جنس مته استیل چیست

جنس مته استیل از چیست و چه کاربردی دارد؟

در این مقاله با جنس مته‌ها که عمدتاً از فولاد ابزار پرسرعت (HSS) ساخته می‌شوند و کاربردهای گسترده آن‌ها در صنعت آشنا خواهید شد و درخواهید یافت که مته استیل چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟

ترکیب و ساختار مته‌های فولادی

برای ساخت مته‌هایی که برای سوراخکاری و برش به کار می‌روند، از فولاد ابزاری استفاده می‌شود که متناسب با شرایط سخت دریل‌کاری باشد. به طور خاص، برای برش فلزات، از فولاد پرسرعت (HSS) یا فولاد تندبر استفاده می‌شود.

فولادهای ابزاری به دو دسته اصلی فولادهای ساختمانی و ابزاری تقسیم می‌شوند. این فولادها علاوه بر کاربردهای دیگر، برای ساخت ابزارهای برش دستی و ماشینی کاربرد دارند. توجه داشته باشید که تمام این فولادها از نوع فولاد ضدزنگ (Stainless Steel) نیستند، بلکه از نوع فولادهای ابزاری (Tool Steel) هستند.

عملیات حرارتی برای فولادهای ابزاری، سختی و مقاومت حرارتی لازم برای کاربری را ایجاد می‌کند. این فرآیند بر خواص مهمی مانند: سختی، مقاومت کششی، دمای کارکرد و مقاومت در برابر سایش تأثیر می‌گذارد. نکته مهم اینجاست که با افزایش سختی، چقرمگی (مقاومت در برابر شکست) کاهش می‌یابد. بنابراین، بسته به نوع کاربرد (مثلاً سوراخکاری فلزات سخت یا نرم)، باید بین این ویژگی‌ها توازن ایجاد کرد تا طول عمر ابزار به حداکثر برسد.

دسته‌بندی فولادهای ابزاری:

فولادهای ابزاری بر اساس فاکتورهای کلیدی زیر طبقه­‌بندی می‌­شوند:

• نوع ترکیب آلیاژی: شامل فولادهای آلیاژی و غیرآلیاژی

• عوامل سردکننده: مانند سخت‌کننده‌های آب، روغن و هوا

• دمای کارکرد: فولادهای کار سرد، فولادهای کار داغ و فولادهای پرسرعت (HSS)

نکته مهم: تفاوت اصلی دمای کار: فولادهای کار سرد معمولاً در دمای زیر ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد استفاده می‌شوند. اما یک دسته خاص به نام فولادهای پرسرعت (HSS) وجود دارد که زیر مجموعه فولادهای کار داغ هستند و دمای کارکرد آن‌ها می‌تواند به بیش از ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد برسد.

دانستن این دسته‌بندی‌ها به ما کمک می‌کند تا مته‌ای با ویژگی‌های متناسب با نیاز پروژه (مانند سوراخکاری فلزات) انتخاب کنیم.

فولادهای با سرعت بالا (HSS)

فولاد پرسرعت (High-Speed Steel – HSS) یک فولاد ابزاری با آلیاژ زیاد است که به طور عمده به عنوان ابزار برش استفاده می‌شود.

اهمیت HSS در ساخت ابزار برش این است که برای فرآیندهایی مانند تراشکاری مناسب است و قابلیت تراش مجدد ابزار ضخیم را فراهم می‌کند.

برای خرید انواع مته گردبر HSS و TCT می‌توانید با مشاوران مجموعه ایران بور تماس بگیرید

چرا HSS بهتر است؟

سرعت برش فولادهای HSS در مقایسه با فولادهای کار سرد، سه تا چهار برابر بیشتر است و همین امر باعث می‌شود که بتوانند در دماهای کارکرد بسیار بالا بدون از دست دادن سختی کار کنند. این ویژگی نتیجه عملیات حرارتی ویژه است که در آن، فولاد تا بیش از ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد حرارت دیده و سپس سرد می‌شود.

ساختار HSS: این فولاد سختی خود را از ساختار پایه (آهن و کربن) و همچنین افزودن بیش از ۵ درصد آلیاژهای اضافی به دست می‌آورد که آن را به یک فولاد با آلیاژ بالا تبدیل می‌کند.

مزایای کلی فولاد با سرعت بالا (HSS)     

• دمای کار بیش از 600 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

به دلیل این ویژگی‌های منحصر به فرد، HSS انتخاب اصلی برای ساخت مته‌های صنعتی است.

