فولاد سردکار
فولاد سردکار نوعی فلز است که در تولید و ساخت ابزار استفاده می شود. همچنین تولید آن یک فرآیند پیچیده و تخصصی است که به منظور تولید و تهیه موادی با خصوصیات و ویژگیهای ویژه برای ساخت ابزارها استفاده میشود. این فلز از ترکیبی از فولاد و آلیاژهای دیگر با درصدهای مشخص ساخته میشود تا خواص خاصی مانند مقاومت بالا در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت به فشار و ضربه، انعطافپذیری مناسب و دوام بالا را در ابزارهای تولید شده ارائه دهد.
فرآیند تولید فولاد سردکار شامل مراحلی است که در اولین گام انتخاب مواد اولیه صورت می گیرد. در این مرحله، مواد اولیه شامل فولاد و آلیاژهای دیگر با درصدهای مشخص انتخاب میشوند. این مواد باید دارای خاصیت قابلیت تشکیل و ترمیم بعد از تشکیل باشند. سپس مواد اولیه در کورههای ذوب قرار میگیرند و تحت شرایط دقیقی ذوب میشوند.
در این مرحله، دما، فشار و زمان ذوب برای به دست آوردن ترکیب صحیح و یکنواخت مواد مهم است. پس از ذوب، آلیاژ مذاب به صورت متخلخل به قالبهای مختلف ریخته میشود. قالبها باید دارای دقت و کیفیت بالا باشند تا شکل و ابعاد نهایی محصول را به درستی تحمل کنند. پس از ریختهگری، قطعات فولادی آلیاژی سردکار تحت فرآیندهای حرارتی مختلف قرار میگیرند.
این فرآیندها شامل تمرکز، تنش زدایی، ترمیم، کربن دهی و تطبیق سختی هستند. هدف این فرآیندها، بهبود خواص مکانیکی و فیزیکی محصول نهایی است. در آخر نیز، قطعات فولادی تحت عملیاتی مانند تراشکاری، سنگ زنی، تراش و استحکام بخشی قرار میگیرند و این مرحله از فرآیند تولید بستگی به نوع و کاربرد نهایی ابزار دارد. در واقع فولاد سردکار تنها برای ساخت ابزارها استفاده نمی شود.
این نوع فولاد ترکیبی از فولاد و آلیاژهای دیگر با درصدهای مشخص است که خواص و ویژگیهای منحصر به فردی را در ابزارها ایجاد میکند و دارای مقاومت بالا در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت به فشار و ضربه، انعطاف پذیری مناسب و دوام بالا است.
مواد اولیه استفاده شده در تولید فولاد آلیاژی سردکار برای ساخت ابزارها عموماً شامل فولاد و آلیاژهای دیگر است. این مواد ترکیبی از عناصر مختلف هستند که با ترکیبهای خاص، خواص و ویژگیهای مورد نیاز برای ابزارهای ساخته شده را فراهم می کنند. به عنوان مثال فولاد کربنی، که شامل آهن و کربن است، از مواد اولیه شایع برای تولید آن استفاده میشود.
درصد کربن در فولاد کربنی ممکن است در محدودههای مختلفی وابسته به نوع و ویژگیهای مورد نظر قرار بگیرد. همچنین آلیاژهای کربیدی مانند وانادیوم کربید، تنگستن کربید و مولیبدن کربید نیز برای بهبود ویژگیهای فولاد آلیاژی سردکار استفاده میشوند. این آلیاژها معمولاً به عنوان عناصر تقویت کننده به فولاد اضافه میشوند و مقاومت، سختی و دوام را بهبود میبخشند.
البته آلیاژهای آهنی مانند نیکل، کروم، وانادیوم، مولیبدن و کبالت نیز برای تولید فولاد سردکار استفاده می شوند. این آلیاژها میتوانند خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش و مقاومت مکانیکی را به فولاد اضافه کنند.
همچنین آلیاژهای روی مانند کادمیوم و سرب در برخی از فولادهای سردکار به عنوان عناصر آلیاژی اضافی استفاده میشوند. این آلیاژها میتوانند خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی و خاصیت ضد زنگ را به فولاد اضافه کنند و آلیاژهای تیتانیوم مانند تیتانیوم و آلومینیوم در برخی از فولادهای سردکار استفاده میشوند.
این آلیاژها می توانند ویژگیهایی مانند مقاومت در برابر حرارت، سختی و مقاومت در برابر خوردگی را اضافه کنند. این فقط چند مثال از مواد اولیه است که در تولید استفاده می شوند. ترکیب دقیق مواد اولیه و درصدهای آلیاژی ممکن است بسته به نوع و کاربرد محصول نهایی متفاوت باشد. البته فولاد آلیاژی سردکار قابلیت تقویت و سخت شدن دارد. این ویژگی به دلیل استفاده از آلیاژهای مختلف در ترکیب فولاد و همچنین فرآیندهای حرارتی و مکانیکی اعمال شده بر روی آن برای بهبود خواص مکانیکی آن است.
در واقع تقویت فولاد سردکار می تواند به روش های مختلف انجام شود. دو روش اصلی برای تقویت فولاد آلیاژی سردکار شامل تقویت ترمومکانیکی و تقویت ترمومکانیکی و رسوب گیری است. در اولین روش، فولاد آلیاژی سردکار به یک فرآیند گرمایش و سپس سرد شدن سریع تحت معرض قرار میگیرد. این فرآیند به نام ترموکوئنچینگ یا کوئنچینگ شناخته میشود.
سرعت سرد شدن سریع باعث تشکیل ساختاری به نام مارتنزیت میشود که دارای خواص سختی بالاست. سپس می توان با اعمال یک فرآیند معالجه حرارتی مانند تمپرینگ، سختی را تنظیم کرد و خواص مطلوبی را در فولاد ایجاد کرد. در روش تقویت ترمومکانیکی و رسوب گیری نیز، علاوه بر ترمومکانیک، روشهای دیگری مانند رسوب گیری یا تشکیل فازهای دیگر در فولاد نیز استفاده می شود.
اضافه کردن آلیاژهای مانند کروم، وانادیوم، مولیبدن و نیکل به فولاد میتواند خواص سختی و مقاومت مکانیکی را افزایش دهد. البته توجه داشته باشید که فرآیندهای تقویت و سخت شدن فولاد سردکار بستگی به ترکیبات آلیاژی، درصدهای مختلف آلیاژها و روش های پردازش مورد استفاده دارد. همچنین، تعامل بین مواد اولیه و فرآیندهای حرارتی و مکانیکی میتواند ترکیبات و خواص نهایی فولاد را تغییر دهد.