فولاد سردکار چیست؟

فولاد سردکار (Cold Work Tool Steel) یکی از پرکاربردترین انواع فولادهای ابزاری است. که به دلیل درصد بالای کربن و آلیاژ شدن با عناصر مختلفی مانند کروم، تنگستن و مولیبدن، مقاومت بالایی در برابر سایش و ضربه دارد. فولاد ابزار سردکار به دلیل اینکه در ساخت ابزارهایی بکار می رود که در حین کار دمای سطحی آنها بیشتر از ۱۰۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد نمی شود به این اسم معروف شده اند. در ادامه این مقاله از مجموعه فولادبرتر قصد داریم به معرفی کاربردها، گریدها و انواع این نوع فولاد  و اینکه فولاد سردکار چیست؟به همراه مقایسه آن با نوع فولاد گرمکار بپردازیم. با ما همراه باشید.

با انواع فولاد سردکار آشنا شوید

در برخی منابع داخلی، دسته بندی فولاد سردکار به صورت نادرست در پنج گروه آمده است. اما در واقعیت، متخصصان فولاد سردکار را در سه دسته اصلی طبقه بندی می کنند. با این حال، کارخانه های فولادسازی فولادهای ابزاری به طور کلی در چندین گرید مختلف تولید می کنند. که هرکدام ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند. مهم ترین آن ها عبارت اند از:

• فولاد ابزار سخت شونده با آب (Water Hardening) یا W-Grade
•  آلیاژی مورد استفاده در ابزارهای سخت شونده با هوا (Air Hardening) یا A-Grade
• فولاد صنعتی نوع D (D Type) یا D-Grade
• فولاد مخصوص ابزارسازی با روغن (Oil Hardening) یا O-Grade
• آلیاژ صنعتی برای ابزارسازی مقاوم در برابر ضربه (Shock Resisting Types) یا S-Grade
• فولاد ابزار گرم کار (Hot-Working) یا H-Grade
• فولاد ابزار کاربرد خاص (Special-Purpose Group)

در این بین، فقط گرید O/A/D در دسته فولاد سردکار قرار می گیرند. و مابقی دسته بندی جداگانه دارند. همانطور که از اسم این سه گرید مشخص است، اشاره به روش سردکاری فولاد ابزار دارند. باتوجه به موارد گفته شده در بالا، فقط به بررسی سه گرید O، A و D می پردازیم. با توجه به اینکه در ادامه این مقاله می خواهیم با فولاد گرم کار نیز مقایسه ای داشته باشیم، گرید H را هم مورد بررسی قرار می دهیم.

شناخت گریدهای مختلف فولاد سردکار و ویژگی های کاربردی آن ها

با توجه به موارد گفته شده،این فولاد در سه گرید یا نوع مختلف تولید می شود. و مابقی گریدها به صورت یک گرید جدا در دسته فولاد ابزاری قرار می گیرند. انتخاب نوع گرید فولاد ابزار به چند مورد مهم و اصلی بستگی دارد:

• به ساخت ابزارآلاتی جهت برش تیز و برنده نیاز دارید؟
• ابزار نهایی باید در برابر ضربات و فشارهای بسیار زیاد مقاوم باشد؟
• دمای کارکردی بالاست و ابزار باید بتواند در دمای بالا مقاومت کند؟

بر همین اساس چنانچه نیاز به فولادهای سردکار دارید، باید با انواع گریدها، کاربرد و ویژگی های هر یک آشنا شوید. که در این قسمت به طور کامل به این موضوع خواهیم پرداخت:

• خصوصیات گرید A در فولادهای ابزاری

کارخانه ها از این نوع فولاد برای تولید ابزارهای مختلف استفاده می کنند. و در طی عملیات حرارت دهی، کمترین میزان اعوجاج ساختاری را پیدا می کند. که بخاطر درصد بالای کروم آن است. این نوع فولاد دارای خصوصیاتی مانند قابلیت ماشین کاری بالا، مقاومت بالا در مقابل سایش و سختی زیاد می باشد. و بین گروه D و گرید S جا دارد.

