Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chiều sâu thấm nhiệt và độ cứng tế vi trong gia công tiện thép 9XC qua tôi có gia nhiệt bằng laser

Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 019-025 
19 
Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chiều sâu thấm nhiệt và độ 
cứng tế vi trong gia công tiện thép 9XC qua tôi có gia nhiệt bằng laser 
The Effects of Technological Parameters on the Depth of Osmotic Heating and Microhardness for 
Processing Hard Turning 9XC Steel with Laser Assisted 
Nguyễn Thành Huân1,2, Trần Xuân Thái 2, Nguyễn Đức Toàn2* 
1 Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp - 353, Trần Hưng Đạo, Nam Định 
2 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội – Số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội 
Đến Tòa soạn: 25-01-2017; chấp nhận đăng: 25-01-2018 
Tóm tắt 
Nguyên lý cơ bản của gia công tiện thép 9XC qua tôi (độ cứng 62HRC) có gia nhiệt bằng laser là dùng 
nguồn laser để làm mềm vật liệu phôi trước dụng cụ cắt trong khi gia công. Cũng như như các phương pháp 
gia công khác, yêu cầu tính chất vật liệu của chi tiết không hoặc ít thay đổi sau gia công. Bài báo phân tích 
kết quả khảo sát bằng thực nghiệm về ảnh hưởng của các thông số công nghệ như: công suất laser, lượng 
tiến dao, vận tốc cắt, chiều sâu cắt đến chiều sâu thấm nhiệt và độ cứng tế vi sau khi tiện vật liệu cứng có 
gia nhiệt bằng laser. Việc phân tích các kết quả thí nghiệm cho thấy rằng chiều sâu cắt lớn hơn 0,1 mm, tốc 
độ vòng quay lớn hơn 500 vg/ph, tổ chức tế vi và độ cứng tế vi của chi tiết sau gia công không bị thay đổi. 
Từ khóa: Tiện vật liệu cứng, công suất laser, khí bảo vệ, tổ chức tế vi, độ cứng tế vi. 
Abstract 
Basic principles of processing hard turnning 9XC steel (62HRC) with Laser Assisted is used laser source to 
soften the workpiece material before cutting tools during machining. As well as other processing methods, 
request properties materials of the machine element are not or little changed after processing. The article 
analyzes the survey results by experiment on the effects of technological parameters such as laser power, 
feed rates, cutting speeds, depth of cut to to the depth of osmotic heating and microhardness after 
processing hard turnning 9XC steel with laser assisted. The analysis of the experimental results show that 
the depth of cut is greater than 0.1 mm, rotation speed greater than 500 rev/min, the microstructure and 
microhardness of the machine element after processing is not changed. 
Keywords: Hard material turning, laser power, shielding gas, Microstructure, Microhardness. 
1. Giới thiệu* 
 Vật liệu cứng có đặc điểm độ cứng cao, chống 
mài mòn tốt, cơ tính không đổi khi làm việc ở nhiệt 
độ cao, do đó vật liệu cứng được ứng dụng vào hầu 
hết các nghành công nghiệp như: vũ trụ, hàng không, 
ô tô, quốc phòng, khuôn mẫu v.v. [1-4]. Gia công chế 
tạo những chi tiết làm bằng vật liệu cứng gặp nhiều 
khó khăn như: dụng cụ cắt phải làm từ vật liệu có độ 
cứng cao (kim cương, CBN), dụng cụ cắt bị mài mòn 
nhiều, năng suất gia công thấp, chi phí và giá thành 
sản phẩm cao. Để gia công được vật liệu cứng bằng 
dụng cụ cắt không quá đặc chủng (có thể dùng dụng 
cụ hợp kim cứng để cắt vật liệu cứng) ta có thể 
nghiên cứu các giải pháp gia công như: chế tạo dụng 
cụ cắt mới, phương pháp gia công mới, chế tạo thiết 
bị cắt gọt mới, nghiên cứu nguyên lí gia công mới. 
