DẬP NÓNG RA ĐỜI NHƯ THẾ NÀO, BẠN ĐÃ BIẾT CHƯA? (HOT FORGING HISTORY)
"Bạn có biết rằng quá trình rèn thép đã có niên đại 6000 tuổi? Thật bất ngờ, phải không? Kỹ thuật rèn đã xuất hiện từ những năm 4000 trước công nguyên và còn có thể sớm hơn nữa. Từ thuở sơ khai, những người tiền sử đã biết rèn nóng kim loại đồng và sắt để sản xuất các công cụ cầm tay, vũ khí sửa dụng trong chiến tranh, và thậm chí là trang sức cho giới nhà giàu thời bấy giờ..."
SỰ KHAI SINH NGÀNH DẬP NÓNG
Trong danh sách những kỹ thuật gia công lâu đời nhất nhân loại, rèn dập kim loại luôn chiếm vị trí đầu tiên. Nó mở đường cho sự ra đời của các phương pháp tiên tiến hơn và là nền tảng cho sự phát triển của nghề dập nóng hiện nay. Rèn dập kim loại cũng là một nhân tố chính góp phần tạo ra vũ khí và các thiết bị sử dụng trong thời đại cũ.
Trước khi lửa được con người thuần phục để làm đúng nghĩa vụ của nó như bây giờ, lửa đã được coi là một mối đe dọa lớn khi gây ra sức tàn phá nặng nề đối với loài người. Tuy nhiên, ngay sau khi con người có những thử nghiệm thực tế, họ đã nhận ra rằng họ có thể chế ngự ngọn lửa để phục vụ cho những lợi ích trong cuộc sống. Việc thuần hóa lửa đã trở thành nền tảng cho sự phát triển của kỹ thuật gia công trong lịch sử ngành công nghiệp chế biến, chế tạo.
Trong những thời kỳ đầu, như chúng ta đều biết, lửa đã được sử dụng như một nguồn nhiệt và phát sáng. Lửa được sử dụng để chống lại các loài động vật hoang dã như một lá chắn bảo vệ. Thêm vào đó, nó được sử dụng như một phương tiện để nấu nướng. Tuy nhiên đó không phải là giới hạn cuối cùng của nó. Không lâu sau, con người đã phát hiện ra rằng những kim loại quý như vàng, bạc và đồng có thể được tạo hình nhờ nguồn nhiệt từ lửa. Vì vậy, nghề rèn kim loại đã phát triển từ đó.
SỰ RA ĐỜI CỦA NGÀNH RÈN DẬP KIM LOẠI
Bạn có biết rằng quá trình rèn thép đã có niên đại 6000 tuổi? Thật bất ngờ, phải không?
Kỹ thuật rèn đã xuất hiện từ những năm 4000 trước công nguyên và còn có thể sớm hơn nữa. Việc rèn nóng kim loại đều bắt nguồn từ Mesopotamia – khu vực nằm giữa hai con sông Tigris và Euphrates (vùng đất Lưỡng Hà- cái nôi của nền văn minh thế giới, nay thuộc địa phận của Iraq, Kuwait, phía đông Syria và Đông Nam Thổ Nhĩ Kỳ, các vùng dọc biên giới Thổ Nhĩ Kỳ-Syria và biên giới Iran-Iraq).
Hình ảnh: Lưỡng Hà – quê hương của ngành rèn, dập hiện đại
Từ thuở sơ khai, những người tiền sử đã biết rèn nóng kim loại đồng và sắt để sản xuất các công cụ cầm tay, vũ khí sử dụng trong chiến tranh, và thậm chí là trang sức cho giới nhà giàu thời bấy giờ. Tuy nhiên, có thể bạn đã bỏ lỡ một điều rằng kim loại đầu tiên được ghi nhận trải qua quá trình rèn và được con người đưa vào sử dụng chính là vàng. Để tạo hình cho kim loại, người ta đã sử dụng đá như là một cái búa rèn. Cho đến những năm cuối thế kỷ 19, việc rèn sắt và thép vẫn tiếp tục được phát triển.
Hình ảnh: Con người sử dụng đá làm công cụ để tạo hình kim loại rèn
KỸ THUẬT RÈN DẬP CỦA THẾ KỶ 19
Kỹ thuật rèn sắt tự do (Open die forging) là một trong những lĩnh vực mà thợ rèn ở thế kỷ 19 rất thành thạo và có tay nghề cao.
Thép rèn chỉ có thể được hình thành ở nhiệt độ cao. Theo đó, những người thợ rèn đã trở nên thành thạo trong việc hàn búa (hammer welding). Quá trình rèn và hàn búa dưới tay những người thợ rèn đã tạo ra những trục rèn khổng lồ nặng từ 10 tấn trở lên.
Không lâu sau, cả thế giới đã được chứng kiến phát minh vĩ đại về động cơ hơi nước vào thế kỷ 19. Phát minh này đã đưa ngành rèn sang một trang mới và trở thành động lực phát triển cho kỹ thuật rèn kim loại mà chúng ta biết ngày nay. Ngoài ra, năng lượng điện đã được khai thác từ động cơ đã dẫn tới kết quả là sự phát triển của chất nổ. Điều này cũng mang lại lợi ích to lớn cho nền công nghiệp rèn kim loại.
