معرفی فولاد SPK

یکی از بهترین محصولات یک کارخانه آلمانی به نام بوهلر (Buhler) با بیش از یک قرن سابقه درخشان، فولاد ابزار SPK نامیده می شود. این محصول پرفروش ترین فولاد در کارخانه بوهلر می باشد و انواع مختلفی بنا بر کاربرد و ساختار دارد. در این نام، SP مخفف کلمه Special بوده و حرف k نشان دهنده سختی و مقاومت این محصولات به شمار می آید. تولید فولاد SPK نیز به وسیله انجام فرآیند نورد سرد یا ریخته گری صورت می گیرد.

این محصول از طریق فولادهای پرکربن – پرکروم یا K100 ساخته می شود و در صنایعی مانند ریخته گری، ابزارآلات پیرایش، چوب کاری، آجرسازی، داروسازی و ... به کار برده می شود. همان طور که می دانید یکی از دسته بندی های اصلی برای فولاد با نام فولاد ابزار شناخته می شود و خود به سه نوع تندبر، سرد کار و گرم کار تقسیم بندی می گردد. فولاد SPK نیز که در این مطلب قصد بررسی آن را داریم نیز از دسته بندی فولاد ابزار بوده و نورد سرد قرار داشته و کاربردهای بسیاری را در صنعت به خود اختصاص می دهد.

البته بهتر است بدانید فولاد ابزار نورد سرد به تنهایی دارای سه دسته هستند که با نام های اختصاری O، A و D معرفی می شوند. در این بین فولاد ابزار SPK در دسته پرکربن – پرکروم یا همان D قرار دارد؛ در نتیجه از خواص منحصر به فردی برای فولادها مانند سختی و مقاومت بالا برخوردار می باشد. ترکیبات شیمیایی این فولاد مقاوم نیز شامل عناصر آلیاژی مانند کربن، منگنز، کروم، سیلیسیم، فسفر و گوگرد است که هر کدام سبب ایجاد خواص مکانیکی اختصاصی برای این محصول شده اند.

از سوی دیگر می توان برای ساخت آلیاژهای فولاد SPK با افزودن عناصری مانند تنگستن و وانادیوم، آلیاژهای SPK R و SPK NL را تولید کرد. البته لازم به ذکر است درصد اضافه کردن هر کدام از این عناصر به ترکیبات فولاد ابزار سبب ایجاد تغییرات در خواص نهایی محصول خواهد شد.

کاربردهای فولاد SPK

به طور معمول فولادهای ابزار به علت داشتن مقاومت و سختی بالا در برابر فشار، پیچش، خمش و البته سایش، در ساخت ابزارهایی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز به برنده و تیز بودن آن ها باشد. با این وجود می توان گفت فولاد spk هم در این گونه مصارف و هم در مصارفی مانند ساخت قالب ها به کار برده می شود. مصارف این فولاد به صورت کلی در زیر نام برده شده اند:

• تولید قالب ‌های فرم ‌دهی مواد اولیه صنایع
• تولید قالب لوله و سنبه
• ساخت قیچی های مخصوص برای برشکاری ورق ‌ها
• ساخت ابزارآلات مخصوص در جهت پردازش سنگ
• صنعت موسیقی در ساخت تجهیزاتی مانند قالب پیانو
• تجهیزات برش کاری وسایل مختلف از جمله چوب، فلزهای نازک و ...
• ساخت و تولید حدیده در انواع مختلف
• تجهیزات صنعت آجرسازی مانند شیت های پوششی
• صنعت داروسازی در ساخت ابزار پرس
• تجهیزات و وسایلی که نیاز به استحکام بالا در صنایع دارند

با این وجود می توان گفت فولاد SPK یا K100 به علت داشتن مقاومت بسیار بالا در برابر سایش، حرارت و فشار در ساخت و برشکاری انواع شیت و میلگرد مناسب شناخته شده است.

ویژگی های فولاد SPK

وجود عناصری مانند کروم و کربن در ترکیبات فولاد ابزار SPK، آن هم با درصد بالا سبب شده تا این فلز در برابر بارهای مختلف از مقاومت بسیار بالایی برخوردار باشد. از سایر ویژگی ها و مشخصات آن ها نیز می توان به مقاومت این قطعات در برابر سایش و خوردگی اشاره کرد؛ در واقع به همین علت از آن ها در ساخت ورق، میلگرد و برشکاری این فلزات استفاده می کنند.

