مواد قولبة حقن المعادن | الفولاذ المقاوم للصدأ MIM-420
نظرة عامة على الفولاذ المقاوم للصدأ MIM-420
الفولاذ المقاوم للصدأ MIM-420 هو مادة ذات طور مارتنستيك معروفة بقوتها العالية وصلابتها ومقاومتها للتآكل مع مقاومة معتدلة للتآكل. تهدف هذه المقالة إلى تقديم نظرة شاملة على خصائص MIM-420، وميزاته الرئيسية، وخصائصه الميكانيكية والفيزيائية، ودوره في مختلف الصناعات، خاصة في تشكيل الحقن المعدني MIM-420 وخدمات MIM المخصصة.
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ MIM-420؟
الفولاذ المقاوم للصدأ MIM-420 هو مادة ذات طور مارتنستيك تجمع بين القوة العالية والصلابة ومقاومة التآكل مع مقاومة معتدلة للتآكل. هذا المعدن مغناطيسي، وعادةً ما ينتج عنه تشوّه أقل عند معالجته حراريًا في الفراغ مقارنةً بالتبريد السريع بالزيت.
يشتهر MIM-420 بخصائصه الفريدة في عدة قطاعات، مثل الطيران والفضاء، وصناعة السيارات، وصناعة الأدوات المنزلية والسكاكين، والدفاع، والأدوات الكهربائية، والأدوات الجراحية.
الميزات الرئيسية
إليك بعض الميزات البارزة للفولاذ 420 عند تصنيعه بتقنية الحقن المعدني (MIM):
- صلابة عالية – يمكن معالجته حراريًا للوصول إلى صلابة تتراوح بين 52–57 HRC، وهو أعلى بكثير من درجات الأوستنيتيك مثل 316L.
- مقاومة ممتازة للتآكل – توفر الصلابة العالية مقاومة فائقة للتآكل الاحتكاكي، مما يجعله مناسبًا للأجزاء الديناميكية المعرضة للاحتكاك المستمر.
- مقاومة جيدة للتآكل الكيميائي – محتوى الكروم 12–14% يمنحه مقاومة معتدلة للتآكل، أفضل من الفولاذ الكربوني، وأقل من سلسلة 300 من الفولاذ المقاوم للصدأ.
- تكلفة مناسبة – أرخص من MIM المصنوع من فولاذ الأدوات، مما يتيح استبدال الأجزاء الميكانيكية المكلفة بأجزاء MIM-420 قريبة الشكل النهائي.
- ثبات أبعادي – الانبساط الحراري المنخفض والقدرة على تحمل درجات حرارة عالية يضمنان دقة الأبعاد.
- تعقيد هندسي – يمكن حقن أشكال معقدة وتفاصيل دقيقة قرب الشكل النهائي، مما يقلل الحاجة إلى التشغيل اللاحق.
- بنية دقيقة – التبريد السريع في MIM ينتج حبيبات مارتنستيتيك ومواد كربيدية دقيقة جداً مقارنةً بالصلب المسبوك.
- قابلية تعديل الخصائص – يمكن ضبط الصلابة والقوة والمتانة عبر المعالجة الحرارية.
بشكل عام، يجمع MIM-420 بين القدرة على تشكيل أشكال معقدة وتوفير التكلفة في MIM، وبين صلابة ومقاومة للتآكل القوية للفولاذ 420 المقاوم للصدأ، مما يجعله حلًا ممتازًا للأجزاء الصغيرة والمتينة والأدوات.
الخصائص الميكانيكية
يُظهر MIM-420 خصائص ميكانيكية لافتة تجعله مناسبًا لتطبيقات متنوعة. فيما يلي بعض الخصائص الميكانيكية النموذجية:
الخاصية | القيمة |
|---|---|
الكربون (C) | 0.16–0.25 |
المنغنيز (Mn) | ≤1.00 |
السيليكون (Si) | ≤1.00 |
الكروم (Cr) | 12.0–14.0 |
النيكل (Ni) | ≤0.75 |
الفوسفور (P) | ≤0.04 |
الكبريت (S) | ≤0.03 |
مقاومة الشد (σb، ميجا باسكال) | ≥635 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
مقاومة الخضوع (σ0.2، ميجا باسكال) | ≥440 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
الاستطالة (δ5، %) | ≥20 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
طاقة الصدمة (Akv، جول) | ≥63 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
الصلادة (HB) | ≤223 HB (مطبوخ حرارياً)؛ ≥192 HB (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
تجعل هذه الخصائص MIM-420 مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة ممتازة للتآكل الاحتكاكي.
