نظرة عامة تقنية على فولاذ SKD11

1. نظرة عامة على فولاذ SKD11

فولاذ الأدوات SKD11 هو فولاذ عالي الأداء مُخصص للعمل البارد، ومُحدد وفقًا للمعيار الصناعي الياباني JIS G4404 لفولاذ الأدوات المصنوع من السبائك. وهو مادة رئيسية ضمن فئة فولاذ القوالب للعمل البارد، ويتميز بتعدد استخداماته وموثوقيته.

2. الخصائص الرئيسية والتركيب الكيميائي

يتميز فولاذ SKD11 بمقاومته العالية للتآكل ومتانته، مما يجعله خيارًا مناسبًا للأغراض العامة في العديد من تطبيقات الأدوات الصعبة. ويعود أداؤه الموثوق إلى تركيبته من سبائك عالية الكربون والكروم، وبنيته الدقيقة المتجانسة والنظيفة، والتي تُحقق عادةً من خلال تنقية الغازات بالتفريغ أثناء الإنتاج.

يتضمن التركيب الكيميائي النموذجي الذي يحدد خصائص SKD11 ما يلي:

• الكربون (C): 1.40 – 1.60% - ضروري لتشكيل الكربيدات الصلبة ذات مقاومة التآكل الممتازة.
• الكروم (Cr): 11.00 – 13.00% - يعزز القدرة على التصلب، ويساهم بشكل كبير في مقاومة التآكل من خلال كربيدات الكروم، ويوفر درجة من مقاومة التآكل.
• الموليبدينوم (Mo): 0.80 – 1.20% - يزيد من القدرة على الصلابة والقوة في درجات الحرارة العالية.
• الفاناديوم (V): 0.20 – 0.50% - يعزز تكوين الكربيدات الدقيقة، مما يحسن مقاومة التآكل والمتانة.
• السيليكون (Si): ≤ 0.40%
• المنغنيز (Mn): ≤ 0.60%
• (يتم الحفاظ على الشوائب مثل الفوسفور (P) والكبريت (S) عند مستويات منخفضة).

3. إرشادات حالة التوريد والمعالجة الحرارية لفولاذ الأدوات SKD11 

تُورّد شركة Aobo Steel عادةً SKD11 في حالة التلدين، عادةً بصلابة ≤255 HBW. تُسهّل هذه الحالة عملية التصنيع قبل عملية المعالجة الحرارية الحرجة.

يتطلب تحقيق الخصائص النهائية المطلوبة في SKD11 معالجة حرارية دقيقة.

4. عملية تصلب فولاذ الأدوات SKD11

تتضمن عملية التصلب الشائعة ما يلي:

• مرحلة التسخين المسبق 1: 500-650 درجة مئوية
• مرحلة التسخين المسبق 2: 800-850 درجة مئوية
• الأوستنيت: 1030-1050 درجة مئوية
• الإطفاء: التبريد الهوائي قياسي، ويُقلل التشوه بفضل قابليته العالية للتصلب. بالنسبة للأجزاء الأكبر حجمًا أو المعقدة، يُمكن استخدام التبريد بالزيت (حتى حوالي 200 درجة مئوية) أو التبريد التدريجي في حمام ملحي (250-500 درجة مئوية)، متبوعًا بالتبريد الهوائي، للتحكم في الإجهادات الداخلية. يُعد التبريد المنتظم أمرًا بالغ الأهمية لتقليل التشوه.

5. التلطيف

يعمل التلطيف على ضبط التوازن النهائي بين الصلابة والمتانة:

• الممارسة القياسية: من المعتاد أن يتم التبريد المزدوج عند 500 درجة مئوية أو أعلى، متبوعًا بالتبريد بالهواء.
• للحصول على أقصى قدر من الصلابة (حوالي 60-61 HRC) مع صلابة جيدة: يمكن استخدام التلطيف عند درجة حرارة أقل، حوالي 180 درجة مئوية.
• للحصول على صلابة أعلى (حوالي 62-63 HRC) مع متانة معقولة: غالبًا ما يتم تفضيل التلطيف في نطاق 520-540 درجة مئوية، لتجنب انخفاض الصلابة المحتمل المرتبط بمنطقة 500 درجة مئوية.
• ملحوظة: تحدث تغيرات الأبعاد أثناء المعالجة الحرارية؛ ويجب أخذها في الاعتبار عند تصميم الأدوات عالية الدقة.

6. التطبيقات الشائعة لفولاذ الأدوات SKD11

إن الجمع الممتاز بين مقاومة التآكل والمتانة يجعل SKD11 قابلاً للتطبيق على نطاق واسع في مختلف عمليات العمل الباردة:

• قوالب القطع الدقيقة
• قوالب التشكيل البارد
• قوالب البثق البارد
• قوالب الرسم العميق
• قوالب التشفيه
• تشكيل اللفائف
• المكونات المقاومة للتآكل في قوالب صب البلاستيك
• (يمكن أن يظهر SKD11 عمر خدمة أطول بشكل ملحوظ في بعض مهام تشكيل المعادن مقارنة ببعض أنواع الفولاذ عالية السرعة مثل SKH51).

7. درجات ومتغيرات الفولاذ المكافئة

SKD11 معترف به دوليًا ويتوافق مع العديد من التسميات القياسية الأخرى. على الرغم من اعتباره متماثلًا، إلا أنه قد توجد اختلافات طفيفة في التركيب الدقيق أو طرق الإنتاج بين الدرجات.

• AISI/SAE (الولايات المتحدة الأمريكية): د2
• DIN (ألمانيا): 1.2379 / X155CrVMo12-1
• GB (الصين): Cr12Mo1V1
• KS (كوريا): الأمراض المنقولة جنسياً 11
• جمعية ASSAB (السويد): إكس دبليو-42
• بوهلر (النمسا): ك110
• العلامات التجارية اليابانية الأخرى: هيتاشي SLD، ديدو DC11، ناتشي CDS11

8. الدرجات المعدلة

توجد إصدارات مختلفة من SKD11، توفر خصائص محسنة لاحتياجات محددة:

• KD11S (كوشوها): يركز على تحسين قابلية التصنيع ومقاومة التعب من خلال هيكل الكربيد المتحكم فيه.
• SW-SKD11: يؤكد على توازن القوة والصلابة ومقاومة التآكل مع تقليل تشوه المعالجة الحرارية.
• STD11: يتميز بأنه نسخة مبردة بالهواء ذات نظافة عالية.
• QCM8: يمزج خصائص SKD11 مع ميزات الفولاذ عالي السرعة لتحسين مقاومة التآكل والقدرة على التصلب.