فولاذ الأدوات A2 هو أفضل اختيار متوازن عندما تحتاج أدواتك إلى مقاومة جيدة للتآكل وصلابة أعلى من المتوسط مع ثبات أبعاد ممتاز أثناء المعالجة الحرارية؛ إذا كنت بحاجة إلى أقصى مقاومة للتآكل فاختر D2, وإذا كنت بحاجة إلى أقصى قدر من المتانة، فاختر S7 - ولكن بالنسبة لمعظم القوالب واللكمات وأدوات القطع متوسطة المدى فإن A2 يحقق أفضل ما بين التكلفة وقابلية التشغيل الآلي وعمر الخدمة.
ما هو فولاذ الأدوات A2
A2، الذي غالبًا ما يتم إدراجه على أنه AISI A2 أو ASTM UNS T30102 والمعادلات الدولية مثل DIN 1.2363 وJIS SKD12، هو فولاذ أدوات تصلب الهواء، والكروم والموليبدينوم، والمصنوع على البارد. وهو مصمم ليوفر أرضية وسطية بين الفولاذ المتصلب بالزيت O1 وفولاذ D2 عالي الكروم: ثبات أبعاد وصلابة أفضل من O1، مع مقاومة تآكل أعلى من O1 ولكن حجم الكربيد أقل (وبالتالي صلابة أعلى) من D2. تشمل الأسماء التجارية النموذجية وتسميات الشركات المصنعة A2 و BA2 وما يعادلهما من منتجي فولاذ الأدوات.
مقدمة الفيديو: معنى فولاذ الأدوات A2.
إذا كان مشروعك يتطلب فولاذ الأدوات A2، اتصل ب MWalloys للحصول على عرض أسعار مجاني.
التركيب الكيميائي والبنية المجهرية
التركيب الكيميائي (النطاقات النموذجية)
| العنصر | النطاق النموذجي (wt%) | الدور والتأثير |
|---|---|---|
| الكربون (C) | 0.95 - 1.05 | يوفر صلابة عبر تكوين المارتينسيت والكربيد |
| الكروم (Cr) | 4.75 - 5.50 | الصلابة، والصلابة، والصلابة، ومقاومة التآكل، وكربيد الكربيد السابق |
| الموليبدينوم (Mo) | ~1.00 - 1.30 | يحسن الصلابة والقوة في درجات الحرارة العالية. |
| الفاناديوم (V) | ~0.20 - 0.40 | يشكل كربيدات دقيقة، ويحسن مقاومة التآكل والمتانة |
| المنجنيز (Mn) | ≤ 1.00 | مزيل للأكسدة، يحسّن التصلب بكميات مضبوطة |
| السيليكون (Si) | ≤ 0.50 | مزيل للأكسدة، يساهم في القوة |
| الفوسفور، الكبريت (P، S) | ≤ 0.03 لكل منهما | الحفاظ على مستوى منخفض للحفاظ على الصلابة وجودة التصنيع |
| الحديد (Fe) | الرصيد | مصفوفة معدنية |
(تم تجميع القيم من أوراق البيانات القياسية ومواصفات الشركة المصنعة).
البنية المجهرية
في الحالة المروية والمخففة تكون البنية المجهرية ل A2 في الغالب من المارتينسيت المقسى مع عدد متواضع نسبيًا من كربيدات الكروم والفاناديوم الدقيقة. يعني المحتوى المعتدل من الكروم (≈5%) أن الكربيدات أصغر وأقل من الدرجات عالية الكروم مثل D2، مما يمنح A2 صلابة محسنة على حساب بعض مقاومة التآكل.
