فولاد سردکار چیست و چه کاربردهایی دارد؟

انواع فولاد سردکار و ویژگی‌های آن‌ها

فلز معمولاً پس از استخراج از سنگ معدن خام تغییر شکل داده می‌شود تا استحکام، دوام، انعطاف‌پذیری یا سایر ویژگی‌های فیزیکی آن بهبود یابد. در حالی که بیشتر این فرآیندهای فلزکاری با استفاده از حرارت انجام می‌شوند، برخی از آن‌ها به حرارت نیاز ندارند. به‌عنوان مثال، کار سرد (Cold Working) گروهی از فرآیندهای فلزکاری است که برای بهبود ویژگی‌های فیزیکی فلز در دمای اتاق یا نزدیک به آن طراحی شده است. اما فلز سردکار شده دقیقاً چیست و چه تفاوتی با سایر فرآیندهای فلزکاری دارد؟

فولاد سردکار چیست؟

اصطلاح “فلز سردکار شده” به هر قطعه فلزی اشاره دارد که در دمای پایین‌تر از دمای تبلور مجدد آن، به‌صورت فیزیکی تغییر شکل داده شده است. همه فلزات دارای دمای خاصی هستند که در آن دانه‌های جدید تشکیل می‌دهند. این دما که به‌عنوان دمای تبلور مجدد شناخته می‌شود، در دماهای بالا رخ می‌دهد. به‌عنوان مثال، فولاد دمای تبلور مجددی در حدود 750 تا 1300 درجه فارنهایت دارد. کار سرد شامل تغییر شکل قطعه فلزی در دمای پایین‌تر از این حد است، که معمولاً در دمای اتاق یا نزدیک به آن انجام می‌شود.

انواع گریدهای فولاد سردکار، ویژگی‌ها و کاربردها

1. فولاد سردکار سخت‌شونده با هوا (گرید A):

این نوع فولاد در ساخت ابزارهایی مانند سنبه، میله‌های سربی، قالب‌های کله‌زنی و ابزارهای برش چوب کاربرد دارد. ویژگی‌های آن شامل:

• مقاومت بالا در برابر سایش

• سختی زیاد

• کمترین اعوجاج در حین عملیات حرارتی

این گرید شامل انواع مختلفی مانند A2، A6 و A10 است.

2. فولاد سردکار نوع D (گرید D):

این فولاد با درصد بالای کربن و کروم، در برابر سایش مقاوم است و تا دمای 425 درجه سختی خود را حفظ می‌کند. از این گرید برای ساخت ابزارهایی مانند قالب‌های سکه‌زنی، لمینیت‌کاری و چاقوهای برش سرد استفاده می‌شود. گریدهای رایج آن D2، D3 و D7 هستند.

3. فولاد سردکار سخت‌شونده با روغن (گرید O):

این فولاد با مقاومت بالا در برابر سایش، در ساخت ابزارهایی مانند دریل، حدیده، ابزارهای رزوه‌کاری پیچ و گیره‌های ماشین‌تراش به کار می‌رود. این گرید شامل O1، O6 و O7 است که پس از حرارت‌دهی در روغن سرد می‌شوند.

چهار تکنیک اصلی سردکاری

چهار تکنیک اصلی وجود دارد که شرکت‌ها برای تغییر شکل قطعات فلزی در دمای اتاق یا نزدیک به آن استفاده می‌کنند: فشردن، کشیدن، برش و خم کردن. هر تکنیک رویکرد متفاوتی دارد. برای مثال، فشردن شامل فشرده‌سازی قطعه فلز بین دو یا چند غلتک است، در حالی که برش شامل قطع کردن قطعه فلز با یک تیغه مستقیم است. با این حال، هر چهار تکنیک به شرکت‌ها اجازه می‌دهند شکل و/یا اندازه قطعه فلزی را بدون نیاز به حرارت تغییر دهند.

تفاوت فلز سردکار با فلز گرمکار

فلز بسته به دمایی که در آن تغییر شکل داده شده است، به دو نوع سردکار یا گرمکار طبقه‌بندی می‌شود. اگر قطعه فلزی در دمای اتاق یا نزدیک به آن تغییر شکل داده شود، به‌عنوان سردکار شناخته می‌شود. از سوی دیگر، اگر قطعه در دمایی بالاتر از نقطه تبلور مجدد فلز تغییر کند، به‌عنوان گرمکار در نظر گرفته می‌شود.

