ورق آلیاژی ضدسایش هاردوکس

ورق های ضدسایش هاردوکس در گروه فولادهای کم کربن و همچنین در دسته ورق های آلیاژی ضد سایش قرار میگیرند و دو خاصیت مقاومت در برابر ضربه و انعطاف پذیری در آن تقویت شده است. بطور کلی ورق های ضدسایش در نورد سرد تولید شده و دارای ویژگی هایی مانند کیفیت عملکرد و سختی بالا، چقرمگی و شکل پذیری در دمای پایین هستند. ورق ضدسایش هاردوکس در مقایسه با ورق های CK45 مقاومت بیشتری دارد. وجود دو عنصر نیکل و کروم در ترکیب شیمیایی این ورق ها سبب افزایش مقاومت آنها در برابر ضربه میشود. در حقیقت میزان مقاومت ورق های هاردوکس به حدی است که تحت بارهای مکانیکی بسیار بزرگ نیز مقاوم میباشد از این رو ورق هاردوکس در ساخت قطعات و وسایلی مانند بیل مکانیکی، که در شرایط فرسایش و ساییدگی قرار دارند بسیار کاربرد دارد. گفتنی است که ورق های هاردوکس دارای ویژگی هایی چون وزن سبک، چقرمگی، مقاوم در برابر سایش، سختی و طول عمر زیاد هستند که همه این ویژگی ها سبب عمر مفیدتر و صرفه جویی در هزینه میشود. استحکام زیاد ورق های هاردوکس سبب میشود تا بتوان این ورق ها را در ضخامت های خیلی کم نیز بکار برد. به عبارت دیگر محصولاتی که از ورق هاردوکس تولید میشوند را میتوان ساده تر و سبک تر طراحی و تولید کرد با این حال تحمل بار زیاد را نیز دارند.

آنالیز شیمیایی ورق هاردوکس

ورق های هاردوکس از ترکیب شیمیایی عنصرهایی مانند کربن، منگنز، سیلیسیوم، کروم، فسفر، نیکل و مولیبدن بدست می آید. دو عنصر منگنز و نیکل بیشترین مقدار و دو عنصر سیلیسیوم و فسفر کمترین مقدار را در آنالیز شیمیایی ورق های هاردوکس دارند. نمودار زیر درصد هر عنصر را در ترکیب شیمیایی ورق هاردوکس نمایش میدهد.

انواع ورق هاردوکس و مشخصات فنی آنها

همانطور که پیش تر بیان شد، ورق ضدسایش هاردوکس جز سخت ترین ورق های فولادی است که قابلیت استفاده در شرایط فرسایشی و ساییدگی را دارد. ورق هاردوکس در گریدهای مختلفی در بازار عرضه میشود که هر کدام با توجه به خصوصیات منحصر به فردشان، قیمت و کاربردهای متفاوتی نیز دارا میباشند. ورق های هاردوکس 400، 450، 500، 550، 600، HiTuf و Extreme مهمترین گریدهای ورق هاردوکس هستند و گفتنی است که اعداد در نام آنها ارتباط مستقیم با میزان استحکام و مقاومت این ورق ها دارد. در واقع ورق های هاردوکس براساس میزان سختی شان گرید بندی میشوند. برای مثال ورق هاردوکس 400 به نوعی از هاردوکس با سختی 400 برینل گفته میشود. در ادامه به شرح هرکدام از گریدهای ورق هاردوکس و ویژگی های آنها میپردازیم.

• ورق هاردوکس 400 : ورق های ضدسایش هاردوکس 400 دارای میزان سختی میانگین HBW400 (سختی در بازه 370 الی 430 برینل) هستند. قابلیت جوشکاری بالا، خمش پذیری و مقاومت در برابر ضربه از ویژگی های این ورق ها هستند.
• ورق هاردوکس 450 : ورق هاردوکس 450 ورقی مقاوم در برابر سایش، با سختی میانگین HBW450 (سختی در بازه 425 الی 475 برینل) است. خصوصیت ویژه ورق هاردوکس 450 ، ترکیب سختی و چقرمگی مناسب آن است. گفتنی است که این ورق علی رقم سختی بیشتر، مانند ورق هاردوکس 400 قابلیت ساخت آسان دارد.
• ورق هاردوکس 500 : ورق هاردوکس 500 با سختی میانگین HBW 500 (سختی در بازه 470 الی 530 برینل) است و ضخامت آن در بازه 4 الی 32 میلیمتر است. البته این ورق در ضخامت های بین 32 الی 80 میلیمتر، دارای سختی 370 الی 430 برینل است. ورق هاردوکس 500 که محبوب ترین گرید ورق هاردوکس بشمار میرود، در شرایطی که سایش شدید با مواد معدنی یا سایر مواد اتفاق می افتد، این نوع ورق بسیار کاربرد دارد.
• ورق هاردوکس 550 : ورق هاردوکس 550 دارای سختی میانگین HBW 550 (سختی در بازه 525 الی 575 برینل) و چقرمگی برابر با ورق هاردوکس گرید 500 است. ورق هاردوکس 550 برای کاربردهای سایشی سنگین بکار گرفته میشود. نکته ی قابل توجه این است که 50 برینل سختی که در حین ارتقا ورق هاردوکس گرید 500 به گرید 550 بدست می آید، ویژگی مقاومت به سایش را افزایش میدهد اما احتمال ترک خوردگی نیز همان قدر افزایش می یابد. همچنین اگر دما از 250 درجه سانتیگراد بیشتر شود، خواص مکانیکی خودش را از دست می دهد. این ورق ها غالبا در تسمه نقاله، چاقو، دندانه سنگ شکن و چرخ دهنده های تجهیزات سنگ زنی بسیار کاربرد دارند.
• ورق هاردوکس 600 : ورق هاردوکس 600 از سخت ترین صفحه سایشی های موجود با سختی HBW 600 (سختی در بازه 560 تا 640 برینل) میباشد. اگرچه سختی این ورق زیاد است اما قابلیت ماشینکاری، برشکاری و جوشکاری نیز دارد و به دلیل همین سختی بالا ورق های هاردوکس 600 دارای مقاومت ضربه ای منحصر به فردی هستند. این ورق عمدتا برای شرایطی که سایش شدید باشد، طراحی و تولید میشود.
• ورق هاردوکس HiTuf : این ورق یک نوع ورق خاص از گروه ورق های هاردوکس بوده و استحکام و چقرمگی آن زیاد است. سختی ورق هاردوکس HiTuf در بازه 310 الی 370 برینل می باشد.
• ورق هاردوکس Extreme : این ورق نوع دیگری از ورق های هاردوکس است که بالاترین میزان سختی (700 برینل در ضخامت 10 میلیمتر و 650 برینل در ضخامت 25 میلیمتر) را در بین گریدهای ورق هاردوکس دارد. از این رو به این ورق هاردوکس فراسخت نیز گفته میشود. ورق هاردوکس Extreme در شرایطی که مقاومت خیلی بالایی در برابر محصولات سایشی نیاز باشد، بسیار کاربرد دارد. این ورق ها در ماشین های خرد کن، صفحه های سایش، تجهیزات برش و … کاربرد دارند.

