Sahaviriya Steel Industries PLC

สมบัติอื่นๆของเหล็กแผ่นรีดร้อน

What is the hardening process?

การชุบแข็ง คือ การอบชุบความร้อนวิธีหนึ่งเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนในด้านความแข็งและความต้านทานการขัดสี. กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยการให้ความร้อนแก่เหล็กจนถึงอุณหภูมิที่โครงสร้างเปลี่ยนเป็นออสเทนไนท์ ปล่อยทิ้งไว้ในเตาจนกระทั่งได้โครงสร้างออสเทนไนท์ที่สม่ำเสมอ แล้วทำให้เย็นตัวด้วยอัตราเร็วพอที่ทำให้เกิดโครงสร้างมาร์เทนไซท์ หรืออัตราการเย็นตัววิกฤต (Critical cooling rate).เพื่อที่จะให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซท์ที่สม่ำเสมอ ปัจจัยที่เกี่ยวข้องมีดังต่อไปนี้

1. ปริมาณของธาตุคาร์บอน : เหล็กกล้าที่มีปริมาณร้อยละของธาตุคาร์บอนยิ่งสูง จะทำให้มีโอกาสในการเกิดโครงสร้างมาร์เทนไซท์มากขึ้น นอกจากนั้น ธาตุผสมอื่น เช่น นิเกิล โครเมียม และโมลิบดินั่ม ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็ง (Hardenability) โดยการลดอัตราการเย็นตัววิกฤตอีกด้วย

2. อัตราการเย็นตัว : อัตราการเย็นตัวที่ต้องการเพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทนไซท์นั้น ไม่ควรต่ำกว่าอัตราการเย็นตัววิกฤต และมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องดังต่อไปนี้
- ผิวของชิ้นงานจะมีอัตราการเย็นตัวมากกว่าใจกลางเสมอ นอกจากนั้นยิ่งชิ้นงานมีขนาดใหญ่ อัตราเร็วการเย็นตัวตลอด ชิ้นก็จะต่ำลงด้วย ด้วยเหตุนี้ที่สภาวะเดียวกัน ชิ้นงานที่ยิ่งเล็กจะยิ่งมีโอกาสที่จะได้โครงสร้างมาร์เทนไซท์ที่สมบูรณ์
- ตัวกลางการเย็นตัวที่ต่างกัน จะให้อัตราเร็วการเย็นตัวที่ต่างกันด้วย เช่น น้ำ และน้ำเกลือ (น้ำที่มีโซเดียมคลอไรด์หรือแคลเซียมคลอไรด์ละลายอยู่ด้วยปริมาณหนึ่ง) จะให้อัตราการเย็นตัวที่รวดเร็วกว่าน้ำมัน. นอกจากนั้นการปั่นกวนสารตัวกลางยังเป็นการเพิ่มอัตราการเย็นตัวอีกวิธีหนึ่งด้วย

อ้างอิงจาก: 1.Donald R. Askeland.,The Science and Engineering of Materials, 3rd editionn,PWS Publishing company (1994)

การอบชุบเหล็กกล้าคืออะไรและทำไมถึงต้องทำการอบชุบ

การอบชุบเหล็กกล้า คือ การปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กกล้าโดยเฉพาะคุณสมบัติเชิงกล โดยอาศัยกรรมวิธีทางความร้อน เพื่อให้เหล็กกล้านั้นมีคุณสมบัติเปลี่ยนไปตามที่ต้องการ ซึ่งการอบชุบจะทำให้เหล็กที่ได้มีคุณสมบัติเฉพาะที่ดีกว่าเหล็กกล้าที่ผลิตด้วยกรรมวิธีปกติ เช่น อบชุบเพื่อให้เหล็กมีความแข็งมากขึ้น หรืออบชุบเพื่อให้เหล็กมีการทนการเสียดสีหรือสึกหรอได้ดีขึ้น

กระบวนการชุบโลหะแบบ Hot-Dip Galvanizing คืออะไร

กระบวนการชุบโลหะแบบ Hot-Dip Galvanizing

โดยทั่วไปประกอบด้วย 3 ขั้นตอน

1. การเตรียมผิวชุบ

1.1 การทำความสะอาดผิว : ใช้สารละลายด่างร้อนในการกำจัดสารปนเปื้อนชนิดสารอินทรีย์ เช่น ฝุ่น, สี, จาระบี และคราบน้ำมันออกจากผิวโลหะ สำหรับสารจำพวกอีพอกซี, ไวนิล, แอลฟัสต์ หรือ เศษจากการเชื่อมต่างๆ สามารถใช้ Grit หรือ Sand Blasting เพื่อเตรียมผิวโลหะก่อนชุบ
1.2 การกัดกรด: ใช้สารละลายเจือจางของกรดซัลฟิวริกร้อน หรือ กรดไฮโดรคลอริกที่อุณหภูมิห้องเพื่อกำจัดสเกลหรือสนิมที่ผิวโลหะ
1.3 การชุบฟลั๊กซ์: ทำเพื่อกำจัดออกไซด์หรือป้องกันไม่ให้เกิดสารประกอบออกไซด์ก่อนการชุบ ทั้งนี้การเลือกใช้วิธีการชุบฟลั๊กซ์ขึ้นอยู่กับกระบวนการชุบเคลือบผิว
- กระบวนการชุบเคลือบผิวแบบแห้ง: เหล็กจะถูกจุ่มลงในสารละลายซิงค์-แอมโมเนียมคลอไรด์ และทำให้แห้งก่อนทำการจุ่มลงในอ่างสังกะสีหลอมเหลว
- กระบวนการชุบเคลือบผิวแบบเปียก: เหล็กจะถูกจุ่มลงในอ่างสังกะสีผ่านชั้นของซิงค์-แอมโมเนียมคลอไรด์เหลวที่ลอยปกคลุมอยู่ที่ผิวหน้าสังกะสีหลอมเหลว

