يشير فولاذ الأدوات إلى مجموعة متنوعة من الفولاذ الكربوني والسبائك التي تكون مناسبة بشكل خاص لصنع الأدوات. تنبع ملاءمتها من صلابتها المميزة ، ومقاومتها للتآكل والتشوه ، وقدرتها على الحفاظ على طليعتها في درجات حرارة مرتفعة. لذلك ، فولاذ الأدوات مناسب للاستخدام في تشكيل المواد الأخرى.
هناك ست مجموعات من فولاذ الأدوات: تصلب الماء ، فولاذ الأدوات الباردة ، مقاومة الصدمات ، السرعة العالية ، العمل الساخن ، والأغراض الخاصة / قوالب الفولاذ البلاستيكية. يعتمد اختيار المجموعة على التكلفة ودرجة حرارة العمل وصلابة السطح المطلوبة والقوة ومقاومة الصدمات ومتطلبات المتانة. كلما زادت شدة ظروف الخدمة (ارتفاع درجة الحرارة ، والكشط ، والتآكل ، والحمل) ، زاد محتوى السبيكة وما يترتب على ذلك من كمية الكربيدات المطلوبة لصلب الأداة.
1. مجموعة تصلب المياه
سمي بهذا الاسم بسبب خاصيته الأساسية المتمثلة في الاضطرار إلى التهدئة في الماء. هذه المجموعة من الأدوات الفولاذية هي أساسًا من الصلب العادي عالي الكربون. يستخدم بشكل شائع بسبب تكلفته المنخفضة.
حصلت W group tool steel على اسمها من خاصيتها الأساسية المتمثلة في ضرورة إخمادها بالماء. فولاذ المجموعة W هو في الأساس فولاذ أملس عالي الكربون. هذه المجموعة من الأدوات الفولاذية هي الأكثر استخدامًا نظرًا لتكلفتها المنخفضة مقارنة بالمجموعة الأخرى. إنها تعمل بشكل جيد للأجزاء الصغيرة والتطبيقات التي لا توجد فيها درجات حرارة عالية ؛ فوق 150 درجة (302 درجة فهرنهايت) يبدأ في النعومة بشكل ملحوظ. صلابتها منخفضة ، لذلك يجب أن يخضع فولاذ الأدوات من المجموعة W للتبريد السريع ، الأمر الذي يتطلب استخدام الماء. يمكن أن يصل فولاذ الأدوات هذا إلى صلابة عالية (أكبر من HRC 66) وهش للغاية مقارنة بفولاذ الأدوات الأخرى. لا يزال فولاذ W يُباع ، في الغالب للزنبركات ، ولكن تم استخدامه أقل بكثير مما كان عليه في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الفولاذ W يتشوه ويتشقق أثناء التبريد أكثر من الفولاذ المروي بالزيت أو الهواء.
2. مجموعة العمل الباردة
وهي عبارة عن مجموعة من ثلاثة أنواع من الفولاذ: زيت مُروى ، ومُروى بالهواء ، وكروم عالي الكربون. يتميز الفولاذ في هذه المجموعة بصلابة عالية ومقاومة للتآكل ، مع صلابة متوسطة. غالبًا ما تستخدم في إنتاج الأجزاء الكبيرة أو الأجزاء التي تتطلب الحد الأدنى من التشويه عند التصلب.
يعمل كل من تبريد الزيت والتبريد بالهواء على تقليل التشوه وزيادة الإجهاد الناجم عن التبريد السريع في الماء ، لذلك تقل احتمالية حدوث التصدع.
2.1. تصلب الزيت
الفولاذ المقوى بالزيت الشائع هو O1 الصلب. إنه فولاذ جيد جدًا يعمل على البارد ، كما أنه يصنع سكاكين وشوك جيدة جدًا. يمكن أن تصلب إلى حوالي 57-61 HRC.
2.2. تصلب الهواء
أول أداة من الفولاذ المقوى بالهواء كانت عبارة عن فولاذ طري ، والذي كان يُعرف في ذلك الوقت باسم فولاذ تصلب الهواء.
يتميز الفولاذ الحديث المصلد للهواء بانخفاض التشوه أثناء المعالجة الحرارية بسبب محتواه العالي من الكروم. إن قابليتها للماكينة جيدة ولديها توازن بين مقاومة التآكل والمتانة (أي بين درجات D ومقاومة الصدمات).
23. محتوى عالي من الكربون والكروم ،
2.3.1. اكتب د
النوع D ، من فئة فولاذ أدوات العمل البارد ، يحتوي على ما بين 10 في المائة و 13 في المائة من الكروم. يحتفظ هذا الفولاذ بصلابته حتى درجة حرارة 425 درجة (797 درجة فهرنهايت). التطبيقات الأكثر شيوعًا لهذه الأدوات الفولاذية هي تشكيل القوالب ، وكتل الصب بالقالب ، ورسم القوالب. نظرًا لمحتواها العالي من الكروم ، تُعتبر بعض أنواع الفولاذ من نوع D عادةً غير قابلة للصدأ أو شبه غير قابلة للصدأ ، على الرغم من أن مقاومتها للتآكل محدودة للغاية بسبب ترسيب معظم مكونات الكروم والكربون الخاصة بها في شكل كربيدات.
