فولاد مناسب ساخت مته خزینه

مته های خزینه (Counterbores) ابزارهایی بسیار کاربردی در صنایع  ماشین کاری هستند که برای ایجاد نشیمنگاه های دقیق و هم سطح برای سر پیچ ها یا سایر قطعات اتصال دهنده به کار می روند. عملکرد صحیح و عمر طولانی این ابزارها به شدت به انتخاب ماده اولیه مناسب برای ساخت آن ها بستگی دارد.

فولادی که برای مته خزینه انتخاب می شود، باید ترکیبی ایده آل از سختی بالا، مقاومت به سایش عالی، چقرمگی کافی و پایداری ابعادی خوب در حین عملیات حرارتی را دارا باشد.در این مقاله به بررسی ویژگی های مورد نیاز برای فولاد مناسب ساخت مته خزینه می پردازیم و با تمرکز بر فولاد ابزار سردکار 1.2210، به عنوان گزینه ای بسیار مناسب برای این کاربرد، توضیحات جامعی ارائه خواهیم داد.

ویژگی های کلیدی فولاد مناسب ساخت مته خزینه

برای اینکه یک مته خزینه عملکردی بهینه داشته باشد و در برابر تنش های برشی و سایش ناشی از فرآیند ماشین کاری مقاوم باشد، فولاد مورد استفاده در ساخت آن باید دارای مشخصات زیر باشد:

• سختی بالا (High Hardness): مته خزینه در تماس مستقیم با قطعه کار قرار دارد و عملیات براده برداری را انجام می دهد. بنابراین، سختی بالای لبه های برنده برای حفظ تیزی و مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک در دماهای عملیاتی ضروری است.
• مقاومت به سایش عالی (Excellent Wear Resistance): سایش یکی از عوامل اصلی تخریب ابزارهای برشی است. فولاد باید دارای ترکیب شیمیایی و ریزساختاری باشد که مقاومت بالایی در برابر سایش ساینده و چسبنده از خود نشان دهد. وجود کاربیدهای سخت و توزیع یکنواخت آن ها در زمینه فولاد، به بهبود این ویژگی کمک شایانی می کند.
• چقرمگی کافی (Sufficient Toughness): با وجود نیاز به سختی بالا، فولاد نباید بیش از حد ترد باشد. مته های خزینه در معرض نیروهای ضربه ای و ارتعاشات قرار می گیرند، بنابراین چقرمگی مناسب برای جلوگیری از لب پریدگی یا شکست ناگهانی لبه های برنده حیاتی است. تعادلی بین سختی و چقرمگی، کلید موفقیت در انتخاب فولاد است.
• پایداری ابعادی (Dimensional Stability): پس از عملیات حرارتی، ابزار باید حداقل تغییر شکل و تاب دیدگی را داشته باشد تا دقت ابعادی نهایی آن حفظ شود. این ویژگی به ویژه در ساخت ابزارهای دقیق از اهمیت بالایی برخوردار است.
• قابلیت ماشین کاری (Machinability): فولاد انتخابی باید دارای قابلیت ماشین کاری مناسب در حالت آنیل شده باشد تا بتوان عملیات فرم دهی و ایجاد هندسه پیچیده مته خزینه را به راحتی انجام داد.
• قابلیت عملیات حرارتی (Heat Treatability): فولاد باید به خوبی به عملیات سخت کاری و تمپرینگ پاسخ دهد و بتواند به سختی مطلوب و ریزساختار مناسب دست یابد.

فولاد ابزار سردکار 1.2210: گزینه ای برجسته برای مته خزینه

فولاد 1.2210 که با نام های فولاد میل نقره ای (Silver Steel) نیز شناخته می شود، یک فولاد ابزار سردکار آلیاژی با محتوای کربن نسبتاً بالا و عناصر آلیاژی کروم و وانادیم است. این فولاد به دلیل ترکیب منحصربه فرد ویژگی های خود، به عنوان یکی از فولادهای ایده آل برای ساخت ابزارهای برشی با دقت بالا، از جمله مته های خزینه، مورد توجه قرار گرفته است.

