فولاد 1.078

آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که فولاد چرا این اسم را دارد؟ آیا تنها به دلیل مقاومت به آن فولاد گفته می‌ شود؟ فولاد خوش تراش چیست؟ فولاد 1.078 چه کاربردی دارد؟
جهت دریافت جواب سؤالات خود تا پایان این مقاله با ما همراه باشید.
فولاد 1.078 که به نام فولاد خوش تراش یا فولاد اتومات (ماشین‌کاری آزاد) شناخته می‌ شود، دسته‌ای از فولادهایی است که هنگام فرآیند ماشینکاری، براده ‌هایی را تولید می‌ کنند.
خرد کردن تراشه ‌ها به تکه ‌های کوچک سبب افزایش قابلیت ماشین کاری مواد می ‌شود؛ در نتیجه مانع از درگیر شدن و یا درهم آمیختگی آن‌ ها در ماشین‌ های مکانیکی جلوگیری می‌ شود.
مواد تشکیل دهنده و خواص مکانیکی فولاد 1.078 سبب شناخت بهتر و بیشتر این محصول می‌ شود.

فرآیند ماشین کاری

فرآیند ماشینکاری به انجام عملیات چرخش، فرز و حفاری شناخته می ‌شود که در طی انجام آن، تغییر شکل یا جوشکاری قطعه به جای تشکیل تراشه یا براده می‌ شود.
فرآیند ماشینکاری از آن جهت انجام می ‌شود که فولاد را به قطعۀ خوش تراشی که مد نظرشان است تبدیل کنند.
به طور کل، اصطلاح ماشین کاری می ‌بایست دارای سه مشخصه ی زیر باشد:

  • سرعت
  • صافی سطح محصول نهایی
  • عمر بالای ابزارهای برش مورد استفاده

قابلیت ماشین کاری فولادهای 1.078

هنگامی که یک قطعه ی فولادی قابلیت ماشین‌کاری فولاد داشته باشد یعنی انجام این فرآیند به راحتی اجرا و در کاهش هزینه‌ برای دست یافتن به تولید قطعات فولادی می ‌شود.
قابلیت ماشین‌ کاری را می ‌توان از نظر سطح صاف، شکل تراشه، عمر ابزار، میزان مصرف برق و سرعت تولید اندازه‌ گیری کرد.
این نوع قابلیت مانند سایر خاصیت‌ ها ذاتی نیست و این فرآیند و درستی آن به نوع ابزار برش، عمل برش و شرایط برش و قدرت ابزار دارد.
با افزایش استحکام و سختی فولاد، نیروهای برش و درجه حرارت نیز می ‌بایست بالاتر باشد و به همین دلیل قابلیت ماشین کاری آن پایین‌ تر می ‌آید.
با تمامی این اوصاف، نرمی فولاد سبب آسانی فرآیند تشکیل تراشه می ‌شود.

با این وجود، سختی کافی برای قابلیت نسبی ماشینکاری وجود دارد. در سطح فولاد سختی بسیار کم، فولادها بسیار نرم و انعطاف‌ پذیر هستند و یک لبه داخلی بزرگ و ناپایدار در لبه برش شکل می‌ گیرد. از این رو ماشین کاری در فولادهای نرم بهتر است. به هنگام تلاش برای به حداکثر رساندن ماشین‌کاری باید حد اعتدال آن فراهم شود زیرا فولادهایی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌ گیرند قوی و سخت هستند.

هدف از طراحی فولادهای خوش تراش، افزایش انعطاف پذیری فولادها به منظور افزایش سهولت استفاده از عملیات برش برای فلز است. با این حال، پیشرفت در عملکرد ماشینکاری اغلب به قیمت خواص مکانیکی است.

