MẢNH INSERT ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO?

Mảnh insert được sản xuất từ 80% hợp chất vonfram cacbon và 20% các vật liệu kim loại khác giúp liên kết các hạt hợp kim cứng lại với nhau, trong đó vật liệu Coban là phổ biến nhất.

(cập nhật 2026)

1. Mảnh Insert là gì?

Mảnh Insert là một trong những loại dụng cụ cắt được sử dụng phổ biến trong gia công cơ khí CNC, đặc biệt trong các nguyên công tiện, phay, khoan và gia công vật liệu kim loại. So với dao nguyên khối, insert có ưu điểm là có thể thay thế khi lưỡi cắt bị mòn mà không cần thay toàn bộ cán dao.

Để tạo ra một mảnh insert có độ cứng cao, khả năng chịu mài mòn và làm việc ổn định trong điều kiện gia công khắc nghiệt, nhà sản xuất phải trải qua nhiều công đoạn từ lựa chọn nguyên liệu, tạo hình, thiêu kết, mài chính xác đến xử lý bề mặt và phủ lớp bảo vệ.

Vậy mảnh Insert được sản xuất như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết quy trình dưới đây.

 

Insert hay còn gọi là mảnh dao cắt, là phần tử cắt có thể tháo rời và lắp vào cán dao, thân dao hoặc dụng cụ gia công.

Insert được sản xuất với nhiều hình dạng khác nhau như:

• Insert hình tam giác.
• Insert hình vuông.
• Insert hình thoi.
• Insert hình chữ nhật.
• Insert tròn.
• Insert đa giác.

Mỗi hình dạng lại có nhiều kích thước, góc hình học và bán kính mũi khác nhau để phù hợp với từng nguyên công.

Insert thường được sử dụng trong:

• Dao tiện CNC.
• Dao phay CNC.
• Dao tiện ren.
• Dao tiện rãnh.
• Dao cắt đứt.
• Dao phay mặt.
• Dụng cụ khoan.
• Dụng cụ gia công lỗ.

Vật liệu chế tạo insert cũng rất đa dạng, phổ biến nhất là carbide (hợp kim cứng), ngoài ra còn có ceramic, CBN và PCD cho những ứng dụng chuyên biệt.

---

Sản xuất mảng insert như thế nào? 

Insert cần 02 ngày để sản xuất bởi các quá trình vô cùng phức tạp. Thành phần hợp kim sử dụng được tái chế hoặc đến từ mỏ kim loại. Coban, titan và tất cả các thành phần khác đến từ các nhà cung cấp được lựa chọn cẩn thận. Một số công thức có các thành phần nguyên liệu nhỏ sẽ được thêm vào thủ công. Sau khi đã chia tỉ lệ, các thành phần nguyên liệu theo đúng công thức, tất cả nguyên liệu hợp kim sẽ được chuyển đến phòng milling xay nghiền.

 

Các nguyên liệu sẽ được xay nghiền theo kích thước hạt yêu cầu và được thêm vào các hợp chất như Ethanol, nước và chất kết dính hữu cơ. Quá trình này được thực hiện từ 8 tiếng – 55 tiếng tùy thuộc vào thành phần công thức. Hợp chất bùn hợp kim hình thành sau khi xay nghiền được bơm vào máy phun sấy, trong đó khí nitơ lạnh được phun lên để làm nóng bay hơi hỗn hợp ethanol và nước. Sau khi sấy sẽ hình thành bột kim loại dạng hạt hình cầu có kích thước giống hệt nhau. Sau đó trích 1 mẫu sản phẩm gửi đến phòng thí nghiệm để kiểm tra chất lượng.

