برای ساخت مته ها، فولاد ابزاری مورد نیاز است که با کاربردهای دریل مطابقت داشته باشد. برای تولید مته هایی که فلز را برش بزنند، از فولاد ضد زنگ با قابلیت سرعت بالا استفاده می شود.
فولادهای ضد زنگ عموماً به فولادهای ساختمانی و فولادهای ابزاری تقسیم میشوند. فولاد های ابزاری علاوه بر اهداف دیگر، برای دریل دستی و ماشین های ابزار نیز استفاده میشوند. همه فولاد های ابزاری، فولادهای ضدزنگ هستند.
عملیات حرارتی برای فولاد های ابزاری، سختی مورد نیاز برای کار را ایجاد میکند (سختی و استحکام حرارتی). این عملیات بر بسیاری از خواص فولاد ابزاری (به عنوان مثال سختی، دمای کار، مقاومت کششی، مقاومت سایشی) تاثیر میگذارد و آنها را برای کاربردهای خاصی، سازگار میکند. به عنوان مثال هنگامی که سختی افزایش یابد، چقرمگی (سفتی) کاهش مییابد. در اینجا باید توجه داشت که بسته به کاربرد، کدام ویژگی به صورت قابل ملاحظهای بر طول عمر ابزار تاثیر میگذارد.
دسته بندی فولاد بر اساس کاربرد
فولادهای ابزاری بر اساس موارد زیر طبقه بندی میشوند
- ترکیب (غیر آلیاژی و آلیاژی)
- عوامل سرد کننده (آب، روغن و سخت کننده های هوا) و
- دمای کار (فولاد برای کار سرد، کار داغ و فولاد برای سرعت بالا).
- دمای کار بین فولادی که برای کار سرد استفاده میشود (غیر آلیاژی) و فولادی که برای کار داغ استفاده میشود (آلیاژی) متفاوت است. فولاد هایی که برای دمای پایین استفاده میشوند، معمولاً موقعی استفاده میشوند که دمای کار سطح در هنگام استفاده از ۲۰۰ درجه سانتیگراد تجاوز نمیکند.
یک دسته خاص از این فولاد هایی که برای کار داغ استفاده میشوند، فولادهای با سرعت بالا (HSS) هستند که در آنها دمای کار میتواند به بیش از ۶۰۰ درجه سانتیگراد برسد.
فولاد های با سرعت بالا (HSS)
فولاد با سرعت بالا (HSS) اصولاً به عنوان وسیله برش (برای برش ابزار) استفاده میشود و یک فولاد ابزاری با آلیاژ زیاد است. فولاد با سرعت بالا (HSS) برای ابزار تولید نیز استفاده میشود زیرا برای تراشکاری مناسب است (که به عنوان مثال تراش مجدد ابزار ضخیم را نیز ممکن میسازند).
سرعت برش فولاد هایی که برای کار داغ استفاده میشوند، در مقایسه با فولاد هایی که برای کار سرد استفاده میشوند، سه تا چهار برابر بیشتر است و بنابراین دماهای کارکرد بالا حاصل میشود. این امر به دلیل عملیات حرارتی است که در آن، فولاد تا بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد حرارت میبیند و سپس سرد میشود.
فولاد با سرعت بالا (HSS) سختی خود را از ساختار پایه اش که شامل آهن و کربن است، به دست میآورد. علاوه بر این، بیش از ۵ درصد آلیاژهای اضافی نیز در این فولاد وجود دارد که فولاد با سرعت بالا (HSS) را یک فولاد با آلیاژ زیاد میکند.
