Thép làm dao và công cụ cắt gọt

Phân loại thép làm dao

Thép công cụ – Tool Steel

Thép công cụ đề cập tới một số loại thép các-bon và thép hợp kim khác phù hợp để làm ra các công cụ phục vụ cho việc rèn, tạo hình cho các loại nguyên liệu khác. Với mức Các-bon trong khoảng 0.5% đến 1.5%, các loại thép công cụ được sản xuất dưới sự kiểm soát chặt chẽ nhằm đưa ra sản phẩm có chất lượng đạt yêu cầu. Thép công cụ được chia thành 6 loại: Thép được tôi trong nước (Water-hardening); Thép được gia công nguội (Cold-work); Thép được gia công nóng (Hot-work); Thép gió (High-speed); Thép chống va đập (Shock-resistant) và thép cho mục đích đặc biệt (Special purpose). Các tiêu chí phân loại phụ thuộc vào chi phí sản xuất; nhiệt độ sản xuất; độ cứng, đàn hồi, sức chịu va đập của sản phẩm.

Thép không gỉ – Stainless Steel

Thép không gỉ là một trong những loại thép phổ biến nhất dùng để làm lưỡi dao vì khả năng chống bào mòn và dễ dàng bảo quản. Tuy nhiên không có nghĩa là nó không bị bào mòn và gỉ sét. Một loại thép được xem xét xếp loại là thép không gỉ cần phải có ít nhất 10.5% Crom trong thành phần cấu tạo hóa học.

Thép các-bon – Carbon Steel

Thép các-bon tuy có lượng các-bon ít hơn so mới thép không gỉ trong thành phần cấu tạo nhưng đây là nguyên tố cấu tạo chính của loại thép này. Thép các-bon là sự lựa chọn phổ biến đối với những sản phẩm dao thô. Những loại thép thuộc nhóm này có độ cứng, sự bền bỉ rất cao và dễ dàng mài sắc hơn thép không gỉ. Nhưng vì những loại thép này thường có ít hoặc không có Crom trong thành phần cấu tạo khiến chúng có thể dễ bị bào mòn

Các tiêu chí đánh giá các loại thép làm dao

Độ cứng – Hardness:

Độ cứng là khả năng chống biến dạng khi chịu áp lực từ bên ngoài vào hoặc khi dao chịu phản lực khi sử dụng. Độ cứng của thép thường được đo bằng thang đo Tockwell C (còn gọi là HRC)

Độ dẻo – Toughness:

Dẻo dai là khả năng chống lại thiệt hại khi lưỡi dao bị tác động cực mạnh. Điều này xác định bằng khả năng đàn hồi.

Chống bào mòn – wear resistance

Chống hao mòn là khả năng thép chịu đựng sự mài mòn – abrasive và khả năng kết dính – adhensive wear. Mài mòn là khi dao tiếp xúc với bề mặt mềm, mịn, nó sẽ bị mòn đi từng chút một. Khả năng kết dính được đánh giá khi lưỡi dao chịu tác động từ vật liệu thô hơn, nếu kết dính kém, những mảng thép nhỏ sẽ bong ra khỏi kết cấu con dao. Chịu hao mòn thường tương quan với độ cứng của thép nhưng cũng liên quan đến các chất hóa hoc cụ thể trong thép. Thép được tôi với độ cứng như nhau, nhưng nếu thép nào có nhiều Cacbua hơn, thường sẽ chống hao mòn tốt hơn.

Chống ăn mòn – Corrosion Resistance

Chống ăn mòn là khả năng chống ăn mòn như rỉ sét gây ra bởi các yếu tố như bụi bẩn, độ ẩm và muối. Lưu ý rằng một khả năng chống ăn mòn cao không liên quan đến hiệu năng tổng thể của lưỡi dao

Giữ cạnh sắc – Edge Retention

Giữ cạnh sắc là khả năng giữ cạnh sắc bao lâu trong quá trình sử dụng. Tuy nhiên các phép đo chưa có tiêu chuẩn rõ ràng

Một số loại thép làm dao trên thị trường

Thép không gỉ mác CPM S110V

Đặc điểm

Loại thép này tương đối hiếm trên thị trường và không thể phân biệt được nó với CPM-S90V nếu không được kiểm nghiệm trong phòng thí nghiệm. Loại thép này cực kỳ cứng chính vì thế khả năng giữ cạnh sắc của các loại dao làm từ thép CPM S110V ở mức hoàn hảo tuy nhiên khả năng chống ăn mòn chỉ ở mức trung bình

