سایر

فولاد ابزار سردکار و گرم کار

سردکار و گرم کار-فولاد ابزار

فولاد های ابزاری در واقع به فولاد های کربنی و آلیاژی گفته می که از آن ها در تولید ابزار ها و قالب ها استفاده می کنند. این نوع فولاد ها دارای خاصیت های مختلفی مانند: مقاومت به سایش، مقاومت به تغییر شکل، قابلیت حفظ لبه برش دهنده در دمای بالا و … می باشند. فولاد های ابزاری در انواع مختلف گرم کار، سردکار و تندبر در بازار ارائه می شوند. هر یک از این فولاد ها با توجه به ویژگی هایشان در صنعت های مختلف کاربرد دارند. فولاد ابزار سردکار بهترین نوع فولاد برای ساخت و تولید ابزار دستی و ماشینی به حساب می آید. این فولاد ابزار دارای سختی پذیری، چقرمگی و قابلیت ماشین کاری بالایی می باشد. در ادامه به بررسی فولاد های ابزاری سردکار و گرم کار می پردازیم.

فولاد سردکار چیست؟

در این نوع فولاد میزان کربن بالا بوده و دارای درصد کمی از دیگر عناصر آلیاژی مانند: منگنز، تنگستن، مولیبدن و کروم می باشد. فولاد سردکار معمولا برای ساخت ابزارهایی مورد استفاده قرار می گیرد که دمای سحی آن ها در زمان کار بیش از ۲۰۰ درجه سانتی گراد نباشد. به این صورت می تواند خواص خود را حفظ کند.
فولاد سردکار بر اساس عملیات حرارتی و ترکیب شیمیایی به ۵ گروه سخت شونده در روغن، سخت شونده در هوا، سخت شونده در آّ، فولاد ابزاری مقاوم در برابر ضربه و فولاد های پر کربن و کروم تقسیم می شود.

فولاد ابزار سخت شونده در روغن (O)

فولاد های گروه سخت شونده در روغن در دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس سخت و مقاوم می شوند و در دمای ۲۰۰ درجه برگشت داده می شوند. در نهایت روی آن ها عملیات کوئنچ در روغن صورت می گیرد.

فولاد ابزار سخت شونده در هوا (A)

فولاد های ابزاری سخت شونده در هوا با قرار گرفتن در محیطی سرد، در برابر سایش از خود مقاومت نشان می دهند. این گروه از فولاد ها به دلیل عملیات خنک کاری آهسته دارای اعوجاج کم تر و پایداری بالاتری در زمان عملیات حرارتی می باشند.

فولاد ابزار سخت شونده در آب (W)

در ترکیب شیمیایی این نوع فولاد ها مقدار زیادی کربن وجود دارد. فولاد ابزار سخت شونده در آب با وجود کوئنچ شدن با آب، تنها لایه سطحی سختکاری شده و همه لایه ها سختی کاری نمی شوند.

فولاد های ابزاری مقاوم شده در برابر شوک و ضربه (S)

فولاد های این گروه به گونه ای طراحی شده اند که از مقاومت و استحکام قابل قبولی در برابر شک و ضربه برخوردار است.

فولاد های پر کربن، کروم و ابزار سرد (D)

این دسته از فولاد ها به دلیل داشتن مقادیر بالایی کربن و کروم در برابر خوردگی و سایش از مقاومت بسیار بالایی برخوردار هستند. گرید های این گروه شامل: D2، D3، D4 و D6 می باشد. فولاد D2 در مقایسه با سایر فولاد های این گروه دارای کاربرد گسترده تری در صنایع هوانوردی، هسته ای، پتروشیمی و شیمیایی می باشد.

فولاد ابزار سردکار و گرم کار-1

مهم ترین گرید های فولاد ابزاری سردکار

مهم ترین گرید های فولاد ابزاری سردکار به شرح زیر می باشد:

فولاد ۱.۲۶۰۱:

این نوع فولاد در ترکیب شیمیایی خود مقدار زیادی کروم دارد. به همین دلیل دارای سختی پذیری و مقاومت سایشی در برابر خراش و چسبندگی می باشد. همچنین فولاد ۱.۲۶۰۱ از ثبات ابعادی بالایی در زمان عملیات حرارتی برخوردار است.
این فولاد از نظر ساختاری با استاندارد بهلر K105 شباهت زیادی به ۱.۲۰۸۰ دارد، با این تفاوت که فولاد ۱.۲۰۸۰ به دلیل داشتن مقداری وانادیوم و تنگستن از مقاومت سایشی بهتری برخوردار می باشد.

