فولادهای مقاوم به حرارت: تعریف و ویژگیها
فولادهای مقاوم به حرارت (Heat-resistant Steels) به دستهای از آلیاژهای فولادی اطلاق میشود که برای تحمل شرایط دمایی بالا طراحی شدهاند. این گروه از فولادها به لطف عناصر آلیاژی مانند کروم، نیکل، و مولیبدن، در برابر اکسیداسیون، خوردگی، و تغییرات دما مقاومت میکنند. ویژگیهای کلیدی این فولادها عبارتند از:- تحمل دمای بالا: عملکرد مطلوب در دماهای 500 تا 1200 درجه سانتیگراد.
- پایداری مکانیکی: استحکام و سختی مناسب حتی در شرایط حرارتی شدید.
- مقاومت شیمیایی: جلوگیری از اکسیداسیون و تشکیل رسوبات در دماهای بالا.
فرآیند تراشکاری و تأثیر حرارت بر آن
در فرآیند تراشکاری، اصطکاک بین ابزار برش و سطح قطعهکار، همراه با تغییر شکل پلاستیکی، منجر به تولید حرارت میشود. این حرارت در فولادهای مقاوم به حرارت بیشتر است زیرا:- ضریب هدایت حرارتی پایین: گرما به راحتی از منطقه برش دور نمیشود.
- نیاز به نیروی برش بیشتر: سختی و استحکام بالا این فولادها، نیروی بیشتری برای برش نیاز دارد.
اثرات حرارت در فرآیند تراشکاری
- تأثیر بر ابزار برشی
- سایش ابزار: دمای بالا باعث فرسایش سریعتر لبه ابزار میشود.
- کاهش عمر ابزار: در دماهای بالا، ابزارهایی مانند کاربید یا سرامیک به سرعت کیفیت خود را از دست میدهند.
- افت کیفیت سطح: تغییرات دمایی میتواند موجب تغییرات نامطلوب در سطح قطعهکار شود.
- تأثیر بر قطعهکار
- تنشهای حرارتی: تغییرات دمایی میتواند موجب ایجاد ترکهای حرارتی یا تنشهای داخلی در فولاد شود.
- افت دقت ابعادی: انبساط حرارتی قطعهکار میتواند ابعاد نهایی را تحت تأثیر قرار دهد.
- تغییر خواص ماده: دمای بالا ممکن است باعث تغییر ساختاری در فولاد شود.
راهکارهای کنترل حرارت در تراشکاری فولادهای مقاوم به حرارت
- انتخاب ابزار مناسب
- استفاده از سیالات خنککننده
- بهینهسازی پارامترهای ماشینکاری
- کاهش سرعت برش و افزایش عمق پیشروی میتواند حرارت تولیدی را کاهش دهد.
- انتخاب عمق برش مناسب برای به حداقل رساندن اصطکاک.
فنآوریهای نوین در تراشکاری فولادهای مقاوم به حرارت
- تراشکاری خشک
- سیستمهای خنککننده پیشرفته
- خنککاری با گازهای فشرده مانند CO2 یا هوای سرد.
- استفاده از سیستمهای اسپری خنککننده برای توزیع یکنواخت گرما.
- شبیهسازی CAD/CAM
مزایای اقتصادی کنترل حرارت
مدیریت صحیح دما در تراشکاری فولادهای مقاوم به حرارت میتواند منجر به موارد ذیل گردد :
- افزایش عمر ابزارها و کاهش هزینههای تعویض ابزار.
- کاهش زمان ماشینکاری و افزایش بهرهوری.
- بهبود کیفیت سطح قطعهکار و کاهش هزینههای فرآوری مجدد.
