|
ข้อดีของงานที่อบชุบด้วยเตาสูญญากาศ
- ผิวสะอาด
- งานไม่สูญเสียคาร์บอนออกไป
- ไม่เกิดอ๊อกซิเดชั่น
- เกิดการเปลี่ยนรูปน้อย
- แก้ไขและเปลี่ยนแปลงง่าย
- สามารถบัดกรีแข็งภายใต้สูญญากาศที่อุณหภูมิสูงได้
- ประหยัด
|
 |
| ข้อมูลทางด้านเทคนิคของเตา
VKNQ |
- พื้นที่บรรจุงาน
650x600x900 มม.
- น้ำหนักบรรจุสูงสุด
650 กก.
- อุณหภูมิใช้งานสูงสุด
1,300 oC
- ความเที่ยงตรงของอุณหภูมิ
<+5 oK
- ชุบด้วยแก๊สไนโตรเจนความดัน
6~10 บาร์
- สามารถทำสูญญากาศได้ถึง
10-2~10-5 mbars
จัดสร้างโดย ALD (เยอรมัน)
|
 |
| กระบวนการ
ให้ความร้อนด้วยการพา |
- การส่งผ่านความร้อนด้วยการแผ่รังสีเพียงอย่าง
เดียวภายใต้สูญญากาศ จะไม่ได้ผลที่อุณหภูมิต่ำ
กว่า 500 oC และยังผลให้อุณหภูมิที่ผิว และแกน
ของชิ้นงานมีความแตกต่างกันมาก
ผลของความแตกต่างของอุณหภูมิดังกล่าวทำ
ให้เกิดความเค้น (Thermal Stress) ซึ่งอาจจะเป็น
ต้นเหตุทำให้เกิดการบิดงอของชิ้นงาน
- โดยการเพิ่มแก๊สไนโตรเจนความดัน
2 บาร์เข้าไป
เพื่อทำให้เกิดการส่งผ่านความร้อนด้วยการพา ซึ่ง
ทำให้การให้ความร้อนเป็นไปอย่างรวดเร็ว สม่ำเสมอ
และทั่วถึง
|
|
| กระบวนการชุบแบบ
มาร์เคว้นชิ่ง |
- ในกรณีที่ชิ้นงานมีขนาดใหญ่
และรูปร่างสลับซับ
ซ้อน การชุบให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วทันที่ทันใด อาจจะ
เป็นสาเหตุของการแตกร้าวและ/หรือการบิดงอของ
ชิ้นงานอย่างรุนแรง
- การชุบโดยให้เย็นตัวลงมาที่ระดับเหนือจุดมาร์เทน
ไซด์เริ่มต้นของวัสดุ ซึ่งควบคุมด้วยโปรแกรมโดยการ
ติดตั้งเทอร์โมคับเปิล์สองเส้นไว้ที่ผิวและแกนของชิ้น
เทียบเคียง(Dummy) ซึ่งบรรจุเข้าไปพร้อมกับชิ้นงาน
เป็นการชุบที่ทำให้การเกิดการบิดงอของชิ้นงานน้อยที่สุด
|
 |
| กระบวนการ
สลับทางของการชุบ |
- ในขั้นตอนของการชุบนั้นเหล็กกล้าจะต้องถูกชุบให้เย็นตัว
ในอัตราที่รวดเร็วและช้าเท่าที่จะสามารถกระทำได้
- ใช้อัตราการเย็นตัวที่เร็วเพียงพอเพื่อให้ได้โครงสร้างที่
สมบูรณ์และช้า ๆ หลังจากนั้น เพื่อป้องกันการแตกร้าว
และการบิดงอต่าง ๆ ของชิ้นงาน
- เตาของเราสามารถควบคุมได้ทั้งสองอย่างคือทำการชุบ
ด้วยแก๊สความดันสูงพร้อมกับการสลับทิศทาง ของการชุบ
ด้วยโปรแกรมที่กำหนดตลอดจนการชุบแบบมาร์เคว้นชิ่ง
|
 |
| องค์ประกอบ
การอบชุบด้วยความร้อนของ
เหล็กกล้าเครื่องมือส่วนผสมสูง
|
- การชุบแข็งเหล็ก
เครื่องมือ ส่วนผสมสูง จำเป็นที่จะต้องกระทำภายใต้กระบวนการสูญญากาศ
