مفتول فولادی یا همان کلاف، محصولی با سطح مقطع کم و طول زیاد است که از نورد فولاد ساخته می شود. انواع فنر، پیچ و میخ از جمله محصولات نهایی فولادی هستند که از انواع گرید مفتول فولادی تولید می شوند و در صنایع مختلف کاربردهای بسیار متنوع و زیادی دارند. برای تولید پیچ و میخ عموما از فرآیند کله زنی و برای تولید فنر در مراحل ابتدایی برای رسیدن به قطر مورد نیاز سیم یا مفتول فنر از فرآیند کشش استفاده می شود. از سوی دیگر در تولید این محصولات، بسته به کاربری نهایی محصول، ویژگی ها و مشخصاتی لازم است که سبب می شود تولیدکنندگان در انتخاب گرید مفتول های فولادی استفاده شده بسیار دقیق و وسواسانه عمل کنند. در این مقاله قصد داریم به بررسی برخی گریدهای رایج از مفتول های فولادی که در تولید این محصولات مورد استفاده قرار می گیرند بپردازیم.
فنرسازی با فولادهای پرکربن
در ساخت فنر، فولادهای پرکربن مانند AISI 1060-1090 به دلیل داشتن میزان کربن بالا، بسیار محبوب هستند. این ویژگی باعث افزایش استحکام کششی و ضریب الاستیک ماده شده و آن را به گزینه مناسبی برای کاربردهایی که داشتن خاصیت کشسان و مقاومت در آنها اهمیت دارند، تبدیل می کند.
استفاده از عناصر آلیاژی، به ویژه منگنز و سیلیسیم، به ارتقای بیشتر خواص مکانیکی این گریدهای فولادی کمک می کند. منگنز به افزایش سختی پذیری[1] و مقاومت در برابر سایش[2] کمک می کند، در حالی که سیلیسیم به بهبود استحکام و چقرمگی کمک می کند.
[1] Hardenability
[2] Wear Resistance
گریدهای رایج فولاد فنری
- گرید مفتول C68D2: این فولاد فنری پرکربن به دلیل خاصیت ارتجاعی و استحکام عالی شناخته می شود. میزان کربن آن همراه با عناصر آلیاژی دیگر، به استحکام کششی بالا و مقاومت در برابر تغییر شکل کمک می کند و آن را برای انواع کاربردهای فنری مناسب می سازد.
- گرید مفتول C72D2: مشابه C68D2، C72D2 ترکیب کربن بالایی دارد که تضمین کننده استحکام کششی و مقاومت عالی به شمار می آید. عناصر آلیاژی نیز ممکن است برای تقویت خواص مکانیکی خاص، با توجه به الزامات خاص فنر، در این ترکیب گنجانده شوند.
- گرید مفتول 38Si7: این فولاد فنری سیلیسیم-منگنز به دلیل انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خستگی شناخته می شود. وجود سیلیسیم به بهبود استحکام و چقرمگی کمک می کند و آن را برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف و مقاومت دارند، مناسب می سازد.
- مفتول فولادی 51CrV4: این فولاد آلیاژی کروم-وانادیم، نه تنها استحکام کششی بالایی بلکه مقاومت عالی نیز نسبت به خستگی از خود نشان می دهد. این ترکیب عناصر، آن را برای فنرهایی که تحت بارهای مکرر قرار می گیرند، بسیار مناسب می کند.
- گرید مفتول 52CrMoV4: این فولاد فنری با داشتن کروم، مولیبدن و وانادیم در ترکیب خود، استحکام و مقاومت فنر را در برابر سایش را افزایش می دهد. این آلیاژ برای فنرهایی در محیط های با شرایط آب و هوایی سخت که دوام و مقاومت در برابر سایش حیاتی است، ایده آل است.
- مفتول فولادی 52SiCrNi5: این فولاد فنری دارای عناصر سیلیسیم، کروم و نیکل است. این ترکیب، چقرمگی و مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی به ماده می بخشد و آن را برای کاربردهایی که هم به استحکام و هم به مقاومت بالا محیطی نیاز دارند، مناسب می کند.
با استفاده از این گریدهای مختلف فولادی و بسیاری گریدهای پرکربن دیگر، در فرآیندهای ساخت فنر، مهندسان می توانند موادی را انتخاب کنند که برای برآوردن الزامات عملکردی خاص برای کاربردهای مختلف طراحی شده اند.
ساخت پیچ و میخ با گرید مفتول کم کربن
این گریدهای فولاد کم کربن، از AISI 1006 تا 1018، به دلیل کاهش میزان کربن، در تولید پیچ و میخ بسیار مهم هستند. این ویژگی باعث افزایش شکل پذیری می شود و ماده را برای فرآیندهای شکل دهی سرد بسیار مناسب می کند. افزایش شکل پذیری، ساخت اشکال و شیارهای پیچیده در پیچ و میخ را تسهیل می کند.