Bột kim loại sẽ được đóng thành thùng 100kg và chuyển đến khâu ép định hình insert, Bột hợp kim sẽ được ép định hình với áp lực lên đến 12 tấn tùy thuộc vào loại insert, công dụng của chất kết dính được thêm vào trong quá trình xay nghiền giúp kết dính các bột kim loại với nhau sau khi ép định hình

Mỗi insert đều được kiểm tra trọng lượng và ngoại quan. Tuy nhiên, các mảnh insert sau khi được ép định hình rất dễ vỡ và cần trải qua quá trình thiêu kết để tăng độ cứng. Quá trình này kéo dài khoảng 13 tiếng với nhiệt độ 1,500°C và áp suất cao. Insert được thiêu kết tạo thành một hợp chất carbide cực kỳ cứng với độ cứng gần bằng kim cương. Quá trình này khiến kích thước insert giảm đi 50% so với ban đầu do chất kết dính bị đốt cháy. 

 

https://gbtech.com.vn/manh-chip-phay-dai-phay-can-phay-cnc

 

Insert được mài từng mảnh một trong các loại máy mài khác nhau để đạt được biên dạng dung sai chính xác như yêu cầu. Đá mài kim cương được sử dụng trong quá trình mài. Sau đó, các Insert được phủ bằng phương CVD (phủ hóa học) hoặc PVD (phủ vật lý). Việc phủ 1 lớp PVD hoặc CVD sẽ giúp insert tăng độ cứng vừa tuổi thọ và cho ra màu sắc cụ thể của insert

Mặc dù sản phẩm đã được kiểm tra thường xuyên trong toàn bộ quá trình, nhưng cuối cùng vẫn được kiểm tra chất lượng thủ công từng sản phẩm một trước khi đóng gói. Sau khi dán nhãn, các hộp insert đã sẵn sàng để gửi cho các nhà phân phối trên toàn thế giới.

 

2. Nguyên liệu dùng để sản xuất Insert

Một trong những vật liệu phổ biến nhất để sản xuất insert là carbide thiêu kết.

Carbide thường được tạo thành từ các hạt carbide cứng kết hợp với kim loại liên kết. Trong đó, tungsten carbide (WC) là thành phần quan trọng trong nhiều loại carbide dùng làm dụng cụ cắt.

Ngoài WC, thành phần vật liệu có thể bao gồm các carbide khác và chất kết dính kim loại như cobalt. Tỷ lệ và thành phần cụ thể được điều chỉnh tùy theo cấp vật liệu và mục đích sử dụng.

Việc thay đổi thành phần vật liệu có thể ảnh hưởng đến:

• Độ cứng.
• Độ dai.
• Khả năng chịu nhiệt.
• Khả năng chống mài mòn.
• Khả năng chống sứt mẻ.

Do đó, mỗi cấp insert được thiết kế để đáp ứng một nhóm vật liệu và điều kiện gia công nhất định.

3. Bước 1: Trộn và nghiền nguyên liệu

Các nguyên liệu được cân theo tỷ lệ đã xác định trước khi đưa vào quá trình trộn.

Hỗn hợp có thể được nghiền và trộn trong môi trường kiểm soát nhằm tạo ra sự phân bố đồng đều của các thành phần.

Mục tiêu của công đoạn này là tạo ra hỗn hợp bột có:

• Thành phần đồng nhất.
• Kích thước hạt phù hợp.
• Độ phân tán tốt.
• Tính chất ổn định giữa các mẻ sản xuất.

Đây là bước rất quan trọng vì cấu trúc vật liệu sau khi thiêu kết phụ thuộc đáng kể vào chất lượng và đặc tính của bột ban đầu.

4. Bước 2: Tạo hình mảnh Insert

Sau khi chuẩn bị bột, hỗn hợp được đưa vào khuôn để tạo hình.

Tùy quy trình sản xuất, nhà sản xuất có thể sử dụng phương pháp ép tạo hình phù hợp với hình dạng và kích thước của insert.

Ở giai đoạn này, mảnh dao đã có hình dạng cơ bản nhưng chưa đạt kích thước cuối cùng và độ cứng cần thiết.

Một mảnh insert có thể bao gồm:

• Mặt trước.
• Mặt sau.
• Lưỡi cắt.
• Lỗ bắt vít.
• Rãnh phá phoi.
• Góc thoát.
• Bán kính mũi dao.

Hình học của insert được thiết kế rất chính xác để phù hợp với từng phương pháp gia công.

