استاندارد فولاد اتومات

یکی از پرکاربردترین فلزات در صنایع مختلف، فولاد است. فولاد در واقع آلیاژی از آهن است به همین دلیل می توان با ساخت آلیاژهای خاص که دارای خواص یا ویژگی های مکانیکی، شیمیایی منحصر بفرد هستند؛ فولاد مقاوم و کاربردی تولید کرد.

خصوصیاتی همچون: قابلیت ماشین کاری، جوشکاری، تراشکاری، خمکاری و … که هر کدام ویژگی های بسیار مهم فولاد به حساب می آیند. به همین منظور در این مقاله دربارۀ اینکه فولاد اتومات یا خوش تراش چیست و چه ویژگی هایی دارد و در چه مواردی کاربرد دارد اطلاعات کاملی را در اختیار شما خوانندگان گرامی قرار خواهیم داد.

 تاثیر عناصر در رفتار فولاد خوش تراش

دستکاری و ماهیت و توزیع اجزا به عنوان یکی از محبوب ترین روش هایی است که قابلیت ماشینکاری را افزایش می دهد. می توانیم اجزاء را به صورت گسترده ای از لحاظ تاثیر آن ها بر رفتار برش ها به صورت زیر دسته بندی کنیم:

• مضر (ساینده، سخت) مانند Al2O3 ،SiO2 ،Cr2O3 ،TiN و غیره
• مطلوب مانند MnS ،MnSe ،MnTe، سرب، Bi
• دارای تأثیرات کوچک یا بدون تأثیر مانند FeO ،MnO، سیلیکات‌های نرم

یکی از محبوب ترین روش های ارتقاء ماشین کاری افزایش سطح گوگرد می باشد. گوگرد شامل سولفید منگنز مرکب است که باعث نرم شدن فولاد می شود. این ویژگی به عنوان یک ناپیوستگی در تراشه عمل می کند. کاربران می توانند این اجزاء را در فولاد اتومات دستکاری و تغییر دهند.

افزودن مواد باعث این تاثیرات می‌شود:

• کار برشی درگیر در تشکیل تراشه کاهش می‌یابد.
• یک اثر روان کننده قوی در فصل مشترک ابزار / تراشه رخ می‌دهد.
• رسوبات سولفید محافظ روی ابزارهای کاربید در طیف وسیعی از سرعتهای برش شکل می‌گیرند.
• پایداری لبه ساخته شده افزایش یافته و اندازه آن کاهش می یابد و در نتیجه صافی سطح بهبود می‌یابد.

در ذیل به تفضیل به توضیح نقش گوگرد در ماشینکاری این محصولات پرداخته ایم.

 

 

فولاد اتومات چیست؟

فولاد اتومات یا همان فولاد خوش تراش، آلیاژی از آهن بوده که مقدار کربن موجود در آن کم است و به آن فولاد کم آلیاژ گفته می شود. کم بودن کربن در آلیاژ این فولاد باعث آسان تر شدن ماشین کاری آن می شود.
وجود گوگرد یکی از مهمترین عوامل در افزايش قابليت ماشين كاری فولادهای خوش تراش است. گوگرد موجود در این عنصر و تشکیل ناخالصی های سولفیدی در مرزدانه ها، حین ماشینکاری، براده ها خرد شده و طول آن ها کوتاه تر می شود. همین عامل باعث می شود تا سرعت براده بردای فولاد خوش تراش افزایش یابد. علاوه بر آن به دلیل خاصیت روانکاری گوگرد، باعث کاسته شدن از شدت اصطکاک در قسمت برنده ابزارهای برشی و افزایش عمر آن می شود و هم کیفیت سطحی خوبی پس از ماشین کاری قطعه به دست می آید.
عنصر فسفر موجود در این آلیاژ نیز همچون گوگرد باعث افزایش قابلیت براده برداری و ماشينكاری فولادها می شود. این عنصر در برخی گریدهای فولاد خوش تراش تا ۰٫۱۱ درصد و با گوگرد به ترکیب این فولادها اضافه می شود.
علاوه بر گوگرد و فسفر، در برخی گریدهای فولاد خوش تراش از سرب نیز به مقدار ۰٫۱۵-۰٫۳۵ درصد استفاده می شود. اضافه کردن سرب به این آلیاژ به دلیل توزیع فوق العاده ریز و یکنواخت آن در بین سایر عناصر در فولادهای خوش تراش، باعث خرد و ریز شدن براده ها در هنگام ماشین کاری می شود. به همین دلیل سرعت براده برداری از فولاد افزایش یافته و فولاد خوش تراش و سطح ماشین کاری بسیار خوبی نیز بدست می آید.
فولاد خوش تراش و یا نیمه اتومات به روش نورد گرم و یا کشش سرد تولید می شود و برای عملیات آهنگری مناسب نمی باشد. به دلیل مقدار بالایی از عناصر فسفر و گوگرد در ترکیب این فولادها، جوشکاری آن ها توصیه نشده و ترمیم سطحی آن ها با جوشکاری هم مجاز نیست. برخی از فولادهای خوش تراش، قابلیت سمانتاسیون یا کربن دهی سطحی داشته و برخی هم عملیات حرارتی پذیر هستند.