فولاذ الأداة D2 مقاوم جدًا للاهتراء ، ولكنه ليس بنفس قوة سبائك الفولاذ السفلية. الخصائص الميكانيكية لـ D2 حساسة جدًا للمعالجة الحرارية. تستخدم على نطاق واسع في إنتاج شفرات القص ، وشفرات التسوية ، وأدوات القطع الصناعية ؛ تستخدم أحيانًا لشفرات السكين.
| ل | A2 – A10 | تصلب الهواء ، سبائك متوسطة |
| د. | D2 – D7 | نسبة عالية من الكربون والكروم |
| أيضاً | O1 – O7 | مقوى بالزيت ، منخفض الكربون |
2.3.2. اكتب 1.2767.5
ISO 1.2767 ، المعروف أيضًا باسم DIN X 45 NiCrMo 4 و AISI 6F7 و BS EN 20 B ، عبارة عن فولاذ أداة مقوى بالهواء مع عنصر سبائك أساسي من النيكل. لديها صلابة جيدة ، وحبوب مستقرة وقابلة للتلميع للغاية. إنها تستخدم بشكل أساسي للقوالب في تطبيقات قولبة حقن البلاستيك عالي الضغط. التطبيقات الأخرى هي قطع القوالب وتزوير القوالب والشفرات الصناعية.
درجات الفولاذ التالية هي أيضًا جزء من مجموعة العمل على البارد.
| كود AISI | تعيين AISI | نوع الأداة الصلب |
| دبليو | W1 إلى W7 | فولاذ مقاوم للماء عالي الكربون |
| W1A – 1B | كربون | |
| W2 – W3 | الفاناديوم الكربوني | |
| W4 – W5 | كربون كروم | |
| W7 | الكربون الكروم الفاناديوم |
3. مجموعة مقاومة الصدمات
هذه الفئة لديها مقاومة عالية للصدمات وصلابة جيدة. إنه مصمم لمقاومة الصدمات في درجات الحرارة المنخفضة والعالية. كما أن لديها صلابة عالية جدًا ومقاومة تآكل منخفضة نسبيًا.
توفر سبائك الكربيد المقاومة اللازمة للتآكل والصلابة وخصائص العمل على الساخن. تتميز هذه العائلة من الفولاذ بصلابة عالية للغاية ومقاومة تآكل منخفضة نسبيًا ويمكن أن تصل إلى صلابة عالية نسبيًا (HRC 58/6 0). في الولايات المتحدة ، تأتي الصلابة عادةً من 1 إلى 2 بالمائة من السيليكون و 0 ، 5-1 بالمائة من الموليبدينوم. في أوروبا ، يحتوي الفولاذ الصدمي عادةً على ما بين 0 .5٪ إلى 0.6٪ كربون وحوالي 3٪ نيكل. النيكل 1.75 في المائة إلى 2.75 في المائة لا يزال يستخدم في بعض سبائك الصلب منخفضة القوة (HSLA) والصدمات ، مثل L6 ، 4340 ، والفولاذ السويدي المنشار ، لكنه غالي الثمن نسبيًا. مثال على استخدامه في إنتاج لقم الثقب لآلات ثقب الصخور.
4. مجموعة عالية السرعة
يتم استخدام فولاذ الأدوات من النوع T و M لأدوات القطع حيث يكون من الضروري الحفاظ على القوة والصلابة في درجات حرارة عالية.
الصلب عالي السرعة (HSS أو HS) هو مجموعة فرعية من فولاذ الأدوات المستخدمة بشكل شائع في لقم الثقب وأدوات القطع. غالبًا ما تستخدم في شفرات المنشار الكهربائي ولقم الثقب. إنه متفوق على فولاذ الأدوات الأقدم عالي الكربون الذي كان يستخدم على نطاق واسع حتى الأربعينيات من القرن الماضي ، حيث يمكنه تحمل درجات حرارة أعلى دون أن يفقد مزاجه (الصلابة). تسمح هذه الخاصية لـ HSS بالقطع بشكل أسرع من الفولاذ عالي الكربون ، ومن هنا جاء اسم الفولاذ عالي السرعة. في درجة حرارة الغرفة ، في المعالجة الحرارية الموصى بها بشكل عام ، تُظهر درجات HSS عادةً صلابة عالية (أعلى من HRC60) ومقاومة للتآكل (مرتبطة عمومًا بمحتوى التنجستن والفاناديوم المستخدم عادةً في HSS) مقارنة بالكربون وفولاذ الأدوات الشائعة.