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác CPM-S90V

Đặc điểm

Loại thép này có độ cứng chỉ đứng sau thép mác CPM S110V chính vì thế khả năng giữ cạnh sắc của những loại dao làm từ thép CPM S90V cũng thuộc hạng xuất sắc tuy nhiên khả năng chống ăn mòn cũng chỉ ở mức trung bình  

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác Bohler M390

Đặc điểm

M390 được sản xuất bởi Böhler-Uddeholm ( hai công ty Áo và Thụy Điển – Böhler và Uddeholm). Nó sử dụng công nghệ bột kim loại thế hệ thứ ba và phát triển chất liệu cho lưỡi dao chống ăn mòn ở mức khá và độ cứng tương đương với mác thép CPM-S90V. Chromium, Molybdenum, Vanadium, và Tungsten được thêm vào để tăng cường độ sắc, duy trì lợi thế giữ cạnh sắc nổi bật. Bohler gọi nó là thép “gương”, nó có thể mài nhẵn và phản chiếu như một tấm gương thật.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác ZDP-189

Đặc điểm

Thép mác ZDP-189 được phát triển bởi Hitachi, có chứa lượng carbon và chrome cực lớn, có độ cứng không thể tin nổi lên đến 66HRC. Tất nhiên, duy trì lợi thế về giữ cạnh sắc tuyệt vời, đổi lại là rất tốn công để mài nó. Vì thế nó cứng hơn, giữ cạnh sắc tốt hơn thép mác S30V nhưng lại dễ bị ăn mòn hơn.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác Elmax

Đặc điểm

Thép Elmax được phát mình bởi Böhler-Uddeholm là thép kết hợp lượng Chrome, Vanadi-Molypden cực cao cho độ cứng rất tốt, khả năng chống ăn mòn ở mức trung bình. Elmax không gỉ và cho đặc tính rất tốt như thép carbon. Khả năng giữ cạnh sắc tuyệt vời, dễ dàng mài lại và duy trì khả năng chống gỉ tốt. Đây là một trong những lựa chọn sáng giá cho loại thép làm dao tốt nhất

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác CPM-20CV

Đặc điểm

Thép mác CPM-20CV là phiên bản khác của thép M390 đến từ Bohler, độ cứng là 58HRC. Đây là một loại thép công cụ Powder Metallurgy (PM), nó kết hợp giữa khả năng chống ăn mòn tốt và giữ cạnh sắc tuyệt vời trong khi chống gỉ cực tốt vì có nhiều Chrome. Benchmade khẳng định thép mác M390 của họ cứng hơn, tuy nhiên thép mác CPM-20CV lại giữ cạnh sắc tốt hơn.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác CTS-XHP

Đặc điểm

Thép mác CTS-XHP được sáng chế bởi công ty Mỹ Carpenter, dao làm từ thép này có thể giữ cạnh sắc rất tốt cùng khả năng chống ăn mòn ở mức khá, độ cứng là 61 HRC. Đây là một phát minh luyện kim theo kỹ thuật của Carpenter, thép được luyện từ bột hợp kim cực mịn, cho hiệu suất tuyệt vời, nó giữ cạnh sắc tốt hơn thép mác S30V một chút nhưng khó mài hơn một chút. Có thể nói thép mác CTS-XHP giống như thép mác D2 có chức năng chống ăn mòn, giữ cạnh sắc vượt trội. Giống như thép mác D2, dao làm từ thép CTS-XHP không dễ để mài sắc và dễ bị mẻ.

Thành phần hóa học

Thép các-bon mác CPM M4

Đặc điểm

Thép cực tốt với hiệu năng vượt trội, độ dẻo cao và giữ cạnh sắc tốt hơn bất kỳ loại thép carbon nào. Thép mác CPM M4 sử dụng công nghệ luyện kim của Crucible, sản phẩm là một loại thép đồng nhất, ổn định. CPM M4 chất lượng rất “cân đối” giữa độ chống mài mòn, độ dẻo (vì nhiều Molypden), Vanadi và Vonfram, cùng lượng Carbon cao ở mức phù hợp. Độ cứng của thép mác CPM M4 là 62-64 HRC, nhưng chú ý là CMP M4 không được coi là không gỉ vì lượng crom khá thấp. Đây là loại thép tốt dùng chế tạo công cụ cắt. Nó cần được chăm sóc bảo quản tốt, và sẽ có lớp gỉ theo thời gian. Một số nhà sản xuất sơn bảo quản thép này. Nó không dễ để mài sắc.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác CPM S35VN

