Làm chủ công nghệ thiêu kết: bước tiến mới cho ngành cơ khí chính xác và công nghiệp hỗ trợ

Với việc nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ dập ép bột kim loại và thiêu kết (Sintering), các kỹ sư TP.HCM đã chế tạo được nhiều chi tiết máy chính xác, đạt tiêu chuẩn quốc tế, mở ra hướng đi mới cho ngành cơ khí chính xác, góp phần thúc đẩy phát triển ngành công nghiệp hỗ trợ Việt Nam.

Đây là kết quả của nhiệm vụ khoa học và công nghệ "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ dập ép bột kim loại và thiêu kết để sản xuất chi tiết máy chính xác" do Công ty TNHH Cơ khí Duy Khanh chủ trì thực hiện, KS. Đỗ Phước Tống làm chủ nhiệm. Nhiệm vụ được Hội đồng đánh giá nghiệm thu tại Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM thông qua ngày 02/10.

Công nghệ dập ép bột kim loại và thiêu kết (Sintering) là công nghệ tiên tiến được sử dụng phổ biến ở các nước công nghiệp phát triển, ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp quan trọng như ô tô, vận tải, thiết bị điện - điện tử, dụng cụ cầm tay, dệt may, thiết bị công nghiệp… Công nghệ này nổi bật với nhiều ưu điểm như khả năng tạo hình chi tiết phức tạp với độ chính xác cao mà không cần hoặc chỉ cần gia công tinh ít, tối ưu hóa vật liệu, và giảm thiểu chi phí sản xuất.

Ông Đỗ Phước Tống (đại diện nhóm nghiên cứu) báo cáo kết quả thực hiện đề tài

Theo ông Đỗ Phước Tống, tại Việt Nam, mặc dù nhu cầu về các sản phẩm từ công nghệ Sintering là rất lớn, nhưng có rất ít doanh nghiệp trong nước đầu tư nghiên cứu và sản xuất do chi phí đầu tư lớn. Hầu hết các nhà sản xuất máy móc, thiết bị và lắp ráp ô tô, xe máy trong nước vẫn phải nhập khẩu các chi tiết máy chính xác, gây tốn kém chi phí và kéo dài thời gian cung ứng. Xuất phát từ thực tế này, Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM đã "đặt hàng" Công ty TNHH Cơ khí Duy Khanh chủ trì thực hiện nhiệm vụ "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ dập ép bột kim loại và thiêu kết để sản xuất chi tiết máy chính xác".

Mục tiêu của đề tài là làm chủ công nghệ Sintering, từng bước nội địa hóa sản xuất, giảm phụ thuộc nhập khẩu, đồng thời tạo cơ sở dữ liệu, tài liệu kỹ thuật phục vụ nghiên cứu, đào tạo và chuyển giao trong tương lai.

Nhóm nghiên cứu do KS. Đỗ Phước Tống dẫn dắt đã tiến hành các nội dung trọng tâm, gồm: nghiên cứu tổng quan về công nghệ Sintering; phân tích nhu cầu thị trường trong nước đối với sản phẩm Sintering; nghiên cứu quy trình chế tạo (thiết kế, tính toán khuôn dập ép và các thông số công nghệ then chốt cho dập ép, thiêu kết và gia công tinh chỉnh); thử nghiệm nhiều giải pháp tối ưu để nâng cao độ chính xác, độ cứng và độ bền sản phẩm.

Hội đồng tư vấn nghiệm thu nhiệm vụ được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM tổ chức ngày 02/10/2025

Trong đó, việc nghiên cứu thiết kế khuôn dập ép là khâu quan trọng, đi sâu vào nguyên tắc cơ bản của thiết kế khuôn dập ép bột kim loại, phân tích lực nén, và tính toán kích thước các bộ phận chính của khuôn để sản xuất chi tiết phức tạp. Nhóm cũng thiết lập dây chuyền chế tạo thử nghiệm gồm máy dập ép bột kim loại công suất 10 - 300 tấn, lò thiêu kết băng tải liên tục và các thiết bị hỗ trợ. Chế tạo thử nghiệm 6 nhóm sản phẩm chi tiết máy chính xác: bạc xốp tự bôi trơn, bánh răng thẳng một tầng, bánh răng thẳng hai tầng, bánh răng bất đối xứng, vòng răng trong và chi tiết dạng khối.