کاربردهای ورق هاردوکس

ورق هاردوکس با توجه به ویژگی ها و کاربردهای مفیدی که دارد، در همه کشورها بهترین و مناسب ترین ورق برای سایش انتخاب شده است. همانطور که میدانید، ورق هاردوکس نسبت استحکام به وزن بالایی دارد، یعنی این ورق میتواند استحکام خوبی را بدون اضافه نمودن وزن غیرضروری از خود نشان دهد. از این رو در شرایطی که کاهش وزن مهم باشد، مانند حمل و نقل و صنعت خودرو این ورق ها بسیار پرکاربرد هستند. هماهنطور که قبلا اشاره شد، ورق هاردوکس چقرمگی و سختی خیلی خوبی دارد و این موضوع باعث میشود تا در شرایط مختلف در برابر ضربه و سایش مقام باشد. از این رو این ورق ها در ماشین آلات سنگین، تجهیزات ساختمانی و سازه هایی که در شرایط شدید و بار سنگین قرار دارند، بسیار مورد استفاده قرار میگیرند. حفظ شکل و یکپارچگی حتی در فشار شدید، ویژگی مهم دیگر ورق هاردوکس است که سبب میشود این ورق ها طول عمر بیشتری داشته باشند و مدام نیاز به تعمیر یا تعویض آنها نباشد این به معنی هزینه کمتر برای مصرف کننده است. از دیگر کاربردهای ورق هاردوکس میتوان به استفاده در ساخت دستگاه های خردکن سنگ، لودر، جرثقیل و بالابرها، کامیون های دامپر، بیل مکانیکی، چکش هیدرولیکی، ساخت قلاب و چنگک، بولدوزر، تریلر، تیغه و دیگر قطعات مستعد به سایش، شاسی خودرو، ساخت کانتینر و … اشاره داشت. این نوع ورق در صنعت راهسازی، ساخت پل، سقف ها و روکش نیز بسیار پرکاربرد است. ورق هاردوکس در صنایع دریایی نیز در مواردی مانند ساخت کشتی و اجزای آن، سازه های فراساحلی و سکوها و دیگر تجهیزات دریایی کاربرد دارد.

ماشینکاری ورق هاردوکس

عملیات ماشینکاری برای گریدهای مختلف ورق هاردوکس با بکارگیری ابزار فولادی پرسرعت و مته های فلزی با میزان سختی بالا انجام میگیرد. این ابزار متناسب با تکنولوژی ماشین موجود انتخاب و بکارگرفته میشوند. نکته قابل توجه این است که به دلیل چقرمگی مواد، احتمال دارد حرکات ارتعاشی قوی در حین عملیات فرزکاری و حفاری اتفاق بیافتد، از این رو باید خطرات احتمالی مانند آسیب به ماشین، ابزار یا قطعات را در نظر گرفت. جهت غلبه بر این مشکل و کاهش ارتعاشات در ماشینکاری این ورق ها میتوان اقداماتی نظیر در نظر گرفتن فاصله کم بین مته و نگهدارنده ابزار، استفاده از مته های کوتاه برای به حداقل رساندن فاصله نوک مته و نمونه، ثابت نگه داشتن قطعه ی کار و استفاده از مایع خنک کننده به مقدار زیاد جهت کاهش دمای اصطکاک روی قطعه ی کار انجام داد.

تولیدکنندگان ورق هاردوکس

این ورق ها عمدتا از کشور های چین، اکراین، سوئد، کره و روسیه بصورت رول و شیت وارد میشوند. ابعاد این ورق ها در عرض 5/1 و 2 متر و طول های 6 الی 12 متر هستند.