Đặc điểm

Năm 2009, hãng Crucible và Chris Reeve đã giới thiệu phiên bản mới vượt trội so với S30V, đặt tên là S35VN bằng cách sử dụng cấu trúc hạt mịn hơn và thêm một lượng nhỏ chất Niobi, họ khiến cho CPM S35VN dễ dàng gia công hơn, động thời tăng độ dẻo dai và dễ mài sắc cạnh. Đây là loại thép cân bằng giữa khả năng giữ cạnh sắc, độ dẻo, chống gỉ và giá thành.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác CPM S30V

Đặc điểm

Thép của hãng Crucible, CPM S30V thường được gọi tắt là S30V, dao làm từ loại thép này có thể giữ cạnh sắc ở mức tốt, chống gỉ tốt. Nó được thiết kế sản xuất tại Mỹ và thường được dùng cho các dao gấp bỏ túi cao cấp, dao, kéo nhà bếp đắt tiền. Sự ra đời của Cacbua vanadi mang lại độ cứng cực cao với kết cấu ma trận trọng hợp kim thép. Loại thép CPM S30V cho lưỡi dao tốt nhất, duy trì cạnh sắc tốt, rất cứng và dẻo dai.  Lưu ý là S30V đã có người anh em tốt hơn thép mác S35VN dễ gia công hơn nhờ thành phần cấu tạo có Niobium.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác 154CM

Đặc điểm

Thép tương đối cứng và được coi là bản nâng cấp của 440HC thông qua việc bổ sung Mô lip đen. Thép mác 154CM giữ cạnh sắc tốt hơn với 440HC, chống ăn mòn tốt dù có ít Chrom. Nó có độ bền tốt, đủ để giữ cạnh sắc trong điều kiện sử dụng thông thường. Để mài sắc loại dao làm từ thép mác 154CM, bạn chỉ cần công cụ mài đơn giản. Bạn sẽ tìm thấy sản phẩm dùng thép này từ những nhà sản xuất hàng đầu như Benchmade. Bạn cũng có thể tìm thấy biến thể CPM 154, một phiên bản được sản xuất theo quy trình Crucible Particle Metallurgy (Hãng thép Thụy Điển Damasteel cũng sản xuất loại thép này). Quá trình luyện thép này làm các hạt Cacbua mịn hơn, giúp lưỡi dao duy trì cạnh sắc tốt hơn

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác Hitachi ATS-34

Đặc điểm

Đây là thép của Nhật bản, tương đương với thép Mỹ 154CM. Nó rất giống với thép 154CM cả về đặc tính, chất lượng và độ phổ thông trong các loại thép làm dao. ATS-34 giữ cạnh sắc tốt nhưng khả năng chống gỉ kém hơn thép 440C một chút

Thành phần hóa học

Thép công cụ mác D2

Đặc điểm

Thép D2 là thép công cụ rất tốt, nó được gọi là “semi-stainless”, nó không đủ lượng Chrome 13% chống gỉ nhưng bù lại loại dao làm tư thép này giữ cạnh sắc cực tốt tuy nhiên khả năng chống ăn mòn thấp. D2 cứng hơn các loại thép 154CM và ATS-34 và nó giữ cạnh sắc tốt hơn một chút. Thực tế là nó không dẻo dai bằng loại thép khác và để mài loại dao làm từ thép D2 cũng không phải dễ.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác Takefu VG-10

Đặc điểm

Thép mác VG-10 có đặc tính giống 154CM và ATS-34, tuy nhiên thành phần cấu tạo có nhiều chrome hơn nhằm tăng khả năng chống gỉ và chứa vanadium tăng độ dẻo dai so với 2 đối thủ. Thép mác Takefu VG-10 đến từ Nhật Bản. Loại dao làm từ loại thép này có khả năng giữ cạnh sắc ở mức trên trung bình tuy nhiên khả năng chống ăn mòn tốt, nhưng cũng hơi giòn và dễ mẻ

Thành phần hóa học

Thép không gỉ cao cấp mác Myodo H1

Đặc điểm

Thép Nhật Bản Myodo H1 là thép chống gỉ thực sự với khả năng chống ăn mòn và chống gỉ “gần tuyệt đối”. Loại dao làm từ thép này khả năng giữ cạnh sắc rất kém bù lại thì rất dễ để mài sắc tuy nhiên giá thành không hề rẻ. Vì thế nếu là dao cho thợ lặn thì rất tốt, nhưng làm dao như đồ dùng cá nhân hàng ngày (Everyday Carry – EDC) thì không phù hợp.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ cao cấp mác Bohler N680