Một trong những giải pháp để gia công vật liệu 
cứng đã được S. Sun và cộng sự [5] nghiên cứu là gia 
* Địa chỉ liên hệ: Tel.: (+84) 988693047 
Email: toan.nguyenduc@hust.edu.vn 
nhiệt trong quá trình gia công nhằm giảm lực cắt lên 
dụng cụ cắt. Gia nhiệt trong quá trình gia công là sử 
dụng một nguồn nhiệt bên ngoài để làm nóng và mềm 
bề mặt phôi tại vị trí trước trước dụng cụ cắt. Quá 
trình gia nhiệt này sẽ làm giảm mạnh độ bền, độ cứng 
và khả năng chống biến dạng của phôi. Để gia nhiệt 
trong quá trình gia công vật liệu cứng, có thể dùng 
nhiều nguồn nhiệt khác nhau, như: ngọn lửa khí 
O2+C2H2, ngọn lửa plasma, dòng điện cao tần, laser 
v.v. Nghiên cứu này đã sử dụng laser để gia nhiệt, vì 
laser có đặc điểm: mật độ công suất cao, nguồn nhiệt 
tập trung, tốc độ nung nóng lớn và có thể gia nhiệt 
được nhiều vật liệu khác nhau [6]. Hongtao Ding và 
đồng tác giả [7] đã nghiên cứu tiện hợp kim 
Waspaloy có gia nhiệt bằng laser so với tiện truyền 
thống – kết quả tiện có gia nhiệt bằng laser độ mài 
mòn mặt trước dụng cụ cắt giảm 50%, độ mài mòn 
mặt sau giảm từ 40-60%, tuổi thọ dụng cụ cắt tăng 
50%, lực cắt giảm 20%, độ nhẵn bóng bề mặt tăng. 
Hầu hết các vật liệu khi có nguồn nhiệt tác động 
vào thì tính chất, thành phần của vật liệu bị thay đổi 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 019-025 
20 
1. Mục đích của nghiên cứu là đánh giá được ảnh 
hưởng của công suất laser, thời gian trễ và điểm đặt 
laser đến nhiệt độ bề mặt phôi; ảnh hưởng của các 
thông số lượng tiến dao, tốc độ vòng quay đến chiều 
sâu thấm nhiệt (khoảng cách của lớp bề mặt phôi tiện 
bị thay đổi tổ chức dưới tác dụng của chùm tia laser) 
cũng như độ cứng tế vi khi chưa tiện và sau khi tiện 
có gia nhiệt bằng laser.. Từ các đánh giá, khảo sát ảnh 
hưởng của các thông số trên, ta chọn được các thông 
số hợp lý để tính chất, tổ chức vật liệu sau khi gia 
công không thay đổi. 
2. Hệ thống thí nghiệm 
Trong quá trình gia công tiện vật liệu cứng có 
gia nhiệt bằng laser, yêu cầu nguồn nhiệt laser phải 
chuyển động đồng thời với chuyển động chạy dao 
dọc và điểm laser chiếu lên bề mặt phôi tại vị trí phia 
trước dụng cụ cắt; hệ thống thí nghiệm như hình 1 đã 
đáp ứng được những điều kiện này. Hệ thống thí 
nghiệm gồm [4]: 
Máy tiện T6M16(1): là máy tiện ren vạn năng 
cỡ trung do nhà máy công cụ số 1 Việt Nam sản xuất. 
Máy tiện này có thể thực hiện được tất cả các công 
việc về tiện. Có thể dùng máy này trong sản xuất 
hàng loạt, sản xuất đơn chiếc hay trong phân xưởng 
sửa chữa. 
Phôi tiện (2): làm bằng vật liệu thép hợp kim 
9XC, được gia công tiện thô đạt đường kính  50+0,4 
sau đó đem đi tôi thể tích đạt độ cứng 62HRC.. 
