فولاد تندبر

فولاد تندبر (High Speed Steel) فولاد ابزاری است که سختی و لبهٔ برندهٔ خود را در دمای کار حفظ می‌کند. همین یک خاصیت، که به آن «سختی قرمز» می‌گویند، مرز میان تندبر و فولاد ابزار سردکار است: ابزار سردکار در دمای اتاق می‌تواند سخت‌تر باشد، ولی وقتی نوک ابزار زیر بار براده‌برداری داغ شد، تمپر می‌شود و می‌ریزد. تندبر برای همان لحظه ساخته شده است.

گریدهای تندبر در استاندارد EN ISO 4957 تعریف می‌شوند و نامشان خودِ ترکیب را می‌گوید: در HS6-5-2-5 عددها به‌ترتیب درصد تنگستن، مولیبدن، وانادیوم و کبالت‌اند. خانوادهٔ تندبر از همین‌جا به دو شاخه تقسیم می‌شود — گریدهای پایهٔ تنگستنی و گریدهای مولیبدن‌دار — و انتخاب میان آن‌ها با کاربرد ابزار تعیین می‌شود، نه با قیمت.

جدول گریدهای فولاد تندبر و ترکیب شیمیایی

ترکیب هر گرید از دیتاشیت کارخانهٔ سازنده گرفته شده و مقدارها درصد وزنی‌اند. اعداد دیتاشیت‌های بولر مقدار اسمی گرید است، نه بازهٔ استاندارد؛ ستون خالی یعنی آن عنصر در آن گرید عنصر آلیاژی به‌حساب نمی‌آید.

دو نکته که از همین جدول خوانده می‌شود و در خرید تعیین‌کننده است:

• 1.3343 گرید پیش‌فرض است. پرمصرف‌ترین تندبر بازار است و اگر کاربرد چیز دیگری را ایجاب نکند، همین انتخاب می‌شود.
• کبالت برای دمای کار است، نه برای سختی اتاق. 1.3243 همان ترکیب 1.3343 با حدود ۵٪ کبالت است و 1.3207 تا حدود ۱۰٪ کبالت می‌رود. کبالت مقاومت در برابر تمپرشدن را بالا می‌برد؛ در عوض ابزار شکننده‌تر می‌شود.

تفاوت فولاد تندبر با فولاد ابزار سردکار

این دو در بازار جابه‌جا خریده می‌شوند و نباید. فولاد ابزار سردکار — مثل SPK (1.2080) — برای کار در دمای محیط ساخته شده: پانچ، قالب برش، فک. آن را که داغ کنی، سختی‌اش را از دست می‌دهد. تندبر برای براده‌برداری با سرعت بالا ساخته شده، جایی که نوک ابزار خودش منبع گرماست. معیار ساده این است: اگر ابزار در حین کار داغ می‌شود، تندبر؛ اگر نه، سردکار.

عملیات حرارتی فولاد تندبر

تندبر با یک بار کوئنچ و تمپر به سختی کاری نمی‌رسد. دمای آستنیته بسیار بالاست، پیش‌گرم چندمرحله‌ای لازم دارد و تمپر باید چند بار تکرار شود تا آستنیت باقی‌مانده تبدیل شود. جدول زیر از دیتاشیت‌های بولر و HSM است.

برای 1.3343 دیتاشیت بولر این جزئیات را هم می‌دهد: پیش‌گرم سه‌مرحله‌ای در حدود ۵۰۰، ۸۵۰ و ۱۰۵۰ درجه؛ زمان نگهداری پس از گرم‌شدن کامل ۸۰ ثانیه و حداکثر ۱۵۰ ثانیه تا ابزار دچار رشد دانه نشود؛ کوئنچ در روغن، حمام گرم ۵۰۰ تا ۵۵۰ درجه یا گاز؛ و سه مرحله تمپر با دست‌کم دو ساعت ماندگاری در هر مرحله. سختی میلهٔ سخت‌شده و تمپرشده در همان دیتاشیت حداقل ۶۲ HRC آمده است.

«فولاد ۳۲۵۵» و «۳۳۴۳» در بازار ایران

در بازار ایران گریدهای تندبر را با چهار رقم آخر شماره ماده صدا می‌زنند. «۳۳۴۳» یعنی 1.3343 و «۳۲۴۳» یعنی 1.3243 — این دو روشن‌اند.

«۳۲۵۵» اما شمارهٔ 1.3255 است و با 1.3355 جدول بالا یکی نیست. 1.3255 در استاندارد نام HS18-1-2-5 دارد و معادل‌های AISI T4 و JIS SKH3 برایش ذکر می‌شود؛ یعنی یک گرید تنگستنی هجده‌درصدی با حدود ۵٪ کبالت. برای ترکیب دقیق این گرید دیتاشیت کارخانه‌ای پیدا نشد که با نام خودش قابل استناد باشد، و جدول‌هایی که در سایت‌های فروشندگان هست با نام گرید نمی‌خواند — یکی از آن‌ها مولیبدن را ۴.۵ تا ۵.۵ درصد نوشته، که با «۱» در HS18-1-2-5 نمی‌خواند. به همین دلیل عدد ترکیب این گرید در جدول بالا نیامده است. برای سفارش ۳۲۵۵ حتماً گواهی آنالیز ذوب را از فروشنده بخواهید.

کاربرد فولاد تندبر

تندبر هرجایی است که فلز با سرعت بالا براده‌برداری می‌شود، و هرجایی که ابزار زیر بار داغ می‌شود:

• ابزار براده‌برداری: مته، برقو، قلم تراش، تیغچهٔ فرز، کاتر فرزکاری، ابزار خان‌کشی (broach).
• ابزار رزوه: قلاویز و حدیده.
• اره: تیغ اره نواری و دیسکی برای برش فلز.
• ابزار کار روی چوب و تیغهٔ رنده.
• ابزار سردکار تحت تنش بالا، جایی که چقرمگی و مقاومت لبه هم‌زمان لازم است.

برای انتخاب گرید، نقشهٔ کامل‌تر فولادهای ابزار در صفحهٔ آشنایی با فولاد SPK آمده است.