مقتول چیست و چه تفاوتی با میلگرد دارد؟

فهرست مطالب

مفتول چیست؟ 

مفتول چیست و به چه صورتی تولید می‌شود؟

مشخصات سیم مفتول سیاه

بررسی ویژگی های مفتول 

عملیات کشش مفتول چگونه انجام می‌شود؟

بررسی مراحل کشش مفتول

دستگاه دوزه کشش مفتول چه کاری انجام می‌دهد؟

 بررسی روش تولید سیم مفتول

تفاوت سیم مفتول با مفتول آرماتور بندی چیست؟

دسته بندی مفتول ها بر اساس میزان کربن

مفتول چیست؟

قطعا شما تا به حال چندین بار نام مفتول را شنیده اید؛ ما با این حال ممکن است از کاربرد آن اطلاعی نداشته باشید. برای اطلاعات بیشتر باید بگوییم که مفتول حاصل از کشش کلاف طی فرآیند نورد گرم و نورد سرد است. در انتهای این فرایندها مفتول به شکل سیم در می آید. در ادامه به طور کامل روش تولید آن را شرح می دهیم.

مفتول چیست و به چه صورتی تولید می‌شود؟

همانطور که در قسمت قبل گفتیم، مفتول حاصل کشش کلاف در طی فرآیند نورد گرم است. مفتول هنگام تولید در طی فرآیند نورد گرم ذوب و نرم شده و کشیده و می‌شود و در طی این فرایند، سیم مفتول تولید می‌شود. سیم مفتول بعد از تولید شدن به شکل تک رشته یا چند رشته یافت می‌شود. کارخانه جات مختلف به جهت تولید مفتول فرآیند نورد گرم و نورد سرد را طی می کنند. برای این کار در ابتدا شمش را در کوره های گرم قرار می دهند. دمای این کوره ها باید 1200 درجه سانتی گراد باشد تا فرآیند بازپخت شمش به جهت تولید مفتول انجام شود. بعد از گداخته شدن شمش، به صورت کاملا مکانیزه وارد دستگاه های نورد می‌شود.

نکته مهمی که در این مرحله باید بدانید، تعداد دفعات عبور شمش از دستگاه نورد است. این امر بستگی به قطر مورد نظر مفتول دارد. بعد از طی شدن مراحل نورد گرم و نورد سرد، مفتول به حالت توپی شکل در می‌آید. برای خنک کردن مفتول باید در مرحله اولیه نورد، دمای کوره 55 درجه باشد. این دما به تدریج در مراحل بعد به 92 درجه می‌رسد. بعد از این درجه باید دمای آن به تدریج کاهش پیدا کند تا در مرحله نهایی دمای کوره به 980 درجه برسد. توجه داشته باشید که اگر دما از این حد کمتر باشد یعنی افت دمای زیادی را داشته باشیم، مفتول حالت ترد و شکننده به خود می‌گیرد. 

اگر در حین تولید مفتول، حفره هایی در ساختار آن مشاهده کردید، مربوط به گازهایی است که در حین فرآیند انجماد و سفت کاری شمش تولید شده است. برای جلوگیری از این فرآیند، شمش را در خلا تولید و به مفتول تبدیل می‌کنند. این امر بیشتر در کارخانه جات مدرن انجام می‌شود. 

مشخصات مفتول سیاه

موردی که در رابطه با سیم مفتول باید بدانید این است؛ معمولا آن‌ها را از آهن یا فولاد مرغوب تولید می‌کنند. به همین منظور از سیم مفتول برای آویختن اشیایی که وزن سنگین دارند استفاده می‌شود. استحکام کششی سیم مفتول سیاه بسیار بالا است به همین علت توانایی تحمل وزن‌های سنگین را دارد. در مقابل، سیم مفتول در برابر خوردگی مقاومت بسیار کمی دارد این در حالی است که سیم مفتول گالوانیزه در برابر خوردگی بسیار مقاوم است. در مقالات بعدی در مورد سیم مفتول گالوانیزه بیشتر توضیح خواهیم داد. هزینه تولید سیم مفتول سیاه نسبت به سیم مفتول گالوانیزه انواع دیگر سیم‌های مفتول بسیار کمتر است. 