Đầu laser (3): nhận chùm tia laser từ nguồn phát 
laser rắn YAG-Neodium, công suất 350W đi qua thấu 
kính hội tụ nằm trong đầu laser và hướng chùm tia 
laser hội tụ lên bề mặt phôi, khoảng cách từ thấu kính 
hội tụ tới bề mặt phôi điều chỉnh được. 
Để phân tích đánh giá ảnh hưởng của thông số 
cắt tới lực cắt, nhóm tác giả đã sử dụng thiết bị đo lực 
FUTEK MTA400 (4) của Mỹ. Giá trị lực cắt được 
hiển thi trên màn hình vi tính (6) thông qua bộ 
chuyển đổi tín hiệu (5) và phần mềm Dasy Lab 13.0. 
 Các loại dao tiện: vật liệu thép gió, dạng 
mảnh DCMT11T304 hợp kim và CBN đã được dùng 
để làm thí nghiệm. 
Trong nghiên cứu này, sử dụng máy 
FieldMaster của hãng Coherent (Mỹ) để đo công suất 
laser, máy IR–AHS của công ty SINO (Nhật Bản) để 
đo nhiệt độ bề mặt phôi tại vị trí vết laser chiếu và vị 
trí mũi dao. 
Hình 1. Sơ đồ tiện vật liệu cứng có gia nhiệt bằng laser.
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 019-025 
21 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Khảo sát nhiệt độ bề mặt 
3.1.1. Ảnh hưởng của công suất laser đến nhiệt độ bề 
mặt phôi 
Công suất laser (P) là thông số ảnh hưởng đến 
nhiệt độ của bề mặt phôi (TBM). Việc điều chỉnh và 
chọn công suất laser cho phù hợp với việc gia nhiệt 
trong quá trình gia công tiện vật liệu cứng là cần 
thiết. Nếu chọn công suất laser quá lớn, nhiệt độ bề 
mặt cao, làm nóng chảy bề mặt chi tiết và làm hỏng 
các linh kiện laser. Nhưng nếu chọn công suất laser 
quá nhỏ, nhiệt độ sẽ không đủ để đáp ứng yêu cầu 
công việc đặt ra. Nghiên cứu đã đo lường và kiểm tra 
ảnh hưởng của công suất laser đến nhiệt độ bề mặt 
phôi được thể hiện trong bảng 1. Điều kiện thực 
nghiệm được giới hạn bởi: công suất laser thay đổi 
trong khoảng từ 200-330W cùng với các thông số: 
n=1000vg/ph, s=0,09mm/vg, thời gian trễ 10s được 
giữ không đổi. 
Bảng 1. Ảnh hưởng công suất laser đến nhiệt độ bề 
mặt phôi 
Công suất laser P 
(W) 
Nhiệt độ bề mặt phôi 
TBM (oC) 
200 794 
205 813 
255 821 
300 838 
330 858 
Công suất 200W Công suất 205W 
 Công suất 255W Công suất 300W Công suất 330W 
Hình 2. Ảnh hưởng của công suất laser chiều sâu 
thấm nhiệt 
 Từ kết quả này, kết hợp cùng với hình ảnh tổ 
chức tế vi (hình 2) cho thấy: nhiệt độ bề mặt phôi 
tăng tỉ lệ thuận với công suất, nhưng không nhiều. 
Tuy nhiên chiều sâu thấm nhiệt lại tăng lên rõ rệt khi 
công suất thay đổi. Với công suất từ 200W đến 205W 
chiều sâu thấm nhiệt rất nhỏ tức là nhiệt độ chỉ có tác 
động ở bề mặt phôi; Điều này chứng tỏ rằng công 
suất laser có ảnh hưởng đến sự hấp thụ năng lượng 
của vật liệu. Do đó công suất laser từ 255W đến 
330W sẽ được chọn để gia nhiệt trong quá trình gia 
công. 
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian trễ đến nhiệt độ bề 
mặt phôi 
Nếu chiếu chùm tia laser vào bề mặt phôi và 
thực hiện ngay quá trình cắt gọt thì thời gian để vật 
liệu hấp thụ năng lượng laser là chưa đủ; dẫn đến 
nhiệt độ bề mặt còn thấp, chiều sâu thấm nhiệt nhỏ. 