• ویژگی و کاربرد فولاد سردکار نوع D یا گرید D

این نوع فولاد ابزار سردکار درصد بالای کربن و کروم (بین ۱۰ تا ۱۳% که درصد خیلی بالایی است.) دارد. و در معرض هوا بلافاصله سرد می شود. به علت درصد بالای کربن گاهی اوقات در دسته فولادهای ضد زنگ یا نیمه ضد زنگ هم قرار می گیرد. ولی مقاومت به خوردگی آن خیلی کمتر است. که بخاطر رسوب درصد بالای کروم و کربن آنها به شکل کاربید می باشد. این نوع فولاد سردکار، سختی خود را تا دمای ۴۲۵ درجه سانتیگراد نگه می دارد.

از این نوع فولاد در تولید ابزارهای جلازنی، قالب های سکه زنی، قالب های سردکار، وسایل برجسته کاری، لمینیت کاری، قالب ریزی سرد، پیچ، سیم، مفتول، کاتر، چاقوهای برش سرد و… بسیار پرکاربرد است. کارخانه ها این گرید را در انواع D2، D3، D6 و D7 تولید می کنند. که معمولا پرکاربردترین آن D2 است.

• خصوصیت و کاربرد فولاد سردکار سخت شونده با روغن یا گرید O

این نوع فولادهای سردکار، کاربرد عمومی دارند. مقاومت بالا در برابر سایش و سختی زیاد باعث شده تا کاربردهای زیادی پیدا کنند. از جمله کاربردهای این گرید فولاد سردکار می توان به ساخت بوش، دریل، میله، حدیده، گیره های ماشین تراش، ابزارهای رزوه کردن پیچ و غیره اشاره کرد.

• ویژگی و کاربرد فولاد گرم کار یا گرید H

مهندسان از این گرید فولاد ابزاری، برای برش متریال های مختلف در دمای بسیار بالا استفاده می کنند. این نوع فولاد به دلیل اینکه تا مدت زمان زیادی در معرض دمای بالا قرار می گیرد، میزان استقامت و سختی آن بالاتر است.

این نوع فولاد ابزار، میزان کربن پایین و درصد نسبتا بالایی از آلیاژهای مختلف دارد. و این اساسی ترین و مهمترین تفاوت فولاد سردکار و گرم کار می باشد. از این نوع فولاد در ساخت قالب های مختلف، قالب های کله زنی سرد، اکستروژن داغ آلومینیومی و منیزیمی، قالب ریزی داغ، پرداخت کاری داغ، چاقوهای برش داغ و غیره استفاده می کنند. این نوع فولادها در انواع سایز و شکل و گریدهای مختلف تولید می گردد.

فولادهای گرم کار در انواع H1 تا H19 (از نوع کرومی یا آلیاژ شده با کروم)، H20 تا H39 (از نوع تنگستنی یا آلیاژ شده با تنگستن) و H40 تا H59 (مولیبدنی یا آلیاژ شده با مولیبدن) تولید می شوند.
نکته: با مقایسه گرید H با سایر گریدها به راحتی متوجه می شوید که فرق بین فولاد سردکار و گرمکار چیست و چه عاملی باعث تفاوت آنها شده است.

 

مقایسه جامع و کامل تفاوت فولاد سردکار و گرم کار

فولاد ابزار، به سه دسته بسیار کلی فولاد سردکار، فولاد گرمکار و فولادهای تندبر طبقه بندی می شوند. که در این مقاله از مجموعه فولادبرتر، تمرکز ما بر روی نوع سردکار بود و همانطور که توضیح دادیم در دسته بندی ریزتر حدود ۷ نوع فولاد ابزار داریم. فولادهای سردکار به نوعی از قالب های فولادی گفته می شود که از آن برای دفرمه کردن یا تغییر شکل دادن فلز در شرایط سرد یا دمای پایین استفاده شده اند. و ابزارهایی که با آن ساخته می شوند نیاز به تحمل دمای بالا ندارند و اکثرا زیر ۱۰۰ درجه است.

فولادهای سردکار مقاومت بالا در مقابل سایش و سختی بسیار زیاد، مقاومت بسیار بالایی در مقابل ضربه، نرم شدن در مقابل حرارت و شکل پذیری آسان دارند. در مقابل فولادهای گرم کار اشاره به ورق آلیاژی فولاد دارد که در مواجهه با گرمای زیاد به مدت طولانی، استقامت و سختی بالایی از خود نشان می دهند.