فولاد HSS آلیاژ شده با کبالت (HSSE)

در برخی موارد، برای افزایش مقاومت حرارتی و سختی، به فولاد HSS، کبالت (Co) اضافه می‌شود. نام‌هایی مانند: HSS-Co 5 یا HSSE-Co 8، به ترتیب نشان دهنده وجود ۵ درصد یا ۸ درصد کبالت در ترکیب فولاد هستند.

نکات کلیدی کبالت:

• سختی و استحکام: هر چه مقدار کبالت بیشتر باشد، فولاد ابزاری محکم‌تر است.

• مقاومت حرارتی: کبالت مقاومت سختی حرارتی را افزایش می‌دهد.

• کاربرد: مته‌های کبالت‌دار (HSSE) برای برش مواد دشوارتر مانند فولاد ضدزنگ (استیل) با استحکام کششی بالا بهتر عمل می‌کنند.

• توازن: همانند قبل، با افزایش سختی (با کبالت بیشتر)، چقرمگی (مقاومت در برابر شکنندگی) کاهش می‌یابد.

در جدول زیر، مقادیر کبالت در این فولادها آورده شده است:

مقاومت سایشی ناشی از پوشش

علاوه بر سرعت برش و دمای کار، ساییدگی بر طول عمر مته تاثیر می‌­گذارد. این مشکل با اعمال یک پوشش روی سطح مته جبران می‌شود.

وسایل با فولاد سرعت بالا (HSS) می­‌توانند با پوشش­‌های مختلفی ساخته شوند که بر مقاومت سایشی و مهم­تر از همه، طول عمر وسیله تاثیر می‌گذارند.

برخی از پوشش­‌های رایج مورد استفاده عبارت‌اند از:

• TiN (تیتانیوم نیترید)

• TiAlN (تیتانیوم آلومینیوم نیترید)

• AlTiN (آلومینیوم تیتانیوم نیترید)

• TiCN (تیتانیوم کربونیترید)

• RunaTEC

انتخاب پوشش مناسب برای مته، نقش مهمی در سوراخکاری موفق مواد سخت دارد.

کاربردهای مته‌های HSS

فولادهای پرسرعت با درجات مختلف سختی و پوشش‌های متفاوت، برای محدوده وسیعی از کاربردها مناسب هستند. نوع فولاد سرعت بالایی که شما برای کاربرد خود نیاز دارید، به فرایند برش شما بستگی دارد! اینکه آیا در حال سوراخکاری، رزوه زنی یا حفاری هستید.

مثال کاربردی:

• سوراخکاری فولاد معمولی: معمولاً مته HSS یا HSS با پوشش TiN کافی است (برای فولادهایی با مقاومت کمتر از ۹۰۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع).

• سوراخکاری فولاد ضدزنگ سخت: معمولاً از دریل‌های غیر پوششی HSS-Co 5 یا فولاد ابزار HSS با پوشش TiAlN استفاده می‌شود (برای فولادهایی با مقاومت بیش از ۱۳۰۰ نیوتن بر میلی‌متر مربع).

به طور خلاصه، هرچه سختی موادی که می‌خواهید برش دهید بیشتر باشد، باید از فولاد HSS با درصد کبالت بالاتر یا پوشش‌های مقاوم‌تر استفاده کنید. تصویر زیر گویای همه چیز است.

نتیجه ­گیری: جنس و کاربرد مته استیل

مته‌ها عمدتاً از فولاد ابزاری پرسرعت (HSS) ساخته می‌شوند. این فولادها به دلیل توانایی مقاومت در برابر دمای بالا (بیش از ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد) که هنگام برش فلزات ایجاد می‌شود، ایده‌آل هستند.

نحوه انتخاب:

هرچه سختی قطعه کار بیشتر باشد، استفاده از فولادهای HSS با مقادیر کبالت بالاتر (Co 5% یا Co 8%) و یا پوشش‌های پیشرفته (مانند TiAlN) ضروری است. این‌که دقیقاً چه مقداری از کبالت یا چه نوع پوششی مناسب است، کاملاً به کاربرد شما و نوع متریال مورد نظر برای سوراخکاری وابسته است.

اکنون شما می‌توانید فولاد پرسرعت را دسته‌بندی کرده و مته مناسب برای کار خود را انتخاب نمایید.

اگر برای انتخاب بهترین مته گردبر HSS یا TCT برای پروژه خود نیاز به راهنمایی دارید، می‌توانید با مشاوران ما تماس بگیرید.