Vì vậy, phương pháp này có một khoảng thời gian trễ 
(tT - là thời gian gia nhiệt trước khi gia công) để vật 
liệu phôi được liên tục hấp thụ năng lượng laser, 
truyền nhiệt ra xung quanh và giữ ổn định nhiệt độ. 
Thí nghiệm được thực hiện với các thông số n=1000 
v/ph, s=0,09 mm/vg, công suất laser 330 W. Nhiệt độ 
bề mặt phôi phụ thuộc thời gian trễ cho trong bảng 2. 
Bảng 2. Ảnh hưởng thời gian trễ đến nhiệt độ bề mặt 
phôi 
Thời gian trễ (s) Nhiệt độ bề mặt phôi 
(oC) 
5 782 
10 858 
15 873 
20 891 
25 912 
Thời gian trễ càng lớn, nhiệt độ bề mặt phôi 
càng lớn. Tuy nhiên thời gian trễ lớn, nhiệt độ cao có 
thể làm nóng chảy bề mặt phôi, đồng thời làm giảm 
năng suất cắt gọt. Ở đây ta chọn thời gian trễ từ 5 đến 
10 giây. 
3.1.3. Ảnh hưởng của điểm đặt laser trên phôi đến 
nhiệt độ bề mặt phôi tại mũi dao 
Điểm đặt laser có thể đặt ở các vị trí khác nhau 
trên chu vi của phôi bằng cách di chuyển đầu laser 
(hình 3). Ảnh hưởng của điểm đặt laser đến nhiệt độ 
bề mặt phôi được cho ở bảng 3. 
Hình 3. Vị trí đặt điểm laser lên bề mặt phôi 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 019-025 
22 
Bảng 3. Ảnh hưởng điểm đặt laser đến nhiệt độ bề 
mặt phôi tại mũi dao 
Vị trí điểm đặt đầu laser TBM (oC) 
I 871-889 
II 863-871 
III 854-863 
IV 850-854 
V 843-850 
VI 840-843 
Điểm đặt laser càng xa vị trí mũi dao, mức độ 
dẫn nhiệt ra các vị trí xung quanh càng lớn; mặt khác 
do phôi quay tạo ra luồng khí làm tản mát nhiệt vào 
trong không khí, dẫn đến nhiệt độ bề mặt tại vị trí 
mũi dao càng nhỏ. Điểm đặt laser tại vị trí I, II, III, 
IV ta nhận được nhiệt độ bề mặt phôi cao, nhưng quá 
trình gá đặt đầu laser phức tạp và gây khó khăn khi 
thao tác, vận hành điều chỉnh dao tiện. Do đó vị trí 
đặt vết laser được chọn là vị trí V và VI. 
3.2. Ảnh hưởng của các thông số đến chiều sâu 
thấm nhiệt và độ cứng tế vi khi gia nhiệt bằng laser 
Căn cứ vào kết quả của các thí nghiệm trên ta 
chọn công suất laser là 330W, thời gian trễ 10s, vị trí 
điểm đặt laser V. Mục đích của nghiên cứu này là so 
sánh giữa tổ chức tế vi của vật liệu khi chưa gia nhiệt 
(hình 4) và có gia nhiệt bằng laser để tìm ra được 
chiều sâu thấm nhiệt và độ cứng tế vi của chi tiết sau 
khi gia nhiệt bằng laser; từ đó chọn được chiều sâu 
cắt (t) hợp lí để sau khi tiện có gia nhiệt bằng laser 
vật liệu chi tiết không thay đổi. 