استاندارد فولاد خوش تراش

فولاد خوش تراش یا همان اتومات در استانداردهای مختلفی ساخته می شود که یکی از معروفترین استاندارهای آن ۱.۰۷۱۸ است. برای استفاده از فولاد در صنایع مختلف معمولاً از این آلیاژ استفاده می شود. امروزه برای ساخت انواع مقاطع فولادی بخصوص میلگرد از فولاد اتومات استفاده می شود.

فولاد خوش تراش (اتومات) 1،0715 دارای استحکام بالایی بوده و برای ماشین کاری بسیار عالی است. در صورت نیاز این فولاد، قابل کربوره شدن نیز هست و از آن می توان برای شرایط سنگین جهت تولید قطعات و تولید انبوه در صنعت خودرو سازی استفاده کرد.

فولاد خوش تراش (اتومات) 1،0718 استحکام خوبی داشته و میزان سرب بالای موجود در آن باعث بهتر شدن این فولاد برای ماشین کاری شده است. از این فولاد در صنایع قطعات خودروسازی، تجهیزات و قطعات ماشین سازی استفاده می توان کرد.
فولاد خوش تراش (اتومات) 1،0737 دارای خاصیت ماشین کاری عالی است، این فولاد به دلیل داشتن استحکام بالا قابل کربوره شدن بوده برای ساخت و تولید قطعات، تولیدات انبوه خودروسازی و تجهیزات و وسایل مشاین سازی بسیار مناسب است.
فولاد خوش تراش دارای ۰.۰۸ درصد کربن و مقادیری از عناصر سیلیسیم، منگنز، فسفر، گوگرد و سرب است.
وجود گوگرد و فسفر در آلیاژها باعث تردی و شکننده بودن آن می شود. به همین دلیل برای ساخت آلیاژهای مقاوم از درصد کمی از آن استفاده می شود. در عملیات هایی مانند تراشکاری که نیاز به تردی کمتری است از آلیاژ با درصد کربن پایین استفاده می شود. ترد بودن نشان از استحکام پایین آن نیست بلکه کارایی فولاد را متفاوت می کند.

مزایا و معایب فولاد اتومات

استفاده از ترکیبات در انواع فولاد اتومات باعث ایجاد مزایا و معایبی در ساختار این محصولات می شود. در ادامه به برخی از این موارد اشاره خواهیم کرد.

مزایا فولاد اتومات

• افزایش عمر دستگاه ماشین‌کاری
• کاهش قیمت نهایی قطعات به دلیل سرعت بالای تولید
• استحکام بالا
• انعطاف‌پذیری فوق‌العاده
• قابلیت ماشین‌کاری فوق‌العاده
• تولید قطعات با کیفیت عالی

معایب فولاد اتومات

• به دلیل وجود فسفر و گوگرد برای جوشکاری، نورد گرم و آهنگری مناسب نیست.
• ماشین‌کاری ضعیف در فولادهایی با درصد بالای کربن
• ترد بودن و شکنندگی در فولادهایی با درصد کربن بالا

ساخت میلگرد و شش‌گوش از فولاد اتومات

ساخت میلگرد و شش‌گوش یکی دیگر از کاربردهای فولاد اتومات خوش‌ تراش است. برای ساخت این نوع میلگرد از روش ریخته گری مداوم استفاده می کنند به این ترتیب که میلگردها به صورت شمشه های چهار پهلو می باشند. پس از گذراندن چند مرحله ی مختلف میلگردهایی از جنس فولاد اتومات به وجود می آید. یکی از ویژگی های این نوع فولاد کم آلیاژ بودن آن می باشد. استفاده از مقادیر بالای فسفر و سرب، گوگردی که در ساختار این محصولات به کار رفته است انجام عملیات بسیار ساده است. اصلی ترین هدفی که از تولید این نوع میلگرد وجود دارد قابلیت جوشکاری بالای این محصولات است.

واردات فولاد خوش تراش یا اتومات

با توجه به محبوبیت فولاد خوش تراش در برخی موارد که امکان تامین بازار وجود ندارد شرکت ها اقدام به واردات این محصولات می کنند. موارد مختلفی برای واردات فولاد اتومات وجود دارد که باید آن ها را مد نظر قرار دهید.