الخصائص الميكانيكية الرئيسية وغلاف الأداء
الخواص الميكانيكية التمثيلية (الملدنة مقابل المعالجة حرارياً)
| الممتلكات | ملدن | مقوى ومقوى نموذجي (الهدف 58-60 HRC) |
|---|---|---|
| الصلابة (HRC) | ~28-36 | 57-62 HRC (نطاق العمل 57-60 نموذجي) |
| قوة الشد القصوى | ~حوالي 100 كسي (ملدن) | حتى 300 كسي تقريبًا (يعتمد على المزاج) |
| قوة الخضوع | ~حوالي 50 كسي (ملدن) | يختلف باختلاف المزاج |
| الاستطالة | ~15-211-21% (ملدن) | منخفضة في الحالات شديدة التقسية/المتصلبة للغاية |
| الكثافة | 7.86 جم/سم مكعب (0.284 رطل/بوصة مكعبة) | - |
| القابلية للتشغيل الآلي (صلب) | ~60-85% من الكربون العادي (يختلف حسب المصدر) | - |
ملخص الأداء: يجمع A2 بين مقاومة التآكل الجيدة ومقاومة الصدمات والثبات الممتاز للأبعاد أثناء المعالجة الحرارية، مما يجعله مناسبًا للقوالب، واللكمات، وشفرات القص، وأدوات القطع متوسطة المدى.
فولاذ الأدوات A2 المكافئ
تشمل معادلات فولاذ الأدوات A2 الفولاذ DIN 1.2363/X100CrMoV5، وJIS SKD12، وBS BA2، من بين معادلات أخرى، وجميعها تمثل نفس سبيكة تصلب الهواء، وسبائك العمل على البارد مع صلابة جيدة ومقاومة تآكل معتدلة، مما يجعلها مناسبة للقوالب والأدوات المعقدة. المعادلات الأخرى هي Cr5Mo1V الصيني وZ40CDV5 الفرنسي (أو Z40CDV5 الفرنسي).
فيما يلي تفصيل حسب المعيار:
- AISI/ASI/ASM (الولايات المتحدة الأمريكية): A2 / T30102.
- DIN/ISO (ألمانيا): 1.2363 / X100CrMoV5 (أو X100CrMoV5-1).
- JIS (اليابان): SKD12.
- BS (المملكة المتحدة): BA2 (BS 4659 الدرجة 1).
- AFNOR (فرنسا): Z40cdv5 / Z100cdv5.
- GB (الصين): Cr5Mo1V.
كيفية تصلب A2 - التصلب الهوائي وسبب أهميته
سبيكة A2 هي سبيكة تصلب الهواء. وهذا يعني أنه بعد نقع السبيكة في الهواء الساكن (أو الهواء القسري للمقاطع السميكة) بعد عملية نقع مناسبة للتقسية، يمكن تبريدها في الهواء الساكن (أو الهواء القسري للمقاطع السميكة) مع الاستمرار في تطوير البنية المارتنسيتية المرغوبة، مما يقلل من تشويه التبريد والضغوط الداخلية مقارنةً بالدرجات التي يتم إخمادها بالزيت أو الماء. وبالنسبة للمكونات التي يجب أن تحافظ على تفاوتات تحمل ضيقة بعد التصلب - القوالب التقدمية واللكمات وأدوات الضغط - فإن هذا الثبات في الأبعاد يعد ميزة رئيسية.
المعالجة الحرارية: جداول زمنية عملية وجاهزة للورشة
ملاحظة: يجب مطابقة المعالجة الحرارية مع سُمك المقطع ونوع الفرن ووظيفة الأدوات. الجداول الزمنية أدناه هي نقاط بداية قياسية في الصناعة؛ تحقق دائمًا من صحة الكوبونات وفحوصات الصلابة.
وصفة التقسية والتلطيف النموذجية (خطوة بخطوة)
| الخطوة | المعلمات النموذجية | الملاحظات |
|---|---|---|
| التسخين المسبق | 650-800 درجة فهرنهايت (343-427 درجة مئوية)، على مرحلتين (على سبيل المثال، 650 درجة فهرنهايت ثم 1300 درجة فهرنهايت) | يقلل من الصدمة الحرارية |
| التقسية (التصلب) | 1700-1800 درجة فهرنهايت (927-982 درجة مئوية)؛ النقع من 15-30 دقيقة/في حسب السُمك | تسخين منتظم يتجنب إزالة الكربنة |
| التبريد | التبريد بالهواء (هواء ساكن أو هواء قسري) إلى 150-200 درجة فهرنهايت تقريبًا | خاصية التصلب الهوائي تقلل من التشويه |
| التقسية | دورات التقسية النموذجية: 2 × 2 ساعة عند درجة حرارة 350-550 درجة فهرنهايت (177-288 درجة مئوية) حسب درجة الحرارة المستهدفة | يوصى بالتقسية المزدوجة لتثبيت وتخفيف الضغوط. ينتج عن المزاج الأعلى درجة حرارة أقل وصلابة أعلى. |
الأهداف الشائعة لصحة الإنسان والتلطيف الموصى به
-
62-64 HRC: مزاج عند درجة حرارة 300-350 درجة فهرنهايت (لمقاومة التآكل القصوى؛ تقليل الصلابة)
-
58-60 HRC: مزاج عند درجة حرارة 450-500 درجة فهرنهايت تقريبًا لتوازن التآكل والمتانة.
