فولاد خوش تراش یا اتومات (Free Cutting Steels)

مقدمه

فولاد خوش تراش به فولادی گفته می شود که خواص ماشینکاری و تراشکاری بالایی دارد. طول عمر ابزار، سرعت ماشینکاری، کیفیت سطح ماشینکاری و اندازه­ی براده ها چهار شاخص اصلی در تعیین وضعیت ماشینکاری هستند. فولاد خوش تراش در واقع همان فولاد کربنی است که مقداری از عناصر گوگرد، سرب، بیسموت، سلنیم، تلوریم یا فسفر به آن اضافه شده است.

عنصر گوگرد یکی از ارزان ترین و رایج ترین این افزودنی ها می باشد که با اضافه شدن آن فولاد گوگرد دار (Resulfurized Steel) تشکیل می شود.  این عنصر می تواند معمولاً بین 0.08 تا 0.13 درصد و گاهی تا 0.35 درصد به فولاد اضافه شود و در حضور مقدار کافی از عنصر منگنز (حدود 1 درصد یا بیشتر) باعث تشکیل ذرات نرم و شکننده ی MnS می شود که منجر به تشکیل براده های خرد، کوتاه و شکننده می گردد و با کاهش اصطکاک از چسبیدن براده به ابزار، کارسخت شدن آن و افزایش دما در نوک ابزار که باعث افت خواص ماشینکاری و کاهش عمر ابزار می شود جلوگیری می کند. این ذرات اثر روانکاری در محل تماس ابزار و براده داشته و از ذرات کاربیدی ابزار محافظت می کنند و همچنین کیفیت سطح ماشینکاری را بهبود می بخشند. با توجه به اینکه این تغییرات در فرایند ماشینکاری به صورت خود به خودی انجام می شوند، به این فولاها اتومات نیز می گویند.

عناصر سرب در حدود 0.15 تا 0.35 درصد و فسفر به مقدار تقریبی 0.07 تا 0.12 درصد نیز در برخی از این فولادها وجود دارند که باعث بهبود خواص ماشینکاری می گردد.

این فولادها معمولاً گران تر از فولادهای هم رده ی کربنی هستند، اما افزایش سرعت ماشینکاری و تولید، کاهش مصرف انرژی، کاهش ضایعات، افزایش طول عمر ابزار و بهبود کیفیت سطح ماشینکاری که نیاز به عملیات پرداخت بعدی مثل پولیش را برطرف می سازد، باعث جبران هزینه ها و بهره وری اقتصادی می گردد.

این فولادها برای ساخت انواع قطعات سری و به تعداد انبوه در صنایع نظامی، خودروسازی و ماشین سازی مناسب هستند، اما استفاده در دمای بالا و همچنین جوشکاری آن ها توصیه نمی شود.

دسته ­بندی

فولادهای خوش تراش با توجه به وضعیت عملیات حرارتی به سه گروه تقسیم می شوند.

فولادهای بدون عملیات حرارتی

فولادهای ساده کربنی که معمولاً بدون عملیات حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند.

فولادهای سمانته

فولادهای کم کربن که قابلیت سختکاری سطحی از طریق فرایند کربوریزاسیون را دارند.

فولادهای سخت شونده

فولادهای کربن متوسط که می توان با عملیات کوئنچ تمپر به آن ها استحکام بخشید.

استانداردها

در استاندارد آمریکایی نماد 11xx برای فولادهای گوگرد دار، نماد 12xx برای فولادهای گوگرد و فسفر دار و نماد xxLxx برای فولادهای سرب دار استفاده می شود.  استانداردهای اروپایی DIN EN 10087 و BS EN 10277-3 مربوط به دسته بندی و خواص فولادهای خوش تراش هستند. برخی از معروف ترین این فولادها در استاندارد آلمانی به ترتیب دسته بندی ذکر شده عبارت اند از:

WN 1.0715، WN 1.0718، WN 1.0736، WN 1.0737

WN 1.0721, WN 1.0722, WN 1.0725

WN 1.0726, WN 1.0756, WN 1.0764, WN 1.0765, WN 1.0760, WN 1.0761, WN 1.0762, WN 1.0763, WN 1.0727, WN 1.0757