เลือกเหล็กที่เหมาะกับลักษณะมีดที่ออกแบบแล้ว ต้องเลือกขั้นตอนการทำอบชุบแข็ง....

ก่อนอื่น ผมขอคัดถ้อยคำจากท่านอ.โอ๊ท หรือดร.อิสรา เจ้าของปริญญาเอกนักวิชาการที่สนใจเรื่องการทำมีดเป็นพิเศษ
ท่านเป็นผู้นำของเราในเรื่องการทำ R&D ทั้งหลาย



QUOTE (Oat @ 26 June 2009, 09:22 PM) *
ขอเสริมนิดนึงนะครับ สำหรับกระบวนการที่ KRMP ใช้
กระบวนการที่นี่ ถูกออกแบบให้เหมาะกับเหล็กที่ใช้
ส่วนเหล็กที่ใช้ถูกเลือกให้เหมาะกับสัณฐานของมีดและลักษณะการใช้งาน
อยากให้คิดว่ามันเป็นกระบวนการที่เหมาะสำหรับไลน์ผลิตของ KRMP
ซึ่งอาจจะไม่ได้เหมาะกับมีดชนิดอื่น เหล็กชนิดอื่นเสมอไป
เช่นเตาอุณหภูมิสูงและการแช่เย็นอาจจะไม่จำเป็นสำหรับการผลิตมีดพร้าจากเหล็กแหนบ

อาจจะมีคำถามว่าทำไมไม่เลือกใช้การอบชุบแบบมาตรฐานอุตสาหกรรม ซึ่งได้รับการยอมรับมานาน
อันนี้ต้องบอกว่า ทาง KRMP ยึดหลักการเดียวกับการอบชุบตามมาตรฐานอุตสาหกรรม
เราไม่ได้พยายามทำสิ่งที่ฝรั่งเรียกว่า re-inventing the wheel (ไม่รู้ว่าจะแปลเป็นไทยว่าอะไรดี)
เรายอมรับว่าการอบชุบแบบมาตรฐานสามารถตอบโจทย์การใช้งานเหล็ก D2 ในรูปแม่พิมพ์ ใบตัดหรือใบมีดกลึงได้ดี
เพียงแต่มีรายละเอียดปลีกย่อยบางอย่างที่ต้องปรับให้เหมาะกับการทำ D2 ให้เป็นมีดซึ่งต้องการตั้งองศาคมน้อยกว่าเหล็กแม่พิมพ์หรือใบมีดกลึง
เรื่องจุกจิกเหล่านี้ บางทีก็ทำความลำบากใจให้กับโรงอบชุบ เพราะเตาสูญญากาศของเค้าเปิดทีก็มีค่าใช้จ่ายไม่น้อย แถมเค้าก็ไม่กล้าจะรับประกันชิ้นงานว่าจะออกมาได้แบบที่เราต้องการ
ถึงแม้เจอโรงชุบที่ยินดีทำตามกระบวนการที่เราอยากได้ แต่ถ้ามีการปรับเปลี่ยนอะไรเล็กน้อยๆ แต่บ่อยๆ เราก็เกรงใจเค้าเหมือนกัน biggrin.gif
ก็เลยตัดปัญหาโดยการอบชุบเอง






ตัวอย่างระบบอบชุบเเข็งที่เราใช้อยู่
จากที่เห็นอยูนี้ ในปัจจุบัน เราออกแบบเครื่องมือใหม่ไปไกลกว่านี้อีก เป็นระดับ 3 ไปแล้ว

จากเตาให้ความร้อนที่ควบคุมระดับความร้อนด้วยอิเล็คโทรนิคส์ แสนแม่นยำ
เราไม่ปล่อยให้เหล็กเย็นในอากาศ
แต่ให้เหล็กเย็นตัวลงในบ่อน้ำเกลือที่ตั้งอุณหภูมิสูงปานกลางไว้
เหล็กที่ความร้อนเกิน 1000 องสาเซลเชียส เอาแช่ลงบ่อเกลือ การถ่ายเทอุณหภูมิทำได้เร็วกว่าในอากาศ
เป็นการรักษาโครงสร้างเหล็กให้เเข็งเหนียว ลดการเปราะหักง่าย





จากกระบวนการข้างต้น
เอาเหล็กแช่ลงในไนโตรเจนเหลว อุณหภูมิติดลบเกือบ 200 องสาเซลเซียส
เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพความเเข็งเหนียวของมีดตลอดทั้งเล่ม