Vào những năm sau giữa thế kỷ 19, công nghệ rèn đã “va phải” động cơ hơi nước. Sau cuộc chạm trán, ngành rèn đã không còn phụ thuộc vào những khu vực có sông hồ mà nó đã vận hành nhờ vào sức mạnh lớn từ búa hơi (steam hammer) - một loại búa điện công nghiệp chạy bằng hơi nước. Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, những người thợ rèn đã bắt đầu làm việc với những chiếc búa được vận hành bằng trục chuyển động. Với sự trợ giúp của những chiếc búa này, họ đã rèn ra được những bộ phận chính sử dụng trong nền công nghiệp đường sắt, ô tô và nông nghiệp.
NGÀNH RÈN THÉP PHÁT TRIỂN HỖ TRỢ CHO CÔNG NGHIỆP DẬP THỜI NAY
Sự phát triển hơn nữa của Bessemer khi phát minh ra quy trình sản xuất thép cơ bản (năm 1855) đã hỗ trợ rất nhiều cho ngành công nghiệp rèn. Bạn có tưởng tượng ra được điều đó đã giúp ích gì cho những người thợ rèn không? Điều đó có nghĩa là từ những nguồn cung cấp sắt rẻ hơn có chứa hàm lượng phốt pho và lưu huỳnh cao, chúng ta có thể nung chảy để sản xuất ra thép chất lượng cao. Ngoài ra, sự phát triển đồng thời của quy trình luyện thép lò mở (open-hearth steel making process) bên cạnh quy trình Bessemer vào cuối thế kỷ 19 cũng là một thành công cho ngành công nghiệp rèn. Ngành công nghiệp rèn giờ đã có một lượng NVL thô đáng tin cậy với chi phí thấp và khối lượng lớn. Theo đó, các kỹ thuật rèn hiện đại đã được phát huy hết sức mạnh của mình.
Hình ảnh: Quy trình sản xuất thép cơ bản Bessemer (1855)
Hình ảnh: Quy trình luyện thép lò mở (cuối TK19)
SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH RÈN DẬP Ở THẾ KỶ 20
Nửa sau thế kỷ 20 đã chứng kiến sự cải thiện về năng suất rèn nhờ vào sự phát triển của lò sưởi cảm ứng điện trạng thái rắn (solid-state electrical induction heaters). Kỹ thuật gia nhiệt cảm ứng này cho phép lượng vật liệu đưa vào lò lớn hơn và tăng cường kiểm soát kích thước của các bộ phận được rèn.
Cuộc Cách mạng Công nghiệp và Chiến tranh Thế giới lần thứ hai đã ảnh hưởng lớn đến nền công nghiệp rèn và các kỹ thuật của nó. Nó đã góp phần cải tiến các thiết bị rèn, quy trình rèn và các máy móc liên quan. Bối cảnh chiến tranh đã hỗ trợ rất nhiều cho ngành rèn vì nhu cầu sản xuất và sử dụng vũ khí ở thời điểm này là rất lớn.
Hình ảnh: Lò gia nhiệt đang được sử dụng tại HTVJ với khả năng nung nóng thép nhanh chóng với nhiệt tối đa 1300 độ C
NGÀNH RÈN DẬP HIỆN ĐẠI
Đại diện cho một cấp độ mới về hiệu quả và khả năng kiểm soát rèn nóng, ngày nay chúng ta có các búa khí và hệ thống thủy lực hiện đại điều khiển bằng máy tính. Có hai phương pháp rèn cơ bản là rèn khuôn tự do (open die forging – phát triển từ phương pháp rèn truyền thống) và rèn khuôn kín (closed die forging - hay còn gọi là phương pháp dập). Những cỗ máy hiện đại đã góp phần vào sự thành công trong những sản phẩm rèn.
Hình ảnh: Phương pháp rèn khuôn tự do (open die forging) và rèn khuôn kín (closed die forging)
Trong ngành công nghiệp rèn hiện đại, hầu hết các bộ phận đều được sản xuất bằng phương pháp rèn thép do độ bền sản phẩm cao và hiệu suất tốt. Công nghiệp rèn đã khéo léo sản xuất ra một số lượng lớn những bộ phận sử dụng trong ngành hàng không, ô tô, khai thác mỏ, nông nghiệp và công nghiệp năng lượng.
Chính mong muốn thiết kế các vật liệu trang trí từ kim loại quý đã sinh ra quá trình rèn như một loại hình nghệ thuật. Ngày nay, rèn đã trở thành một ngành công nghiệp nổi tiếng trên toàn thế giới góp phần đáng kể vào sự phát triển của nhân loại!
Tại HTVJ, chúng tôi ứng dụng công nghệ dập nóng (closed die forging) với những thiết bị tân tiến, hiện đại nhất để gia công, chế tạo những linh kiện cho lĩnh vực ô tô, xe máy, máy móc công nghiệp.
Hình ảnh: Dây chuyền dập nóng 1600T tại nhà máy HTVJ
Hình ảnh: Một số sản phẩm dập nóng trong bộ truyền động của xe máy được sản xuất và gia công tại HTVJ
Danh sách tham khảo:
- https://www.steelavailable.com/en/history-steel-forging/
- https://steelforge.com/literature/history-of-forgings/
- https://www.steelforging.org/the-history-of-forging-process/