Đặc điểm

Thép mác Bohler N680 có khả năng chống ăn mòn rất tốt. Nếu lưỡi dao của bạn thường xuyên tiếp xúc nước biển, đây chính là loại thép hợp lý làm lưỡi dao. Nó cũng là thép kết cấu từ những hạt rất mịn, cho ra lưỡi dao rất sắc. Nó là phiên bản thay thế rẻ tiền hơn so với thép mác H1 và giữ cạnh sắc tốt hơn, nhưng không thể bằng thép mác 154CM

Thành phần hóa học

Thép công cụ mác AISI 440C

Đặc điểm

Từng được coi là thép cao cấp của Mỹ, 440c là thép khá toàn diện, nhưng đang dần bị lu mờ trước các siêu thép mới. Đây là mẫu thép không gỉ được sản xuất hàng loại với mức giá phải chăng. Nó rất cứng, chống mài mòn và chống gỉ rất tốt. Dao làm từ thép mác 440C giữ cạnh sắc tốt hơn dao làm từ thép mác 420HC nhưng chống ăn mòn kém hơn. Lưỡi dao 420HC có thể mài sắc dễ dàng.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác Aichi AUS-8

Đặc điểm

Thép mác Aichi AUS-8 được đến từ Nhật Bản có đặc tính rất giống thép mác 440B hay Thép 8Cr14MoV và nó chống ăn mòn tốt hơn 440C nhưng không cứng bằng. Nó khá dẻo dai nhưng không giữ cạnh sắc tốt như một số loại thép cao cấp vốn pha nhiều Carbon hơn. Cơ bản càng nhiều Carbon thì cứng hơn và giữ cạnh sắc tốt hơn. Loại dao làm từ thép mác AUS-8 rất dễ mài và cho cạnh sắc như dao cạo.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ Carpenter CTS-BD1

Đặc điểm

Thép mác CTS-BD1 là thép nung chảy chân không theo công nghệ của tập đoàn thép Carpenter Mỹ, nó giống thép AUS-8 và 8Cr13MoV, nó ưu việt hơn chút ở khả năng giữ cạnh sắc. Nhiều Chrome hơn và cũng chịu ăn mòn tốt hơn. CTS-BD1 là thép Chrome Carbon cân bằng giữa chức năng và thành phần hóa học cấu tạo thép. Loại dao làm từ thép CTS-BD1 giữ cạnh sắc tốt nhưng không chống mài mòn bằng thép Carbon cao như 154CM và cũng tương đối dễ mài sắc.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác Ahonest Changjiang 8Cr13MoV

Đặc điểm

MoV (hoặc Cr) series là thép xuất xứ từ Trung Quốc, nó có thể so sánh với AUS-8 Nhật Bản nhưng nhiều carbon hơn một chút. Loại dao làm từ thép mác 8Cr13MoV khả năng giữ cạnh sắc và chống ăn mòn kém bù lại rất dễ mài sắc, về mức giá thì rất tốt

Thành phần hóa học

Thép không gỉ Sandvik 14C28N

Đặc điểm

Thép mác 14C28N là thép đến từ tập đoàn Sandvik Thụy Điển, đây là bản nâng cấp của thép mác 13C26. Thực tế là Kershaw yêu cầu Sandvik làm cho thép 13C26 chống ăn mòn tốt hơn, kết quả là 14C28N ra đời. Thép mác 14C28N thấy nó chứa nhiều Chrome hơn và ít Carbon hơn 13C26, nhưng có một lượng Nitrogen tăng cường khả năng chống ăn mòn. Loại dao làm từ thép mác 14C28N có khả năng giữ cạnh sắc ở mức dưới trung bình tuy nhiên có khả năng chống ăn mòn khá và tương đối dễ mài sắc

Thành phần hóa học

Thép công cụ mác AISI 440A

Đặc điểm

Thép mác 440A co đặc tính giống với 420HC nhưng có nhiều Carbon hơn, kết quả là tăng khả năng chống mài mòn và giữ cạnh sắc, tuy nhiên khả năng khả năng giữ cạnh sắc của loại dao làm từ thép mác 440A ở mức kém bù lại rất dễ mài sắc, khả năng chống ăn mòn trung bình