ترکیبات فولاد 1.078

فولاد 1.078 کمی بیشتر از حد معمول گوگرد و فسفر دارد همین موضوع برای ساخت قطعات ابزارهای اتوماتیک پر سرعت و نیمه اتوماتیک با سرعت بالا، نشان دهنده ی مفید بودن آن است. فولادهای خوش‌ تراش معمولاً فولادهای کربنی هستند و در آلیاژ آن ‌ها از گوگرد (S)، سرب، بیسموت (Bi)، سلنیوم (Se) ، تلوریم (Te) یا فسفر (P) استفاده می‌ شود.
وجود این عناصر خصوصیات لازم برای ماشینکاری بهتر را افزایش می ‌دهد. در نهایت باعث می ‌شود که نیروی ماشینکاری کاهش پیدا کند و باعث بهبود عمر ابزار و صافی سطح اجزای ماشینکاری می ‌شود.

فولاد خوش تراش به صورت میله تولید می ‌شود و حاوی 0.08-0.45 درصد کربن ، 0.15-0.35 درصد سیلیکون ، 0.6-1.55 درصد منگنز ، 0.08-0.30 درصد گوگرد، و 0.05-0.16 درصد فسفر است. مقدار بالای گوگرد آن منجر به تشکیل اجزایی مانند سولفید منگنز در طول دانه می ‌شود. این اجزاء برش را آسان می ‌کنند و باعث سنگ زنی و تشکیل آسان تراشه می ‌شود. در همین راستا، فولاد خوش تراش گاهی با سرب و تلوریم آلیاژ یا ترکیب می ‌شود.

خصوصیات مکانیکی فولاد 1.078

خصوصیات مکانیکی فولاد 1.078 یا همان فولادهای اتومات (بسته به گرید فولاد و قطر میله) به شرح زیر است:
خواص مکانیکی در عرض آن فولاد کمتر از خواص آن در طول است. خاصیت انعطاف پذیری و چقرمگی آن نسبت به فولادهای کربنی معمولی به دلیل وجود گوگرد و فسفر، کمتر و همچنین قابلیت جوش ‌پذیری آن ضعیف ‌تر است.
فولاد 1.078 در درجه اول برای ساخت پیچ و مهره، قطعات خاص خودرو و ابزار، استفاده می‌ شود.

ماشین کاری فولاد

متالورژی فولادهای خوش تراش
رفتار فولادهای کربنی و آلیاژی تحت تأثیر ترکیب شیمیایی، ریز ساختار، مقدار و نوع اجزا و … موجود در آن است. برای فولادهای حاوی کمتر از 0.15 درصد کربن، لبه ‌های بزرگ ساخته شده از مواد ممکن است دچار شار شود که امکان ویژگی‌ های ماشین کاری غیر قابل پیش ‌بینی به همراه دارد.
کاهش میزان کرنش فولاد خوش تراش می ‌تواند باعث سایش کمتر ابزار، کاهش طول تراشه و صافی بهتر سطح شود و این امر می ‌تواند با نورد سرد یا افزایش سطح P و نیتروژن (N) تقویت شود.
سازه‌ های مارتنزیت / بینیتی کوئنچ و تمپر شده به دلیل سطح سختی بالا ، دارای ویژگی‌ های ماشین کاری نا مرغوب هستند ، اگرچه بیشتر فولادهای کربن متوسط در این شرایط ماشین کاری می ‌شوند.

رفتار عناصر در فولاد 1.078

یکی از محبوب ترین روش ‌های افزایش قابلیت ماشینکاری، دستکاری ماهیت و توزیع اجزای موجود در فولاد است. اجزا را می‌ توان بطور گسترده از نظر تأثیر آن ‌ها بر رفتار برش به شرح زیر است:

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 ، سیلیکات ‌های نرم
یکی از متداول‌ ترین تکنیک ‌های بهبود ماشین ‌کاری افزایش سطح S (گوگرد) است. S سولفید منگنز مرکب (MnS) را تشکیل می‌ دهد که نرم است و به عنوان یک ناپیوستگی تراشه عمل می ‌کند.
به طور معمول بالاترین سطح S تجاری در حدود 0.35 درصد است و ارزان ترین افزودنی ماشین‌ کاری محسوب می‌ شود. افزودن مواد یا آلیاژ باعث این تأثیرات می ‌شود:

