سایر

خواص و کاربرد های فولاد ابزار

فولاد ابزار

فولاد ابزار در واقع به دسته ای از فولاد های آلیاژی یا کربنی گفته می شود که از آن ها می توان در ساخت قالب و ابزار استفاده کرد. از خواص این فولاد ها می توان به سختی پذیری، مقاومت به تغییر شکل و دفورمه شدن، مقاومت به سایش، درجه حساسیت در مقابل انقباض ، حفظ لبه برش دهنده در دما های بالا اشاره داشت. به همین دلیل فولاد های ابزار برای شکل دهی به سایر مواد گزینه ای ایده آل به حساب می آیند. دقت داشته باشید که انتخاب فولاد ابزار به بستگی به کاربرد ابزار دارد.
معمولا انقباض در فولاد ها در حین عملیات سخت کردن اتفاق می افتد. البته در این بین فولاد هایی هم وجود دارند که انقباض در آن ها جزئی صورت می گیرد. در این فولاد ها بعاد قطعه پیش از عملیات سخت کردن می توان به همان اندازه ابعاد نهایی در نظر گرفت. معمولا از فولاد های بدون انقباض در تولید قطعات پرسی پیچیده استفاده می شود.

فولادهای ابزار

نحوه تولید فولادهای ابزار

همانطور که در ابتدا اشاره شد، فولاد های ابزار فولاد های آلیاژی یا کربنی هستند که دارای قابلیت آبدار شدن (سخت شدن) و بازپخت را دارند. مرحله بازپخت در واقع فرآیندی است که موجب تغییر خواص ماده مثل سختی پذیری می شود.
معمولا از کوره های قوس الکتریکی برای تولید فولاد های ابزار تمیز و عاری از هر گونه ناخالصی غیر فلزی استفاده می شود. توجه داشته باشید که با تغییر شکل و عملیات سطحی ویژه می توان از ظاهر شدن عیوبی خارجی و داخلی جلوگیری کرد، به طوری که از این طریق در عملیات حرارتی ابزار پیچیده خطر ایجاد ترک به صورت چشمگیری کاهش پیدا می کند.
عملیات حرارتی بیشتر فولاد های ابزار که در درجه حرارت های معمولی صورت می گیرد، تفاوت زیادی با عملیات حرارتی ذکر شده در فولاد های کم آلیاژی و غیر آلیاژی ندارد. با این حال به دلیل امکان ظاهر شدن تردی حرارتی در فولاد های ابزار، عملیات حرارتی باید با دقت زیادی صورت بگیرد.
فولاد های ابزاری که سریع سرد شده اند باید در درجه حرارت های نسبتا پایینی تحت عملیات بازپخت قرار بگیرند؛ در غیر این صورت سختی به دست آمده به طرز چشمگیری کاهش و سفتی آن افزایش پیدا می کند. از خواص این نوع فولاد ها می توان به سختی پذیری بالا، مقاومت به سایش، مقاومت گرمایی خوب اشاره داشت. فولاد ابزار سردکار، فولاد ابزار گرمکار، فولاد ابزار تندبر، فولاد ابزار مقاوم به شوک و فولاد ابزار سخت شده در آب از انواع فولاد های ابزار می باشند. در ادامه به خواص و کاربرد برخی از فولاد های ابزار می پردازیم.

فولاد ابزار

خواص و کاربرد های فولاد های ابزار

  • فولاد ابزار کربنی:
    این نوع فولاد مقاومت پایینی در برابر دمای بازپخت دارد و مقاومت سایشی آن نسبتا خوب می باشد. از فولاد ابزار کربنی در تولید ابزار برش سمبه، مته و تیغه برش استفاده می شود.
  • فولاد ابزار سردکار سخت شونده در روغن:
    فولاد ابزار سردکار سخت شونده در روغن مقاومت پایینی در برابر دمای بازپخت دارد و مقاومت سایشی آن خوب می باشد. این نوع فولاد ابزار در تولید ابزار برش و پولک یا سکه زنی با حساسیت کم در مقابل شکست کاربرد دارد.
  • فولاد ابزار سردکار سخت شونده در هوا:
    این نوع فولاد در برابر دمای بازپخت از مقاومت نسبتا خوبی برخوردار است و مقاومت سایشی آن خوب می باشد.
  • فولاد ابزار تنگستن دار:
    فولاد ابزار تنگستن دار در برابر ضربه و دمای بازپخت مقاوم می باشد و مقاومت سایشی آن نسبتا خوب است. از این نوع فولاد ابزار در تولید سمبه و پرس بتن شکن استفاده می شود.
  • فولاد ابزار کرم دار:
    این نوع فولاد ابزار در برابر حرارت و بازپخت از مقاومت خوبی برخوردار بوده و مقاومت سایشی نسبتا خوبی دارد. فولاد ابزار کرم دار در تولید ابزار ماشین های برش کاربرد دارند.
  • فولاد ابزار تنگستن دار:
    فولاد ابزار تنگستن دار در برابر دمای بازپخت از مقاومت بسیار خوبی برخوردار بوده و مقاومت سایشی خوبی دارد. این نوع فولاد ابزار در تولید ابزارهایی برای سرعت برش بالا مورد استفاده قرار می گیرد.
  • فولاد ابزار مولیبدن دار:
    این نوع فولاد ابزار از مقاومت بسیار خوبی در برابر بازپخت و همچنین مقاومت سایشی خیلی خوبی برخوردار می باشد.
فولاد ابزار