เพื่อที่จะหลีกเลี่ยงการเกิดอ๊อกซิ
เดชั่น และการสูญเสียธาตุคาร์บอน
- ในกระบวนการภายใต้สูญญากาศของเราใช้ชิ้นเทียบเคียงซึ่งมี
เทียบเคียงซึ่งมีขนาดที่มีความโตเท่ากับชิ้นงานที่จะทำการชุบ
แข็งโดย ติดตั้งเทอร์โมคับเปิล์สองเส้นไว้ที่ผิวและแกน
ซึ่งเทอร์โมคับเปิล์ดังกล่าวสามารถที่จะจัดการควบคุมอุณหภูมิ
ที่ผิวและแกนของชิ้นงาน จนตลอดทั้งกระบวนการของการชุบแข็ง
โดยวิธีการนี้เราสามารถที่จะ ; -
1. จัดการเกี่ยวกับความเค้นอันเนื่องจากความร้อนซึ่งเกิดขึ้น
ในขณะที่ให้ความร้อนแก่ชิ้นงาน และทำให้เกิดการบิดงอน้อยลง
2. ป้องกันการเกิดโครงสร้างออสเทนไนท์
ไม่เพียงพอที่แกนและการเกิดการละลายของคาร์ไบด์ในโครงสร้างออสเทนไนท์ที่
มากเกินไป โดยการควบคุมอุณหภูมิของการเกิดโครงสร้างออสเทนไนท์ที่แกน
3. ประยุกต์ใช้กระบวนการมาร์เคว้นชิ่งเพื่อที่
จะป้องกันการแตกร้าวและลดการบิดงอ อันเกิดจากทั้งความเค้นที่เกิดจากความร้อน
และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ในกรณีของชิ้นงานที่มีรูปร่างสลับซับซ้อน
การอบคืนไฟที่อุณหภูมิสูงจำนวน 3 ครั้งเป็นกฎทั่วไปของการทำงาน
การอบคืนไฟครั้งที่ 1 เพื่อที่จะแยกสลายออสเทนไนท์ที่
ตกค้าง ซึ่งไม่สามารถที่จะหลีกเลี่ยงได้ในเหล็กคาร์บอนสูง
และเหล็กกล้าเครื่องมือส่วนผสมสูง โดยการอบคืนไฟครั้งที่
2 เรา
ทำเพื่อควบคุมให้ ได้ความแข็งตามต้องการ การอบคืนไฟครั้งที่
3 คือการอบคลายความเค้น เพื่อที่จะป้องกันการเกิดการแตกร้าว
และการเปลี่ยนรูปตลอดกระบวนการที่ต่อเนื่องในภายหลัง |
| เหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน |
- ส่วนมากเหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อนมีความสามารถ
ในการชุบแข็งสูง และสามารถที่จะทำการชุบแข็งด้วยแก๊ส
ในกระบวนการภายใต้สูญญากาศ ประกอบกับขนาดของแม่พิมพ์ที่ใหญ่ขึ้น
และปัญหาการแตกร้าวระยะแรก (EARLY CRACKING) ได้เกิดขึ้น
ดังนั้นความเร็วในการชุบเป็นสิ่งที่จำเป็นจะต้องนำมา
พิจารณา
- สืบเนื่องจากแผนภูมิ
CCT ด้านขวามือ การเกิดโครงสร้าง
เบไนท์ เกิดขึ้นในขั้นตอนที่เร็วกว่า การเกิดโครงสร้าง
เพิลไลท์ และมันจะประกอบด้วย โครงสร้างออสเทนไนท์ที่ตกค้างอยู่ในเนื้อพื้น
(MATRIX)จำนวนหนึ่ง การเกิดการรวมตัวของคาร์ไบด์ที่บริเวณขอบ
เกรนของออสเทนไนท์ อันเนื่องมาจากการอบคืนไฟ เป็นสาเหตุของการเกิดการแตกร้าวระยะแรก