Hình 4. Độ cứng của phôi khi chưa gia nhiệt 
3.2.1. Ảnh hưởng của lượng tiến dao 
Trên cơ sơ sở tính toán, chọn các thông số theo 
các tài liệu [8, 9], chọn n=1000vg/ph giữ cố định, 
lượng tiến dao thay đổi từ 0,06-0,15mm/vg. Các chi 
tiết sau khi gia nhiệt được đem đi chụp tổ chức tế vi 
để biết chiều sâu thấm nhiệt (hình 5) và đo độ cứng 
tế vi (hình 6). 
 s = 0,06mm/vg s = 0,09mm/vg 
s = 0,12mm/vg s = 0,15mm/vg 
Hình 5. Ảnh hưởng của lượng tiến dao đến đến chiều 
sâu thấm nhiệt khi chưa cắt 
Đầu laser được gắn vào bàn xe dao dọc và 
chuyển động cùng với lượng tiến dao. Lượng tiến dao 
nhỏ, chùm laser sau sẽ chiếu đè lên vết chùm laser 
trước đó một phần lớn hơn so với lượng tiến dao lớn, 
nguồn nhiệt tập trung và lớn hơn, vì vậy chiều sâu 
thấm nhiệt lớn hơn. Chọn lượng tiến dao lớn, chùm 
laser sau chiếu lên vết laser trước một lượng nhỏ hơn, 
nhiệt độ bề mặt phôi nhỏ, dẫn đến chiều sâu thấm 
nhiệt nhỏ hơn. 
Hình 6. Ảnh hưởng của lượng tiến dao đến độ cứng 
tế vi khi chưa cắt 
0,05 0,1 0,15 0,25 0,35 lõi
s= 0,06mm/vg 801 717 748 750 753 750
s= 0,09mm/vg 798 710 745 750 753 753
s= 0,12mm/vg 789 715 748 750 750 750
s= 0,15mm/vg 750 735 740 750 750 743
660
680
700
720
740
760
780
800
820
D
o
c
u
n
g
 t
e
 v
i 
(H
V
) 
Khoang cach tu be mat (mm) 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 019-025 
23 
 Với lượng tiến từ 0,06-0,12mm/vg, độ cứng tế 
vi từ bề mặt đến chiều sâu 0,05mm cao hơn so với độ 
cứng tế vi của phôi; hiện tượng này có thể do laser có 
năng lượng lớn làm nhiệt độ bề mặt phôi nóng lên 
trong thời gian ngắn, đồng thời tốc độ nguội của bề 
mặt phôi rất lớn làm cho một lớp mỏng vật liệu bề 
mặt phôi biến cứng do nguội nhanh của hạt mịn. Với 
chiều sâu cách bề mặt khoảng 0,1mm, độ cứng tế vi 
thấp hơn độ cứng tế vi của phôi là do xảy ra hiện 
tượng ram kim loại; khoảng cách từ 0,1mm độ cứng 
lại tăng dần đến khoảng cách 0,15mm thì độ cứng 
không thay đổi (hình 6). Với lượng tiến dao 
0,15mm/vg, chùm laser sau chiếu lên vết laser trước 
một phần nhỏ nhiệt độ bị phân tán nhanh, không đủ 
thời gian để làm thay đổi tổ chức vật liệu. 
3.2.2. Ảnh hưởng của tốc độ vòng quay 
 n = 355vg/ph n = 500vg/ph 
 n = 710vg/ph n = 1000vg/ph 
Hình 7. Ảnh hưởng của tốc độ vòng quay đến chiều 
sâu thấm nhiệt khi chưa cắt 
Các thông số s=0,06 mm/vg, P = 330W, tT = 
10s giữ không đổi; thay đổi tốc độ vòng quay. Các 
chi tiết sau khi gia nhiệt được đem đi chụp tổ chức 
tế vi để biết chiều sâu thấm nhiệt và đo độ cứng tế 
vi (hình 7) và đo độ cứng tế vi (hình 8). Tốc độ 
vòng quay chậm, công suất nguồn nhiệt laser và 
thời gian tương tác với vật liệu chi tiết như nhau, 
nhưng chiều dài chi tiết được nung nóng ngắn hơn, 
luồng khí xung quanh chi tiết nhỏ hơn, nhiệt tập 
trung và dẫn vào sâu phía trong chi tiết nhiều hơn, 
nên chiều sâu thấm nhiệt lớn hơn khi tốc độ vòng 
quay lớn. 