نصائح عملية
-
لا تقم بتلطيف درجة الحرارة فوق 800 درجة فهرنهايت تقريبًا لأنه قد يحدث تحسس وفقدان للصلابة.
-
بالنسبة للمقاطع السميكة يجب زيادة أوقات النقع (ساعة واحدة لكل بوصة كقاعدة تقريبية). استخدم تصميم التركيبات لتقليل التشويه.
-
استخدم احتياطات التحكم في الغلاف الجوي أو احتياطات الكربنة المضبوطة لتجنب نزع الكربنة من السطح أثناء عملية التقوية.
ملاحظات التصنيع بالماكينات والطحن والتشكيل الإلكتروني للقطع (أفضل ممارسات التصنيع)
-
التلدين للتشغيل الآلي: حدد "ملدن حتى 250 HB تقريبًا" أو صلابة مكافئة لزيادة قابلية التشغيل الآلي إلى أقصى حد؛ A2 في الحالة الملدنة أسهل من D2 بسبب انخفاض حجم الكربيد.
-
سرعات القطع: استخدم سرعات قطع متحفظة لسرعة A2 المقواة (HRC > 55)؛ استخدم CBN أو إدخالات السيراميك للطحن عالي الإنتاج.
-
عمليات ما قبل التصلب: قم بالثقب والتجويف وإنهاء الماكينة إلى أبعاد شبه نهائية قبل التصلب حيثما أمكن لتقليل الطحن بعد المعالجة الحرارية.
-
اعتبارات EDM: ماكينات A2 جيدة بواسطة EDM ولكن تذكر أن EDM ستترك طبقة معاد سبكها؛ قم بالطحن النهائي أو التلميع إذا كان عمر التعب أمرًا بالغ الأهمية.
-
الطحن: بالنسبة للتفاوتات الضيقة، قم بإجراء الطحن الخشن قبل المعالجة الحرارية والطحن النهائي بعد التقسية، مع ترك مخزون مناسب للتشطيب.
تشطيبات الأسطح والطلاءات وما بعد المعالجة
-
النيتريد أو PVD: يمكن أن يؤدي تطبيق طلاء صلب رقيق مثل TiN أو CrN إلى إطالة عمر القالب بشكل كبير للتطبيقات عالية التآكل دون تغيير صلابة المواد الأساسية بشكل كبير.
-
الكربنة/النترة: لا يتم تقسية العلبة A2 بشكل شائع لأن تركيبها الكيميائي مُحسَّن للتصلب العابر؛ إذا كانت الصلابة السطحية القصوى مطلوبة، اختر درجة قاعدة مختلفة أو معالجة سطحية متوافقة مع تركيبة A2.
-
النقر بالخردق: يحسّن عمر التعب لمكونات التحميل الدوري.
-
التلميع: بالنسبة لقوالب القص والتقطيع، يقلل الصقل المرآتي من التآكل ويحسّن تحرير القِطع.
مقدمة الفيديو: مقدمة في عملية توليد فولاذ الأدوات A2.