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

ترکیب شیمیایی فولاد

افزایش گوگرد در آهن سبب انعطاف ‌پذیری قطعه ی فولادی به هنگام ماشینکاری می‌ شود. اجزاء سولفید منگنز به عنوان مکان ‌های شروع ترک داخلی طی تغییر شکل شدید و درجه حرارت بالا که در طول تراش در عملیات برش ایجاد می‌ شوند، عمل کرده و باعث کاهش پیچش تراشه می ‌شوند.

با وجود انواع خاصی از ابزار برش کاربید، لایه ‌ای از سولفید منگنز می ‌تواند بر روی سطح ابزار ایجاد شود و به عنوان یک سد محافظ بین تراشه و ابزار عمل کند.
قابلیت ماشین کاری با توزیع یکنواخت سولفیدهای کروی بزرگ که با روش‌ های ریخته گری و حذف اکسیداسیون تحت تأثیر قرار می‌ گیرد، بهینه شده است. Se و Te می ‌توانند جایگزین گوگرد برای تشکیل اجزاء مخلوط شوند و فعالیت S زیاد آن‌ ها منجر به سطح انرژی پایین تر شود.

Pb به شکلی مشابه گوگرد کار می‌ کند. اگر چه حلالیت سرب در فولاد مذاب در حدود 0.3٪ است، اما در حالت جامد نامحلول است و یک پراکندگی تصادفی از اجزای موجود در فولادهای با S کم را تشکیل می دهد. در موارد دوباره سولفور شده، افزودن سرب همچنین باعث تشکیل دنباله بر روی قطعات MnS می ‌شود.

سرب بعنوان یک روان کننده داخلی عمل می ‌کند ، اصطکاک را کاهش می دهد ، باعث بهبود فرم تراشه و صافی سطح می شود. در دمای برش بالا، فولاد سرب دار شروع به رفتار مشابه با فولاد غیر سرب می ‌کند.

بیسموت در مکان ‌هایی اضافه می شود که استفاده از سرب مورد علاقه نیست (یا در موارد شدید ممنوع است). همچنین از آن به عنوان مکمل سرب استفاده می‌ شود. Bi با ذوب شدن به یک فیلم نازک از مایع برای روغنکاری در کسری از میکرو ثانیه، توانایی ماشینکاری بهتر در فولادها را ایجاد می ‌کند.

از دیگر مزایای استفاده از Bi ، شامل توزیع یکنواخت به دلیل یکسان بودن چگالی آن با آهن، دوستار محیط زیست بودن نسبت به سرب و همچنان قابلیت جوشکاری است.

عناصر دیگر مانند P و N نیز نقش موثری در تصمیم گیری در مورد عملکرد کلی ماشینکاری برای فولاد خوش تراش دارند. P و N نه تنها سختی فولادها را افزایش می دهند بلکه آنها نیز فولاد را ترد می کنند. این افزایش سختی برای دستیابی به سختی بهینه کافی است. بنابراین ، آنها نیز اجزای مهمی در فولادهای خوش تراش کم کربن هستند.

قیمت فولاد خوش تراش

به طور کلی فولاد خوش تراش ۱۵ تا ۲۰ درصد از فولاد استاندارد گران ‌تر است اما با توجه به افزایش سرعت ماشینکاری، برش‌ های بزرگتر و عمر بیشتر، این افزایش قیمت جبران می‌ شود و می‌ توان استفاده از فولاد اتومات را یک انتخاب بهینه دانست.
در پایان لازم به ذکر است که هر فولاد با توجه به کاربرد آن دچار یافتن و یا کم شدنی برخی از ویژگی‌های فولاد می ‌شود. یکی از مهمترین کاربردهای این ویژگی تشکیل صاف، دریافتی به موقع و …است.