از سوی دیگر باید گفت سخت کاری و گرما دهی برای فولاد SPK مانند ورق سیاه فولادی در دمای بالاتر از 930 درجه سانتی گراد انجام می گیرد؛ همین موضوع نیز سبب شده تا این فلزات در برابر تغییر شکل در دماهای بیشتر، مقاومت داشته باشند. البته ورق سیاه در گرید معمولی مقاومت خاصی در برابر خوردگی ندارد، اما فلز پایه هر دو نوع فولاد آهن است. قیمت آهن نیز مقرون به صرفه بوده و همین موضوع سبب مناسب بودن قیمت آلیاژهای فولادی که از آن ساخته می شوند، شده است. استفاده از فولاد ابزار SPK نیز در دماهای پایین در مقایسه با محصولات مشابه توجیه اقتصادی دارد. البته درست است که این فلز در برابر حرارت استحکام دارد، اما باید توجه داشت در برابر تغییرات دما با سرعت بالا ممکن است کمی حساس و شکننده باشد.

انواع فولاد SPK یا K100

انواع فولاد K100 توسط کارخانه بوهلر آلمانی که سازنده این قطعات است، به سه دسته اصلی بر اساس شماره استاندارد و ترکیبات شیمیایی تقسیم بندی شده است که به شرح زیر می باشند:

1-فولاد ابزار نوع SPK R یا K107 دارای خواصی مانند سختی و مقاومت بالا در برابر سایش می باشد. این فولاد بر اساس استاندارد شماره 1.2436 تولید شده و در صنعت هایی مانند خان ‌کشی، سوراخ کاری، ابزارهای چوب ‌بری، ابزارآلات داروسازی، تیغه ‌های برش و... مورد استفاده قرار می گیرد.

2-نوع دوم فولاد ابزار با نام های اختصاری SPK NL یا K110 شناخته شده و دارای مقاومت بالا در برابر سایش می باشد. شماره استاندارد تولید این محصول 1.2379 می باشد و در دمای 850 تا 1050 درجه سانتی گراد ساخته می گردد.

3-نوع سوم این محصولات فولاد ابزار آموتیت نامیده می شود و بر اساس استاندارد شماره 1.2510 تولید می گردد. از خواص این فولاد نیز می توان به سختی بسیار بالا و برندگی منحصر به فرد اشاره کرد.

 عملیات حرارتی فولاد SPK

به طور کلی قابلیت انجام عملیات حرارتی بر روی فولادهایی با مقاومت بسیار بالا امکان پذیر می باشد. عملیات حرارتی روش های مختلف دارد، اما به صورت کلی سبب بهبود خواص مکانیکی در فلزات خواهد شد، اما بر اساس ترکیبات فولاد SPK بهترین روش برای انجام این عملیات، حمام نمک بوده که مراحلی به شرح زیر دارد:

آنیلینگ یا بازپخت

عملیات آنیل کردن فولاد ابزار به این صورت انجام می گیرد که در ابتدا کاربرد نهایی فلز مشخص شده و با توجه به آن قطعه در دمای حدود 850 تا 900 درجه سلسیوس حرارت می بیند؛ سپس در محیط قرار گرفته و به تدریج دمای آن کاهش می یابد.

سختکاری

پس از مرحله بازپخت، فولاد سخت کاری می گردد که برای انجام این عملیات نیز دو مرحله آستنیته و کوئنچ وجود دارد؛ زیرا اگر دمای قطعه به طور ناگهانی تغییر کند، مقاومت مطلوبی در نهایت نخواهد داشت. در ابتدا فولاد در دمای 960 تا 970 درجه سانتی گراد حرارت دیده که مرحله آستنیته می باشد و سپس در کوره با دمای 980 تا 990 درجه قرار داده می شود که مرحله دوم یعنی کوئنچ است.

ساچمه زنی

در نهایت به وسیله یک ساچمه فلزی، بر سطح فولاد ضربه های تکراری وارد کرده تا استحکام کششی و مقاومت خستگی در آن افزایش یابد. به این ترتیب عملیات حرارتی فولاد ابزار به اتمام می رسد.

جمع بندی

در نهایت می توان گفت فولاد SPK یکی از مهم ترین فولادهای ابزار به شمار می آید که مهم ترین محصول یک کارخانه آلمالی به نام بوهلر است. از خواص این فولاد می توان به مقاومت و استحکام بالا در برابر نیروهای مختلف فشاری، خمشی، کششی و البته سایشی اشاره کرد. همچنین این محصول دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی نیز می باشد که سبب محبوبیت آن در صنایع شده است. کاربرد فولاد SPK نیز بیشتر در ساخت ابزار آلات و تیغه هایی است که نیاز به تیز بودن برندگی فوق العاده داشته باشند. فولاد SPK R و SPK NL دو مورد از مهم ترین آلیاژهای فولاد SPK به شمار می آیند.