A2 مقارنةً بالفولاذ D2 و O1 و S7 وغيرها من فولاذ الأدوات الشهير
جدول المقارنة السريعة
| الصف | الصلابة | مقاومة التآكل | الصلابة/التأثير | القابلية للتشغيل الآلي (صلب) | الاستخدامات النموذجية |
|---|---|---|---|---|---|
| A2 | جيد (تصلب الهواء) | متوسط | جيد | جيد (60-85%) | القوالب، واللكمات، وشفرات القص، والقواطع متوسطة المدى. |
| D2 | مرتفع جداً (Cr مرتفع جداً) | عالية | أقل (أكثر هشاشة) | أفقر (حمولة كربيد أعلى) | القواطع، وقواطع التآكل الثقيلة، وسكاكين التشغيل الطويل. |
| O1 | أقل (زيت-صلب) | أقل | معتدل | ممتاز (الأفضل للأشواط الصغيرة) | النماذج الأولية، والأدوات منخفضة التشغيل |
| S7 | مقاومة تآكل أقل | تآكل أقل | صلابة ممتازة | عادل | أدوات الصدم واللكمات للصدمات العالية |
| M2 (HSS) | صلابة عالية السخونة | مرتفع (في درجة الحرارة) | أقل من A2 بالنسبة للتأثير | أفقر | قطع عالي السرعة، والصنابير، والمثاقب، والمثاقب |
متى تختار A2: اختر A2 عندما تحتاج إلى مزيج من عمر التآكل ومقاومة الصدمات، وثبات الأبعاد بعد المعالجة الحرارية، ومعالجة أسهل في المتجر مقارنةً بالمساحيق عالية الكروم.
التطبيقات النموذجية وأمثلة الحالات الواقعية
التطبيقات التي يتفوق فيها A2
-
قوالب التقطيع والثقب لعمليات الختم على المدى المتوسط، حيث يلزم وجود تفاوتات ضيقة وتشويه منخفض بعد التصلب.
-
قوالب التشكيل على البارد حيث يحدث كل من التصادم والتآكل.
-
شفرات القص وسكاكين التقطيع للاستخدامات الخفيفة إلى المتوسطة.
-
اللكمات والقوالب لخطوط الإنتاج المحدودة إلى المتوسطة الحجم.
-
أدوات القطع والتشكيل حيث تكون هناك حاجة إلى الطحن والتشغيل الآلي الثانوي بعد المعالجة الحرارية النهائية.
ملاحظة حالة (عامة): استبدلت ورشة مكابس متوسطة الحجم درجة مقواة بالزيت بالدرجة A2 لمجموعة من القوالب المتسلسلة وسجلت 20-40% إعادة عمل أقل بسبب الاعوجاج بعد التصلب، مع زيادة متواضعة في عمر الأداة. يعد ذلك نموذجًا لميزة ثبات الأبعاد التي يوفرها الفولاذ المقوى بالهواء.
قائمة المشتريات المرجعية للمشترين وأمثلة على لغة أمر الشراء/المواصفات
عندما تقوم بطلب A2 من مطحنة أو موزع، قم بتضمين هذه المواصفات الدنيا في طلب الشراء أو طلب استدعاء المواد:
مثال على مقتطف المواصفات
نصائح للمشتري
-
اطلب تقرير اختبار المواد (MTR/COC) المطابق للمواصفات وقراءات الصلابة في حالة التوريد.
-
حدد نطاق الصلابة المقصود بعد المعالجة حتى تتمكن ماكينة التفريز من تقديم المشورة بشأن الإزالة المثلى للمخزون إذا كانت توفر مادة مقواة مسبقًا.
-
إذا كنت تحتاج إلى ميزات EDM أو ميزات ذات تفاوتات ضيقة، اطلب معالجة خاصة (على سبيل المثال، التسطيح الأرضي) قبل المعالجة الحرارية النهائية.
ملاحظة MWAlloys: نوفر في MWAlloys سبائك A2 من القضبان والألواح والفراغات مسبقة التشكيل مع التخصيص الكامل وأسعار المصنع؛ وبالنسبة للطلبات بكميات كبيرة يمكننا التلدين المسبق للصلابة التي يطلبها المشتري وتوفير شهادات EN10204 3.1.
أنماط الفشل الشائعة وإرشادات الفحص
أنماط الفشل
-
الكسر/التقطيع الهش: غالبًا من التصلب المفرط أو التقسية غير الصحيحة التي تؤدي إلى صلابة منخفضة.