(EARLY CRACKING)
|
 |
| เหล็กกล้าเครื่องมืองานเย็น
|
- ในการชุบแข็งเหล็กชนิดนี้ไม่สามารถ
ที่จะหลีกเลี่ยง
โครงสร้าง ออสเทนไนท์ที่ตกค้างได้ เพราะว่ามีส่วนผสม
และคาร์บอนสูง
- บ่อยครั้งโครงสร้างออสเทนไนท์ที่ตกค้าง
เป็นต้นเหตุของการแตกร้าว และการเปลี่ยนรูปของชิ้นงาน
โดยเฉพาะชิ้นงานที่จะต้องไปทำ Wire Cut หรือเจียรไน
การทำ Subzero Treatment หรือการอบคืนไฟที่อุณหภูมิสูงจำนวน
2 ครั้ง สำหรับชิ้นงานดังกล่าวมีความจำเป็นอย่างยิ่ง
- โดยการอบคืนไฟที่อุณหภูมิสูง
ความแข็งที่ได้ จะอยู่ในช่วง 55~58 HRC ถ้าหากต้องการความแข็งถึง
60 HRC
อุณหภูมิ ในการชุบแข็งจะต้องใช้ถึง 1,070 oC ซึ่งจะสูงกว่าอุณหภูมิ
ชุบแข็งปกติคือ 1,030 oC ทั้งนี้ เพื่อที่จะให้ได้ความแข็ง
อันเนื่องมาจากการเกิด second hardening กระบวนการเช่นนี้ไม่แนะนำ
เพราะเป็นการเพิ่มปริมาณของโครงสร้างออสเทนไนท์
ที่ตกค้าง
- การอบคลายความเค้นจะกระทำสำหรับ
กระบวนการแปรรูป ด้วยเครื่องมือกลที่ต่อจากการชุบแข็ง
|
 |
| เหล็กไฮสปีด |
- เหล็กไฮสปีดได้ถูกพัฒนาขึ้นมาสำหรับเครื่องมือตัด
ซึ่งสามารถที่จะรักษาความแข็งที่สูงเอาไว้ ถึงแม้ว่าได้รับความร้อนถึงสภาพ
ร้อนแดงโดยอันเนื่องมาจากการตัดที่ ใช้ความเร็วรอบสูง
เพื่อวัตถุประสงค์นี้ อุณหภูมิชุบแข็ง จำเป็นจะต้องกระทำที่อุณหภูมิ
1,200 oC เพื่อต้องการความแข็งสูง
- การอบคืนไฟ
จะต้องกระทำมากกว่า 3 ครั้ง เป็นเพราะเหล็กกล้าชนิด
นี้มีปริมาณของโครงสร้างออสเทนไนท์ที่ตกค้าง ภายหลังชุบแข็งเป็นจำนวนมาก
- เครื่องมือตัดบาง
ๆ สามารถที่จะทำการ ดัดได้โดยอาศัยคุณสมบัติของ โครงสร้างออสเทนไนท์ที่ตกค้างหลังจาก
การชุบในขณะที่ยังอุ่นอยู่
- เหล็กไฮสปีดเมื่อใช้งาน
ที่ไม่เกิดความร้อน (ROOM TEMPERATURE) และต้องการความแกร่ง
จะต้องใช้อุณหภูมิ ชุบแข็งที่ต่ำกว่าปกติ ซึ่งกระบวนการสำหรับความ
แกร่งสูงนี้เรียกว่า UNDER HARDENING
|
|
|
- ฟิล์มของอ๊อกไซด์บนผิวของโลหะชิ้นงาน
จะถูกขจัดโดยสูญญากาศ และผิวผนังของมันถูกอาบ ไปด้วยตัวประสาน
(ALLOY) เป็นผลทำให้เกิด การเชื่อมประสานที่ดี
- ด้วยการให้ความร้อนแก่
ชิ้นงานที่อุณหภูมิสูงภายใต้ สูญญากาศที่เพียงพอแก่การแพร่
กระจายของโลหะทำให้เกิดการเชื่อม
ประสานที่ปราศจากสารมลทิน และเกิดโพรงภายใน
- ช่องว่าง (GAP)
แคบ ๆ ที่มีค่าน้อยกว่า 0.05 มม. ทำให้การเชื่อมประสานของโลหะมีความแข็งแรง
และความเที่ยงตรงสูง
|
 |
