فولاد تندبر
فولاد ابزاری تندبر
فولاد تندبر یا خشکه هوایی (high speed steel) که معروف به HSS نیز هستند جزء فولاد های ابزار دسته بندی می شوند که انواع مختلفی دارند که از انواع آن می توان به ۱٫۳۲۵۵ – ۱٫۳۲۶۵ – ۱٫۳۲۰۷ – ۱٫۳۳۴۳ و … که از ویژگی های آن به درصد های بالای عناصرV – W – MO – Cr – C- CO ذکر کرد که باعث بالا رفتن مقاومت به سایش و برش می گردد از این رو در ابزار های برشی از جمله تیغه یا مته های سوراخ کاری بسیار کاربرد دارند.
این دسته از فولاد های عناصر کربن و تنگستن و کروم بسیار بالا دارند ولی عنصر کبالت در بعضی از گرید ها از جمله ۱٫۳۲۵۵ وجود دارد و در بعضی از گرید ها نیز وجود ندارد. برندگی مهمترین ویژگی فولادهای تندبر یا خشکه هوایی است و برجسته ترین ویژگی فولاد های تندبر، دلیل نام گذاری این نوع فولاد است.
فولادهای خشکه هوایی (تندبر ) اصولاً برای برش «رنده‌های تراش» به کار می‌روند و علاوه بر کربن، ممکن است شامل عناصر دیگری نیز باشند از قبیل تنگستن، مولیبدن، کروم، وانادیوم و کبالت باشند. در کلیه استانداردهای فولاد تندبر، علاوه بر عناصر مشترک در فولادها، عناصری نظیر کبالت، کروم، مولیبدن، وانادیوم و تنگستن نقش فوق العاده خود را در ساختار فولاد ایفا کرده و فولادهای تندبر با خواص برندگی و تراش دهی پدید آمده اند.
در فولاد خشکه هوایی از کربن برای حفظ سختی در درجه حرارت بالااستفاده می شودو از وانادیم برای افزایش استحکام و مقاومت به سایش آهن وهمچنین از کروم نیز به عنوان عامل بهبود چقرمگی (Toughness) و مقاومت در مقابل سایش.
از فولاد تندبر برای تراش، فرزکاری و برش کاری بر روی اجسام سخت استفاده می شود. فولاد های تندبر با دارا بودن سختی (به طور میانگین) ۶۰ تا ۷۰ راکول در گروه سخت ترین فولاد های آلیاژی جای گرفته اند.
انواع فولاد تندبر (خشکه هوایی)
فولادهای تندبر آلیاژهایی هستند که خواص خود را از تنگستن یا مولیبدن و معمولاً هر دو بدست می‌آورند. این فولادها جزو سیستم آلیاژی چند-جزئی آهن کربن-X هستند که در آن X نشانگر یکی از عناصر کروم، تنگستن، مولیبدن، وانادیوم یا کبالت است. معمولاً درصد عنصر X بیشتر از ۷٪ به همراه بیش از ۰٫۶٪ کربن است. این درصدها به تنهایی باعث افزایش سختی فولادها نشده و برای تبدیل به فولاد تندبر واقعی نیاز به عملیات حرارتی دما بالا دارند.
در سیستم واحد نامگذاری (UNS)، گریدهای نوع تنگستنی (برای مثال T1 و T15) به صورت سری T120xx نامگذاری میشوند، در حالیکه گریدهای نوع مولیبدنی (برای مثال M2 و M48) به صورت سری T113xx نامگذاری میشوند. در استاندارد ASTM هفت نوع گرید تنگستنی و ۱۷ نوع گرید مولیبدنی به رسمیت شناخته میشود. افزودن مجموع حدود ۱۰٪ تنگستن و مولیبدن راندمان سختی و استحکام فولادهای تندبر را بیشینه کرده و کمک میکند که این فولادها در دماهای بالا این خواص را حفظ کنند.
فولادهای تندبر تنگستنی
T1: اولین فولاد تندبر ساخته شده می‌باشد. این فولاد امروزه با فولاد M2 جایگزین شده‌است. برای ساخت تیغچه – فرز – برقو – حدیده – قلاویز – ماتریس – قلم تراش و غیره مخصوص کار روی آهن – فولاد – چدن های مختلف و مواد سخت دیگر ٬ مقاوم در مقابل ضربه و اصطکاک بدون مواد خنک کننده هم خوب است.
