HỢP KIM CỨNG ZD30 – CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

 

HỢP KIM CỨNG ZD30 – CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP

Hợp kim cứng ZD30 là một trong những vật liệu chuyên dụng thuộc nhóm tungsten carbide – cobalt (WC–Co), được thiết kế nhằm đáp ứng nhu cầu làm việc trong môi trường chịu tải nặng, va đập mạnh và mài mòn liên tục. Mã hiệu ZD30 thể hiện rằng đây là loại hợp kim có độ dai va đập cao, độ bền uốn lớn nhưng vẫn duy trì độ cứng cần thiết để đảm bảo khả năng chống mài mòn. Nhờ sự cân bằng giữa các tính chất cơ học này, ZD30 được sử dụng rộng rãi trong khai thác mỏ, khoan đá, gia công vật liệu cứng và chế tạo các chi tiết chịu mài mòn.

1. Đặc điểm cấu trúc của hợp kim ZD30

Giống nhiều hợp kim cứng WC–Co khác, ZD30 bao gồm hai pha chính:

• Pha cứng WC (tungsten carbide)

Đây là thành phần chủ đạo quyết định độ cứng và khả năng chống mài mòn của vật liệu. WC có độ cứng từ 2000–2400 HV, gần tương đương kim cương công nghiệp.

• Pha nền cobalt (Co)

Cobalt làm nhiệm vụ liên kết các hạt WC, đảm bảo độ dai, giúp vật liệu không bị giòn gãy khi chịu va đập mạnh. So với các hợp kim cứng thông thường, ZD30 có hàm lượng cobalt cao hơn, giúp nó chịu lực va đập mạnh hơn.

Trong một số phiên bản thương mại, ZD30 có thêm phụ gia như TiC, TaC hoặc Cr₃C₂ để:

• Ổn định vi cấu trúc khi làm việc ở nhiệt độ cao
   

• Giảm mòn dính
   

• Tăng khả năng kháng oxy hóa
   

Sự kết hợp giữa hạt WC cứng và nền Co dẻo tạo cho ZD30 một vi cấu trúc bền bỉ, phù hợp cho môi trường làm việc khắc nghiệt.

2. Tính chất cơ học của hợp kim ZD30

Dù mỗi nhà sản xuất có thể điều chỉnh thông số, nhưng ZD30 về cơ bản có các đặc tính sau:

• Độ cứng: 86 – 88 HRA

Tương đương khoảng 1300 – 1450 HV.
Độ cứng này thấp hơn nhóm YG6 hoặc YG8 nhưng lại phù hợp cho ứng dụng có va đập mạnh.

• Độ bền uốn cao

Nhờ lượng cobalt lớn và cấu trúc hạt tối ưu, ZD30 có độ bền uốn từ 2100 – 2400 MPa, vượt trội so với nhiều hợp kim cứng thông dụng.

• Độ dai va đập rất cao

Đây là điểm mạnh nhất của ZD30. Nó khó bị nứt cạnh, mẻ lưỡi hoặc gãy khi gặp lực không đều hoặc rung động mạnh.

• Khả năng chịu mài mòn lớn

Dù độ cứng không cao bằng các hợp kim tinh vi, nhưng với hạt WC kích thước tối ưu, ZD30 vẫn đảm bảo chống mài mòn tốt trong quá trình làm việc.

• Ổn định nhiệt

WC chịu nhiệt tốt nên ZD30 có thể làm việc ổn định ở 600–800°C mà không bị mềm bề mặt.

3. Vì sao ZD30 có độ dai vượt trội?

Sở dĩ ZD30 có độ dai cao hơn nhiều hợp kim khác là nhờ:

• Hàm lượng cobalt cao

Nhiều hợp kim trung cứng chỉ có 6–10% Co, còn ZD30 có thể đạt tới 12–15% Co, tạo độ dẻo cho nền kim loại.

• Kích thước hạt WC lớn – trung bình

Hạt lớn giúp vật liệu chịu va đập tốt hơn, giảm khả năng nứt giòn.

• Công nghệ thiêu kết cải tiến

Thiêu kết chân không hoặc HIP làm giảm lỗ rỗ, tăng độ bền liên kết WC–Co.

Nhờ các yếu tố này, ZD30 trở thành một trong những loại hợp kim phổ biến trong môi trường va đập mạnh như khoan đá hoặc khai thác hầm lò.