مزایای فلز سردکار شده

فلز سردکار شده به دلیل مزایایی که نسبت به فلز گرمکار شده دارد، اغلب ترجیح داده می‌شود. در حالی که فرآیندهای گرمکاری می‌توانند اندازه و شکل قطعات فلزی را تغییر دهند، این فرآیند به قیمت کاهش استحکام تمام می‌شود. قرار گرفتن در معرض حرارت معمولاً باعث ضعیف‌تر شدن قطعات فلزی می‌شود. بنابراین، فرآیندهای سردکاری در کاربردهایی استفاده می‌شوند که به محصول نهایی قوی نیاز دارند.

علاوه بر افزایش استحکام، کار سرد نیز آسان‌تر انجام می‌شود. بدون نیاز به حرارت، شرکت‌ها می‌توانند فرآیندهای سردکاری را سریع‌تر از فرآیندهای گرمکاری انجام دهند. بنابراین، تولید فلز سردکار شده معمولاً هزینه کمتری نسبت به فلز گرمکار شده دارد.

سوالات متداول درباره فولاد سردکار

1. ویژگی‌های اصلی فولاد سردکار چیست؟

مقاومت بالا در برابر سایش، سختی زیاد، استحکام در دماهای پایین و توانایی تحمل ضربه و فشار.

2. کاربردهای متداول فولاد سردکار چیست؟

ساخت ابزارهای برش چوب، تراشکاری و حدیده

قالب‌های سردکار و برجسته‌کاری

چاقوهای برش سرد و ابزارهای پرداخت

3. آیا فولاد سردکار در برابر زنگ‌زدگی مقاوم است؟

برخی گریدها مانند گرید D به دلیل درصد بالای کروم مقاومت محدودی در برابر زنگ‌زدگی دارند، اما کاملاً ضدزنگ نیستند.

4. چرا فولاد سردکار در فرآیندهای حرارتی کم اعوجاج دارد؟

به دلیل ترکیبات آلیاژی خاص، این فولادها در حین عملیات حرارتی تغییر شکل کمتری دارند.

5. مناسب‌ترین گرید فولاد سردکار برای مقاومت به سایش کدام است؟

گرید D به دلیل درصد بالای کروم و کربن بیشترین مقاومت در برابر سایش را دارد.

6. چگونه می‌توان فولاد سردکار را حرارت‌دهی کرد؟

هر گرید فرآیند خاصی دارد؛ مثلاً گرید A در هوا، گرید O در روغن و گرید D نیز در شرایط خاص سرد می‌شوند.

7. آیا فولاد سردکار قابلیت ماشین‌کاری دارد؟

بله، گریدهای خاصی مانند گرید A برای ماشین‌کاری بسیار مناسب هستند.

8. معایب فولاد سردکار چیست؟

قیمت بالاتر نسبت به برخی فولادهای معمولی

محدودیت کاربرد در دماهای بالا

مقاومت محدود در برابر زنگ‌زدگی در برخی گریدها

جمع بندی  

در نهایت، فولاد سردکار به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مواد اولیه در صنعت ابزارسازی و تولید قطعات صنعتی، نقش حیاتی در بهبود کیفیت و دوام ابزارها و تجهیزات ایفا می‌کند. انتخاب گرید مناسب فولاد سردکار بستگی به نیاز خاص هر پروژه، شرایط کاری و نوع استفاده دارد. از آنجا که این نوع فولادها دارای ویژگی‌هایی چون مقاومت بالا در برابر سایش، سختی زیاد و قابلیت تحمل ضربه و فشار هستند، در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا، پزشکی و صنایع تولید ابزار کاربرد گسترده‌ای دارند. مهم‌ترین نکته هنگام انتخاب فولاد سردکار، شناخت دقیق خواص هر گرید و تطابق آن با نیازهای کاربردی است. با انتخاب درست، می‌توان به محصولاتی با کیفیت، مقاوم و قابل‌اعتماد دست یافت که عمر طولانی‌تری داشته باشند و کارایی بهتری را در محیط‌های سخت ارائه دهند.

گردآوری:بخش دانش کسب و کار موزستان