جدول استانداردها و نام های بین المللی
| HRC | عملیــــات حرارتـــــــی | آنالـــیـــــــــــــــز | استاندارد آلمان | ||||||||||||
| سختی به راکول | درجه حرارت برگشت | محیط خنک کردن | آبکاری | تابانیدن | آهنگری | C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | V | W |
DIN |
W.Nr |
| ۶۴-۶۶ | دو مرتبه در ۵۵۰-۵۸۰ درجه برگشت داده و در هوا خنک شود | روغن یا هوای فشرده حمام نمک ۵۰۰-۵۵۰C | ۱۲۴۰-۱۲۸۰ | ۷۷۰-۸۴۰ | ۱۱۵۰-۹۰۰ | ۰٫۸ | ۴٫۳ | ۰٫۷ | ۱٫۵ Co:4.8 | ۱۸٫۰ | S18-1-2-5 (E18Co5) | ۳۲۵۵ | |||
| روسیه Gost | ایتالیا UNi | انگلیسB.S | امریکاAISI | آساب سوئد | پلدی چک وCSN | تایسن آلمان(TEW) | روشلینگ آلمان(زاراشتال) | بـهـلــــــــر | |
| نام قدیم | نام جدید | ||||||||
|
RI8K5F2 |
X78WCO 1805KU | ~BT4 | ~T4 | MAX SPECIAL55 CSN:19855 | KOBALT2 | GIGANT77 | SUPER RAPID EXTRA500 | S305 | |
فولادهای تندبر مولیبدنی
M1: فولاد M1 خواص استحکام در دمای بالای M2 را ندارد، اما نسبت به شوک مقاوم تر بوده و انعطاف پذیرتر است.
M2: فولاد M2 فولاد تندبر «استاندارد» صنعت و پرکاربردترین آنها است.
این فولاد دارای کاربیدهای کوچک و تقسیم شده به صورت منظمی است که باعث شده این فولاد مقاومت به سایش بالایی داشته باشد، اما حساسیت دکربوریزه شدن آن کمی بالاست.
سختی این فولاد پس از عملیات حرارتی برابر سختی T1 میشود، اما مقاومت به خمش آن تا ۴۷۰۰ مگاپاسکال می‌رسد. همچنین استحکام و خواص ترموپپلاستیسیته آن ۵۰٪ بیشتر از T1 است.
از این فولاد برای ساخت ابزارهای زیادی از جمله مته، قلاویز، برقو و… استفاده میشود. در استاندارد ISO 4957 فولاد ۱٫۳۳۴۳ معادل فولاد M2 می‌باشد.
M7: از فولاد M7 برای ساخت مته‌های بزرگتر که انعطاف‌پذیری و عمر زیاد نیز از اهمیت بالایی برخوردار است استفاده میشود.
M50: فولاد M50 خواص استحکام در دماهای بالای سایر گریدهای HSS را ندارد، اما برای دریل‌هایی که شکست مشکل اساسی آنها است و نیاز به انعطاف‌پذیری بیشتری است مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این گرید معمولاً برای ساخت ساچمه‌های بلبرینگ‌های دما-بالا نیز استفاده میشود.
جدول استانداردها و نام های بین المللی
| HRC | عملیــــات حرارتـــــــی | آنالـــیـــــــــــــــز | استاندارد آلمان | ||||||||||||
| سختی به راکول | درجه حرارت برگشت | محیط خنک کردن | آبکاری | تابانیدن | آهنگری | C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | V | W | DiN | W.Nr |
| ۶۴-۶۶ | دو مرتبه در ۵۴۰-۵۷۰ درجه برگشت داده و در هوا خنک شود | روغن یا هوای فشرده حمام نمک ۵۰۰-۵۵۰C | ۱۱۹۰-۱۲۳۰ | ۷۷۰-۸۴۰ | ۱۱۰۰-۹۰۰ | ۰۸۹ | ۴٫۳ | ۵٫۰ | ۱٫۹ | ۶٫۴ | S 6-5-2 (DMo5) | ۳۳۴۳ | |||
| روسیه Gost | ایتالیا UNi |
انگلیسB.S |
مریکاAISI | آساب سوئد | پلدی چک وCSN |
تایسن آلمان (TEW) |
روشلینگ آلمان (زاراشتال) | بـهـلــــــــر | |
| نام قدیم | نام جدید | ||||||||
| ~R6M3 | X82WMO 0605KU X82WMO V65 | BM2 | M2 | HSP41 | MAX SPECIAL M05 CSN:19830 | MO 20 | GIGANT M5 | SUPER RAPID EXTRAMO | S600 |
فولادهای تندبر کبالتی
افزایش عنصر کبالت باعث افزایش مقاومت به گرما میشود و می‌تواند سختی را تا بالای ۶۷ راکول افزایش دهد.
M35 :M35 مشابه M2 است که ۵٪ عنصر کبالت به آن اضافه شده است. M35 را معمولاً با نام فولادکبالتی، HSSE یا HSS-E نیز می‌شناسند. این فولاد نسبت به M2 توان کارکردن در سرعت‌های بالاتر و عمر بیشتری دارد.