فولاد ۱.۲۰۸۰:

میزان کربن و کروم در فولاد ابزاری ۱.۲۰۸۰ بالا بوده و دارای خاصیت سختی پذیری و مقاومت سایشی بالا، چقرمگی و قابلیت ماشین کاری متوسطس می باشد. استاندارد بهلر این نوع فولاد K100 می باشد.

فولاد ۱.۲۲۱۰:

فولاد ۱.۲۲۱۰ در گروه فولاد های ابزاری سردکاری که دارای کروم و وانادیوم می باشند، قرار می گیرد. نام آمریکایی این فولاد L2 می باشد و با نام میله نقره ای نیز شناخته می شود. فولاد ۱.۲۲۱۰ در زمان سخت کاری، مقاومت خوبی به سایش و ترک خوردن نشان می دهد.

فولاد ۱.۲۳۷۹:

در فولاد ۱.۲۳۷۹ میزان زیادی کربن و کروم وجود دارد و از خاصیت چقرمگی، سختی پذیر و مقاومت به سایش بسیار بالایی برخوردار می باشد. از دیگر نام های این استاندارد می توان به K110، SPK NL و D2 SKD11 اشاره داشت.

فولاد ۱.۲۴۳۶:

میزان کربن و کروم در فولاد ابزاری ۱.۲۴۳۶ بالا بوده و از سختی پذیری و مقاومت سایشی بالایی برخوردار می باشد. استاندارد بهلر این فولاد K107 است و ترکیب شیمیایی آن مشابه ۱.۲۰۸۰ می باشد با این تفاوت که در فولاد ۱.۲۴۳۶ به دلیل وجود تنگستن، از خاصیت مقاومت سایشی مطلوب تری برخوردار است.

فولاد ۱.۲۵۱۰:

این نوع فولاد از خاصیت چقرمگی متوسط، اعوجاج نسبتا پایین، سختی پذیری خوب، مقاومت سایشی بالا و ماشین کاری خیلی خوب برخوردار می باشد.

فولاد ۱.۲۵۴۲:
فولاد ۱.۲۵۴۲ جزء خانواده فولاد های ابزار سردکار با خاصیت چقرمگی و مقاومت به ضربه بالا، سختی پذیری متوسط، اعوجاج نسبتا پایین، ماشین کاری بسیار خوب می باشد.

فولاد ۱.۲۷۶۷:

این نوع فولاد دارای خاصیت سختی، مقاومت به سایش و مقاومت به ضربه بسیار خوب، چقرمگی و ماشین کاری متوسط می باشد.

فولاد ۱.۲۵۴۹:

گرید ۱.۲۵۴۹ جزء خانواده فولاد های ابزاری سردکار می باشد و از ویژگی های آن می توان به سختی پذیری مطلوب و مقاومت به سایش بالا اشاره داشت.

فولاد ۱.۲۸۴۲:

از ویژگی های فولاد ۱.۲۸۴۲ می توان به سختی پذیری، مقاومت به سایش، چقرمگی متوسط، اعوجاج نسبتا پایین و قابلیت ماشین کاری بالا اشاره داشت.

فولاد ابزار سردکار و گرم کار-1

فولاد گرم کار چیست؟

فولاد ابزار گرمکار کاربرد های بسیاری دارد و از آن برای تولید ابزار آلات در صنایع مختلف استفاده می کنند. فولاد های ابزار گرم کار دارای انواع مختلفی نظیر: فولاد ۱.۲۷۱۴ ، فولاد ۱.۲۳۴۴ ، فولاد ۱.۲۳۶۵ ، فولاد ۱.۲۳۴۳ ، فولاد ۱.۲۷۱۳ ، فولاد ۱.۲۶۰۶ و فولاد ۱.۲۵۶۷ می باشند که هر کدام از آن ها دارای مشخصات منحصر به فرد و کاربرد مخصوص به خود هستند.
با استفاده از فولاد های ابزاری گرمکار شکل دهی گرم قطعات کاری تولید شده از فلزات آهنی و غیر آهنی و مشتقات آن ها در درجه حرارت بالا امکان پذیر می شود.

