سخت کاری چاقو راهی است برای اینکه بتوان چاقوی فولادی را مستحکم تر و سخت تر کرد. میزان سختی مورد نیاز به کاربرد چاقو بستگی دارد. اغلب لازم است که چاقو به اندازه ای سخت باشد که بتواند سختی لبه خود را حفظ کرده و در عین حال دارای انعطاف پذیری خوبی باشد و بتواند در شرایط سخت کارایی منحصر به فردی را از خود نشان بدهد. معمولا فرایند سخت کاری چاقو به وسیله عملیات حرارتی و نهایتا سرد سازی سریع آن صورت می گیرد.

همچنین ببینید:  صفحه اصلی فرمت

استعلام قیمت ارسال پیام از طریق تلگرام

فرایند سخت کاری چاقو به روش های مختلفی انجام می شود اما در کل می توان آن را به دو دسته عمقی و سطحی تقسیم بندی کرد.

چاقوی فولادی

سخت کاری عمقی چاقو

در سخت کاری چاقو به روش عمقی قطعه تا دمای مشخصی گرم می شود و عمل سخت کاری چاقو هم در هسته و هم در سطح چاقو انجام می شود. البته باید توجه شود که سخت کاری چاقو به این روش ممکن است چاقو را ترد و شکننده کند.

سخت کاری سطحی چاقو

مشکلاتی که در سخت کاری چاقو به روش عمقی وجود دارد مثل ترد شدن ، در روش سخت کاری چاقو به روش سطحی وجود ندارد. در این روش تنها سطح قطعه فولادی سخت می شود.

 پیش از آشنایی با روش های سخت کاری چاقو باید با موادی آشنا شویم که در ساخت تیغه چاقو استفاده می شوند. زیرا در صورت انتخاب فلز نامناسب، تیغه چاقو دچار کندی زودهنگام و خرابی می شود. در ادامه به بهترین فلزات برای ساخت چاقو اشاره می شود.

چاقوی فولادی ابزار

فولادهای ابزار دسته ای از فولاد های آلیاژی هستند که در ساخت ابزارآلات و قالب سازی به کار می روند. زیرا دارای تست سختی ، مقاومت به سایش ، و استحکام بالا هستند. همچنین از آنجایی که این فولاد ها دارای قابلیت حفظ لبه برش دهنده در دمای بالا هستند می توان از آنها در ساخت ابزار هایی مثل مته، چاقو ، کاتر ها و غیره استفاده کرد. از بین فولاد های ابزار ، گرید A2 برای ساخت چاقو استفاده می شود که چقرمگی بسیار خوبی دارد. گرید D2 نیز گزینه دیگری است که خاصیت حفظ تیغه بالاتری نسبت به A2 دارد.

آهنگری چاقو

چاقوی فولادی کربنی

در فولاد های ساده کربنی درصد وزنی کربن کمتر از 1/2 درصد است و استفاده دیگر عناصر آلیاژی در آن به صورت حداقلی است. این فولاد ها را نیز در ساخت چاقو می توان مورد استفاده قرار داد. با زیاد شدن درصد کربن در فولاد های کربنی ، امکان سخت کاری چاقو و استحکام دهی به آن از طریق عملیات حرارتی بیشتر می شود. علاوه بر عملیات حرارتی زیاد کردن کربن نیز سبب سخت کاری چاقو می شود. اما در این حالت نیز لازم است تا عملیات حرارتی مناسبی روی آن انجام شود. از آنجایی که فولاد های کربنی دارای عناصر آلیاژی زیادی نیستند این مواد مستعد زنگ زدگی نیز می باشند.

چاقوی فولادی زنگ نزن

فولاد زنگ نزن نیز در ساخت چاقو به کار می رود. این ماده به دلیل دارا بودن عنصر کروم ، مقاومت به خوردگی بالایی نسبت به دیگر فولاد ها دارد. این دسته از فولاد ها خود به گرید های فریتی ، مارتنزیتی و آستنیتی تقسیم بندی می شوند که دو گرید اول برای ساخت چاقو مناسب تر هستند.

روش های سخت کاری چاقو

سخت کاری چاقو فرایندی است که در آن سطح فلز به کار رفته در چاقو با تغییر ساختار کریستالی یا افزودن عناصر جدید همراه با حرارت دهی سخت تر شود. در ادامه با روش های انجام این کار آشنا می شویم.

