عملیات پیرسازی

هدف:

فولادهای ابزاری که باید پایداری ابعادی بالا داشته باشند بعد از سختکاری یا برگشت، تحت عملیات پیرسازی قرار می‌گیرند. ضمن پیرسازی بخش بیشتر آستنیت باقی مانده به ماتنزیت تحول پیدا می­‌کند. بعد از عملیات پیرسازی ابعاد فولاد پایدار می­‌ماند، بدین معنی که ابعاد آن دیگر تغییر نمی‌کند.

روشها:

در روش پیرسازی طبیعی قطعه کار به مدت چندین ماه در انبار نگهداشته می­‌شود، این روش به خاطر اینکه اقتصادی نیست از عملیات پیرسازی مصنوعی استفاده می­‌کنند. عملیات پیرسازی مصنوعی به صورت های زیر انجام می­‌گیرد:

1. پیرسازی حرارتی در دمای 100-120 درجه سانتیگراد در حمام روغن یا کوره هوای گرم سیر کوله، بسته به ابعاد آن به مدت 20-60 ساعت.
2. پیرسازی نوسانی در دمای 100 درجه سانتیگراد در حمام روغن یا کوره هوای گرم سیرکوله به مدت 2-4 ساعت. خنک کاری در آب نمک با دمای -5 درجه سانتیگراد. این فرایند چندین بار تکرار می­ شود.
3. پیرسازی دما پایین در دمای -80 درجه سانتیگراد تا -100 درجه سانتیگراد. عملیات خنک کاری دما پایین در تجهیزات و مخازن ویژه­ای انجام می گیرد. برای خنک کاری دما پایین از مواد یخ خشک ( از -55 درجه سانتیگراد تا -60 درجه سانتیگراد)، مخلوط یخ خشک – الکل (حدود -80 درجه سانتیگراد) ، هوای مایع (-191 درجه سانتیگراد)، اکسیژن مایع (-183 درجه سانتیگراد) و نیتروژن مایع (-196 درجه سانتیگراد) استفاده می­ شود. بعد از اینکه همه مقاطع قطعه کار خنک شد، که بسته به پارامترهای مختلف حدود 10 تا 20 دقیقه طول می کشد، باید همواره عملیات برگشت روی آن انجام گیرد. برای این کار بهتر است قطعه کار به مدت کوتاهی تا دمای 100 درجه سانتیگراد گرم شود.
4. پیرسازی لرزشی: این روش در دمای محیط و به کمک نوسانات مافوق صورت انجام و حدود 30 دقیقه طول می­ کشد.

کاربرد:

پیرسازی فرامین، اجزاء اندازه­ گیری و اجزاء دقیق باعث پایداری بالای – ابعادی و – فرم می­ شود. در قالبها باعث افزایش سختی و نیز سختی یکنواخت می­ گردد.

عملیات حرارتی فولادهای ابزاری:

در قالب سازی، فولادهای ابزاری غیرآلیاژی، فولادهای سردکار و فولادهای گرم­کار کاربرد بیشتری دارند. از فولادهای تندبر در قالب سازی به ندرت استفاده می­ شود.

فولادهای ابزاری غیرآلیاژی:

در فولادهای ابزاری غیرآلیاژی مقدار کربن آن مشخص کننده خواص آن می­ باشد. مقدار کربن در این فولادها 0,45-1,5 درجه سانتیگراد است. این فولادها غالبا با آب سخت می­ شوند. عمق سختکاری آن حدود 2-5 mm است. دمای بازپخت نرم 680-710 درجه سانتیگراد است. برگشت آن بسته به هدف کاربردی بین 180 درجه سانتیگراد و 300 درجه سانتیگراد است. سختی و استحکام سایشی این فولادها فقط تا دمای 250 درجه سانتیگراد پایدار می‌­ماند.

جدول 1: عملیات حرارتی فولادهای ابزاری غیرآلیاژی
مثالهای کاربردی در قالب سازی	عمق سختیmm	سختیHRC	مواد خنک کننده(کونچ)	دمای سختکاریدرجه سانتیگراد	سختی بعد از بازپخت نرمHB 30	نام کوتاه طبقDIN 17006	شماره مواد
قالبهای برش، سنبه های پرسی و ضرب	2,0…3,0	65	آب	770…800	190	C 105 W1	1.1545
قالبهای برش	3,5…5,0	58	آب	800…830	190	C 45 W	1.1730
قالب گرم کار، سنبه کشش	3,5…5,0	62	روغن	790…820	217	C 75 W	1.1750
قالبهای آهنگری با حفره عمیق	2,0…3,5	60	آب	790…820	170	C 55 W	1.820