| م | M1 ، M7 ، M10 | الموليبدينوم |
| M30 ، M33 ، M34 ، M42 ، M43 ، M46 ، M47 | الموليبدينوم والكوبالت | |
| م 2 ، م 3 ، م 4 | الموليبدينوم والتنغستن | |
| M6 ، M15 ، M35 ، M36< M41, M44, M45 | الموليبدينوم والتنغستن والكوبالت | |
| أنت | T1 ، T2 ، T3 ، T7 ، T9 | التنغستن |
| T4، T5، T6، T8، T15 | التنغستن والكوبالت |
5. مجموعة العمل الساخنة
تم تطوير فولاذ الأدوات من المجموعة H خصيصًا للحفاظ على القوة والصلابة أثناء التعرض لدرجات حرارة مرتفعة لفترات طويلة.
فولاذ العمل الساخن عبارة عن مجموعة من الفولاذ المستخدم في قص أو تشكيل المواد في درجات حرارة عالية. تم تطوير فولاذ الأدوات من المجموعة H للحفاظ على القوة والصلابة أثناء التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة مرتفعة. فولاذ الأدوات هذا منخفض الكربون وسبيكة معتدلة إلى عالية مما يوفر صلابة جيدة وصلابة ساخنة ومقاومة جيدة للتآكل بسبب كمية كبيرة من الكربيد. تستند الفولاذ من H1 إلى H19 على محتوى الكروم بنسبة 5 بالمائة ؛ تعتمد H20 إلى H39 على 9-18 بالمائة من محتوى التنجستن و 3-4 بالمائة من محتوى الكروم ؛ تعتمد H40 إلى H59 على الموليبدينوم.
| ح | H10، H11، H12، H13 | الكروم والموليبدينوم |
| H14، H16، H19، H23 | الكروم والتنغستن | |
| H20، H21، H22، H24، H25، H26 | التنغستن | |
| H15، H41، H42، H43 | الموليبدينوم |
6. مجموعة الأغراض الخاصة / قوالب البلاستيك الصلب
فولاذ الأداة من النوع P قصير لفولاذ القالب البلاستيكي. وهي مصممة لتلبية متطلبات صب قوالب الزنك وقوالب حقن البلاستيك. درجات الصلب الشائعة مثل P20 ، 420 ، إلخ.
فولاذ الأداة من النوع L قصير للأغراض الخاصة من الفولاذ منخفض السبائك. L6 قوي للغاية.
فولاذ الأداة من النوع F مقوى بالماء وأكثر مقاومة للتآكل من فولاذ الأداة من النوع W.
| F | F1 | نسبة عالية من الكربون ، وسبائك منخفضة |
| F2 ، F3 | التنغستن | |
| إل | إل 1 ، إل 3 ، إل 7 | كربون> 0 ، 65 بالمائة ، كروميوم |
| L2 | كربون<0,65%, Cromo | |
| L6 | كربون> 0 ، 65 بالمائة ، نيكل | |
| س | S1 ، S3 | التنغستن |
| S2 ، S4 ، S5 ، S6 | السيليكون | |
| S7 | كروم | |
| ص | ص 1- ص 20 ، ص 21 | قالب فولاذي منخفض الكربون |
فولاذ الأدوات عبارة عن فولاذ "نظيف" عالي السبيكة من الناحية المعدنية ، يتم صهره في درجات حرارة منخفضة نسبيًا في الأفران الكهربائية ويتم إنتاجه مع إيلاء اهتمام خاص للتجانس. يمكن تنقيحها بشكل أكبر عن طريق نزع الكربنة بالأرجون / الأكسجين (AOD) ، أو طرق التفريغ ، أو تكرير الخبث (ESR). نتيجة لذلك ، غالبًا ما يتم تحديد فولاذ الأدوات للتطبيقات الحرجة ذات القوة العالية أو المقاومة للتآكل. نظرًا لمحتواها العالي من السبائك ، يجب درفلة فولاذ الأدوات أو تشكيله بعناية للحصول على منتجات قضبان مرضية.
لتطوير أفضل خصائصها ، يتم دائمًا معالجة فولاذ الأدوات بالحرارة. نظرًا لأن الأجزاء يمكن أن تتشوه أثناء المعالجة الحرارية ، يجب أن تكون الأجزاء الدقيقة نصف منتهية ومعالجة بالحرارة ثم الانتهاء. من المحتمل جدًا حدوث تشوهات خطيرة أثناء تبريد السائل ، لذلك يجب اختيار سبيكة توفر الخواص الميكانيكية اللازمة مع التبريد الأقل شدة.
إذا كنت بحاجة إلى أدوات فولاذية أو لديك أي أسئلة حول فولاذ الأدوات ، فالرجاء ترك تعليق أو الاتصال بنا في أي وقت.