گریدهای کله زنی سرد مفتول 19MnB4، مفتول 15B25، مفتول 1020، مفتول 1010، مفتول 1008، مفتول 1006
- گرید مفتول 1020، 1010، 1008 و 1006: این گریدهای فولادی به طور خاص برای فرآیندهای کله زنی سرد طراحی شده اند و برای عملیات فرم دهی بدون نیاز به عملیات حرارتی اضافی بهینه شده اند. گریدهای کله زنی سرد برای تولید اتصالاتی مانند پیچ و میخ، که کله زنی سرد یک مرحله حیاتی در فرآیند تولید آنها است، ایده آل هستند.
- گرید مفتول 19MnB4 و 15B25: این گریدها برای کاربردهای کله زنی سرد طراحی شده اند و تعادلی بین شکل پذیری و استحکام ارائه می دهند. وجود عناصر آلیاژی مانند بور و منگنز، پاسخ مواد به فرآیندهای کله زنی سرد را بهبود می بخشد و تولید پیچ و میخ با کیفیت بالا با خواص مکانیکی مطلوب را تضمین می کند.
ساخت پیچ و میخ با فولادهای کربن متوسط
در مواردی که استحکام بیشتر نیاز اولیه است، از فولادهای متوسط کربن می توان از فولادهایی در محدوده AISI 1038-1045 در تولید پیچ و میخ استفاده کرد. این فولادها تعادلی بین شکل پذیری و استحکام ایجاد می کنند و آنها را برای کاربردهایی که افزایش استحکام کششی ضروری است، مناسب می سازند.
- مفتول 10B38، مفتول 10B21: این فولادهای با بور، به طور معمول در تولید اتصالات با استحکام بالا استفاده می شوند. افزودن بور، قابلیت سخت شدن را افزایش می دهد و به پیچ و میخ استحکام و دوام بیشتری می بخشد.
- مفتول 6MnB6: این فولاد به دلیل دارا بودن بور، قابلیت سخت شدن بالایی دارد و آن را برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و مقاومت در برابر سایش بالاتر دارند، مناسب می کند.
- مفتول C8C، مفتول C4C: این فولادهای کم کربن به دلیل قابلیت چکش خواری و شکل پذیری در فرآیندهای کله زنی سرد مورد استفاده قرار می گیرند و به تولید کارآمد پیچ و میخ کمک می کنند.
- مفتول 34CrMo4، مفتول 27MnSiVS6: این فولادهای آلیاژی خواص مکانیکی خاصی ارائه می دهند که برای کاربردهای سخت مناسب هستند. 27MnSiVS6 برای افزایش استحکام، سیلیسیم و وانادیم را ترکیب می کند، در حالی که 34CrMo4، یک آلیاژ کروم-مولیبدن، استحکام و مقاومت در برابر سایش بیشتری از خود نشان می دهد.
با استفاده از طیف وسیعی از گریدهای فولادی که برای الزامات مختلف تولید طراحی شده اند، فرآیند تولید پیچ و میخ می تواند به طور موثر اتصالاتی با طیف وسیعی از خواص مکانیکی تولید کند و نیازهای کاربردهای مختلف را برآورده سازد.
کلام پایانی
در پایان، می توان گفت که انتخاب گرید مناسب مفتول فولادی برای تولید فنر و پیچ و میخ، نقشی اساسی در عملکرد و دوام این محصولات دارد. مهندسان و تولیدکنندگان باید با توجه به الزامات عملکردی خاص کاربرد مورد نظر، گرید فولادی مناسب را انتخاب کنند.
با استفاده از طیف وسیعی از گریدهای فولادی که برای الزامات مختلف، طراحی شده اند، می توان محصولاتی با خواص مکانیکی مطلوب تولید کرد که نیازهای کاربردهای مختلف را برآورده سازد. به عنوان مثال، فنرهای ساخته شده از فولادهای پرکربن استحکام و مقاومت بالایی دارند و برای کاربردهایی که تحت بارهای سنگین قرار می گیرند، مناسب هستند. پیچ و میخ های ساخته شده از فولادهای کم کربن شکل پذیری بالایی دارند و برای کاربردهایی که نیاز به فرآیندهای شکل دهی پیچیده دارند، مناسب هستند.
برای اطلاع از قیمت کلاف های فولاد بافق که برای تولید میخ، پیچ و فنر مناسب هستند، به صفحه قیمت مراجعه کنید.
