0
04136674922

هر آنچه در مورد فولاد ابزار SPK نیاز دارید که بدانید – قسمت اول

فولاد ابزار SPK چه نوع فولادی است؟

 

فولاد ابزار SPK نامگذاری شرکت بوهلر (BOHLER) بر روی فولادی است که کاربرد زیادی در ابزارها و تیغه های برشی، قالب های دوره زنی و سوراخ کاری، قالب های شکل دهی سرد، قالب های کله زنی سرد و کشش، قالب های ریختگری تحت فشار آلومنیوم، قالب های تولید لوله،‌ سوزن، ابزار و قالب های خان کشی، برقوها، سنبه ها، ماتریس های کشش، نازل های سند بلاست و غیره دارد. فولاد SPK یک فولاد ابزار سردکار پر کروم و پر کربن و معادل شماره مواد ۱٫۲۰۸۰ و فولاد X210Cr12 در نامگذاری DIN EN است. معادل این فولاد در نامگذاری AISI/SAE فولاد ابزار D3 و شماره UNS آن T30403 است. فولاد SPK در آخرین تغییرات نامگذاری محصولات بوهلر، با نام فولاد K100 معرفی شده است ولی در صنعت کشورمان، همچنان با نام SPK شناخته می شود. اطلاعات بیشتر در خصوص فولاد SPK پس از آشنایی مختصر با فولادهای ابزار، فولادهای ابزار سرد کار و فولادهای ابزار سرد کار پر کربن-پر کروم ارائه خواهد شد.

 

 

 

 

 

 

فولادهای ابزار چه نوع فولادهایی هستند؟ کاربرد فولادهای ابزار چیست؟

 

فولادهاي ابـزار (Tool Steels) گروهی از فولادهای كربنی و آلياژی هستند كه از آن ها برای ساخت، ماشین کاری و شکل دادن سایر مواد مثل فلزات، پلاستیک ها، چوب و … استفاده می شود. از این فولادها در ساختن ابزارهای ماشین کاری و براده برداری، ابزارهای برش، تیغه های برشی و خردکن، انواع مته، اره ها، انواع سنبه ها، ابزار دستگاه های معدن کاری، سوهان، چکش، انواع قالب های شکل دهی مثل قالب های فورج، اکستروژن، کشش عمیق و غیره، قالب های پرس کاری، قالب های ریخته گری، قالب های برش، قالب های پلاستیک و … استفاده می شود. از خواص مطلوب فولادهای ابزار می توان به سختی بالا و مقاومت به سايش عالی، پایداری ابعادی، مقاومت گرمايی خوب، استحکام کافی براي کار روی مواد و پایداری در شرایط کاری سخت اشاره نمود. فولادهای ابزار باید قابلیت ماشین کاری و شکل پذیری و قابلیت عملیات حرارتی را داشته باشند تا بتوان آن ها را به شکل مطلوب تبدیل کرده و خواص فيزيكی و مكانيكی مناسبی در آن ها به وجود آورد.

فولادهای ابزار بر حسب درصد عناصر موجود در آن ها به فولادهای ابزارسازی کربنی، كم آلياژ و پر آلياژ، بر حسب کاربرد به فولادهای سردكار و گرم كار و بر حسب مواد خنك كننده ای كه در هنگام سخت كاری آن ها به كار می رود، به فولادهای ابزار آبی، روغنی و هوايی تقسيم می شوند. طراحی فولادهای ابزار آلیاژی بیشتر بر اساس استفاده از عناصر انتقالی کاربیدساز قوی نظیر کروم، مولیبدن، تنگستن و وانادیم به عنوان عناصر اصلی آلیاژی در فولاد استوار است. حضور رسوبات ریز کاربیدی با سختی و دمای ذوب بسیار بالا در زمینه ی مارتنزیت بازپخت شده در ساختار فولادهای ابزار، مقاومت به سایش بالا، مقاومت گرمایی و پایداری بالای آن ها را در شرایط کاری سخت موجب می شود.

 

 

 

فولادهای ابزار به چه انواعی دسته بندی می شوند؟ انواع فولادهای ابزار شامل چه نوع فولادهایی است؟

 

طبق طبقه بندی انجمن آهن و فولاد آمریکا (AISI) و انجمن مهندسان خودرو (SAE)، فولادهای ابزار بر مبنای روش آب دهی (کوئنچ)، روش کاربرد، ویژگی های خاص و ترکیب شیمیایی آن ها، به گروه های زیر تقسیم می شوند:

 

۱- فولادهای ابزار سخت شونده در آب – گروه W

۲- فولادهای ابزار مقاوم به ضربه و شوک – گروه S

۳- فولادهای ابزار سرد کار

  • ۳-۱- فولادهای ابزار سردکار سخت شونده (سرد شده) در روغن – گروه O
  • ۳-۲- فولادهای ابزار سردکار آلیاژ متوسط سخت شونده (سرد شده) در هوا (هوا سخت) – گروه A
  • ۳-۳- فولادهای ابزار سردکار پر کروم و پر کربن- گروه D