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác Latrobe 420HC

Đặc điểm

Thép mác 420HC giống thép 420 nhưng nhiều Carbon hơn (HC nghĩa là High Carbon), việc này làm cho thép cứng hơn. Thép mác 420HC xếp vào hạng trung bình thấp nhưng những hãng dao lớn như Buck vẫn mang đến một đẳng cấp cao cho thép này thông qua quá trình luyện kim. Kết quả là loại dao làm từ thép 420HC giữ cạnh sắc tốt hơn nhưng vẫn ở mức kém bù lại là rất dễ mài sắc, chống ăn mòn tốt hơn. Thép mác 420HC là một trong loại thép chống ăn mòn hàng đầu, mặc dù giá thành thấp.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ Sandvik 13C26

Đặc điểm

Thép mác 13C26 giống như bản sao của “thép mác Uddeholm AEB-L” đến từ nhà sản xuất Sanvik, loại thép mà thường được dùng làm dao cạo râu.  Lưỡi dao làm từ thép mác 13C26 cứng tuy nhiên khả năng giữ cạnh sắc và chống mài mòn kém bù lại là rất dễ mài sắc.

Thành phần hóa học

Thép các-bon thấp mác GB 65Mn

Đặc điểm

Thép 65Mn có tính đàn hồi cao, độ dẻo, chịu được sự biến dạng, có độ cứng và giá cả ở mức trung bình trên thị trường. Thép 65Mn có độ cứng từ  28 đến 34 HRC, dễ dàng cho việc gia công, luyện thành các dụng cụ cắt gọt. Đây là mác thép làm dao được đánh giá phổ biến nhất trên thị trường. Loại dao được làm từ thép 65Mn có khả năng giữ cạnh sắc trung bình và cũng khá dễ để mài sắc trở lại.

Thành phần hóa học

Thép các-bon mác JIS SK5

Đặc điểm

Thép mác SK5 là một trong những dòng thép có tính đàn hồi tốt. SK5 và 65Mn thường được dùng thay thế cho nhau, bởi chúng có tính chất hóa học và cơ lý tính gần nhau. Nhưng thép đàn hồi SK5 được đánh giá là tốt hơn so với 65Mn. Thép mác SK5 được chia thành 2 loại gia nhiệt và chưa gia nhiệt. Thép chưa gia nhiệt thường có độ mềm, để dễ dàng gia công, sau đó được gia nhiệt để cứng hơn. Loại dao làm từ thép mác SK5 có khả năng giữ cạnh sắc ở mức tốt và cũng rất dễ để mài sắc trở lại.

Thành phần hóa học

Thép các-bon Generic 1095

Đặc điểm

Đây là thép phổ biến nhất trong series thép 10-series (1% Carbon), loại dao làm từ thép này chịu ăn mòn và giữ cạnh sắc ở mức kém bù lại rất dễ mài sắc. Thực tế thép mác 1095 rất bền, dẻo dai, nó chống mẻ rất tốt và cực kỳ dễ mài sắc. Khi mài sắc nó cho cạnh sắc cực tốt và chi phí rất rẻ để sản xuất. Đây là thép tuyệt vời cho những con dao lưỡi lớn, những con dao sinh tồn chuyên sử dụng vào việc nặng nhọc nhưng không phù hợp với những con dao thường dùng hàng ngày (Everyday Carry – EDC). Nhiều nhà sản xuất phủ lớp oxide lên thép 1095 của họ để chống ăn mòn.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ mác 420J

Đặc điểm

Thép không gỉ mác 420J là loại thép giá rẻ của 420 series, giá thành hạ nhưng vẫn rất ổn cho nhu cầu sử dụng thông thường. Nó rất ít Carbon, cho lưỡi dao ko cứng, khả năng giữ cạnh sắc kém. Bù lại, nó dẻo và chống gỉ cực tốt và dễ mài sắc trở lại, nhưng nó lại không chống mài mòn, chống xước. Loại thép này thường dùng cho các dao giá thành thấp, sản xuất hàng loạt.

Thành phần hóa học

Thép không gỉ Aichi AUS-6

Đặc điểm

Thép mác AUS-6 đến từ Nhật Bản sở hữu các đặc tính tương đương với thép mác 420 series. Đây là loại thép mềm, chất lượng thấp, ít Carbon nhưng chống ăn mòn tốt.

Thành phần hóa học

Quy trình sản xuất dao