Hình 8. Ảnh hưởng của tốc độ vòng quay đến độ 
cứng tế vi khi chưa cắt 
Khi thay đổi tốc độ vòng quay, độ cứng lớp bề 
mặt trong khoảng 0,05mm cao hơn độ cứng của phôi 
là do chùm laser sau chiếu đè lên vết chùm laser 
trước khi lượng chạy dao nhỏ, nhiệt độ bề mặt tăng 
cao đồng thời bề mặt chi tiết bị biến cứng do tác động 
của khối khí nóng va đập. Ở tốc độ vòng quay thấp 
nhiệt độ ram cao hơn, độ cứng tại vị trí cách bề mặt 
chi tiết 0,1mm nhỏ hơn và chiều sâu có độ cứng thay 
đổi lớn hơn. Căn cứ vào kết quả này ta có thể tăng 
chiều sâu cắt để tăng năng suất cắt (hình 8). 
3.3. Ảnh hưởng của các thông số đến chiều sâu 
thấm nhiệt và độ cứng tế vi khi tiện có gia nhiệt 
bằng laser 
Mục tiêu cần hướng tới là sau khi tiện vật liệu 
cứng có gia nhiệt bằng laser, yêu cầu tính chất vật 
liệu chi tiết sau khi gia công không thay đổi đáng kể 
so với vật liệu phôi ban đầu; từ đó nghiên cứu tiến 
hành kiểm tra ảnh hưởng của các thông số đến chiều 
sâu thấm nhiệt và độ cứng tế vi của chi tiết sau khi 
gia công. 
3.3.1. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến chiều sâu 
thấm nhiệt và độ cứng tế vi 
Để khảo sát sự ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến 
chiều sâu thấm nhiệt và độ cứng tế vi, chọn các thông 
số n = 1000vg/ph, s = 0,06mm/vg, P = 330W, tT = 
10s cố định, chiều sâu cắt thay đổi từ 0,1 - 0,3mm. 
Sau khi tiện xong chi tiết, tiến hành chụp tổ chức tế vi 
để kiểm tra chiều sâu thấm nhiệt (Hình 9) và độ cứng 
tế vi (hình 10). 
Chiều sâu cắt chọn t = 0,1mm tương ứng với 
điểm có độ cứng thấp nhất (hình 6), tại vị trí này do 
tương tác với nguồn laser nên nhiệt độ vẫn lớn cùng 
với đó là việc lưỡi cắt đang tham gia vào quá trình gia 
0,05 0,1 0,15 0,25 0,35 lõi
n=355vg/ph 822 801 679 710 725 756
n=500vg/ph 781 612 657 735 735 737
n=710vg/ph 781 712 735 743 750 750
n=1000vg/ph 801 717 748 750 753 750
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
D
o
 c
u
n
g
 t
e
 v
i 
(H
V
) 
Khoang cach tu be mat (mm) 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 019-025 
24 
công làm phát sinh nhiệt cắt, tổng hợp của hai nguồn 
nhiệt này sẽ lớn, kết hợp với lực cắt dẫn đến sự xô 
lệch mạng tinh thể, làm biến cứng bề mặt; do đó độ 
cứng đến vị trí cách bề mặt chi tiết 0,1mm lớn (hình 
10). Khi chọn chiều sâu cắt từ 0,15-0,25mm, tức là vị 
trí có độ cứng gần như không đổi (hình 6) so với độ 
cứng của phôi. Vị trí này nguồn laser tác động để sinh 
nhiệt là không đáng kể, nhiệt cắt tại mũi dao lúc này 
là tương tự nhiệt cắt trong gia công thông thường, do 
đó nó không làm ảnh hưởng đến độ cứng bề mặt chi 
tiết sau gia công; nhưng vẫn đảm bảo là cắt được dễ 
dàng, vì phần lớn chiều sâu cắt đã được nguồn nhiệt 
laser nung nóng, làm liên kết kim loại yếu đi, tạo điều 
kiện thuận lợi cho quá trình cắt. Phương pháp gia 
công tiện vật liệu cứng có gia nhiệt bằng laser có thể 
nâng cao được năng suất với việc chọn chiều sâu cắt 
lớn mà không ảnh hưởng đến quá trình cắt. 