M42: فولاد M42 فولادتندبر سری مولیبدن بوده که دارای ۸ تا ۱۰٪ کبالت است. از این گرید معمولاً در صنایع تراشکاری و فرزکاری حرفه ای استفاده میشود چرا که نسبت به سایر گریدهای فولادهای تندبر، خواص مقاومت به گرمای فوق‌العاده‌ای دارد و اجازه می‌دهد ابزار با سرعت‌های بیشتری کارکرده و زمان تولید کاهش پیدا کند. همچنین مقاومت به «لب پر شدن» M42 در هنگام استفاده آن برای برش مقاطع ناپیوسته بیشتر از سایر گریدها بوده و نسبت به ابزارهایی که از جنس کاربید ساخته شده‌اند، ارزان قیمت تر هستند. ابزارهای ساخته شده از این گرید معمولاً با نماد HSS-Co مشخص میشوند.
پوشش (Coating)
عمر ابزارهای ساخته شده از فولادهای تندبر را میتوان با پوشش دهی افزایش داد. تیتانیوم نیترید (TiN) یکی از این پوشش هاست. وظیفه این پوشش‌ها معمولاً افزایش خاصیت روانکاری و سختی است.
گرید های مختلف فولاد تندبر
فولاد ۱٫۳۳۴۳ (S600)
فولادهای تندبر یا HSS (خشکه هوایی) مخفف High-Speed Steels ، جزو موادی هستند که در ساخت ابزارهای برشی کاربرد دارند. این ابزارها در ماشینهای برشی مثل فرز و تراش استفاده میشوند. عمده ترین استفاده از فولاد های تندبر ، فولادهایی است که شامل %۱۸تنگستن ، ۴% کروم و ۱ % وانادیوم است.فولادهای تندبر، که شامل ۱۸ درصد تنگستن یا مولیبدن که به منظور افزایش سختی حرارتی ابزار استفاده میشوند و همچنین ۴ درصد کروم که برای افزایش استحکام ابزار در برابر تغییر طول استفاده میشود.همچنین ۱ درصد وانادیوم که به منظور افزایش مقاومت ابزار در برابر خوردگی استفاده میشود.فولادهای تندبر تنگستن مولیبدنی با چقرمگی و خواص برشی عالی برای پهنای وسیعی از صنایع کاربرد دارد. فولاد S600 بوهلر تحت گرید مخصوصی به نام ISORAPID تولید شده و برای استفاده برای انواع ابزار کار قابل دسترس می باشد.
کاربردهای فولاد S600در صنایع مختلف :
- ابزارهای خان کشی
- مته مارپیچ
- تیغه های فرز
- تیغه های اره های دوار
سایر مشخصات:
- دمای فرجینگ ( Forging) :900-1100
- دمای آنیلینگ ( Annealing) : 770-840
- دمای سختی پذیری( Hardening) : 1190-1230
- محیط خنک کردن (Quench) : روغن- حمام نمک – هوا
- دمای برگشت ( Tempering) : 540-570
- دماها برحسب سانتی گراد می باشد.
فولاد ۱٫۳۳۵۵ (S200)
در فولاد S200 با توجه به درصد تنگستن میتوان به نقش مهمی که این عنصر در کاربردهای این فولاد نقش دارد اشاره کرد. تنگستن کاربرد زیادی در تولید فولادهای ابزار دارد و اخیرا در تولید فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر حرارت نیز استفاده می شود. سختی پذیری را بالا می برد و کاربیدهای مقاوم در برابر سایش ایجاد می کند . و مهمتر از اینکه از افت سختی در دماهای بالا که امری رایج در نوک ابزار است جلوگیری میکند. کاربردهای اصلی :
- ابزارهای خان کشی
- مته مارپیچ
- تیغه های فرز
- تیغه های اره های دوار
سایر مشخصات:
- دمای آنیلینگ ( Annealing) : 770-840
- دمای سختی پذیری( Hardening) : 1240-1280
- محیط خنک کردن (Quench) : روغن- حمام نمک – هوا
- دمای برگشت ( Tempering) : 540-570
- دماها برحسب سانتی گراد می باشد.
فولاد ۱٫۳۲۴۳ (S705)
وجود عنصر کبالت در فولاد S705 باعث موجب استحکام مکانیکی فولاد در برابر دمای بالا می شود. و در دمای بالا مانع رشد دانه های کریستالی میشود. که باعث افزایش مقاومت برگشت و استحکام گرم می شود. کاربردهای اصلی :
- ابزارهای خان کشی
- مته مارپیچ
- تیغه های فرز
- تیغه های اره های دوار
سایر مشخصات:
- دمای فرجینگ ( Forging) :900-1100
- دمای آنیلینگ ( Annealing) : 770-840
- دمای سختی پذیری( Hardening) : 1190-1230
- محیط خنک کردن (Quench) : روغن- حمام نمک – هوا
- دمای برگشت ( Tempering) : 540-570
- دماها برحسب سانتی گراد می باشد.
انواع دیگر از فولاد خشکه هوایی :
- فولاد ۱٫۳۲۰۷ (S700)
- فولاد ۱٫۳۲۵۵ (S305)
- فولاد ۱٫۳۲۴۳ (S705)
جهت دریافت مشاوره و خرید فولاد های تندبر با کارشناسان ما در بخش فروش تماس حاصل فرمایید.