Deep Cryogenic












บทคัดย่อจากตี๋จิ๊บ เจ้าของดีกรีปริญญาโทวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวัสดุศาสตร์ ผู้มีประสพการณ์ทำแล็ปมากว่า 4 ปี
ตี๋จิ๊บ จะทำงานตามระบบที่อ.โอ๊ททำ R&D เอาไว้



QUOTE
เหล็กที่ผ่านกระบวนการอบชุบแข็ง เพื่อให้ได้เหล็กที่มีโครงสร้างสุดท้ายเป็นมาร์เทนไซต์นั้นจะต้องให้ความร้อนกับเหล็กกระทั่งเหล็กเปลี่ยนสภาพไปเป็นออสเทนไนต์ก่อนแล้วจึงปล่อยให้เย็นตัวตามอัตราที่เหมาะสมจึงจะได้เหล็กมาร์เทนไซต์ แต่ในกระบวนการอบชุบแข็งจริงนั้น ไม่สามารถทำให้เหล็กออสเทนไนต์กลายเป็นมาร์เทนไซต์ได้ 100% เนื่องด้วยสมบัติการคายความร้อนที่ไม่เท่ากันของแต่ละบริเวณทำให้บางบริเวณยังคงเป็นเฟสออสเทนไนต์ ซึ่งมักเรียกว่าเฟสออสเทนไนต์คงค้าง (Retain Austenite) ซึ่งบริเวณที่เป็นเฟสออสเทนไนต์คงค้าง จะมีสมบัติที่แข็งและเปราะกว่าบริเวณที่เป็นมาร์เทนไซต์ ทำให้กลายเป็นจุดบกพร่องเนื่องจากความไม่สม่ำเสมอในชิ้นงาน จึงต้องอาศัยกระบวนการDeep Cryogenic เพื่อเร่งให้เฟส ออสเทนไนต์คงค้างนี้เปลี่ยนไปเป็นมาร์เทนไซต์ เนื้อเหล็กหลังกระบวนการนี้จึงมีความสม่ำเสมอมากขึ้น แต่ก็ยังคงมีความแข็งสูงแต่เปราะไม่สามารถรับแรงกระแทกได้ดีนัก เนื่อจากเป็นเหล็กเฟสมาร์เทนไซต์ที่มีความเครียดสะสม หลังกระบวนการ Deep Cryogenic จึงควรนำชิ้นงานเข้าสู่กระบวนการอบคลายเครียดเพื่อให้โมเลกุลของเหล็กได้มีโอกาสจัดเรียงตัวและคลายความเครียดลง เหล็กที่ได้อาจมีความแข็งลดลงบ้างแต่ก็มีความเหนียวมากขึ้นพอที่จะรับแรงกระแทกได้






การทำ Tempering คือการอบอ่อน และเป็นการกระจายโมเลกุลให้กระจายออกในเนื้อเหล็ก ไม่รวมตัวเป็นกระจุก อันเป็นสาเหตุให้มีดมีปัญหาแข็งเปราะ
ขั้นตอนในการอบอ่อนที่เราพิถีพิถันอย่างยิ่ง
ระบบเตาอบอ่อนนี้ เป็นอุปกรณ์ระดับห้องเเล็ปใช้กัน
ความร้อนถูกถ่ายเทผ่านระบบลมร้อน ซึ่งเหนือกว่า การแผ่รังสี (เอาย่างไฟ)



ชนิดของเตา Constant Temperature Forced Convection Ovens
รุ่น DKN400
ยี่ห้อ Yamato






เจ้าเตาชนิดนี้ มีชื่อเรียกชนิดตามการทำงานว่า Constant Temperature Forced Convection Ovens
เป็นเตาถ่ายเทความร้อน (จากแหล่งความร้อน) แบบอุณหภูมคงที่คงที่ด้วยระบบหมุนเวียน กระจายความร้อย (ด้วยอากาศ)ในลักษณะที่อัดแน่นเข้าไป (ใช้พัดลม)
ผมจิตนาการไปถึงการทำงานของเทอรฺโบในรถยนต์ ที่มช้ระบบอัดอากาศเข้าไปมในห้องเผาๆหม้ ทำให้เครนื่องยนต์ที่ระดับบคปริมาตรกระบอกสูบหนึ่ง สามารถให้พลังงานเท่ากับเครื่องที่มีปริมาตรกระบอกสูบที่สูงกว่าเป็นเท่าตัวได้
การที่เตานี้ใช้ระบบการอัดอากาศหมุนเวียน ทำให้สามารถถ่ายเทความร้อนจากแหล่งพลังงานไปยังชิ้นงวานได้สม่ำเสมอ รวดเร็วกว่า ในพื้นที่ขนาดเดียวกัน