Mục đích và các loại rèn

Rèn đã được sử dụng từ lâu trong việc chế tạo áo giáp, kiếm và các loại vũ khí khác ở Nhật Bản, đến mức chúng ta có câu tục ngữ “rèn sắt khi còn nóng” để chỉ sự gần gũi của kỹ thuật này với cuộc sống hàng ngày. Rèn là một kỹ thuật có nhiều phương pháp khác nhau, được phát triển qua hàng thế kỷ. Vậy mục đích của việc rèn là gì và đặc điểm của các phương pháp khác nhau như thế nào?

Rèn là gì?

Rèn là một kỹ thuật gia công biến dạng vật liệu (thường là kim loại), trong đó kim loại được nén hoặc đập bằng búa hoặc máy ép để luyện kim hoặc định hình. Ngoài rèn, công nghệ gia công kim loại còn có các phương pháp như đúc hoặc dập kim loại, nhưng rèn đặc biệt mang lại sản phẩm có độ bền dẻo và khả năng chịu mỏi cao. Vì thế, rèn là kỹ thuật phù hợp để chế tạo các bộ phận quan trọng trong máy móc công nghiệp và xe ô tô.

Mục đích của rèn

Rèn có 4 mục đích chính:

Nén chặt

Một trong những mục đích của rèn là nén chặt các cấu trúc khuyết tật bên trong vật liệu như lỗ hổng hoặc bọt khí, giúp tăng mật độ kim loại và từ đó nâng cao độ bền.

Sửa chữa sự phân tách

Rèn giúp phá vỡ sự phân tách trung tâm của vật liệu (sự không đồng đều về thành phần kim loại).

Nâng cao độ bền

Rèn được sử dụng để đảm bảo yêu cầu về độ bền, nhờ khả năng tăng độ dẻo dai và mật độ của kim loại.

Hoàn thiện hình dạng

Rèn giúp biến đổi vật liệu thành hình dạng yêu cầu, làm giảm hoặc bỏ qua các bước gia công sau như cắt gọt.

Các loại rèn

Rèn được chia thành nhiều phương pháp dựa trên nhiệt độ của vật liệu và cách thức nén hoặc đập.

Rèn nóng / Rèn ấm / Rèn nguội

Tên gọi của phương pháp rèn phụ thuộc vào nhiệt độ của vật liệu. “Rèn nóng” là khi vật liệu được gia nhiệt đến khoảng 1200°C để làm mềm, giúp dễ dàng gia công các hình dạng phức tạp hơn. “Rèn ấm” là khi vật liệu được gia nhiệt đến khoảng 600°C – 850°C. “Rèn nguội” là khi vật liệu không được gia nhiệt, thực hiện ở nhiệt độ phòng. Rèn nguội có độ chính xác cao hơn, giúp giảm các bước hoàn thiện sau gia công.

Rèn tự do / Rèn khuôn

“Rèn tự do” là phương pháp sử dụng dụng cụ để tạo hình mà không cần khuôn, ví dụ như rèn kiếm truyền thống. Trong khi đó, “rèn khuôn” sử dụng khuôn ép để tạo hình sản phẩm, thích hợp cho việc sản xuất hàng loạt với tốc độ cao.

Rèn xoay

Rèn xoay sử dụng công cụ quay để tạo hình, phù hợp cho các bộ phận có hình dạng vòng như “rolling ring” hoặc “cross rolling”.

Rèn tấm

“Rèn tấm” là phương pháp nén tấm kim loại để tạo ra các hình dạng lồi lõm. Phương pháp này được sử dụng trong việc sản xuất tiền xu và còn gọi là “đóng xu” hoặc “dập nổi” tùy thuộc vào kiểu dáng bề mặt.

Ưu và nhược điểm của rèn

Rèn có 3 ưu điểm chính:

• Nâng cao độ bền và độ dẻo dai của sản phẩm.
• Tiết kiệm vật liệu, vì sản phẩm được tạo hình gần đúng với hình dạng cuối cùng, giảm thiểu việc cắt gọt sau gia công.
• Tăng năng suất, nhờ khả năng sản xuất hàng loạt nhanh chóng khi sử dụng khuôn.

Nhược điểm của rèn là một số phương pháp cần nhiều thời gian và đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn cao, đặc biệt là trong các kỹ thuật rèn thủ công truyền thống như làm dao, kiếm, không phù hợp cho sản xuất hàng loạt.

Kết luận

Trong thế giới rèn, có nhiều phương pháp đang được nghiên cứu và phát triển, mỗi phương pháp có những đặc tính và ưu điểm riêng. Lựa chọn phương pháp phù hợp có thể giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và thời gian gia công đáng kể.

Nguồn: Monotaro