معمولا این فولاد ها در صنایع مختلفی مانند: ریخته گری تحت فشار ، اکستروژن گرم و آهنگری سقوطی و همچنین در تولید لوله و شیشه مورد استفاده قرار می گیرند.

دقت داشته باشید که تجهیزات و ابزارآلات تولید شده از فولاد های ابزار گرم کار همیشه در مجاورت درجه حرارت بالا و همچنین در معرض تغییرات و نوسانات بار های حرارتی ناشی از تماس مداوم سطوح ابزار با مواد در حال پردازش قرار دارند.
از خواص مهم این فولاد ها می توان به مقاومت تمپرینگ بالا، استحکام دمایی، مقاومت در برابر شوک های حرارتی، تافنس در دمای بالا و مقاومت سایشی مطلوب اشاره داشت.
استفاده از فولاد های ابزاری گرم کار با کیفیت برای تضمین و اطمینان از درجه مطلوب بهره وری عملیاتی و کارایی بالا امری الزامی می باشد. فولاد ابزار گرم کار به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود و فناوری تولیدی مورد استفاده، از عملکرد مطلوبی برخوردار می باشد.

به صورت کلی فولاد های ابزار گرم کار از آلیاژ های مقدار متوسط و پر آلیاژ می باشند. میزان کربن در بیشتر این فولاد ها پایین می باشد. (حدود ۰.۲۵ درصد تا ۰.۶ درصد)

فولاد ابزار سردکار و گرم کار-1

خصوصیات فیزیکی و مکانیکی فولاد ابزار گرم کار

فولاد های ابزاری گرم کار همه باید خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاصی باشند. این خصوصیات به شرح زیر می باشد:

  • قابلیت ماشینکاری خوب در شرایط آنیل شده
  • مقاومت در برابر تغییرات ناخواسته ی شکلی در دمای کاری
  • مقاومت در برابر تغییر شکل در حین عملیات حرارتی
  • مقاومت در برابر سایش در دمای کاری
  • مقاومت در برابر شوک های حرارتی

تقسیم بندی فولاد گرمکار از نظر خواص

فولاد های گرم کار به دو دسته مولیبدن و تنگستن تقسیم می شود. در ادامه هر یک را به صورت مختصر مورد بررسی قرار می دهیم.

فولادهای مولیبدن دار

فولاد مولیبدن دار در مقایسه با فولاد تنگستن دار چقرمگی و مقاوت در برابر شوک حرارتی بیشتری دارد. به همین دلیل این فولاد را می توان به راحتی با آب سرد کرد. این دسته فولاد در مقایسه با سایر موارد بیشتر به عنوان فولاد گرم کار برای تولید قالب اکستروژن مورد استفاده قرار می گیرد.

فولاد های تنگستن دار

فولاد های تنگستن دار از مقاومت نسبتا بالایی در برابر حرارت برخوردار می باشند. این فولاد به دلیل چقرمگی پایین دارای کاربرد های خاصی برای آن در نظر گرفته می شود. دقت داشته باشید که قالب اکستروژن تولید شده از فولاد گرمکار باید بتواند در مدت زمان طولانی تنش های مکانیکی شدید به همراه تغییرات تنش های حرارتی را تحمل کند.
از فولاد ابزار گرم کار معمولا برای تولید ابزار و قالب های شکل دهی گرم آلیاژ های از نوع آهنی و غیر آهنی در دما های بیش از ۲۰۰ درجه استفاده می شود.

فولاد ابزار سردکار و گرم کار-1

خواص فولادگرمکار

  • استحکام کششی گرم بسیار زیاد
  • قابلیت ماشینکاری خوب
  • مقاومت در برابر تغییر شکل در طول عملیات حرارتی
  • مقاومت به ضربه خوب
  • مقاومت در برابر شوکهای حرارتی
  • مقاومت به سایش در دمای بالا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.