-
تآكل / تآكل المواد اللاصقة: يمكن التخفيف من حدة مشاكل تشطيب السطح أو التزييت باستخدام الطلاء/التلميع.
-
التشقق الناتج عن الإجهاد: التركيز الدوري للإجهاد؛ ويساعد في ذلك الصقل بالخردق وأنصاف أقطار الحواف المناسبة.
-
إزالة الكربنة: من التحكم غير السليم في الغلاف الجوي أثناء التصلب؛ مما يسبب طبقات سطحية لينة.
قائمة التحقق من الفحص
-
بصريًا: تحقق من وجود ترسبات قشرية أو تكلسات أو تشققات أو مسامية.
-
تخطيط الصلابة: فحوصات روكويل في مواقع متعددة لتأكيد التماثل.
-
البنية المجهرية (مختبريًا): تحليل المعادن لتوزيع الكربيد والمارتنسيت.
-
التحقق من الأبعاد بعد المعالجة الحرارية: قارن مع التفاوت المستهدف للشكل الصافي.
الملاحظات البيئية وإعادة التدوير والاستدامة
-
A2 هو فولاذ الأدوات الحديدية ويمكن إعادة تدويره بالكامل من خلال تدفقات الخردة القياسية وإعادة الصهر. يمكن أن يقلل استخدام الفولاذ الأطول عمرًا أو تراكبات الرش الحراري من إجمالي استخدام موارد دورة الحياة من خلال إطالة عمر الأداة.
-
اعمل مع الموردين الذين يفصحون عن ملفات طاقة المطاحن إذا كانت البصمة الكربونية مصدر قلق للمشتريات.
الأسئلة الشائعة حول فولاذ الأدوات A2
1. ما الصلابة التي يمكنني توقعها من A2 بعد التصلب المناسب؟
2. هل A2 تصلب الهواء؟ هل أحتاج إلى التبريد بالزيت؟
3. كيف يمكن مقارنة A2 ب D2 لتطبيقات السكين والقص؟
4. ما جدول التقسية الذي يعطي أفضل توازن للخصائص في A2؟
5. هل يمكنك تلميع A2 حتى يصبح كالمرآة؟
6. ما هي المبادئ التوجيهية النموذجية لقابلية التشغيل الآلي؟
7. هل A2 مناسب للمعالجة الحرارية بالتفريغ أو المعالجة الحرارية في جو مضبوط؟
8. هل يمكن لحام A2؟
9. ما هي التفاوتات التي يجب أن أحتفظ بها عند تصميم التشطيب بعد المعالجة الحرارية؟
10. أين يمكنني شراء فولاذ A2 معتمد بمقاسات مخصصة وبأسعار المصنع؟
قائمة مراجعة عملية الشراء
-
حدد المعيار الدقيق (AISI A2 / UNS T30102 / DIN 1.2363).
-
اطلب MTR / EN10204 3.1.
-
تأكيد حالة التسليم (الصلابة الملدنة).
-
اذكر أي تشطيبات سطحية مطلوبة أو تشطيبات ما قبل التصنيع.
-
تحديد التفاوت المسموح به وطريقة الفحص.
-
اطلب إرشادات المعالجة الحرارية إذا كنت تخطط للمعالجة الحرارية في المنزل.
ملاحظات ختامية للمهندسين وفرق المشتريات
إن A2 هو الخيار العملي للأدوات متوسطة المدى حيث يتطلب الأمر حلاً وسطًا معقولاً بين المتانة والصلابة وسهولة الاستخدام في الورش. إنه ليس المادة الأكثر صلابة أو الأكثر صلابة على الإطلاق، ولكن طبيعته المتصلبة بالهواء وثبات أبعاده تجعل من A2 خط التوصية الأول للقوالب واللكمات وأدوات التشكيل التي سيتم إنتاجها وإصلاحها في غرف الأدوات النموذجية. إذا كنت ترغب في الحصول على عرض أسعار مخصص للقضيب أو الصفيحة أو الفراغات، أو كنت بحاجة إلى التلدين المسبق المخصص، يمكن لشركة MWAlloys إعداد شهادات المواد وعرض أسعار المصنع والأبعاد المخصصة.
AR 
EN 
JA 
KO 
DE 
IT 
ES