از طرفی چون قالب داغ با فلز داغ مستقیما در تماس است، باید استقامت، درجه سختی و پایداری حرارتی، خستگی گرمایی، مقاومت در برابر سایش و تغییر شکل بالایی داشته باشند. این موارد جزو تفاوت های اساسی بین این دو نوع فولاد ابزاری است.

اما تفاوت بین فولاد سردکار و گرمکار محدود به این موارد نیست که در ادامه توضیح می دهیم.

۱- دمای عملکردی متفاوت

فولادهای سردکار در دمای اتاق یا نهایتا زیر ۱۰۰ درجه (در برخی منابع به ۲۰۰ درجه هم اشاره شده) کار می کنند. اما نوع گرمکار در تماس با فلز داغ یا حتی ذوب شده است در نتیجه مقاومت دمایی سطح آن بسیار بالا و در حدود ۳۵۰ تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد می باشد.

۲- تفاوت در ساختار شیمیایی

فولادهای سردکار معمولا درصد کربن بالایی دارند (بین ۱.۴۵ تا ۲.۳%) تا درجه سختی بالا و مقاومت زیاد در برابر سایش و سایر ویژگی های گفته شده ایجاد شود. گاهی اوقات فولاد با درصد کربن متوسط برای بهبود مقاومت آن در برابر ضربه و سختی قالب ها استفاده می شود.
اساسا زمانی که عناصری مثل کروم (بین ۱۱ تا ۱۳%)، مولیبدن، تنگستن و وانادیوم به این نوع فولادها اضافه می شود برای افزایش خاصیت آنها نظیر مقاومت در برابر سایش و درجه سختی آنها برای تولید یکسری ابزارهای خاص است.

فولادهای گرمکار میزان کربن حدودی متوسط (بین ۰.۳ تا ۰.۶%) دارند. رسانایی حرارتی، درجه سختی و مقاومت در برابر سایش این نوع فولادها بیشتر است و عناصر آلیاژی که به این فولادها اضافه می شود شامل کروم، منگنز، سیلیسیم، نیکل، تنگستن، مولیبدن، وانادیوم و… است.

۳- تفاوت در کاربرد

همانطور که در مطالب قبلی بیان کردیم کاربرد این نوع آلیاژها نیز با هم متفاوت هستند که در هر کدام از گریدها به طور جداگانه اشاره شدند.

۴- تفاوت در کدگذاری و انواع گریدها

سری ها یا گریدهای A، O و D متعلق به فولاد سردکار و گرید H متعلق به فولاد گرمکار می باشد. در بعضی منابع داخلی به اشتباه گریدهایی مثل S، W و کاربرد خاص را هم جزو فولادهای سردکار حساب می کنند که این دسته بندی کاملا اشتباه است.

عوامل مؤثر بر قیمت این نوع فولاد

صنایع مختلف برای ساخت ابزارها و وسایل گوناگون از گریدهای مختلف و سری های گوناگون هر یک استفاده می کنند. که بسته به درصد عناصر آلیاژی و کربن، سایز، نوع شکل، فرایند ساخت و سردکاری، مواد اولیه، نوسانات ارزی و سایر فاکتورها، قیمت نهایی متفاوت خواهد شد.

کلام آخر

در این مقاله در باره ی (فولاد سردکار چیست؟) صحبت کردیم. مجموعه فولادبرتر به عنوان یکی از بزرگترین شرکت های داخلی در زمینه ساخت انواع فولادهای ابزاری نظیر نوع سردکار، گرم کار و تندبر، بهترین قیمت فروش فولاد سردکار را برای مشتریان حقیقی و حقوقی خود در سراسر کشور در نظر گرفته است.

شما همراهان و مشتریان عزیز می توانیدد برای دریافت قیمت های به روز و برآورد هزینه های نهایی جهت خرید فولاد سردکار با همکاران و مشاورین واحد فروش ما تماس بگیرید تا ضمن دریافت مشاوره رایگان، فاکتور معتبر نیز دریافت کنند.

همچنین بخوانید: تفاوت فولاد آلیاژی با فولاد ساده چیست؟