الخصائص الفيزيائية
تساهم الخصائص الفيزيائية لـ MIM-420 في تميزه وتشمل:
الخاصية | القيمة |
مقاومة الشد (σb، ميجا باسكال) | ≥635 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
مقاومة الخضوع (σ0.2، ميجا باسكال) | ≥440 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
الاستطالة (δ5، %) | ≥20 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
طاقة الصدمة (Akv، جول) | ≥63 (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
الصلادة | ≤223 HB (مطبوخ حرارياً)؛ ≥192 HB (مقسى ومطبوخ حرارياً) |
التركيب الكيميائي
العنصر | النسبة |
الكربون (C) | 0.16–0.25 |
المنغنيز (Mn) | ≤1.00 |
السيليكون (Si) | ≤1.00 |
الكروم (Cr) | 12.0–14.0 |
النيكل (Ni) | ≤0.75 |
الفوسفور (P) | ≤0.04 |
الكبريت (S) | ≤0.03 |
تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ MIM-420
يجمع MIM-420 بين القوة العالية والصلادة ومقاومة التآكل مع مقاومة معتدلة للتآكل الكيميائي، مما يجعله مناسبًا لعدة مجالات:
أدوات المائدة والسكاكين: صلادة عالية (52–57 HRC) تحافظ على حدة الشفرة، ومقاومة للتآكل مهمة للأواني.
الأدوات الطبية: الصلادة تمنح مقاومة للتآكل لأدوات الجراحة مثل المشارط والأدوات العظمية؛ والمقاومة للتآكل ضرورية للتوافق الحيوي في الأجهزة الطبية.
الصمامات ومكونات أنظمة السوائل: مقاومة فائقة للاحتكاك والاهتراء عند التعامل مع سوائل عالية السرعة.
قوالب الحقن البلاستيكي: الصلادة تحمي القالب من تآكل البلاستيك المحمل أثناء الحقن البلاستيكي.
الأجزاء الميكانيكية: البوشات ومحامل الكرات وغيرها تستفيد من الصلادة ومقاومة التآكل.
الأدوات والمعايير: MIM-420 يحل محل فولاذ الأدوات في تصنيع المثاقب والمقاسات بفضل ثبوته بعد المعالجة الحرارية وصلادته وتكلفته المنخفضة.
تطبيق MIM-420 في الأدوات الكهربائية
يُستخدم MIM-420 في الأدوات الكهربائية للخصائص التالية:
أدوات المائدة والسكاكين: يحافظ على حدة الشفرة ويقاوم التآكل.
الأدوات الطبية: يوفر مقاومة للتآكل والتوافق الحيوي.
الصمامات والمكونات: يقاوم التآكل الناتج عن التدفق.
قوالب البلاستيك: يحمي القالب أثناء الحقن.
الأجزاء الميكانيكية: يمنح الصلادة ومقاومة التآكل.
الأدوات: مناسب للمثاقب والمقاسات.
دراسة حالة: مكونات الأدوات الكهربائية
يتميز MIM-420 بالخصائص التالية للأدوات الكهربائية (Power Tools):
- صلابة عالية ومقاومة للتآكل — تحافظ على الأجزاء الداخلية من الاهتراء.
- مرونة جيدة — تتحمل الصدمات المتقطعة.
- مقاومة معتدلة للتآكل — أفضل من الفولاذ الكربوني في البيئات الرطبة والزيتية.
- ثبات حراري حتى ~300 °C.
- إمكانية تشكيل هندسي معقد عبر MIM.
- كفاءة اقتصادية مقارنةً بفولاذ الأدوات الميكانيكي.
الخاتمة
يجمع الفولاذ المقاوم للصدأ MIM-420 بين القوة العالية والصلادة ومقاومة التآكل مع مقاومة معتدلة للتآكل الكيميائي، مما يجعله خيارًا ممتازًا لـ تشكيل الحقن المعدني.
فهم خصائص MIM-420 وتطبيقاته يساعد المصممين والمشترين على اتخاذ قرارات مستنيرة في مجالات مثل الطيران، والسيارات، والأدوات المنزلية، والدفاع، والأدوات الكهربائية، والأدوات الجراحية.
في الأدوات الكهربائية، توفر صلابة MIM-420 العالية وقلة التشوه بعد المعالجة الحرارية الفراغية دقة في الأبعاد وطول عمر للأجزاء.
خيارات مواد الفولاذ المقاوم للصدأ لـ MIM
اسم المادة | الوصف / المعيار |
|---|---|
فولاذ مقاوم للصدأ بالترسيب، قوة عالية ومقاومة للتآكل | |
فولاذ أوستنيتي مقاوم للصدأ، مقاومة ممتازة للتآكل وسهولة التشكيل | |
فولاذ أوستنيتي مقاوم للصدأ، استخدام عام، مقاومة جيدة للتآكل | |
فولاذ مارتنسيتي مقاوم للصدأ، صلابة عالية، يستخدم في أدوات القطع | |
فولاذ فيريتي مقاوم للصدأ، مقاومة معتدلة للتآكل | |
نسخة منخفضة الكربون من 430، ليونة أفضل | |
فولاذ مارتنسيتي مقاوم للصدأ، صلابة فائقة، لتطبيقات المحامل |