• صرف نظر از خرید کالاهای قاچاق
• درج صحیح ارزش کالا در اظهارنامه گمرکی در گمرک
• حمل و نقل کالا از بنادر خارجی به بنادر جنوبی کشور
• عدم واگذاری کارت بازرگانی به دیگران جهت واردات فولاد
• ضروری بودن بارکد برای فولاد اتومات
• استفاده از شرکت های بازرسی در هنگام ترخیص کالا
• نحوه واردات کالاهای مستعمل بر اساس بخشنامه سال
• پرداخت وجه خرید کالا به فروشنده از طریق گشایش اعتبار بانکی
• تصمیم به واردات فقط بر اساس اخذ سفارش از مشتری
• استفاده از تسهیلات دولت در واردات فولاد
• عقد قرارداد با فروشنده خارجی
• دقت در انتخاب کالای وارداتی و خرید از مراکز معتبر
• برقراری ارتباط تجاری دو طرفه با فروشنده
• استفاده از سیستم استعلام قیمت و حداقل قیمت فولاد

انواع فولاد اتومات

از مهمترین مشخصه های فولاد اتومات می توانیم به کیفیت، سایز براده ها و سرعت ماشین کاری اشاره کنیم. وجود این موارد موجب افزایش طول عمر ابزار شده می گردد همچنین احتیاج به عملیاتی نظیر پرداختکاری را از بین می برد. با توجه به اینکه فولات اتومات از قیمت بیشتری نسبت به سایر نمونه ها برخوردار است اما از لحاظ اقتصادی به صرفه تر می باشد.

فولاد خوش تراش از نظر شرایط عملیات حرارتی به سه دسته تقسیم می شود. این سه دسته شامل فولادهای سخت شونده، بدون عملیات حرارتی و سمانته می باشد.استفاده از آلیاژ سرب و گوگرد باعث می شود که گرم شدن و نرم شدن براده ها سریعتر انجام بگیرد و در انتها به خرد شدن براده ها و در نتیجه تسریع در براده برداری بیانجامد.

بر اساس دو استاندارد اروپایی DIN EN 10277-3، DIN EN 10087 فولادهای اتومات به سه گروه مختلف تقسیم می شوند. در ادامه قصد داریم به صورت مختصر به این دسته بندی ها اشاره داشته باشیم.

فولادهای عملیات حرارتی ناپذیر

این دسته از فولادهای اتومات دارای کمترین مقدار کربن یعنی ۰.۱۴ هستند. یعنی این دسته از فولاد تحت عملیات حرارتی قرار نمی گرفتند. این دسته از فولادها دارای شماره های  ۱.۰۷۱۵، ۱.۰۷۱۸، ۱.۰۷۳۶ و ۱.۰۷۳۷ می باشند.

فولادهایی با قابلیت سمانتاسیون

در این مدل از فولادهای اتومات محدوده کربن می تواند بین ۰.۰۷ – ۰.۱۳ باشد. این نوع فولادها را در شماره های ۰۷۲۵/۱، ۰۷۲۱/۱، ۰۷۲۲/۱ تولید می کنند.

فولادهای کوئنچ تمپرشونده مستقیم

یکی دیگر از دسته بندی های انواع فولادهای خوش تراش کوئنچ تمپرشونده مستقیم می باشد که در دسته بندی های مختلفی تولید می شوند. این نوع از فولادها با استفاده از کرین ۰.۳۲-۰.۶۵ ساخته می شوند و به صورت مستقیم تحت عملیات تمپرشونده قرار می گیرند. این نوع فولاد در شماره های ۰۷۲۶/۱، ۰۷۲۷/۱، ۰۷۵۶/۱، ۰۷۵۷/۱ و ۰۷۶۲/۱ تولید می شوند.

انواع مختلف فولاد اتومات پرکاربرد در ایران چیست؟

همانطور که قبلا اشاره کردیم فولادهای اتومات در انواع مختلفی تولید می شوند که برخی از آن ها در ایران بیشتر از سایر نمونه ها مورد توجه قرار گرفته اند. در ادامه به مدل های پرکاربرد فولاد خوش تراش در ایران اشاره خواهیم کرد.

فولاد اتومات 715

این نوع فولاد را با شماره 715 می شناسند. نماد این محصول ۱۱SMn30 می باشد و با استفاده از مواد ۰۷۱۵/۱ ساخته می شود. این فولاد تحت عملیات حرارتی قرار نمی گیرد اما امکان اجرای سمانتاسیون سخت کاری به شکل سطحی بر روی آن وجود دارد. معمولا از این نوع فولاد در ساخت ابزار دقیق و قطعات اتومبیل استفاده می کنند.

فولاد خوش تراش 722

این نوع از فولادهای اتومات را اغلب برای ساختن قطعات اتومبیل ها و ابزار دقیق، قطعات مکانیکی به کار می برند. این نوع از فولاد با استفاده از سرب ساخته شده است واین قابلیت را دارد که تحت عملیات حرارتی و سمانتاسیون سخت اری قرار بگیرد. این نوع فولاد را با نماد ۱۰SPb20 و شماره مواد ۱.۰۷۲۲ شناسایی می کنند.