Hình 9. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến chiều sâu 
thấm sau gia công tiện (t = 0,15mm) 
Hình 10. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến độ cứng tế 
vi sau gia công tiện 
3.3.2. Ảnh hưởng của tốc độ vòng quay đến chiều sâu 
thấm nhiệt và độ cứng tế vi. 
Để khảo sát, các thông số s = 0,06mm/vg, t = 
0,15mm, P = 330W, tT = 10s được giữ cố định; tốc độ 
cắt được thay đổi từ 355-1000vg/ph. Kết quả được 
chỉ rõ trong hình 11 và 12. 
 n = 355vg/ph n = 500vg/ph 
Hình 11. Ảnh hưởng của tốc độ vòng quay đến chiều 
sâu thấm nhiệt sau khi tiện 
Hình 12. Ảnh hưởng của tốc độ vòng quay đến độ 
cứng tế vi sau khi tiện 
Với tốc độ 355vg/ph và 500vg/ph thì chiều sâu 
thấm nhiệt tương ứng là 0,35mm và 0,25mm (hình 
11). Như chỉ ra trong hình 12, khi chiều sâu cắt đạt 
0,15mm, nhiệt độ tại vị trí này cao do ảnh hưởng của 
laser, kết hợp cùng nhiệt cắt sinh ra tại mũi dao làm 
xô lệch mạng, độ cứng sẽ tăng lên. Với tốc độ vòng 
quay lớn hơn 710-1000vg/ph, độ cứng tế vi sau tiện 
thay đổi không đáng kể. Như vậy với phương pháp 
gia công tiện vật liệu cứng có gia nhiệt bằng laser có 
thể nâng cao năng suất bằng cách chọn tốc độ vòng 
quay lớn. 
0 0,05 0,1 0,15 lõi
t= 0,1mm 789 775 756 750 750
t= 0,15mm 759 759 756 756 756
t= 0,2mm 753 753 750 750 748
t= 0,25mm 756 756 753 750 750
720
730
740
750
760
770
780
790
800
D
o
c
u
n
g
 t
e
 v
i 
(H
V
) 
Khoang cach tu be mat (mm) 
0 0,05 0,1 0,15 lõi
n=355vg/ph 804 798 775 759 750
n=500vg/ph 798 775 756 756 750
n=710vg/ph 753 753 748 750 750
n=1000vg/ph 756 759 753 753 753
720
730
740
750
760
770
780
790
800
810
D
o
c
u
n
g
 t
e
 v
i 
(H
V
) 
Khoang cach tu be mat (mm) 
Tạp chí Khoa học và Công nghệ 124 (2018) 019-025 
25 
3.3.3. Ảnh hưởng của lượng tiến dao đến chiều sâu 
thấm nhiệt và độ cứng tế vi. 
 Chọn thông số n = 1000vg/ph, t = 0,15mm, P = 
330W, tT = 10s giữ cố định, lượng tiến dao thay đổi 
từ 0,06mm/vg - 0,15mm/vg. Sau gia công tiện, đem 
chi tiết chụp tổ chức tế vi để xác định chiều sâu thấm 
nhiệt - kết quả năng lượng chùm laser không làm ảnh 
hưởng đến chiều sâu thấm nhiệt trong điều kiện thí 
nghiệm này. Khi lượng tiến dao thay đổi, độ cứng tế 
vi hầu như không thay đổi (bảng 4). 
