Description
تسمه فولادی SPK
این تسمه نوعی فولاد ابزار سردکار است که به دلیل ترکیب شیمیایی خاص و خواص مکانیکی مطلوب، در صنایع مختلف بهویژه قالبسازی و ساخت ابزارهای برشی استفاده میشود. SPK مخفف استاندارد آلمانی 1.2080 (یا X210Cr12 در استاندارد DIN) است و در استاندارد آمریکایی با D3 شناخته میشود.
ترکیب شیمیایی فولاد SPK
نکته ای که وجود دارد این است که ترکیب شیمیایی فولاد SPK با استاندارد DIN 1.2080 یا AISI D3به دلیل محتوای بالای کربن و کروم، آن را به یکی از فولادهای ابزار سردکار مقاوم به سایش تبدیل میکند. ترکیب شیمیایی معمول این فولاد به صورت زیر است:
| کربن (C) | 2.00% – 2.20% |
| کروم (Cr) | 11.00% – 13.00% |
| منگنز (Mn) | 0.20% – 0.60% |
| سیلیسیم (Si) | 0.10% – 0.40% |
| فسفر (P) | ≤ 0.03% |
| گوگرد (S) | ≤ 0.03% |
توضیح نقش عناصر:
- کربن (C):
میزان بالای کربن (حدود 2%) باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش فولاد میشود، اما شکنندگی آن را نیز افزایش میدهد. - کروم (Cr):
کروم بالا (حدود 12%) نقش مهمی در افزایش مقاومت به سایش و سختیپذیری فولاد دارد و همچنین مقاومت در برابر خوردگی را تا حدودی بهبود میبخشد. - منگنز (Mn):
بهبود دهنده استحکام و سختی فولاد و کمک به عملیات حرارتی. - سیلیسیم (Si):
به عنوان عنصر آلیاژی برای بهبود مقاومت به اکسیداسیون و سختی فولاد به کار میرود. - فسفر (P) و گوگرد (S):
این عناصر معمولاً به دلیل تأثیر منفی بر خواص مکانیکی، در مقادیر کم کنترل میشوند.
این ترکیب باعث میشود فولاد SPK برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت به سایش بالا و حفظ دقت ابعادی دارند، ایدهآل باشد.
خواص مکانیکی و فیزیکی فولاد SPK
فولاد SPK با استاندارد DIN 1.2080 یا AISI D3به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود، دارای خواص مکانیکی و فیزیکی قابل توجهی است که آن را به یکی از فولادهای ابزار سردکار با مقاومت بالا به سایش تبدیل میکند. در ادامه به مهمترین خواص مکانیکی و فیزیکی این فولاد میپردازیم:
خواص مکانیکی فولاد SPK
| ویژگی | مقدار | توضیحات |
| سختی (Hardness) | 58 – 62 HRC )پس از عملیات حرارتی( | سختی بالا پس از کوئنچ و بازپخت، مناسب برای کاربردهای مقاوم به سایش. |
| استحکام کششی (Tensile Strength) | حدود 750 – 850 مگاپاسکال (در حالت آنیل شده) | استحکام بالا در حالت سخت شده. |
| مقاومت به سایش (Wear Resistance) | بسیار بالا | به دلیل محتوای بالای کروم و کربن، در برابر سایش مقاوم است. |
| چقرمگی (Toughness) | پایین | به دلیل سختی بالا و ساختار مارتنزیتی، شکننده است. |
| قابلیت ماشینکاری (Machinability) | متوسط | ماشینکاری دشوار به دلیل سختی بالا. |
خواص فیزیکی فولاد SPK
| ویژگی | مقدار | توضیحات |
| چگالی (Density) | 7.7 – 7.8 گرم بر سانتیمتر مکعب | چگالی مشابه سایر فولادهای ابزار. |
| دمای پیشگرم (Preheating Temperature) | 800 – 850 درجه سانتیگراد | پیشگرم کردن فولاد قبل از عملیات حرارتی برای جلوگیری از ترک خوردگی ضروری است. |
| دمای سختکاری (Hardening Temperature) | 980 – 1030 درجه سانتیگراد | دمای مناسب برای کوئنچ کردن و افزایش سختی. |
| دمای بازپخت (Tempering Temperature) | 150 – 250 درجه سانتیگراد | بازپخت در این دماها برای کاهش تنش و بهینهسازی خواص مکانیکی انجام میشود. |
| ضریب انبساط حرارتی (Thermal Expansion Coefficient) | 10.4 × 10⁻⁶ /°C | انبساط حرارتی متوسط در مقایسه با سایر فولادهای ابزار. |
| هدایت حرارتی (Thermal Conductivity) | 20 – 25 وات بر متر کلوین | هدایت حرارتی نسبتاً پایین. |
مزایا و معایب فولاد SPK
- مقاومت عالی به سایش: مناسب برای قالبهای برش و ابزارهای برشی.
- سختی بالا: پس از عملیات حرارتی، سختی بسیار بالایی دارد.
- پایداری ابعادی: در برابر تغییرات دما و فشار مکانیکی مقاوم است.
معایب:
- شکنندگی بالا: به دلیل محتوای بالای کربن، در برابر ضربه و تنشهای دینامیکی ضعیف است.