سیم مفتول سیاه در دو نوع تولید می‌شود. نوع اول سیم سیاه سخت است که انعطاف پذیری کمی دارد و در طی فرآیند نورد سرد کشیده شده است. نوع دوم، سیم نرم آنیل شده است. این نوع سیم مفتول در معرض فرآیند بازپخت قرار گرفته است . به همین علت نرم و شکل پذیر شده است.

بررسی ویژگی های مفتول 

• سیم مفتول سیاه دارای ظرفیت باربری بسیار بالا است.
• استحکام کششی این نوع سیم بالا است. 
• خاصیت ارتجاعی سیم مفتول سیاه بالا است. 
• رنگ این نوع سیم ثابت است و سازگاری خوبی با محیط دارد. 
• صاف بودن سطح این نوع سیم باعث شده است که در اکثر صنایع از آن استفاده شود. 
• سیم مفتول سیاه در اندازه های مختلفی ساخته می‌شود.

عملیات کشش مفتول چگونه انجام می‌شود؟

عملیات کشش مفتول هنگامی انجام می‌شود که فرآیند زنگ زدایی بر روی فلز انجام شده باشد. بعد از این مرحله به سراغ عملیات پوسته گیری می‌روند و سپس فرآیند کشش مفتول انجام می‌شود. در این شرایط مفتول وارد دوزه دستگاه می‌شود و عملیات کشش آغاز می‌شود. در مورد نحوه عملکرد دوزه دستگاه در قسمت های بعدی توضیح می‌دهیم.

در رابطه با عملیات کشش بر روی سیم مفتول باید این مورد را ذکر کنیم که بر اساس نیاز و نوع دستگاه کشش، این عملیت تا چندین بار نیز تکرار می‌شود تا مفتول به حداکثر حد کشش خود برسد. در حین عملیات کشش، تنش های زیادی بر روی مفتول اعمال می‌شود که این تنش ها باعث افزایش طول مفتول و کاهش سطح مقطع آن می‌شود. هرچه تنش اعمال شده به مفتول بیشتر باشد، سطح مقطع آن کاهش بیشتری پیدا می‌کند. همین عامل باعث شده است که مفتول کشیده شده، مقاومت بیشتری نسبت به مفتول خام دارد. معمولا فرآیند کشش مثل نورد کاری و چکش کاری را سرد کاری بر روی فلزات می‌نامند. این فرآیندها باعث بر هم خوردن آرایش منظم اتمی فلزات می‌شوند و همین عامل باعث سفت شدن مفتول در اثر کشش می‌شود. در کل سفت شدن مفتول در اثر کشش به سه عامل زیر بستگی دارد

• درصد عناصر شیمیایی موجود در مفتول به خصوص میزان کربن موجود در آن عامل مهمی در تعیین میزان سختی سیم مفتول است.
• سرعت فرآیند کشش تاثیر بسیار زیادی بر سفت شدن مفتول دارد. این امر تا جایی مهم است که اگر سفت شدن به خوبی انجام نشود، کیفیت مفتول از بین می‌رود.
• تعداد دفعاتی که عملیات کشش انجام می‌شود نیز اهمیت زیادی دارد تا جایی که هر چه تعداد دفعات کشش بیشتر باشد، سفت شدن سیم مفتول نیز سریع تر انجام می‌شود. 

بررسی مراحل کشش مفتول

مفتولی که در کارخانه جات مختلف تولید می‌شود به دلیلی حرارت بسیار بالایی که دارد، دارای قابلیت اکسیدن شدن با هوا و ترکیب با اکسیژن هوا است. اکسید آهن دارای لایه‌ای سخت و در عین حال بسیار شکننده است. به همین خاطر اولین مرحله در حین عملیات کشش، زدودن زنگ از روی مفتول است. به این فرآیند عملیات زنگ زدایی می‌گویند.

1. زنگ زدایی از روی سطح مفتول

 یکی از اصلی ترین دلایلی که باعث می‌شود فرایند زنگ زدایی انجام شود، آسیب رساندن لایه اکسید شده به بخش‌های داخلی مفتول است. این عملیات در چند مرحله انجام می‌شود که در ادامه آن‌ها قید می کنیم.

