اختيار الفولاذ اللازم لقوالب سك العملة

أسباب فشل قالب السك

يمكن أن تتلف قوالب نقش العملات المعدنية بسبب المشكلات التالية:

• التآكل: يتآكل سطح القالب، وخاصة عندما يكون الضغط منخفضًا ومادة قطعة العمل ناعمة، فقد يلتصق المعدن بالقالب، مما يؤدي إلى زيادة التآكل.
• الانبعاج: يتم الضغط على سطح القالب إلى الأسفل.
• التشقق: يتشقق القالب، عادةً بسبب تعرضه لضغط كبير جدًا أو لأن التصميم معقد للغاية.

الفولاذ المستخدم بشكل شائع في صناعة الفضة – الفولاذ المقسى بالماء W1

في صناعة صياغة الفضة (مثل صناعة العملات الفضية أو النحاسية أو الفولاذية المقاومة للصدأ)، عادةً ما يُجرى نقش العملات المعدنية باستخدام مطارق حادة. أكثر أنواع الفولاذ استخدامًا لهذا الغرض هو الفولاذ W1 المُقسّى بالماء، ويتميز بالخصائص التالية:

• صلابة السطح: 59 إلى 61 HRC (HRC هي وحدة الصلابة، وكلما زاد الرقم، كلما كانت الصلابة أكثر صلابة).
• خصائص التصلب السطحي: تتصلب الطبقة السطحية فقط عند التبريد، بينما يبقى الجزء الداخلي أكثر ليونة. هذه الخاصية تمنح القالب سطحًا صلبًا (مقاومًا للتآكل) ومتانة (أقل عرضة للتشقق).
• قابلية التصلب المتحكم بها: يمكن التحكم بدرجة تصلب الفولاذ بدقة.

تعتبر الفولاذ W1 مناسبة بشكل جيد للمواقف التي لا يكون فيها الضغط مرتفعًا جدًا وتكون قطعة العمل ناعمة، مثل نقش سبائك الفضة أو النحاس.

التحديات والحلول للتصاميم ذات النقوش العميقة

إذا كانت العملة المعدنية ذات تصميم عميق (مثل نمط معقد)، فقد يفشل الفولاذ W1 المُقسّى بالماء بسبب التشقق. لحل هذه المشكلة، تتوفر أنواع الفولاذ التالية:

1. فولاذ أداة الكربون المتصلب بعمق: يتصلب إلى عمق أكبر ويمكنه تحمل النقش الأكثر تعقيدًا.

2. الفولاذ المعتدل (مثل S1 أو L6):

• الصلابة: 57 إلى 59 HRC.
• تصنيف الصلابة: 6 إلى 8 (صلب وأقل عرضة للتشقق).

3. الفولاذ عالي الصلابة (مثل H11 أو H12):

• الصلابة: 45 إلى 52 HRC (أقل من W1، ولكن صلابة أفضل).
• بسبب صلابته المنخفضة، يُخدش سطحه بسهولة. يمكن حمايته بإضافة طبقة من الكروم الصلب (بسمك يتراوح بين 0.127 و0.254 مم، أو 0.005 و0.010 بوصة).

اختيار القوالب الصغيرة

بالنسبة للقوالب الصغيرة التي تتطلب مقاومة أعلى للتآكل، يمكن استخدام أنواع الفولاذ التالية:

• الفولاذ المقسى بالزيت O1: صلابة 56 إلى 58 HRC.
• الفولاذ المقسّى بالهواء A2 وD2 يتمتعان بصلابة تتراوح بين 56 و58 HRC. يتميز هذان الفولاذان بأداء أفضل في القوالب الصغيرة نظرًا لمقاومتهما للتآكل ومناسبتهما للطباعة عالية الدقة.

كيفية صنع القوالب – Hubbing

يُفضل تصنيع قوالب نقش العملات المعدنية باستخدام تقنية التكوير بدلاً من التشغيل الآلي المباشر. يستخدم التكوير موقدًا رئيسيًا لضغط شكل القالب، وهو أرخص بكثير من التشغيل الآلي. كيف تختلف أنواع الفولاذ عند التكوير؟

• يمكن ضغط الفولاذ O1 وA2 على البارد، ولكن قد يتطلب الأمر التلدين المتوسط (التسخين لتليين الفولاذ لتجنب التشقق الشديد) بين الانطباعات.
• فولاذ W1 أسهل في الضغط على المحور. عند نفس الضغط، يكون عمق التجويف في فولاذ W1 ضعف عمق فولاذ A2.

ملخص: العوامل الرئيسية في اختيار الفولاذ

باختصار، يجب مراعاة العوامل التالية عند اختيار الفولاذ المستخدم في قوالب نقش العملات المعدنية:

• مقاومة التآكل: يجب أن تكون القالب قادرة على الاستخدام لفترة طويلة دون تآكل.
• المتانة: لا ينبغي أن يتشقق القالب بسهولة.
• خصائص التصلب: التوازن بين صلابة السطح والصلابة الداخلية.
• قابلية التصنيع: سواء كان من السهل تصنيعها أو الضغط على المحور.
• التكلفة: حاول خفض التكلفة بينما يلبي الأداء الطلب.

تتطلب المواقف المختلفة أنواعًا مختلفة من الفولاذ:

• يتناسب الفولاذ W1 مع النقش السطحي والضغط المنخفض وصناعة أدوات المائدة الفضية.
• S1، L6 الفولاذ: مناسب للنقش العميق، عندما تكون هناك حاجة إلى المتانة.
• فولاذ H11 وH12: عندما تكون هناك حاجة إلى أقصى قدر من المتانة، مع طلاء الكروم الصلب للحماية.
• الفولاذ O1، A2، D2: قوالب صغيرة عندما تكون هناك حاجة إلى مقاومة عالية للتآكل.