فولاد های ابزار تندبر

فولاد های ابزار تندبر یا خشکه هوایی در واقع یک گروه خاص از فولاد های ابزار می باشند. این نوع فولاد ها بسیار خوش تراش می باشند و علاوه بر سختی بالا دارای مقاومت فوق العاده بالایی در برابر درجه حرارت بازپخت می باشند. فولاد های ابزار تندبر در ابزار ماشین های تراش، مته، فرز و … کاربرد دارند.
دقت داشته باشید که این نوع فولاد ابزار می تواند سختی و توان برشی خود را تا دمای ۶۰۰ درجه سانتی گراد به صورت کامل حفظ کند. در فولاد های پر آلیاژی برای دست یافتن به مقاومت در برابر دمای بازپخت باید عملیات حرارتی خاصی صورت بگیرد. برای آستنیتی کردن فولاد تندبر درجه حرارت باید تا حدود ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد افزایش پیدا کند.
به همین دلیل پیش از اینکه ابزار در داخل کوره ای با حرارت بالا گرم شود، معمولا تا حد.د ۸۰۰ درجه سانتی گراد پیش گرم می شود. بعد از آستینیتی شدن بیشتر در وان هایی که حاوی روغن یا نمک محلول و یا در هوای معمولی سریع سرد می شوند.
دقت داشته باشید که برای جلوگیری از ترک برداشتن این نوع فولاد ها در اثر سختی بالا باید بلافاصله پس از خنک شدن در دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتی گراد تحت عمل بازپخت قرار بگیرند.

کاربرد فولاد های ابزار تندبر

از مهم ترین کاربرد های فولاد های ابزار تندبر می توان به تولید انواع ابزارهای برش مثل: مته ها، دریل، تیغه اره، تیغه تراش، ابزار های رو تراشی، ابزار های دنده تراشی و … اشاره داشت. همچنین این نوع فولاد ها به دلیل مقاومت سایشی خوب در قالب سازی و ساخت ابزار های دستی نیز کاربرد دارند.

فولاد ابزار

فولاد ابزار گرم کار

این نوع فولاد ها برای کاربرد هایی که دمای آن ها بالا تر از ۳۱۶ درجه سانتی گراد است، طراحی شده اند؛ چرا که آن ها از مقاومت سایشی بسیار خوبی برخوردار می باشند. فولاد ابزار گرم کار در مواردی که به مقاومت و سختی در برابر درجه حرارت بالا نیاز است، مورد استفاده قرار می گیرد.
از دیگر قابلیت های این نوع فولاد ابزار می توان به مقاومت در برابر شوک های حرارتی یا به مقاومت در برابر حرارت بالا اشاره داشت. به صورت کلی فولاد های ابزار گرم کار باید از خواص و ویژگی های زیر برخوردار باشند:

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

کاربرد فولاد های ابزار گرم کار

فولاد های ابزار گرم کار در فرآیند ریخته گری تحت فشار، اکستروژن فلزات، انواع روش های فورج گرم، تولید ساخت انواع لوله، تولید و ساخت شیشه و لوازم شیشه ای و … کاربرد دارند.

فولاد ابزار

فولاد ابزار سرد کار

در سال ۱۹۱۵ فولاد های ابزار کربن پر کرم برای اولین بار در آمریکا به عنوان جایگزین فولاد های ابزار تندبر تولید شدند. دقت داشته باشید که این فولاد ها در برش با سرعت بالا سختی کافی ندارند و کاملا ترد می باشند. به همین دلیل در مقایسه با سایر فولاد های ابزار کاربرد محدودی دارند.
این دسته از فولاد ها به دلیل مقاومت به سایش زیاد برای قالب های سرد کار کاربردی و مفید می باشند. همچنین به دلیل وجود مقادیر زیادی کرم، به اکسایش در دمای بالا نیز مقاوم هستند. به همین دلیل بعد از سخت شدن و صیقل خوردن در برابر زنگ زدگی از مقاومت خوبی برخوردار می باشند.
فولاد ابزار سردکار در واقع در فولاد هایی می باشند که آب دهی می شوند. فولاد های آب دهی شده در روغن از پر کاربرد ترین فولاد های ابزار به شمار می روند. این فولاد ها دارای ویژگی هایی مثل: عدم وجود ترک در مقاطع آب دهی شده، سختی زیاد در حالت آب دهی شده، سختی پذیری زیاد از دما های کم آب دهی، نگهداری لبه های تیز در ابزار برشی می باشد.
دقت داشته باشید که این فولاد ها برای کار گرم و یا برش با سرعت بالا مناسب نمی باشند. فولاد های آب دهی شده در روغن از لحاظ ریز ساختاری جزء فولاد های ابزاری پر کاربر به حساب می آید که وجود منگنز، کروم و تنگستن بالا در آن موجب افزایش سختی پذیری می شود. به همین دلیل به آب دهی در آب نیاز ندارند.
فولاد ابزار سردکار سخت شونده در هوا برای قالب های پیچیده مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع فولاد های ابزاری از چقرمگی و مقاومت سایشی بالایی برخوردار می باشند. دقت داشته باشید که حلالیت کرم، وانادیوم و مولیبدن در آستنیت موجب سختی پذیری بالایی در این آلیاژ ها می شود.

کاربرد فولاد های ابزار سرد کار

فولاد ابزار سرد کار برای تولید و ساخت ابزار هایی مثل: ابزار های ماشینی و دستی کاربرد دارد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.