- مقاومت کم به خوردگی: برخلاف فولادهای ضدزنگ، در محیطهای خورنده مقاومت کمی دارد.
- ماشینکاری دشوار: به دلیل سختی بالا، فرآیند ماشینکاری نیاز به ابزارهای سخت و مقاوم دارد.
استانداردهای فولاد SPK
این فولاد یکی از فولادهای ابزار سردکار پرکاربرد است و در استانداردهای مختلف بینالمللی با نامها و کدهای متفاوتی شناخته میشود. در ادامه استانداردهای مختلف این فولاد آورده شده است:
| استاندارد | نام و کد فولاد |
| DIN آلمان | 1.2080 / X210Cr12 |
| AISI/SAE آمریکا | D3 |
| JIS ژاپن | SKD1 |
| EN اروپا | X210Cr12 |
| GOST روسیه | Х12 (X12) |
| BS بریتانیا | BD3 |
| ISO | 4957-X210Cr12 |
توضیح کدها:
- DIN 1.2080 / X210Cr12 آلمان
این کد مربوط به استاندارد آلمان است که در آن:- X نشاندهنده فولاد آلیاژی است.
- 210 بیانگر 0.21 درصد کربن است (ضرب در 1000).
- Cr12 به معنای وجود حدود 12 درصد کروم در ترکیب شیمیایی فولاد است.
- AISI D3 آمریکا
سیستم طبقهبندی فولادهای ابزار در استاندارد آمریکایی AISI که D نشاندهنده فولاد ابزار سردکار پرکربن و پرکروم است. - JIS SKD1 ژاپن
در این استاندارد، SKD مخفف Steel for Cold Die یا فولاد ابزار سردکار است. - GOST Х12 روسیه
این کد در استاندارد روسیه نشاندهنده فولاد پرکربن و پرکروم با سختی و مقاومت به سایش بالا است
مقایسه با فولادهای مشابه:
- 1.2379 / D2:
مشابه SPK اما با مقاومت به ضربه و چقرمگی بالاتر. - 1.2842 / 90MnCrV8:
دارای سختی کمتر ولی مقاومت به ضربه بهتر.
این استانداردها به شما کمک میکنند تا بتوانید SPK را با فولادهای دیگر مقایسه کرده و در پروژههای مختلف از آن استفاده کنید.
کاربردهای فولاد spk
فولاد SPK یا 1.2080/D3 به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود، ویژگیهایی مانند سختی بالا، مقاومت عالی به سایش و پایداری ابعادی پس از عملیات حرارتی دارد. این ویژگیها آن را برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش، دقت ابعادی بالا و دوام دارند، مناسب میکند.
-
قالبسازی (Mold & Die Making)
- قالبهای برش (Cutting Dies):
برای ساخت قالبهایی که در برش فلزات سخت و ورقهای فولادی استفاده میشوند. - قالبهای خمکاری (Bending Dies):
در ساخت قالبهای خمکاری که نیاز به دقت بالا و مقاومت به سایش دارند. - قالبهای پانچ (Punching Dies):
برای تولید قطعات فلزی از طریق پانچ کردن و برش سرد.
-
ابزارهای برشی (Cutting Tools)
- چاقوهای صنعتی:
تیغههای مورد استفاده در برش کاغذ، پلاستیک، چرم و فلزات نازک. - قیچیهای صنعتی:
برای ساخت قیچیهایی که در برش ورقهای فلزی و مواد سخت به کار میروند. - تیغههای آسیاب و خردکن:
مورد استفاده در صنایع بازیافت و خرد کردن پلاستیک و لاستیک.
-
غلتکها و رولها (Rollers)
- غلتکهای فرمدهی:
در فرآیندهای شکلدهی سرد ورقهای فلزی. - غلتکهای نورد سرد:
در نورد سرد فولادها که نیاز به مقاومت بالا به سایش دارند.
-
ساخت قطعات مقاوم به سایش (Wear-Resistant Parts)
- بوشها (Bushings):
مورد استفاده در دستگاههایی که تحت سایش شدید هستند. - لایههای مقاوم به سایش:
در ماشینآلات صنعتی و قطعاتی که نیاز به دوام بالا در برابر سایش دارند. - صفحات سایشپذیر:
در تجهیزات معدنی، کشاورزی و ماشینآلات صنعتی.
5.تولید ابزارهای اندازهگیری دقیق (Precision Measuring Tools)
- به دلیل پایداری ابعادی و مقاومت به تغییر شکل، برای تولید ابزارهای دقیق مانند خطکشها، گیجها و ابزارهای کالیبراسیون استفاده میشود.
6. کاربردهای خاص دیگر
- ساخت قطعاتی که تحت بار استاتیک بالا و سایش مداوم قرار دارند.
- پانچهای دقیق و ابزارهای نازکبرش.
- تجهیزات صنایع چوب و MDF: تیغهها و ابزارهای برش در صنایع چوب و تختههای چندلایه.
محدودیتها:
- چقرمگی پایین: برای کاربردهایی که نیاز به تحمل ضربه بالا دارند مناسب نیست.
- مقاومت کم به خوردگی: باید در محیطهای غیرخورنده استفاده شود یا با پوششدهی محافظت شود.