ویژگی های برجسته 1.2210 برای ساخت مته خزینه

• سختی پذیری بالا و سختی نهایی عالی: محتوای کربن بالا در فولاد 1.2210، امکان دستیابی به سختی های بسیار بالا را فراهم می کند. این سختی برای حفظ لبه های برنده مته خزینه در برابر سایش و تغییر شکل در حین کار بسیار حیاتی است.
• مقاومت به سایش فوق العاده: حضور کربن و کروم در ترکیب فولاد منجر به تشکیل کاربیدهای کروم سخت و پایدار می شود. این کاربیدها به صورت ریز و یکنواخت در زمینه مارتنزیتی فولاد توزیع شده و مقاومت سایشی فوق العاده ای را به ابزار می بخشند. وانادیم نیز به پالایش دانه و تشکیل کاربیدهای کوچک تر کمک می کند که این امر نیز در افزایش مقاومت به سایش مؤثر است.
• چقرمگی و پایداری ابعادی مناسب: با وجود سختی بالا، 1.2210 از چقرمگی قابل قبولی برخوردار است که از تردی بیش از حد جلوگیری می کند. علاوه بر این، این فولاد به دلیل حداقل تغییرات ابعادی در حین سخت کاری (به ویژه در محیط های کوئنچ با روغن یا نمک)، برای ساخت ابزارهای دقیق که نیاز به پایداری ابعادی بالا دارند، بسیار مناسب است. این ویژگی به دلیل حضور کروم و ریزساختار مناسب پس از عملیات حرارتی حاصل می شود.
• قابلیت پرداخت کاری و پرداخت سطح بالا: 1.2210 به دلیل ساختار متراکم و همگن خود، قابلیت پرداخت کاری و سنگ زنی بسیار خوبی دارد. این امر برای دستیابی به لبه های برنده تیز و صاف و همچنین سطوح صیقلی در مته خزینه که به کاهش اصطکاک و بهبود عملکرد کمک می کند، از اهمیت بالایی برخوردار است.
• سهولت در عملیات حرارتی (نسبی): اگرچه عملیات حرارتی فولادهای ابزار نیاز به دقت دارد، اما 1.2210 در مقایسه با برخی فولادهای آلیاژی پیچیده تر، به راحتی به سختی مطلوب می رسد و فرآیند آنیل و سخت کاری آن نسبتاً ساده است. توصیه می شود عملیات سخت کاری در کوره با اتمسفر کنترل شده انجام شود تا از دکربوراسیون سطح جلوگیری گردد.
• آنیلینگ (Annealing): حرارت دهی تا دمای 700-740 درجه سانتی گراد، نگهداری برای چند ساعت و سپس سرد کردن آهسته در کوره. این فرآیند سختی را به حدود 200-220 HB کاهش می دهد و قابلیت ماشین کاری را بهبود می بخشد.
• سخت کاری (Hardening): حرارت دهی تا دمای 760-840 درجه سانتی گراد، نگهداری برای همگن شدن دما و سپس کوئنچ در روغن یا محلول نمک داغ.

کاربردهای دیگر 1.2210

علاوه بر مته خزینه، فولاد 1.2210 به دلیل ویژگی های مطلوب خود در ساخت طیف وسیعی از ابزارهای سردکار دیگر نیز مورد استفاده قرار می گیرد، از جمله:

• تیغه های برش
• برقوها ، سنبه ها و مرغک های تراشکاری
• قالب های کشش و فرم دهی
• ابزار پانچ
• ابزارهای اندازه گیری دقیق
• قطعات ماشین کاری که نیاز به مقاومت سایشی بالا دارند.

نکات تکمیلی برای ساخت مته خزینه با 1.2210

طراحی هندسی: هندسه مته خزینه، شامل زاویه رنده، زاویه گُوه و زاویه آزاد، باید به دقت طراحی شود تا عملکرد برشی بهینه و عمر ابزار بالا حاصل شود. این طراحی باید با توجه به نوع ماده قطعه کار و شرایط ماشین کاری صورت گیرد.

پوشش دهی سطحی: برای افزایش بیشتر مقاومت به سایش و کاهش اصطکاک، می توان از پوشش های سخت مانند TiN، TiCN، AlTiN یا CrN بر روی سطح مته خزینه ساخته شده از 1.2210 استفاده کرد. این پوشش ها علاوه بر افزایش عمر ابزار، امکان افزایش سرعت برش و بهبود کیفیت سطح قطعه کار را نیز فراهم می کنند.

سنگ زنی دقیق: پس از عملیات حرارتی، مته خزینه باید با دقت بالا سنگ زنی شود تا به ابعاد نهایی، تلرانس های مورد نظر و کیفیت سطح عالی دست یابد. استفاده از چرخ سنباده های مناسب و خنک کاری کافی در حین سنگ زنی برای جلوگیری از سوختگی و ترک خوردگی سطحی ضروری است.

سفارش فولاد ابزار

فولاد ابزار سردکار 1.2210 با ترکیب شیمیایی منحصربه فرد و توانایی دستیابی به خواص مکانیکی برجسته پس از عملیات حرارتی، به عنوان یک گزینه بسیار مناسب و کارآمد برای ساخت مته های خزینه شناخته می شود. با رعایت اصول طراحی، عملیات حرارتی صحیح و فرآیندهای تولید دقیق، مته های خزینه ساخته شده از 1.2210 می توانند عملکردی عالی و عمر طولانی را در سخت ترین شرایط ماشین کاری ارائه دهند و به افزایش بهره وری و کاهش هزینه های تولید کمک شایانی کنند. برای خرید این فولاد و سایر فولادهای ابزار مورد نیاز خود، می توانید از طریق فولاد حامیران اقدام به سفارش نمایید.