چاقو های سخت کاری شده

سخت کاری شعله ای چاقو

در فرایند سخت کاری چاقو به روش شعله ، سطح مقطع فولادی با استفاده از شعله گاز طبیعی حرارت دهی می شود. پس از آستنیته شدن فولاد ، به منظور سخت کاری چاقو آن را به سرعت سرد (کوئنچ) می کنند. این کار سبب می شود که چاقو از مقاومت به سایش و سختی بالایی برخوردار شود و در عین حال هسته قطعه نیز ساختار اولیه خود را داشته باشد. همین موضوع باعث می شود تا در سخت کاری چاقو به این روش استحکام خمشی ، پیچشی و عمر قطعه نیز افزایش یابد.

سخت کاری القایی

سخت کاری چاقو به روش القایی شبیه به روش سخت کاری چاقو به روش شعله است اما در سخت کاری چاقو به روش القایی حرارت توسط جریان الکتریکی ایجاد می شود. عمق گرم شدن به فرکانس مورد استفاده در این روش و سرعت انتقال حرارت بستگی دارد.

محیط سرد کننده در سخت کاری چاقو

در روش های بالا همانطور که بیان شد پس از یک سیکل گرمایش ، قطعه فولادی باید سریع سرد شود. معمولا محیط سرد کننده در سخت کاری چاقو روغن های مخصوصی است که در زیر به آن ها اشاره می شود.

سخت کاری چاقو با روغن روشی است که در آن سخت کاری چاقو با استفاده از عملیات حرارتی و سپس استفاده از یک سیال خنک کننده صورت می گیرد. این سیال ، روغنی است که در بخش عملیات حرارتی صنایع مختلف همچون صنایع نظامی ، فولاد و خودروسازی کاربردهای فراوان دارد.

آهنگری چاقو

برای سخت کاری چاقو با روغن ، فولاد استفاده شده در ساخت چاقو در یک زمانبندی مشخص گرم شده و سپس سرد می شود. این فرایند می تواند سبب بهبود خواص مغناطیسی ،الکتریکی ، چکش خواری و سختی می شود. در فرایند های مختلف سخت کاری چاقو که در کوره انجام می شود برای خنک کردن قطعه آن را در روغن سخت کاری قرار می دهند.

سیالی که در فرایند سخت کاری چاقو با روغن استفاده می شود قابلیت حل شدن را در آب داشته و زمانی که با آب ترکیب می شود محلولی شفاف به دست می آید. در فرایند های سختکاری چاقو و خصوصا سخت کاری القایی سرعت سرد شدن قطعه در میزان سخت شدن آن موثر است. در روش سخت کاری چاقو با روغن ، روغن استفاده شده در نقش یک سیال خنک کننده استفاده می شود. روغن استفاده شده دارای ویژگی هایی است که در زیر به آنها پرداخته می شود.

چاقوی آشپزخانه

سخت کاری چاقو با روغن

روغن های مورد استفاده در فرایند سخت کاری چاقو دارای تبخیر پایین ، نقطه اشتعال بالا و ویسکوزیته مناسب هستند. همچنین این روغن ها در سخت کاری چاقو دارای قابلیت خنک کنندگی یکنواخت نیز هستند.

حتما در حین سخت کاری چاقو با روغن باید توجه کرد که فلز به طور کامل و با سرعت کافی در روغن غوطه ور شود. چرا که اگر این فرایند به درستی صورت نگیرد لایه ای روی سطح آن شکل میگیرد که مانع سخت کاری می شود. همچنین باید توجه کرد که سرعت سرد کردن فولاد نیز با توجه به میزان عناصر آلیاژی می تواند متفاوت باشد.

سخت کاری شعله ای چاقو

در زمان استفاده از روغن برای سخت کاری چاقو به منظور کاهش خطر احتمالی آتش سوزی بهتر است از روغن هایی استفاده شود که اشتعال پذیری لحظه ای کمتری دارند. همچنین در صورت استفاده از این روغن ها باید توجه کنیم که سرعت سرد شدن چاقو از سرعت سرد شدن با آب کمتر است. همین  موضوع سبب می شود تا تنش های پس ماند در حالت سخت کاری چاقو با روغن کاهش یابد. در حین فرایند سخت کاری چاقو با روغن باید توجه کرد که باید قطعه روغنی را هم زده و چرخاند تا همه قسمت های آن به یک میزان سرد و خنک شوند.