فولادهای سردکار:

درمورد دستورالعمل عملیات حرارتی فولادهای سردکار توجه به توصیه­ های تولید کننده آن بسیار مفید است (جدول 2). دماهای – بارپخت نرم، – سختکاری و – برگشت بستگی زیاد به عناصر آلیاژی آن داشته و بدین جهت بسیار متفاوت است. فولاد سردکار با شماره مواد 1.2436 در دمای برگشت 100 درجه سانتیگراد  سختی 64 HRC، در دمای برگشت 200 درجه سانتیگراد سختی 83 HRC و در دمای برگشت 300 درجه سانتیگراد سختی 60 HRC به دست خواهد آورد. سختی فولاد تندبر با شماره مواد 1.3247 بعد از برگشت بیشتر از سختی آن بعد از کونچ است. به علاوه در مورد این فولاد توجه شود که ابتدا تا دمای 400-600 درجه سانتیگراد سپس در پیش گرم اولیه تا دمای 850 درجه سانتیگراد و در پیش گرم ثانویه تا دمای 1050 درجه سانتیگراد گرم و سختکاری آن در دمایی بین 1180 و 1210 درجه سانتیگراد انجام گیرد. دماها و مدت زمانهای نگهداری باید دقیقا مراعات شود.

جدول 2: عملیات حرارتی فولادهای سردکار
دمای برگشتدرجه سانتیگراد	سختی HRC بعد از کونچ	مواد کونچ	دمای سختکاریدرجه سانتیگراد	سختی بعد از بازپخت نرمHB 30	دمای بازپختدرجه سانتیگراد	مشخصه طبقDIN 17006	شماره مواد
150…300	65	روغن	800…830	211	680…720	85 Cr 1	1.2004
150…300	58	روغن	1020…1050	225	750…800	X 42 Cr 13	1.2083
180…250	64	روغن، هوا	930…980	239	800….830	X 210 CrW 12	1.2436
180…350	56	روغن	830…860	238	660…700	45 NiCr 6 V	1.2710
160…300	59	روغن، هوا	840…870	217	610…630	50 NiCr 13	1.2721
150…250	64	روغن	760…820	211	690…720	90 MnCrV B	1.2842
510…540	67	روغن، هوا	1180…1210	–	770…820	S 2-10-1-8	1.3247

فولادهای گرم کار:

درمورد دستورالعمل عملیات حرارتی فولادهای گرم کار هم، به ویژه انواع پرآلیاژ آن، مخصوصا رعایت دقیق مدت زمان گرم کردن و مدت زمان نگهداری بسیار مفید است. سختی این فولادها بستگی به دمای برگشت دارد. به طور مثال فولاد قالب آهنگری با شماره مواد 1.2713 در دماهای برگشت زیر مقادیر استحکامی متفاوتی دارد. (جدول 3)

جدول 3: ارتباط استحکام و دمای برگشت (برای فولاد 1.2713)
700	650	600	550	500	450	400	دمای برگشت به درجه سانتیگراد
880	1030	1230	1320	1420	1520	1620	استحکام به N/mm2

جدول 4: عملیات حرارتی فولادهای گرم کار
دمای برگشتدرجه سانتیگراد	سختی با استحکام بعد از کونچ	مواد کونچ	دمای سختکاریدرجه سانتیگراد	سختی بعد از بازپخت نرمHB 30	دمای بازپخت نرمدرجه سانتیگراد	مشخصه کوتاه طبقDIN 17006	شماره مواد
400…500	58 HRC	آب	790…820	190	680…710	C 45 W	1.1730
550…650	2060 N/mm2	روغن	950…1000	219	740…770	48 CrMoV 6 7	1.2323
550…650	1960 N/mm2	روغن، هوا	1020…1050	235	760…780	X 38 CrMoV 5 1	1.2343
550…670	1720 N/mm2	روغن، هوا	1020…1050	230	760…780	X 32 CrMoV 3 3	1.2365
500…650	1860 N/mm2	روغن	840…870	240	680…710	55 NiCrMoV 6	1.2713

عملیات حرارتی فولادهای سازه ­ای:

در مورد فولادهای سازه ­ای نه فقط به افزایش سختی  استحکام بلکه به حداکثر مقدار چقرمگی ممکن که قابل دسترسی است توجه می­ شود. بدین جهت فرایند عملیات حرارتی فولادهای سازه­ای از فولادهای ابزاری متفاوت است. فروشگاه اینترنتی فیدار مهام پیشرو فیدار مهام پیشرو ورق فنری بهلر