùng sai ngữ cảnh dễ gãy mảnh ngay lập tức.
- Dùng PCD để gia công thép "cho chắc ăn vì kim cương là cứng nhất". Hiểu nhầm "cứng nhất" đồng nghĩa "tốt nhất mọi trường hợp" — độ cứng không giải quyết được vấn đề phản ứng hóa học giữa carbon (kim cương) và sắt.
- Copy thông số dao từ tài liệu nước ngoài mà không đối chiếu mác vật liệu tương đương. Cùng tên nhóm thép nhưng thành phần hóa học có thể khác đôi chút giữa các hệ tiêu chuẩn — luôn đối chiếu chứng chỉ vật liệu thực tế khi cần độ chính xác cao.
Thuật ngữ
- HRC: thang đo độ cứng Rockwell C, dùng đánh giá thép đã nhiệt luyện.
- Cắt gián đoạn (interrupted cut): kiểu cắt mà lưỡi dao liên tục vào/ra tiếp xúc phôi (ví dụ phay, hoặc tiện phôi có rãnh/lỗ) — gây tải va đập lặp lại lên lưỡi dao.
- CBN (Cubic Boron Nitride): vật liệu siêu cứng nhân tạo, độ cứng đứng thứ hai sau kim cương.
- PCD (Polycrystalline Diamond): kim cương đa tinh thể tổng hợp, dùng làm lưỡi cắt cho vật liệu phi kim loại/phi sắt.
Tài liệu tham khảo
- CNCCookBook, Easy Guide to Cutting Tool Material Selection (nguyên tắc chọn carbide cho thép/gang, CBN cho gang và thép tôi cứng, PCD cho vật liệu phi sắt): https://www.cnccookbook.com/cutting-tool-materials/
- Allied Tooling, Choosing the Right Tool Cutting-Face Material: HSS, Carbide, PCD, CBN, Ceramics & Cermets (đối chiếu độc lập: CBN cho thép tôi cứng >45 HRC, PCD cho vật liệu mài mòn cao/phi sắt, ceramic cho tốc độ cao/siêu hợp kim): https://www.alliedtooling.com/articles/tool-cutting-face-materials
Cần đặt gia công CNC theo bản vẽ và vật liệu cụ thể, xem dịch vụ gia công cơ khí.