مراحل سخت کاری چاقو

برای سخت کاری چاقو لازم است تا سیکل عملیات حرارتی مشخصی طی شود. معمولا ابتدا چاقوی فولادی را تا دمای 1050 تا 1090 درجه سانتی گراد (معادل با 1922 تا 1994 درجه فارنهایت) حرارت دهی کرده و سپس سریعا آن را سرد می کنیم (یا اصطلاحا کوئنچ می کنیم). در این حالت باید توجه شود که در عین سخت شدن فولاد، تردی آن نیز افزایش می یابد. بنابراین از فرایند اضافه ای در سخت کاری چاقو باید استفاده شود. این فرایند همان تمپر کردن است که طی آن، چاقو مجددا تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد تا تردی و شکنندگی آن کاهش یابد.

آهنگری چاقو

برای تمپر کردن ، چاقوی فولادی کوئنچ شده را معمولا تا بین 175 تا 350 درجه سانتی گراد ( معادل با 347 تا 662 درجه فارنهایت) حرارت دهی کرده و دو ساعت در همان دما قرار می گیرد. در این حالت سختی به عددی بین 53 تا63 HRC می رسد و این مقدار بالانس خوبی بین چقرمگی ، سختی و قابلیت حفظ لبه تیز را داراست. در فرایند سخت کاری چاقو باید توجه شود که عملیات تمپرینگ در یک محدوده زمانی معقولی پس از کوئنچ کردن انجام شود مثلا حدود یک ساعت. همچنین در سخت کاری چاقو پیش از انجام تمپرینگ باید توجه کرد که حتما چاقو تا دمای اتاق سرد شده باشد. چرا که در غیر این صورت استحاله مارتنزیتی ناقص رخ داده و فرایند سخت شوندگی به خوبی انجام نمی شود.

هر چه محدوده دمایی تمپرینگ بالاتر رود چاقو نرم تر شده و چقرمگی آن نیز بالاتر می رود. این در حالی است که دمای تمپرینگ پایین تر سبب افزایش سختی و تردی ماده می شود که این موضوع در شکل زیر نمایش داده شده است. در ادامه به این موضوع بیشتر پرداخته می شود.

دمای تمپرینگ در سخت کاری چاقو

دمای تمپرینگ برای کاربرد های مختلف متفاوت است. برای مثال یک چاقوی شکاری یا مسافرتی را می توان  در 350 درجه سانتی گراد (معادل 662 درجه فارنهایت) تمپر کرد به گونه ای که بتواند در کاربرد های منحصر به فرد بدون شکستن به کار خود ادامه دهد. از طرفی دیگر اگر تیزی لبه اهمیت بالایی داشته باشد می توان تمپرینگ را در 175 درجه سانتی گراد (معادل با 347 درجه فارنهایت) تمپر کرد که حداکثر سختی حاصل شود.

نمودار سختی چاقو بر حسب دمای تمپرینگ

تمپرینگ پایین تر از 175 درجه سانتی گراد را تنها در موارد استثنایی باید استفاده کرد چرا که در این حالت تردی شدیدا زیاد می شود. همچنین تمپرینگ در دما های بالاتر از 350 درجه سانتی گراد نیز کاربردی ندارد چرا که ممکن است مقاومت به خوردگی نیز کاهش یابد. پس همیشه رعایت محدوده دمایی تمپرینگ در سخت کاری چاقو اهمیت ویژه ای دارد.

قیمت سخت کاری چاقو

همانطور که گفته شد سخت کاری چاقو بیشتر با فرایند عملیات حرارتی انجام می شود. به همین دلیل قیمت فرایند سخت کاری به تجهیزات عملیات حرارتی خصوصا کوره ها و محیط های خنک کننده مثل روغن های مورد استفاده بستگی دارد. طبیعتا با افزایش زمان و دمای عملیات حرارتی، انرژی مصرفی نیز افزایش یافته و نتیجتا هزینه بیشتر می شود.