4. Ứng dụng của hợp kim cứng ZD30

ZD30 được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ độ dai và khả năng chịu tải cao:

a. Khoan và khai thác mỏ

Đây là lĩnh vực phổ biến nhất của ZD30. Nó được dùng để chế tạo:

• Răng khoan đá
   

• Chóp khoan
   

• Búa đập thủy lực
   

• Dụng cụ khai thác hầm lò
   

Vật liệu này chịu được lực va đập mạnh, chống mẻ nứt, phù hợp cho môi trường đá cứng xen kẽ đá giòn.

b. Các chi tiết chịu mài mòn

ZD30 được dùng cho các chi tiết:

• Tấm chống mài mòn
   

• Rãnh dẫn vật liệu
   

• Các bộ phận xây dựng chịu cắt và đập
   

• Bi nghiền, bọc trục nghiền
   

Nhờ độ cứng – độ dai cân bằng, tuổi thọ các chi tiết này kéo dài đáng kể.

c. Công nghiệp gia công cơ khí nặng

Trong gia công kim loại có rung động mạnh, ZD30 được dùng làm:

• Dao tiện thô
   

• Dao phay phá
   

• Dao cắt kim loại đúc
   

• Mũi doa lỗ lớn
   

Những dụng cụ này cần độ dai nhiều hơn độ cứng, đặc biệt khi cắt thép cacbon cao hoặc gang xám.

5. So sánh ZD30 với các hợp kim cứng khác

Hợp kim	Độ cứng	Độ dai	Mài mòn	Ứng dụng
YG6	Rất cao	Thấp	Rất tốt	Gia công tinh
YG8	Cao	Trung bình	Tốt	Gia công đa năng
ZD30	Trung bình	Rất cao	Tốt	Khoan đá, khai thác, va đập mạnh
YG10X	Trung bình	Cao	Trung bình	Khoan tốc độ cao

Từ bảng trên, có thể thấy ZD30 là lựa chọn lý tưởng cho môi trường va đập lớn

6. Kết luận

Hợp kim cứng ZD30 là vật liệu có tính năng ưu việt trong các ứng dụng năng lượng lớn, nhờ sự kết hợp hài hòa giữa độ cứng, độ dai, độ bền uốn và khả năng chịu mài mòn. Với cấu trúc WC–Co tối ưu và hàm lượng cobalt cao, ZD30 đáp ứng tốt nhu cầu của nhiều ngành công nghiệp như khai thác mỏ, khoan đá và gia công cơ khí nặng. Đây là một trong những loại hợp kim cứng đáng tin cậy nhất cho các điều kiện làm việc khắc nghiệt, nơi yêu cầu sự bền bỉ, ổn định và tuổi thọ dài.

 

Bài viết trên đây là những chia sẻ của chúng tôi với mong muốn mang đến cho quý khách hàng những thông tin hữu ích nhất. Ngoài ra, nếu quý khách hàng cần tìm mua các sản phẩm về hợp kim và linh kiện cơ khí khác.
Quý khách có thể liên hệ với chúng tôi thông qua các hình thức sau:
- Hotline: 0877703066
- Email: linhkienvanthai@gmail.com

Công ty Văn Thái chúng tôi chuyên cung cấp các linh kiện và tất cả các loại hợp kim theo yêu cầu của khách hàng để sản xuất dao phay gỗ, với mã hợp kim đa dạng như: YG6, YG6Z, YG8Z, YG3X, YG15C, YG20C, YG25C... Tùy vào nhu cầu sử dụng của khách hàng mà chúng tôi có: dây cắt Trường Thành, dây cắt Cánh Chim ( xanh, đỏ ), dây cắt Quang Minh ( cam, xanh ), dây cắt Honglu ( giấy, nhựa ), dây cắt Kim Cương và cả dây cắt Nhôm,… Ngoài ra chúng tôi còn có dầu cắt dây DX-2, dầu cắt JIARUN #1 ( JR#1) ( dầu xanh lá ), dầu cắt JUARUN 2A, hộp dầu JIARUN 3A, dầu SDK4, dầu SDK 118, dầu WED-218 và cả dầu mài JD,…. Các loại động cơ điện, động cơ bước tiến, bánh xe (puly), nút đồng, nắp đậy, bộ bạc đạn bánh xe, bạc đạn, động cơ điện, máy bơm, card HL, dây Curoa, hợp kim dẫn điện,….

Lựa chọn Văn Thái và các sản phẩm do Văn Thái cung cấp quý khách sẽ vô cùng hài lòng vì chúng tôi có:
Dịch vụ giao hàng nhanh
Hậu mãi tốt
Sản phẩm giá thành hợp lý, chủng loại đa dạng.