5. Bước 3: Thiêu kết

Đây là một trong những công đoạn quan trọng nhất trong quá trình sản xuất insert carbide.

Mảnh insert sau khi ép vẫn còn ở trạng thái chưa đạt độ đặc và độ cứng cuối cùng. Chúng được đưa vào lò thiêu kết theo một chu trình nhiệt được kiểm soát.

Trong quá trình thiêu kết, các hạt vật liệu liên kết với nhau, làm giảm độ rỗng và tạo thành cấu trúc carbide có độ cứng cao.

Sau công đoạn này, insert đạt được các đặc tính cơ bản về:

• Độ cứng.
• Độ đặc.
• Độ bền.
• Khả năng chịu mài mòn.

Tuy nhiên, kích thước của insert sau thiêu kết có thể thay đổi so với kích thước trước đó. Vì vậy, công đoạn tiếp theo là gia công hoàn thiện.

6. Bước 4: Mài và gia công chính xác

Sau khi thiêu kết, insert được mài để đạt kích thước và hình học theo yêu cầu.

Do carbide có độ cứng rất cao, quá trình gia công hoàn thiện thường yêu cầu thiết bị và vật liệu mài phù hợp.

Các bề mặt có thể được mài bao gồm:

• Mặt đáy.
• Mặt bên.
• Mặt trước.
• Bề mặt định vị.
• Các cạnh và vùng cần đạt độ chính xác cao.

Mục tiêu của công đoạn này là kiểm soát chính xác:

Kích thước → hình học → góc cắt → độ phẳng → độ chính xác lắp ghép.

Đối với insert sử dụng trong gia công CNC, độ chính xác hình học có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng định vị và chất lượng gia công.

7. Bước 5: Tạo hình lưỡi cắt và rãnh phá phoi

Một số loại insert có rãnh phá phoi được thiết kế ngay trên bề mặt cắt.

Rãnh phá phoi có nhiệm vụ kiểm soát hình dạng và hướng di chuyển của phoi trong quá trình gia công.

Tùy ứng dụng, insert có thể được thiết kế với nhiều dạng hình học khác nhau để phù hợp với:

• Tiện thô.
• Tiện tinh.
• Gia công thép.
• Gia công inox.
• Gia công gang.
• Gia công hợp kim chịu nhiệt.
• Gia công nhôm và kim loại màu.

Ngoài ra, cạnh cắt có thể được xử lý theo thiết kế nhằm tăng khả năng chống sứt mẻ hoặc cải thiện khả năng cắt.

8. Bước 6: Phủ lớp bảo vệ cho Insert

Không phải tất cả insert đều cần phủ, nhưng insert phủ được sử dụng rất phổ biến trong gia công CNC.

Lớp phủ có thể giúp cải thiện khả năng chống mài mòn, chịu nhiệt và bảo vệ nền vật liệu trong điều kiện gia công phù hợp.

Một số lớp phủ thường gặp gồm:

• TiN.
• TiCN.
• TiAlN.
• AlTiN.
• Al₂O₃.
• Các hệ phủ đa lớp hoặc lớp phủ chuyên dụng.

Các phương pháp phủ phổ biến trong ngành dụng cụ cắt bao gồm PVD và CVD, tùy loại vật liệu và ứng dụng.

Phủ PVD

PVD thường được sử dụng cho nhiều loại dụng cụ cắt cần lớp phủ mỏng và có đặc tính phù hợp với gia công CNC.

Phủ CVD

CVD có thể tạo lớp phủ với khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn tốt trong những điều kiện ứng dụng phù hợp.

Việc lựa chọn lớp phủ phụ thuộc vào vật liệu phôi, tốc độ cắt, nhiệt độ vùng cắt và yêu cầu gia công.

9. Bước 7: Kiểm tra chất lượng Insert

Sau khi hoàn thành các công đoạn sản xuất, insert được kiểm tra để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật.

Một số yếu tố có thể được kiểm tra:

Kích thước

Kiểm tra chiều dài, chiều rộng, độ dày và các kích thước liên quan.