Kết quả, đã chế tạo thành công 6 nhóm sản phẩm này với 60 mẫu chi tiết máy chính xác cho nhiều ứng dụng khác nhau, tất cả đều đạt chỉ tiêu chất lượng kỹ thuật về mật độ, độ xốp, độ cứng, độ bền… theo bản vẽ thiết kế và tiêu chuẩn quốc tế. Nổi bật như:

+ Bạc xốp tự bôi trơn: đạt mật độ 6,0-6,5 g/cm³, độ xốp 15-25%, hàm lượng dầu bôi trơn 10-15%, độ cứng tế vi bề mặt 450-600 HV0.2.

+ Bánh răng thẳng một tầng và hai tầng: đạt mật độ cao (7.0-7.2 g/cm³) và độ cứng cần thiết (30-35 HRC). Đặc biệt, bánh răng hai tầng còn được kiểm tra độ bền nén răng, đạt giá trị vượt trội (400-450 Kgf ở tầng 2).

+ Bánh răng bất đối xứng: đây là chi tiết có hình dạng phức tạp, yêu cầu công nghệ khuôn mẫu tiên tiến, đạt mật độ 7.0-7.2 g/cm³ và độ cứng cao (31-45 HRC).

+ Vòng răng trong: đạt mật độ 6.8-7.0 g/cm³.

+ Chi tiết máy dạng khối: mật độ 7.0-7.2 g/cm³ và độ cứng bề mặt tế vi rất cao (700-850 HV0.2), cho thấy tiềm năng thay thế linh kiện nhập khẩu chịu tải cao.

Sản phẩm của đề tài: mẫu chi tiết máy chính xác ứng dụng công nghệ Sintering 

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã nộp đơn đăng ký giải pháp hữu ích và được chấp nhận đơn (Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn ngày 08/8/2025) với giải pháp "Phương pháp chế tạo chi tiết máy có rãnh âm bằng công nghệ dập ép bột kim loại và thiêu kết, dùng khuôn có slide trượt trên nền tảng giải pháp thiết kế khuôn dập ép bột kim loại có slide trượt". Đây là một giải pháp then chốt để giải quyết vấn đề tạo hình các chi tiết có rãnh âm hoặc hình dạng phức tạp, chứng minh khả năng sáng tạo và làm chủ công nghệ khuôn mẫu của doanh nghiệp Việt Nam.

Hội đồng nghiệm thu nhiệm vụ tại Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nhận định, các nội dung nghiên cứu, phân tích và lập luận khoa học là hợp lý, phương pháp thực hiện đáng tin cậy. Nhiệm vụ đã phát triển thành công quy trình công nghệ và bộ thông số tối ưu cho việc chế tạo các chi tiết máy phức tạp bằng vật liệu bột kim loại nền Fe. Đặc biệt, giải pháp thiết kế khuôn dập ép có slide trượt được đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ là một đóng góp quan trọng, cho thấy khả năng sáng tạo công nghệ nội sinh của nhóm nghiên cứu.

Hội đồng nghiệm thu cũng đánh giá cao khả năng chuyển giao và nhân rộng ứng dụng kết quả nghiên cứu. Sản phẩm ứng dụng công nghệ Sintering có thể đáp ứng nhu cầu lớn trong các ngành công nghiệp chế tạo và lắp ráp tại Việt Nam. Việc Duy Khanh làm chủ được quy trình công nghệ tiên tiến này (quy trình thiết kế và công nghệ gia công chế tạo khuôn dập ứng dụng công nghệ Sintering) có thể tạo ra sản phẩm chất lượng cao, cạnh tranh tốt trên thị trường, đáp ứng nhu cầu doanh nghiệp sản xuất trong nước, giúp họ giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu.

Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu còn là tiền đề cho việc phát triển nhà máy sản xuất bằng công nghệ Sintering, giúp mang lại các lợi ích kinh tế, thúc đẩy hoạt động liên kết, hợp tác nghiên cứu - đào tạo, nâng cao năng lực khoa học công nghệ cho ngành cơ khí chính xác và công nghiệp hỗ trợ Việt Nam.

Lam Vân (CESTI)