الفولاذ D2: تطبيقات في صناعة الأدوات

باعتبارنا موردًا محترفًا لأدوات الفولاذ، سنقدم لك مقدمة مفصلة عن الخصائص المحددة لـ فولاذ الأدوات D2 وتطبيقاته في تصنيع الأدوات. وهو النوع الأكثر شيوعًا من المعادن عالية الكربون والكروم. فولاذ الأدوات للعمل الباردمن بين جميع أنواع فولاذ الأدوات التي نوفرها، يُمثل الفولاذ D2 أكبر كمية من التوريد، بما في ذلك قضبان D2 الدائرية والمسطحة المدرفلة على الساخن والمطروقة. وهو مناسب بشكل أساسي للاستخدام في درجة حرارة الغرفة. يرمز حرف "D" في D2 في الأصل إلى "مُخصص للقطع عالي السرعة"، ولكن اكتُشف لاحقًا أنه يتميز بأداء استثنائي كفولاذ قوالب مُشكَّل على البارد. واليوم، يُعرف هذا الفولاذ على نطاق واسع بمقاومته الممتازة للتآكل وثبات أبعاده أثناء عملية التبريد. ونظرًا لتعدد استخداماته، فإن جميع أنواع فولاذ الأدوات المُشكَّل على البارد تستخدم هذا الفولاذ كمعيار مرجعي.

التركيب الكيميائي

إن التكوين يحدد إلى حد كبير أداءه.

• الكربون (C): حوالي 1.55%. يُشكِّل هذا المحتوى العالي من الكربون كربيدات صلبة، مما يُحقق صلابة عالية.
• الكروم (Cr): يتراوح تركيزه بين 11.50% و12.05% تقريبًا. يُحسّن محتواه العالي من الكروم من مقاومته للتآكل بشكل ملحوظ، ويوفر درجةً معينةً من مقاومة التآكل، مع أن هذه المقاومة ليست بجودة مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ. كما يمنحه محتواه العالي من الكروم صلابةً عالية.
• الموليبدينوم (Mo): يتراوح عادةً بين 0.70% و1.10%. يُحسّن الموليبدينوم قابلية التصلب، ومتانته في درجات الحرارة العالية، ومقاومته للتليين.
• الفاناديوم (V): يتراوح عادةً بين 0.20% و0.92%. يساعد الفاناديوم على تشكيل الكربيدات الصلبة، مما يُحسّن مقاومة التآكل بشكل ملحوظ ويحافظ على بنية حبيبات دقيقة.
• المنغنيز (Mn): حوالي 0.34% إلى 0.35%. يُحسّن المنغنيز قابلية التصلب وإزالة الأكسدة.
• السيليكون (Si): يتراوح تركيزه بين 0.30% و0.31%. كما يُحسّن السيليكون قابلية التصلب والمتانة.

الخصائص الرئيسية ذات الصلة بصناعة الأدوات

• عالي صلابة: بعد المعالجة الحراريةيمكن لهذه المادة تحقيق صلابة تتراوح بين 60 و62 HRC. في الحالة المُخمَّدة، يتراوح نطاق الصلابة بين 60 و64 HRC، وبعد التلطيفصلابة تتراوح بين ٦٠ و٦١ HRC. في الإنتاج الفعلي، نستفيد من هذه الخاصية العالية للصلابة.
• مقاومة عالية للتآكل والتآكل:لديه ممتاز يرتدي المقاومة. وذلك لأنها تحتوي على كمية كبيرة من كربيدات السبائك عالية الصلابة، وخاصة الكربيدات الغنية بالكروم.
• صلابة معتدلة:على الرغم من أن هذا الفولاذ يتمتع بمقاومة ممتازة للتآكل، إلا أنه صلابة أقل بكثير من فولاذ الأدوات الآخر، مثل سلسلة S أو سلسلة A، مثل S7 وA2. في الإنتاج الفعلي، عند استخدامه في قوالب العمل البارد، على الرغم من أهمية المتانة، إلا أن هذه المادة تظل خيارًا مناسبًا. بالإضافة إلى ذلك، وبناءً على خبرتنا العملية، تُظهر مادة D2 المدرفلة على الساخن متانة أفضل من فولاذ D2 كبير الحجم المطروق. ونعتقد أن هذا يعود إلى أن الكربيدات في المادة المدرفلة على الساخن أصغر حجمًا وأكثر توزيعًا متساويًا.
• الاستقرار الأبعاديتشوه ضئيل أثناء المعالجة الحرارية، مما يجعله مثاليًا لتصنيع الأدوات والقوالب الدقيقة. كما يُقلل التبريد بالهواء من خطر التشقق والتشوه. عند التبريد بالهواء عند درجة حرارة التبريد المناسبة، يكون معدل التمدد أو الانكماش 0.0005 بوصة لكل بوصة فقط.
• قابلية التصنيعيتميز بمقاومة ممتازة للتآكل، إلا أن هذا يُصعّب عملية التصنيع. إذا كان تصنيف قابلية التصنيع للفولاذ ذي محتوى الكربون 1% مُحددًا عند 100، فإن تصنيف فولاذ D2 هو 45.
• قابلية التلميع والنقش:يتميز بقدرة جيدة على التلميع، مما يجعله مناسبًا للقوالب البلاستيكية والأدوات الأخرى التي تتطلب تشطيبًا عاليًا للسطح.
• قابلية اللحام:ليس من السهل إجراء اللحام باستخدام الطرق التقليدية.