زنگ زدایی مکانیکی: یکی از روش‌های زنگ زدایی، استفاده از دستگاه‌های برش زنگ است که با ایجاد سایش بر روی فلز و مفتول باعث زدودن زنگ‌های سطحی آن می‌شود. 

اسید شویی: پاک کردن زنگ‌های روی مفتول با عملیات اسید شویی نیز یکی دیگر از روش‌های از بین بردن ترکیبات اکسیدی بر روی مفتول است. انجام فرآیند اسید شویی باعث می‌شود که سطح فلز و مفتول به خوبی پاک شود و برای مراحل بعدی آماده شود. 

2. روکش کاری و عایق بندی مفتول 

مفتول‌های تولید شده باید با استفاده از نوعی فلز نارسانا روکش بندی شوند. بیشترین فلزی که برای روکش بندی و به اصطلاح عایق بندی مفتول استفاده می‌شود، فلز روی است. محصولی که از این نوع عایق بندی حاصل می‌شود را مفتول گالوانیزه می‌گویند. فلز روی را با استفاده از روش های مختلفی روکش بندی می‌کنند. یکی از اصلی ترین روش ها برای عایق بندی، روش گالوانیزاسیون گرم و الکتروگالوانیزاسیون است. در برخی از شرایط روکش مسی بر روی مفتول می‌کشیند که حاصل این امر تولید سیم و کابل برق در منازل است. روکش گالوانیزه و استفاده از فلز روی نیز برای عایق بندی مفتول مناسب است. 

3. عملیات آنیل کردن

این مورد را باید در نظر داشته باشید؛ مراحلی که برای کشش مفتول انجام می‌شود باعث ایجاد بی نظمی در آرایش اتم های مفتول می‌شود و همین امر نتیجه عملیات کشش را به مراتب بیشتر می‌کند. در شرایطی که نیاز داشته باشیم تا فولاد یا مفتول نرم و شکل پذیر باشد، باید از عملیات آنیل کردن بهره گیری کرد. در عملیات آنیل کردن اتم های مفتول سفت نخواهند بود و نرمی خاصی خواهند داشت و همین امر باعث افزایش قابلیت شکل پذیری مفتول می‌شود. در طی عملیات آنیل کردن مفتول، آن را در دما و زمان مینی نگه می‌دارند. در طی این فرآیند اتم های مفتول نرم می‌شود و آنیل کردن مفتول انجام می‌شود. 

دستگاه دوزه کشش مفتول چه کاری انجام می‌دهد؟

بهره گیری از دستگاه دوزه برای کشش مفتول به منظور کاهش دادن قطر سیم مفتول یا تغییر شکل مفتول انجام می‌شود.  دوزه بخشی از دستگاه است که مفتول وارد آن می‌شود و از این طریق می‌توان قطرهای مختلفی از مفتول را تولید کرد. دوزه ها دارای قطر و اندازه های متفاوتی هستند که بسته به قطر مورد نظر برای سیم مفتول از هر کدام از دوزه ها استفاده می‌شود. جنس دوزه ها معمولا از آلیاژ تنگستن است. پوسته دوزه ها معمولا از آهن تشکیل شده است.

 بررسی روش تولید سیم مفتول

ماده اولیه برای تولید مفتول فولادی، شمش فولادی است. این شمش ها را تا دمای 1200 درجه سلسیوس گرم می‌کنند. بعد از اینکه این شمش ها گرم شدند، آن‌ها را وارد بخش های نوردی می‌کنند. در این مرحله فولادی که گرم شده و انعطاف زیادی دارد در قطرهای مشخص از دستگاه دوزه عبور می‌دهند. 

بعد از اینکه مفتول به شکل و قطر مشخص در آمد نوبت به سرد کردن آن می‌رسدو نکته ای که در اینجا حائز اهمیت می‌باشد، کاهش دمای مفتول به صورت تدریجی است. اگر این امر به یکباره اتفاق بیفتد در این شرایط سیم ترد و شکننده خواهد شد. در این شرایط قابلیت خاصیت خمش آن کاملا از بین خواهد رفت. بعد از مرحله سرد شدن نوبت به اجرای فرآیند عایق کاری می‌رسد. توجه داشته باشید که انجام عایق کاری باعث می‌شود تا سیم مفتول در برابر پارگی و خوردی مقاومت بالایی داشته باشد. برای عایق بندی سیم مفتول ها معمولا از pvc استفاده می‌شود. 