فولاد 737 اتومات

این مدل از فولادهای خوش تراش را معمولا در بازار با نماد ۱۱SMnPb37 و شماره مواد ۱.۰۷۳۷ شناسایی می کنند. کاربردهای فولاد 737 خوش تراش شباهت زیادی با مدل 722 دارد. این مدل از فولادهای سرب دار اتومات را نمی توانیم تحت عملیات حرارتی قرار بدهیم. اما امکان اجرای فرایند سمانتاسیون به همراه شرایط سخت کاری سطی بر روی آن وجود دارد.

مزایای استفاده از انواع فولادهای اتومات

استفاده از انواه فولاد مختلف مزیت های زیادی برای کاربران و مصرف کنندگان دارد که در حالت کلی می توانیم بگوییم شامل مواردی مانند:

• کاهش قیمت نهایی قطعات به دلیل بالا بودن سرعت تولید
• تولید قطعات با کیفیت سطحی خیلی خوب
• قابلیت ماشین‌کاری عالی
• انعطاف‌پذیری بالا
• استحکام بالا

معایب فولاد اتومات

با توجه به اینکه هر محصولی به شکل نسبی دارای مزایا و معایبی است. فولاد اتومات هم از این قاعده مستثنی نمی باشد. در کل می توانیم معایب این محصولات را عدم مناسب بودن آن برای نورد گرم و عملیات آهنگری بدانیم همچنین شما نمی توانید از این نوع فولاد برای عملیات جوشکاری استفاده کنید.

کاربرد فولاد خوش تراش

با توجه به اینکه قبلا اشاره کردیم انواع فولادهای اتومات یا خوش تراش از قابلیت ماشینکاری مناسبی برخوردار هستند. بنابراین از این دسته از فولادها به دلیل قابلیت ماشینکاری فوق العاده در سری تراشی با هدف انبوه سازی قطعات صنعتی و قطعات اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرند.

از جمله کاربردهای این محصولات که می توانیم به آن ها اشاره کنیم شامل:

• اتصالات هیدرولیکی
• صنایع نظامی
• ساخت ابزار دقیق
• تولید میلگرد خوش تراش
• صنعت خودروسازی
• ماشین آلات و ادوات کشاورزی

 

روش ساخت فولاد اتومات

برای تولید فولاد اتومات ۰.۰۷۱۸ ابتدا آهن بدست آمده و آماده شده از کوره های بلند  یا روش های دیگر را برای طولانی مدت کربن زدایی می کنند تا میزان کربن آن به طور چشم گیری کاهش یابد. در استاندارد ۰.۰۷۱۸ زمان فسفر زدایی و گوگرد زدایی کمتر از سایر استانداردها است.
برای تولید محصولات فولادی مانند میلگرد از فولاد اتومات، شمشه های چهارپهلو را با روش های ریخته گری مدام تولید کرده و با نورد گرم آن را به میلگرد تبدیل می کنند.

انواع استانداد و گریدهای فولاد اتومات

• فولاد اتومات ۰.۰۷۱۵ استاندارد DIN 9SMn28
• فولاد اتومات ۱.۰۷۱۸ استاندارد DIN 9SMnPb30
• فولاد اتومات ۱.۰۷۳۷ استاندارد DIN 11SMnPb37
• فولاد اتومات ۱.۰۷۲۲ استاندارد DIN 10SPb20

در ترکیب آلیاژ فولاد اتومات ۱.۰۷۱۸ مقداری عنصر سرب وجود دارد در حالی که این عنصر در فولاد اتومات ۱.۰۷۱۵ وجود ندارد. همین تفاوت باعث شده که فولاد ۱.۰۷۱۸ خوش تراش تر باشد. در بازار فولاد ۱.۰۷۱۸ را فولاد اتومات و ۱.۰۷۱۵ را فولاد نیمه اتومات می گویند.

نتیجه گیری

فولاد اتومات یا خوش تراش به فولادهایی گفته می شود که آلیاژهای آن دارای کربن، فسفر، گوگرد و … بوده که آن ها را برای چکش کاری، خم کاری، تراش کاری مناسب می سازد. کربن حذف شده از این فولادها باعث شده تا آن ها مقاومت بالایی پیدا کنند و حالت شکنندگی خود را از دست بدهند. از فولادهای خوش تراش معمولاً برای ساخت قطعات خودرو و قطعات صنعتی استفاده می شود. در این مقاله اطلاعات کاملی از نحوۀ ساخت، انواع فولاد اتومات و کاربردهای آن بطور کامل صحبت کردیم.