۴- فولادهای ابزار گرم کار- گروه H

  • ۴-۱- فولادهای ابزار گرم کار نوع کروم دار – مثل فولادهای H-10 تا H-14 و H-19
  • ۴-۲- فولادهای ابزار گرم کار نوع تنگستن دار – مثل فولادهای H-21 تا H-2
  • ۴-۳- فولادهای ابزار گرم کار نوع مولیبدن دار – مثل فولاد H-42
  • ۴-۴- فولادهای ابزار گرم کار ویژه

۵- فولادهای ابزار تندبر

  • ۵-۱- فولادهای ابزار تندبر نوع تنگستن دار – گروه T
  • ۵-۲- فولادهای ابزار تندبر نوع مولیبدن دار- گروه M

۶- فولادهای ابزار کم آلیاژ با کاربرد خاص – گروه L

۷- فولادهای قالب – گروه P

 

 

فولاد ابزار سرد کار چه نوع فولاد ابزاری است؟

 

فولادهای ابزار سردکار (Cold Work Tool Steels) فولادهای ابزاری هستند که قابلیت حفظ سختی در دماهای بالا و برش با سرعت زیاد را ندارند و عنوان سردکار برای آن ها بیانگر این واقعیت است که اغلب فولادهای این گروه برای ساخت ابزارهای صنعتی در دماهای پایین (زیر ۲۶۰ درجه سانتیگراد) مناسب هستند. مهم ترین خاصیت فیزیکی این گروه از فولادها، مقاومت به سایش و حفظ خاصیت برندگی و تیزی برای کاربردهای برشی و براده برداری تحت شرایط کاری سرد یا دمای پایین است. برای ارائه بهترین کارکرد، لازم است این فولادها را بین ۶۵-۶۰ راکول سی سخت نمود. این سختی علاوه بر ساختار مارتنزیتی حاصل از عملیات حرارتی، مرهون وجود رسوب کاربیدهای عناصر آلیاژی نظیر کروم، وانادیم، مولیبدن، تنگستن و … است. به علت وجود فازهای ترد در ساختار این فولادها، چقرمگی آن ها پایین است. حضور نیکل و منگنز به بهبود خواص چقرمگی آن ها کمک می کند. در این فولادها، ناخالصی های مضر مثل گوگرد، فسفر و هیدروژن باید در حد لزوم کاهش یابد. به همین دلیل خواص آن ها در فرایند تولید باید توسط روش هایی نظیر گاززدایی در خلاء، ESR (روشی که طی آن شمش ریخته گری شده در دستگاه مخصوص به صورت قطره ای ذوب می شود و با افزودن کمک ذوب، ناخالصی ها از فولاد جدا شده و ساختار همگن تری از نظر توزیع عناصر آلیاژی در شمش به وجود می آید) و عملیات حرارتی میانی بهبود یابد. این فولادها معمولاً در مقاطع گرد، چهارگوش و تسمه به بازار عرضه می شوند. این فولادها هم از روش فورج چهار چکشه و هم از روش نورد قابل تولید هستند.

فولادهای ابزار سردکار در سه گروه طبقه بندی می شوند: سخت شونده در روغن (نوع O)، سخت شونده در هوا (نوع A) و فولاد ابزار پر کربن- پر کروم (نوع D). هر سه نوع این فولادها دارای درصد زیاد کربن ولی عناصر آلیاژی متفاوت هستند. این امر موجب می شود که سختی پذیری آن ها و مشارکت کاربید در میکروساختارهای سخت شده متفاوت باشد. نوع O را که دارای عناصر آلیاژی نسبتاً کمتری است را در روغن سرد و سخت می کنند ولی برای سخت کردن انواع A و D، آن ها را در هوا سرد می کنند. بنابراین فولادهای ابزار نوع A و D نسبت به ترک و تاب برداشتن در ضمن سخت شدن کمتر حساس اند. همچنین مقادیر زیاد کروم و مولیبدن در آن ها موجب می شود که درصد ذرات کاربید در میکرو ساختار آن ها زیاد بوده و لذا مقاومت به سایش آن ها عالی باشد. فولاد نوع O در استاندارد AISI در تیپ های O1، O2، O6 و O7 عرضه شده و مجموع عناصر آلیاژی منگنز، کروم، تنگستن و مولیبدن در آن ها کمتر از ۳ درصد است. فولاد نوع A در استاندارد AISI در تیپ های A2 تا A4 و A6 تا A10 عرضه شده و مجموع عناصر آلیاژی منگنز، کروم، وانادیم، تنگستن، مولیبدن و نیکل در آن ها بین ۴ تا ۱۲ درصد است. فولاد نوع D در استاندارد AISI در تیپ های D2 تا D5 و D7 عرضه شده و مقدار کربن آن ها ۱٫۵ یا ۲٫۲۵ درصد، مقدار کروم ۱۲ درصد و مجموع سایر عناصر آلیاژی وانادیم، مولیبدن و کبالت در آن ها بین ۱ تا ۵ درصد است.

 

 

فولاد ابزار سرد کار پر کربن – پر کروم چه نوع فولاد ابزاری است؟

 

پاسخ به این پرسش و معرفی کامل فولاد SPK در قسسمت بعدی این مطلب از وب سایت عصر مواد تقدیم خواهد شد.

 

 

 

 

 

سایر قسمت های این نوشته و نوشته های مرتبط در عصر مواد:

 


 

ارسال دیدگاه