Bảng 4. Ảnh hưởng của lượng tiến dao đến độ cứng 
tế vi 
S 
( 
mm/vg) 
Độ cứng tế vi cách bề mặt (HV) 
0 0,05 0,1 0,15 Lõi 
0,06 756 753 753 750 750 
0,09 753 753 753 753 750 
0,12 753 750 753 750 748 
0,15 750 753 750 748 745 
4. Kết luận 
 Nghiên cứu này đã đánh giá được ảnh hưởng 
của công suất laser đến nhiệt độ bề mặt phôi và đã chỉ 
ra rằng với công suất laser nhỏ hơn 255W không ứng 
dụng được vào để gia nhiệt khi tiện. Bên cạnh việc 
đánh giá được ảnh hưởng của nhiệt độ đến chiều sâu 
thấm tôi và ảnh hưởng của thời gian trễ, điểm đặt 
laser đến nhiệt độ bề mặt phôi còn đưa ra cơ sở để 
chọn các thông số hợp lý nhằm nâng cao năng suất 
gia công và thuận tiện cho quá trình gá đặt đầu laser. 
 Nghiên cứu cũng đã khảo sát, đánh giá ảnh 
hưởng của các thông số đến chiều sâu thấm nhiệt và 
độ cứng tế vi trong trường hợp chưa cắt gọt; căn cứ 
vào kết quả này để lựa chọn chế độ cắt thích hợp. 
 Đã phân tích ảnh hưởng của các thông số đến 
chiều sâu thấm nhiệt và độ cứng tế vi trong trường 
hợp tiện có gia nhiệt bằng laser. Kết quả cho thấy khi 
chiều sâu cắt lớn hơn 0,1mm và tốc độ vòng quay lớn 
hơn 500vg/ph thì độ cứng bề mặt và độ cứng tế vi của 
chi tiết sau gia công thay đổi không đáng kể. Ngoài 
ra, khi thay đổi lượng tiến dao thì độ cứng bề mặt và 
độ cứng tế vi của chi tiết sau gia công cũng không 
thay đổi. Vậy, phương pháp tiện vật liệu cứng có gia 
nhiệt bằng laser có thể nâng cao được năng suất gia 
công. 
Lời cám ơn 
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ phát triển khoa 
học và công nghệ quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài 
mã số “107.02-2016.01”. 
Tài liệu tham khảo 
[1]. Nghiêm Hùng, Vật liệu cơ sở, Nhà xuất bản Khoa học 
và Kỹ thuật, Hà Nội 2007. 
[2]. Banh Tien Long, Nguyen Huu Phan, Ngo Cuong, 
Nguyen Duc Toan, Surface quality analysis of die steels 
in powder-mixed electrical discharge machining using 
titan powder in fine machining, Advances in 
Mechanical Engineering 8(7) (2016) 
1687814016657732 
[3]. Shi, J., and Liu, C. R., On predicting chip morphology 
and phase transformation in hard machining, The 
International Journal of Advanced Manufacturing 
Technology, Vol. 27(7) (2006), 645-654. 
[4]. Shi, J. and Liu, C.R., “Flow stress property of hardened 
steel under high temperature with tempering effect” Int. 
J. Mech. Sci., Vol. 46(6) (2004), 891–906. 
[5]. S. Sun, M. Brandt, M.S. Dargusch, Thermally enhanced 
machining of hard-tomachine materials-a review, 
International Journal of Machine Tools and 
Manufacture 50 (2010) 663–680. 
[6]. William. M. Steen Jyotirmoy Mazumder, Laser 
Material Processing, Springer (2010). 
[7]. Hongtao Ding. Yung C. Shin, Improvement of 
machinability of Waspaloy via laser-assisted 
machining, International Journal Manufacture 
Technology (2013) 64:475-486. 
[8]. Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy, Nguyên 
lý gia công vật liệu, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ 
thuật (2001). 
[9]. Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình, Chế 
độ cắt gia công cơ khí, Nhà xuất bản Đà Nẵng (2002).