2. การชุบเคลือบผิว

โลหะจะถูกจุ่มลงในอ่างสังกะสีหลอมเหลว (98% สังกะสีหลอมเหลวบริสุทธิ์เป็นอย่างน้อย และรักษาอุณหภูมิที่ 449°C) จนกระทั่งโลหะมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิของอ่างสังกะสี โดยโลหะสังกะสีจะทำปฏิกิริยากับธาตุเหล็กที่ผิวชิ้นงานและก่อตัวเป็น สารประกอบเชิงโลหะของธาตุสังกะสีและเหล็ก หลังจากชิ้นงานถูกนำขึ้นจากอ่างสังกะสี สังกะสีส่วนเกินจะถูกกำจัดออกโดยการ Draining, Vibration หรือ Centrifugal และทำชิ้นงานให้เย็นในน้ำหรืออากาศทันที

3. การตรวจสอบ

คุณสมบัติสองอย่างที่ใช้พิจารณาคุณภาพของผิวเคลือบก็คือ ความหนา และลักษณะของผิวเคลือบ ในการทดสอบทางกายภาพหรือในห้องปฏิบัติการอาจนำมาใช้ในการหาค่าความหนา, ความสม่ำเสมอ, การยึดเกาะ และลักษณะของผิวเคลือบ

Reference: American Galvanizers Association, Hot-Dip Galvanizing for Corrosion Protection of Steel Products.

การตัดเฉือนและการตัดรูปโลหะแผ่น

การตัดเฉือนเป็นการตัดแบ่งโลหะโดยใช้การเคลื่อนที่ของใบมีด 2 ใบ สำหรับแผ่นโลหะที่มีหน้าแคบจะสามารถเกิดการเปลี่ยนรูปอย่างถาวรในบริเวณที่สัมผัสกับใบมีดอย่างรุนแรง หลังจากนั้นจะเกิดการแตกร้าวที่ผิวของโลหะ และเกิดอย่างต่อเนื่อง จนการแตกร้าวนั้นมาพบกัน และเกิดการแตกหักอย่างสมบูรณ์

ตัวแปรที่สำคัญของการเฉือนได้แก่ รูปทรงและวัสดุของใบมีด, ความเร็วเฉือน, การหล่อลื่น และค่าเคลียร์เลนซ์ ค่าเคลียร์เลนซ์ระหว่างใบมีดนั้นมีความสำคัญต่อการตัดเฉือนแผ่นโลหะเป็นอย่างมาก หากใช้ค่าเคลียร์เลนซ์ที่เหมาะสมจะได้รอยแตกที่สมบูรณ์

การใช้ค่าเคลียร์เลนซ์น้อยเกินไปนั้นจะทำให้เกิดรอยตัดหยาบและต้องใช้แรงในการตัดมากกว่า หากใช้ค่าเคลียร์เลนซ์ที่มากเกินไป จะเกิดการบิดตัวบริเวณขอบ และอาจต้องการแรงในการตัดเพิ่มขึ้น เนื่องจากบริเวณที่โลหะต้องเปลี่ยนรูปอย่างถาวรก่อนเกิดการแตกหักนั้นมีบริเวณมากกว่า

ความกว้างของบริเวณการเปลี่ยนรูปนั้น ขึ้นอยู่กับความเร็วของใบมีดด้วย หากความเร็วใบมีดเพิ่มขึ้น ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนรูปถาวรก็เกิดขึ้นในบริเวณที่แคบลง ทำให้รอยตัดเรียบขึ้น แต่ก็จะมีผลต่อสภาพขึ้นรูปของแผ่นโลหะ เนื่องจากขอบตัดมีการแปรรูปเย็นอย่างรุนแรง

อีกทั้งการใช้ค่าเคลียร์เลนซ์ที่มากเกินไป โลหะจะมีแนวโน้มโดนดึงในบริเวณเคลียเลนซ์ ซึ่งทำให้มีเศษโลหะยื่นออกมาที่บริเวณรอยตัด และอัตราส่วนของบริเวณผิวเรียบต่อบริเวณผิวหยาบลดลง รวมทั้งการที่คมตัดทื่อก็สามารถเกิดลักษณะดังกล่าวได้เช่นกัน ทั้งนี้ ความสูงของเศษยื่นนั้นจะเพิ่มขึ้นเมื่อค่าเคลียร์เลนซ์และความเหนียวของโลหะเพิ่มขึ้น

โดยทั่วไปจะใช้ค่าเคลียร์เลนซ์คิดเป็น 2 ถึง 10 % ของค่าความหนาแผ่นโลหะ ดังนั้นหากแผ่นโลหะหนามากขึ้นก็ต้องใช้ค่าพิกัดเคลียร์เลนซ์มากขึ้นด้วย

หากไม่คำนึงถึงแรงเสียดทาน แรงที่ใช้ในการตัดเฉือนโลหะแผ่นสามารถคำนวณได้จาก ความยาวที่ตัด, ความหนาของแผ่นโลหะ และ ความต้านทานแรงเฉือนของโลหะ

การตัดรูปโลหะแผ่นหรือการแบลงก์ เป็นการตัดโลหะตามรูปร่างที่ออกแบบไว้ ลักษณะการเกิดการแตกหักเช่นเดียวกับการตัดเฉือนโลหะแผ่น

ติดต่อเอสเอสไอ (สำนักงานกรุงเทพฯ)

ติดต่อเอสเอสไอ (สำนักงานโรงงาน)

เชื่อมต่อกับเรา

We're on Social Networks. Follow us & get in touch.