فولاذ أدوات العمل الساخن

نظرة عامة على فولاذ أدوات العمل الساخن

بشكل عام، تُصنف فولاذات أدوات العمل الساخن ضمن سلسلة H في نظام تصنيف AISI. وتتمثل ميزتها الرئيسية في قدرتها على مقاومة التليين في درجات الحرارة العالية، مما يجعلها مثالية للتشكيل الساخن أو صب الأدوات والقوالب. في ممارساتنا اليومية، لا تُصنف سلسلة H فقط ضمن فولاذات أدوات العمل الساخن، بل تُصنف أيضًا، على سبيل المثال، فولاذ L6. وتُقسم فولاذات سلسلة H إلى ثلاث فئات، حسب تركيب السبائك، وهي:

1. فولاذ الكروم الساخن. على سبيل المثال: H10، H11، H13.
2. فولاذ التنغستن الساخن. على سبيل المثال: H21، H22، H23، H24.
3. فولاذ الموليبدينوم الساخن. على سبيل المثال: H42، H41، H43.

فولاذ أداة العمل الساخن'scالخصائص

1. رالتشوه المستمر في درجات الحرارة العالية

هذا هو الفرق الرئيسي بين فولاذ أدوات العمل الساخن وفولاذ الأدوات الأخرى. على النقيض من ذلك، قد يكون فولاذ أدوات العمل البارد أكثر صلابة في درجة حرارة الغرفة، ولكنه يلين بسرعة في درجات الحرارة العالية. يحافظ فولاذ أدوات العمل الساخن على صلابته، مما يضمن عدم تشوهه في درجات الحرارة العالية.

2. مقاومة الصدمات

يجب أن يتمتع فولاذ أدوات العمل الساخن بمقاومة جيدة للصدمات الميكانيكية والحرارية، بالإضافة إلى صلابة عالية عند الشق. ولتحقيق هذا الهدف، يجب أن يكون محتوى الكربون في فولاذ السلسلة H منخفضًا أو متوسطًا. لأن ارتفاع نسبة الكربون قد يؤدي إلى زيادة الهشاشة، مما قد يؤدي إلى التشقق أو التلف.

3. مقاومة التآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية

في درجات الحرارة المرتفعة، قد تتآكل أسطح الأدوات نتيجة الاحتكاك أو التآكل. ولحل هذه المشكلة، صُممت فولاذات أدوات العمل الساخن لزيادة صلابتها الساخنة باختيار عناصر السبائك والبنية الدقيقة المناسبة. ولكن من ناحية أخرى، قد يُقلل هذا من صلابتها.

4. مقاومة تشوه المعالجة الحرارية

في عملية الإنتاج، يجب أن تكون تشوهات المواد الناتجة عن المعالجة الحرارية وتغيرات أبعادها في أدنى حد ممكن. بفضل صلابتها الكافية، يمكن تقوية فولاذ أدوات العمل الساخن عالي السبائك عن طريق التبريد الهوائي لتوفير أفضل مقاومة للتشوهات.

5. قابلية التصنيع

يجب تحسين قابلية تصنيع الفولاذ المستخدم في أدوات العمل الساخنة عن طريق التلدين.

6. مقاومة التشقق الحراري

تحت تأثير دورات التسخين والإجهاد المتكررة، تتشكل شقوق صغيرة ضحلة على سطح فولاذ أداة العمل الساخن. التشقق الحراري هو العامل الرئيسي الذي يحد من عمر قوالب الصب.

اختيار من فولاذ أداة العمل الساخنس

عند اختيار فولاذ أدوات العمل الساخن المناسب لتطبيق معين، يتطلب الأمر مزيجًا من متطلبات التصنيع واحتياجات الأداء، بما يتناسب مع درجات الفولاذ والمعالجات الحرارية المحددة. نلخص ثلاثة عوامل رئيسية، وهي درجة الحرارة، وإجراءات تركيب القالب، وطريقة التبريد.

1. تدرجة الحرارة. 

تختلف أنواع الفولاذ المختلفة من حيث صلابتها الحرارية عند درجات الحرارة العالية. على سبيل المثال: يفقد الفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك صلابته بسرعة عند تسخينه إلى 230 درجة مئوية (450 درجة فهرنهايت). لا تتغير صلادة الفولاذ الكرومي المُعالج بالحرارة بشكل ملحوظ حتى 425 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت). يحتفظ الفولاذ التنغستن المُعالج بالحرارة بصلابة عالية حتى 620 درجة مئوية (1150 درجة فهرنهايت). هذه الدرجات هي حدود التشغيل التقريبية لفولاذ الكروم والتنغستن المُعالج بالحرارة، على التوالي.

2. مقديم مالعد صعملية جراحية

 فهو يؤثر على مقاومة الفولاذ للصدمات والتآكل. 

2. طريقة التبريد

تؤثر طريقة التبريد على الاختيار. تتميز فولاذات الكروم المُعالجة بالحرارة بمقاومة أفضل للتشقق من فولاذات التنغستن المُعالجة بالحرارة إذا تم تبريد القالب بالماء لتجنب تليينه. يمكن تبريد بعض فولاذات التنغستن المُعالجة بالحرارة بالماء، ولكن لا ينبغي تعريض فولاذات التنغستن المُعالجة بالحرارة التي تحتوي على نسبة عالية من الكروم لدورات تسخين وتبريد سريعة.