พามารู้จักกับการชุบแข็ง คืออะไร มีกี่วิธี

ชุบ แข็ง

การชุบแข็งเหล็ก คือ กระบวนการเผาเหล็กให้ความร้อนจนถึงระดับอุณหภูมิเหนืออุณหภูมิวิกฤต สิ้นสุดประมาณ 50 องศาเซลเซียส จากนั้นเผาแช่ในระดับอุณหภูมินี้จนความร้อนกระจายตัวทั่วชิ้นงานและโครงสร้างเปลี่ยนแปลงไปเป็นออสเตไนท์ จึงนำชิ้นงานออกจากเตาไปจุ่มลงในสารชุบทำให้อัตราการเย็นตัวรวดเร็วเพื่อให้เหล็กมีโครงสร้างภายในเปลี่ยนแปลงไปเป็นแบบมาร์เทนไซต์

การชุบแข็งมีทั้งวิธีที่ทำให้โครงสร้างทางเคมีของคาร์บอนที่อยู่ในเหล็กเกิดการเปลี่ยนแปลงและวิธีการนำสารอื่นๆ ที่มีความแข็งกว่ามาเคลือบทับชั้นผิวเหล็กสามารถแบ่งวิธีการชุบแข็งออกเป็น 4 วิธี ได้แก่

1.Induction Hardening

การให้ความร้อนผิวชิ้นงานอย่างรวดเร็วโดยใช้กระแสไฟฟ้าที่มีความถี่สูงจ่ายเข้าไปอย่างชิ้นงานทำให้ชิ้นงานมีอุณหภูมิเหนือจุดวิกฤตบนภายในเวลา 3 ถึง 5 วินาที จากนั้นทำให้เย็นตัวลงทันทีและพ่นละอองน้ำ ความลึกของผิวชุบแข็งที่ได้ประมาณ 3.2 mm เหล็กกล้าที่จะนำมาทำควรมีปริมาณคาร์บอน 0.4 ถึง 0.6% หากควบคุมเวลาที่ใช้ในการชุบเหล็กได้ตามกำหนดแล้ว การที่ผลึกจะขยายขนาดขึ้นหรือเกิดการบิดงอของชิ้นงานจะไม่มีโอกาสเกิดขึ้นเลย

2.Flame Hardening

การชุบที่ต้องเผาชิ้นงานจนอุณหภูมิเหนือจุดวิกฤตบนแล้วพ่นละอองน้ำลงไปในชิ้นงานเพื่อให้เย็นตัวลงทันที เหล็กกล้าที่จะนำมาทำจะต้องมีคาร์บอน 0.4 ถึง 0.6% เพื่อให้ชิ้นงานมีผิวแข็งและทนทานต่อการนำไปใช้งานหนัก เหล็กกล้าที่มีปริมาณคาร์บอน 0.45 เปอร์เซ็นต์หลังจากทำจะมีผิวแข็ง 600 – 650HV ความลึกประมาณ 3.0 – 3.8 มม.

3.Nitriding

การทำให้ผิวชิ้นงานเกิดเป็นโลหะไนไตรด้วยการอบชิ้นงานผ่านการทำ Heat Treatment ในภาชนะปิดที่มีก๊าซแอมโมเนียหมุนเวียนอบที่อุณหภูมิ 500 องศาเซลเซียสต่อเนื่อง 2 ถึง 4 วัน เพื่อให้แอมโมเนียสลายตัวและเกิดก๊าซไฮโดรเจนและไนโตรเจนก๊าซไนโตรเจนที่เกิดใหม่จะซึมไปในผิวชิ้นงานเกิดเป็นโลหะไนไตรขึ้น ข้อดีของการชุบแข็งด้วยวิธีนี้คือมีโอกาสที่ชิ้นงานจะบิดงอหรือแตกร้าว หลังจากนั้นจะไม่มีความเครียดภายในเนื้อโลหะทำให้โลหะแข็งมากขึ้นความแข็งประมาณ1050 – 1100 HV

4.Case Hardening

การทำ Case Hardening  นิยมทำในเหล็กประเภท Low – carbon ด้วยการนำเหล็กไปอบสารที่มีคาร์บอนสูงซึ่งอาจเป็นของแข็งของเหลวหรือก๊าซจนมีอุณหภูมิเหนือจุดวิกฤตบน ผิวของชิ้นงานจะมีปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้นประมาณ 0.85% ต่อมาจึงนำไปทำการ Heat Treatment  เพื่อให้ผิวของชิ้นงานนั้นแข็งแรงทนทานต่อการสึกหรอต่างๆ ได้ดี

การชุบแข็งเหล็ก คืออะไร และมีด้วยกันกี่วิธี ทั้งหมดนี้หวังว่าจะเป็นคำตอบให้กับคนที่สงสัยได้แล้วและทำให้คุณได้ศึกษาทำได้เข้าใจถึงกระบวนการชุบแข็งมากขึ้น