تطبيقات محددة لصناعة الأدوات

في الجدول أدناه، أدرجتُ الاستخدامات الرئيسية لفولاذ D2 والخصائص المُستخدمة فيها. لا تقتصر هذه الاستخدامات على بعض المواد المرجعية فحسب، بل تُلخص أيضًا الأنماط التي لاحظناها في ممارساتنا الإنتاجية. نرحب بمشاركتكم أفكاركم معنا.

طلب	السبب / التفاصيل
قوالب التقطيع واللكمات	مقاومة ممتازة للتآكل، مناسبة للإنتاج الضخم، وخاصة مع الفولاذ المدرفل على الساخن وغير المخلل.
قوالب التشكيل البارد	مقاومة ممتازة للتآكل والتشوه. تُستخدم في قوالب السحب (الأسلاك، القضبان، الصفائح) وقوالب السحب العميق (القوالب الحلقية).
قوالب لف الخيوط	تتمتع بمقاومة عالية للتآكل مما يجعلها مناسبة للاستخدام طويل الأمد في قوالب لف الخيوط الدائرية والمسطحة.
سكاكين القص والتقطيع	مثالي للقص البارد للصفائح الرقيقة إلى متوسطة السُمك في الإنتاج الضخم. كما يُمكن استخدامه للقص الساخن، ولكن ح11 أفضل للصلابة.
اللفائف ولفائف التشكيل	مقاومة ممتازة للتآكل. يُستخدم في اللفائف المدرفلة على البارد، وخاصةً اللفائف الملولبة ومطاحن اللفائف المتعددة.
المقاييس والأدوات الدقيقة	الاستقرار الأبعادي المتأصل يجعله مناسبًا للأدوات عالية الدقة.
اللكمات والقوالب الثاقبة	مقاومة ممتازة للتآكل.
قوالب سك النقود	يمكن استخدامه في قوالب سكّ المعادن وقطع الألومنيوم الصغيرة. للتجاويف العميقة المعرضة للتشقق، O1، S5/S6، أو أ2 هناك بدائل أفضل.
أدوات البثق البارد	يُنصح باستخدامه لقوالب البثق البارد. يُمكن استخدامه مع فولاذ الأدوات M2 لبثق الفولاذ.
قوالب/إدخالات بلاستيكية	إن مقاومتها العالية للتآكل تسمح باستخدامها في التجاويف المدمجة، ولكنها ليست التطبيق الأساسي. ص20 أو ح13 تكون أكثر شيوعًا في التجاويف الأكبر أو المعقدة.1

بشكل أساسي، تجعلها مقاومتها الممتازة للتآكل وثبات أبعادها المادة الأمثل للتطبيقات طويلة الأمد وكبيرة الحجم. ومع ذلك، فإن مقاومتها الممتازة للتآكل تجعلها صعبة المعالجة وهشة نسبيًا. يجب مراعاة عدة عوامل عند اختيار المواد.

1. المراجع: توتن، جورج إي، وآخرون، المحررون. دليل تصميم السبائك الميكانيكية. مارسيل ديكر، 2003. ↩︎