شنبه , ۱۳ آذر ۱۳۹۵
دانلود رایگان نرم افزار آنالیز تصویر + فیلم آموزشی
image021

فولاد های ابزار

فولاد های ابزار

ارسالی از : محمدتقی محمدی

 

مقدمه

فولاد ابزار چیست؟

از نظر کاربرد:هر فولادی که برای ساختن ابزارهای برش شکل دادن یا به عبارتی شکل دادن مواد به صورت قطعات با کاربردهای مشخص به کار رود.

از نظر ترکیب شیمیایی:فولاد های ابزار فولاد های کربنی یا آلیاژی اند که قدرت سخت شدن وبازپخت را دارند.

بعضی از خواص مطلوب فولاد های ابزار مقاومت سایشی و سختی زیاد مقاومت گرمایی خوب واستحکام کافی برای کار روی مواد است.

فولاد های ابزار

ویژگی های اصلی برای انتخاب

به طور کلی انتخاب یک فولاد ابزار در یک مورد خاص تنها به یک فولاد و یا حتی گروه مشخصی از فولادها محدود نمی شود. بلکه به عوامل زیر بستگی دارد:
هزینه

سهولت ماشین کاری

امکان ساخت

خواص مکانیکی مورد نظر

کارکرد

کارکرد فولادهای ابزار در خطوط سرویس به ۴ عامل بستگی دارد:

– طراحی قطعه

– کیفیت ساخت قطعه

– انتخاب نوع فولاد

– عملیات حرارتی

با کمی تفاوت در نوع عملیات حرارتی، فولادهای ابزار برای رسیدن به خواص مطلوب مثل مقاومت به تغییر شکل، سایش و شکست باید عملیات حرارتی شوند. تنها شکل های ساده و آن هم در موارد جزیی به صورت مستقیم مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع فولاد های ابزار

فولادهای ابزار تندبر   (High Speed Tool Steels)

فولادهای گرم کار (Hot Work Tool Steels)

فولادهای سرد کار    (Cold Work Tool Steels)

فولادهای ابزار مقاوم به شوک  (Shock Resisting Tool Steels)

فولادهای ابزار کم آلیاژ (Low Alloy Special-purpose Steels)

فولادهای ابزار قالب (Mold Steels)

فولادهای ابزار سخت شونده با آب ( water-hardening tool steels)

در اینجا ما انواع فولاد های ابزار نام برده را به اختصار توضیح میدهیم:

فولادهای ابزار تندبر

(High Speed Tool Steels)

فولادهای تندبر به دو گروه تقسیم می شوند:

  • فولادهای تنگستنی

(tungsten high speed steels)  گروه ‏T

  • فولادهای مولیبدنی

(molybdenum high speed  steels)  گروه M

با وجود تفاوت زیاد در ترکیب این دو خانواده اکثر خواص متالورژیکی آن ها مشابه است. کاربرد اصلی این فولادها براده برداری است. ( قلم تراش، تیغه فرز، مته)

ویژگی اساسی این فولادها حفظ سختی و مقاومت در برابر سایش در حین برش در دمای بالا است. کاربیدهای مختلف نظیرM6C,MC,M2C  نقش اصلی در مقاومت در برابر سایش را ایفا می کنند.

حضور مولیبدن باعث کاهش قیمت فولاد می شود اما تمایل به رشد دانه و دکربوره شدن را افزایش می دهد.

کاربردها و ترکیب شیمیایی فولاد های تندبر گروه T

image001

image003

فولاد های تندبر تنگستنی درابزارهای خشن کاری و تمام کاری با بالاترین مقاومت سایشی، ابزار تراشکاری و صفحه تراشی در شرایط حاد و با استحکام و چقرمگی بالا، گرفتن بهترین سختی در حالت سرخ شده، مته های مارپیچ، ابزارهای پیچ تراشی، تیغه های فرز و سمبه های سوهان تراشی استفاده و کاربرد دارد.

کاربردها و ترکیب شیمیایی فولاد های تندبر گروه M

image006

 

فولاد های تندبر مولیبدنی درتیغه های فرز برای شرایط حاد، مته مارپیچ، ابزارهای خشن کاری با بالاترین نیروها، ابزارهای تراشکاری ، خانکشی، برقوکارها، ابزارهای پیچ تراشی، قلاویزها و …استفاده میشود.

 

 

فولادهای سرد کار

    (Cold Work Tool Steels)

فولادهای ابزار در این گروه به سه دسته مجزا تقسیم می شوند:

فولادهای کم آلیاژ و سخت شونده در روغن ( O )

فولادهای آلیاژ متوسط هوا سخت ( A )

فولادهای سردکار پر کروم پر کربن ( D )

کاربرد و ویژگی ها و ترکیب شیمیایی آنها

این فولادها قابلیت حفظ سختی در دمای بالا را ندارند اما در دماهای پایین مقاومت سایشی بالایی دارند. عمق سختی پذیری بالا بوده  و اعوجاج کمی در حین عملیات حرارتی دارند. احتمال ترک برداشتن در اشکال پیچیده حین عملیات حرارتی وجود دارد. استفاده برای برش در دماهای پایین مقرون به صرفه تر است.

image007

image009

image011

فولادهای ابزار سخت شونده با آب

 ( water-hardening tool steels

در حقیقت همان فولادهای کربنی بوده و میزان کربن در این فولادها بستگی کامل به نوع مصرف آن ها بین ۰٫۶ تا ۱٫۴ متغیر است. فولادهای W1 و W2 بیشترین کاربرد را دارا هستند و بر اساس مقدار کربن به سه دسته تقسیم می شوند:

فولادهای ۰٫۶ تا ۰٫۷۵ برای مصارفی که به چقرمگی کافی نیاز دارند نظیر برش فلزات مته ها چکش ها

فولادهای با ۰٫۷۵ تا ۱ درصد که به سفتی و سختی بالا نیاز دارند. مثل سنبه ها و قلم ها

فولادهای با ۱ تا ۴/۱ درصد که به خواص مقاومت در برابر سایش نیاز دارند مانند ابزار چوب برای قلاویز و ابزار تراش

به طورکلی این فولادها درمقایسه با فولادهای ابزار آلیاژی ارزانتر بوده و ویژگی مهم دیگر آن سختی پذیری با عمق کم آن است. یعنی ابزار دارای سطح سخت و مرکزی نرم و چقرمه است.

چون کاربید رسوب کرده در این گروه Fe3C است لذا مقاومت به سایش از گروه های قبلی کمتر می باشد این فولادها در صنایع چوب، نساجی و ابزارهای سنبه سازی کاربرد دارند.

image013

فولادهای گرم کار

 (Hot Work Tool Steels)

–  فولادهای کروم دار

–  فولادهای تنگستن دار

–  فولادهای مولیبدن دار

این فولادها از خواص فیزیکی خاصی برخوردارند که فولادهای ابزار سرد کار یا برشی فاقد آن هستند. انتخاب آنها به شرایط کاری وابسته بوده و نمی توان آن را برای شرایط مختلف کاربردی استفاده کرد.

برای کارکرد بهتر در دمای بالا مجموعه ای از خواص استحکامی، چقرمگی و مقاومت به سایش مورد نیاز است. و شرایط کاربردی نظیر نحوه بارگذاری و نحوه خنک کاری بسیار مهم است.

فولادهای گرم کار حاوی کروم

شامل کروم، بعضی موارد تنگستن مولیبدن و وانادیم می باشد.میزان بالای کرم باعث هوا سخت شدن این فولادها می شود. حضور تنگستن و مولیبدن در فولادهای H11 , H14 باعث حفظ استحکام و سختی در دماهای بالا می شود.

در این گروه فولادهای H11,H12,H13 بیشترین کاربرد را دارا هستند. از مزایای این فولادها حفظ سختی تا دمای ۵۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.

فولادهای گرم کار حاوی تنگستن و مولیبدن

فولادهای حاوی تنگستن بیشترین استحکام را در دمای بالا را دارند. چقرمگی این گروه پایین است.مقاومت این فولادها در برابر شوک های حرارتی نیز کم است و نمی توان آن ها را با گردش آب در قالب خنک کرد.معمولا در اکسترود برنج و فولاد استفاده می شوند.

فولاد گرم کار حاوی مولیبدن به ندرت برای قالب های گرم کار استفاده می شود.خواص آن شبیه به فولادهای تنگستنی است و مزیت اصلی آن ها مقاومت در برابر ترک های حرارتی است.

در هر صورت کاربرد این گروه محدود بوده و کمتر در قالب های گرم کار استفاده می شود.

image015

فولادهای ابزار مقاوم به شوک

  (Shock Resisting Tool Steels)

کار اصلی این گروه فولادها در ابزارهایی است که تحت بارهای ضربه ای و مکرر قرار دارند. مقاومت متوسطی در برابر سایش دارند.

در ساخت فنرها کاربرد زیادی دارند. نسبت به سایر گروه ها چقرمگی بالایی دارند همانند گرم کارها  اما از گروه Pکمتر می باشد.

این فولادهابرای اسکنه، دستگاه های پرچ و کاربردهایی که در آن ها نیاز به چقرمگی بالا و مقاومت به ضربه باشد استفاده می شوند.

image017

 

image020

image022

 

فولادهای ابزار کم آلیاژ

 (Low Alloy Special-purpose Steels)

این گروه شامل مقادیر کم کروم، نیکل، وانادیم، و مولیبدن می باشد. در ابتدا ۷ فولاد از این خانواده کاربرد زیادی داشت. اما به دلیل کاهش تقاضا فقط انواع L2,L6 کاربرد بیشتری دارند. هر چند هر دوی این فولادها با روغن سخت می شوند، اما برای مقاطع بزرگ از آب نیزاستفاده می شود. این گروه بیشتر برای قسمت های مختلف ماشین ها مثل مرغک های ماشین و حدیده های پیچ تراشی به کار می رود.

 

image023

فولادهای ابزار قالب

 (Mold Steels)

مصرف اصلی این فولادها برای ساخت قالب های پلاستیک است. قالب هایی که تحت فشار بالا در معرض مواد ساینده قرار دارند و همچنین تا دمای حدود ۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت دارند.لذا سطح قالب باید سخت و مرکز نرم باشد. این فولادها معمولا کربوره می شوند. و پس از آن به مقاومت سایشی بالا میرسند.

image025

 

منابع و مآخذ:

  • متالوژِی کابردی فولاد ها
  • ASM Hand book (tool material)
  • اینترنت :

http://diemohammadi.persianblog.ir

 

 

درخواست انجام پروژه آنالیز تصویر

همچنین ببینید

RavrJ_big_03

تست غیر مخرب مایعات نافذ pt

موضوع پروژه :تست مایعات نافذ PT در صنعت دانشجویان: هادی جوان بخت  /  علی تلگردی …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.