فرآیند آنیل کردن سیم مفتول چیست؟

در فرآیند آنیل کردن سیم مفتول را در کوره با دمای 300 درجه سانتی گراد قرار می‌دهند. سپس سیم مفتول در دمای محیط خنک می‌شود. به این روش بازپخت گفته می‌شود. این امر برای بهبود خواص مکانیکی سیم مفتول و بعد از فرآیند کشش انجام می‌شود. 

تفاوت سیم مفتول با مفتول آرماتور بندی چیست؟

هر دو مفتول روش تولید یکسانی دارند اما مفتولی که برای اتصال میلگردها به یکدیگر کاربرد دارد را مفتول آرماتور بندی می نامند. در حقیقت مفتول آرماتور بندی برای پروژه های ساختمانی به کار می‌رود. مفتول آرماتور بندی ضخامت 1.5 دارد. این در حالی است که سیم مفتول بعد از تولیدی به شکل کلاف در می‌آید و به همین شکل نیز حمل می‌شود. نوع دیگری از مفتول  نیز در صنعت ساختمان سازی وجود دارد که به آن مفتول قالب بندی می گویند. در هنگام اجرای فونداسیون برای محکم نگه داشتن بتن از این نوع مفتول استفاده می‌شود. ضخامت مفتول قالب بندی 2.5 است. 

دسته بندی مفتول ها بر اساس میزان کربن

مفتول ها را بر اساس میزان کربن به کار رفته در ساختارشان به دو دسته پر کربن و کم کربن دسته بندی می کنند. 

مفتول پر کربن چیست؟

مفتول های پر کربن معمولا بین 0.6 تا 0.9 درصد کربن دارند. از این مفتول ها در ساخت فنر استفاده می شود. از مفتول پر کربن در مکان هایی که فشار یا حرارت به میزان زیاد نباشد استفاده می‌شود. باید این مورد را نیز در نظر داشته باشید که قیمت این دسته از مفتول ها به مراتب کمتر است. مفتول پر کربن دوام بالاتری نسبت به مفتول های غیر آلیاژی دارد. این مفتول ها به دلیل دارا بودن کربن در ساختار خود، مقاومت بالایی نسبت به سایش و خوردگی دارند. 

کاربرد مفتول پر کربن در صنعت چیست؟

• به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی برای ساخت تیغه اره ها از آن استفاده می‌شود. 
• برای ساخت فنر چرخ هواپیما از این مفتول استفاده می‌شود.
• در ساخت شمشیر از مفتول پر کربن استفاده می‌شود.
• سیم آلات موسیقی 
• در صنایع گل سازی 
• و در ساخت تور های صید ماهی یا گرگور بافی کاربرد دارد.

مفتول کم کربن چیست؟

مفتول فولادی با 0.2 درصد کربن را کم کربن می‌نامند. از این نوع سیم مفتول در صنایع مختلفی استفاده می‌شود. مفتول کم کربن دارای سختی بسیار کمی هستند و به راحتی تغییر شکل پیدا می‌کنند. این مورد را بدانید که استحکام و سختی هر موادی با میزان کربن آن تعیین می‌شود. هر چه میزان کربن کمتر باشد، سختی ماده نیز کمتر خواهد شد. 

کاربرد مفتول کم کربن در صنعت چیست؟

• در ساخت توری آهنی از مفتول کم کربن استفاده می‌شود. 
• در ساخت و ساز برای تولید میخ، پیچ و نرده از این مفتول استفاده می‌شود. 
• در برخی از قطعات خودرو از سیم مفتول کم کربن استفاده می‌شود.
• در لوازم خانگی مثل لباسشویی، یخچال و اجاق گاز کارایی دارد.
• در CNC برای شکل دهی به سیم نیز کاربرد دارد.