مزایای کلی فولاد با سرعت بالا (HSS)
- دمای کار بیش از ۶۰۰ درجه سانتیگراد
- سرعت برش بالا
- دوام بالا (دوام بالا در مقابل شکنندگی)
- تراش خوب در فرایند تولید
- تراش مجدد خوب ابزار ضخیم
- قیمت نسبتاً پایین
مواردی که به نام فولاد اضافه میشوند، HSS-Co 5 یا HSSE-Co 8 درصد ماده کبالت موجود در آن را نشان میدهند. هر چه مقدار کبالت بیشتر باشد، فولاد ابزاری، محکم تر است. مقدار کبالت، مقاومت سختی حرارتی را افزایش میدهد و بهتر میتوان موادی را که برش آنها دشوار است، برش زد. Co 5 حاوی ۴.۸ تا ۵ درصد کبالت و Co 8 حاوی ۷.۸ تا ۸ درصد کبالت است. به هرحال، با افزایش سختی، چقرمگی (سفتی) کاهش مییابد.
| نماد | مقدار کبالت |
| HSS | ۰.۵ تا ۱.۵ درصد |
| HSS-Co 5 | ۴.۸ تا ۵ درصد |
| HSS-Co 8 | ۷.۸ تا ۸ درصد |
مقاومت سایشی ناشی از پوشش
علاوه بر سرعت برش و دمای کار، ساییدگی بر طول عمر وسیله نیز تاثیر میگذارد. این مشکل میتواند با پوششی که سرعت های برش بالاتر را ممکن میسازد، جبران شود.
وسایل با فولاد سرعت بالا (HSS) میتوانند با پوششهای مختلفی ساخته شوند که بر مقاومت سایشی و مهمتر از همه، طول عمر وسیله تاثیر میگذراند.
پوشش هایی که ما استفاده میکنیم:
- TiN
- TiAIN
- AITiN
- TiCN
- RunaTEC
نگاه اجمالی و مقایسه بین پوشش ها را میتوان در مقاله “مقایسه پوشش های TiN، TiAIN، AITiN و …..” یافت.
کاربرد ها
فولاد با سرعت بالا با درجات مختلف سختی و پوشش، برای کاربردهای مختلف مناسب است.
نوع فولاد سرعت بالایی که شما برای کاربرد خود نیاز دارید، به فرایند برش شما بستگی دارد، اینکه شما سوراخکاری میکنید، رزوه ایجاد میکنید یا حفاری میکنید.
در تصویر زیر، راهنمایی در مورد موادی که در فولاد سرعت بالا استفاده میشود، ارائه شده است. این راهنما به فرایند برش مربوطه بستگی دارد. با اینحال، شما میتوانید ببینید که با افزایش مقدار کبالت، سختی مواد برش دهنده افزایش مییابد (به عنوان مثال فولاد سرعت بالا، فولاد را با فشار ۹۰۰ N/mm۲ و فولاد HSS-Co 8، فولاد را با فشار بیش از ۱۳۰۰ N/mm۲ برش میزند).
نتیجه گیری و خلاصه
مته از فولاد آلیاژی سرعت بالا (HSS) ساخته میشوند. با استفاده از این فولاد ابزاری میتوان به دماهای بیش از ۶۰۰ درجه سانتیگراد دست یافت که هنگام برش فولاد یا فلزات به این دما میرسیم.
هرچه سختی مواد بیشتر باشد، میتوان از فولاد سرعتبالا با مقادیر بیشتر کبالت (۵ درصد یا بیشتر) استفاده نمود. اینکه مقدار کبالت چه مقدار باشد، به کاربرد شما وابسته است. به عنوان مثال، اگر بخواهید در فولاد ضد زنگ حفاری کنید، معمولاً از یک مته مارپیچی غیر پوششی با HSS-Co 5 استفاده میکنید. در برخی موارد، فولاد ابزاری سرعت بالا با پوشش TiAIN کافی است.
اکنون شما میتوانید فولاد سرعت بالا را دسته بندی کرده و وسیله مناسب کار خود را انتخاب کنید. همینطور جهت کسب اطلاعات کافی درمورد سه نظام می توانید از این صفحه دیدن کنید.
اگر سوالی دارید، لطفاً با ما تماس بگیرید.