Hình học

Kiểm tra góc cắt, hình dạng, bán kính mũi và các bề mặt định vị.

Độ cứng

Đảm bảo vật liệu đạt yêu cầu về độ cứng theo cấp vật liệu.

Bề mặt và lớp phủ

Kiểm tra tình trạng bề mặt, độ đồng đều của lớp phủ và các khuyết tật có thể ảnh hưởng đến quá trình cắt.

Khả năng lắp ráp

Insert cần đảm bảo khả năng lắp chính xác vào cán dao hoặc thân dao tương ứng.

10. Vì sao Insert có nhiều hình dạng và cấp vật liệu?

Không phải mọi loại insert đều có thể sử dụng cho tất cả công việc.

Hình dạng insert được lựa chọn dựa trên:

• Hướng gia công.
• Không gian gia công.
• Độ sâu cắt.
• Khả năng tiếp cận phôi.
• Độ cứng vững của hệ thống.
• Yêu cầu về năng suất và bề mặt.

Trong khi đó, cấp vật liệu của insert được lựa chọn dựa trên vật liệu phôi và điều kiện cắt.

Ví dụ, insert dùng để gia công thép có thể có cấu tạo khác với insert dùng cho inox, gang hoặc hợp kim chịu nhiệt.

Vì vậy, chọn đúng insert quan trọng không kém việc chọn đúng máy CNC và thông số cắt.

11. Những yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ Insert

Tuổi thọ của insert không chỉ phụ thuộc vào chất lượng sản phẩm mà còn phụ thuộc vào điều kiện gia công.

Một số yếu tố quan trọng gồm:

Vật liệu phôi: Thép, inox, gang, nhôm, titan và hợp kim chịu nhiệt có đặc tính cắt khác nhau.

Tốc độ cắt: Tốc độ quá cao có thể làm tăng nhiệt và tốc độ mài mòn.

Lượng chạy dao: Cần phù hợp với hình học và cấp insert.

Chiều sâu cắt: Ảnh hưởng đến tải tác động lên lưỡi cắt.

Độ cứng vững: Máy, đồ gá, bầu dao và phôi phải được cố định ổn định.

Dung dịch làm mát: Cần sử dụng phù hợp với vật liệu insert và điều kiện gia công.

Thông số hình học: Góc cắt, bán kính mũi và hình dạng rãnh phá phoi cũng ảnh hưởng đến hiệu suất.

12. Khi nào nên thay mảnh Insert?

Do insert là dụng cụ cắt có thể thay thế, người vận hành cần theo dõi tình trạng lưỡi cắt trong quá trình gia công.

Một số dấu hiệu cần kiểm tra và cân nhắc thay insert:

• Bề mặt chi tiết giảm chất lượng.
• Kích thước gia công bắt đầu sai lệch.
• Xuất hiện rung động bất thường.
• Lưỡi cắt bị mòn rõ rệt.
• Lưỡi cắt bị sứt mẻ.
• Lực cắt hoặc tải máy tăng.
• Nhiệt tại vùng cắt tăng bất thường.

Không nên tiếp tục sử dụng insert đã bị nứt hoặc hư hỏng nghiêm trọng vì có thể ảnh hưởng đến chi tiết, dụng cụ và máy CNC.

13. GBTECH cung cấp mảnh Insert và dụng cụ cắt CNC

Trong gia công cơ khí hiện đại, việc lựa chọn đúng insert giúp doanh nghiệp tối ưu hiệu suất cắt và kiểm soát chi phí dụng cụ.

GBTECH cung cấp các sản phẩm phục vụ gia công CNC và cơ khí chính xác như:

• Mảnh Insert.
• Dao phay CNC.
• Dao phay ngón.
• Dụng cụ cắt gọt.
• Bầu kẹp dao.
• Collet.
• Chìa mở.
• Cán nối.
• Chuôi rút.
• Phụ kiện máy CNC.

Tùy theo vật liệu phôi, loại máy và phương pháp gia công, GBTECH có thể hỗ trợ khách hàng lựa chọn dụng cụ phù hợp với nhu cầu thực tế.

 

---