ชุบแข็ง กระบวนการอบชุบทางความร้อน ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะหรือเหล็ก เพิ่มความแข็งแรง ทนทาน และช่วยต้านทานการเสียดสี กระบวนการชุบแข็ง เริ่มต้นด้วยการให้ความร้อนแก่โลหะ ไปจนถึงอุณหภูมิที่โครงสร้างเปลี่ยนแปลงไปเป็นออสเทนไนต์ จากนั้นจะถูกปล่อยทิ้งไว้ในเตาเผา จนกระทั่งโครงสร้างออสเทนไนต์เกิดความสม่ำเสมอ หลังจากนั้นโลหะจะถูกทำให้เย็นตัวลง โดยใช้อัตราที่มากพอที่จะทำให้โครงสร้างมาร์เทนไซต์สม่ำเสมอ
ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับการชุบแข็ง
1.ปริมาณของธาตุคาร์บอน
หากเป็นเหล็กกล้าที่มีปริมาณร้อยละของธาตุคาร์บอน ถ้ายิ่งมีสูง ก็จะมีโอกาสในการเกิดโครงสร้างมาร์เมนไซต์มากขึ้น อีกทั้งธาตุผสมอื่นๆ เช่น นิกเกิล โครเมียม ฯลฯ ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติให้เหล็กแข็งแรง ทนทานมากขึ้นด้วย ช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งและลดอัตราการเย็นตัววิกฤติด้วย
2.อัตราการเย็นตัว
อัตราการเย็นตัว เพื่อให้เกิดโครงสร้างมาร์เทนไซต์ จะต้องไม่ควรต่ำกว่าอัตราการเย็นตัววิกฤติ สำหรับปัจจัยที่เกี่ยวข้อง มีดังต่อไปนี้
- ตัวกลางการเย็นตัวที่แตกต่างกัน ส่งผลให้มีอัตราการเย็นตัวแตกต่างกันออกไปด้วย เช่น น้ำ และน้ำเกลือ จะเกิดอัตราการเย็นตัวเร็วมากกว่าน้ำมัน สำหรับการปั่นกวนสารตัวกลาง ยังช่วยเพิ่มอัตราการเย็นตัวได้ด้วยอีกหนึ่งวิธี
- ผิวของชิ้นงาน จะเกิดอัตราการเย็นตัวมากกว่าใจกลางเสมอ ยิ่งชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ขึ้น อันตรายการเย็นตัวตลอดชิ้นจะต่ำลง จึงเหตุผลที่ว่าในสภาวะเดียวกัน ชิ้นงานที่เล็ก ยิ่งมีโอกาสเกิดโครงสร้างมาร์เทนไซต์ที่สมบูรณ์
การชุบแข็ง ปัจจุบันมีด้วยกันหลายวิธี
- Case Hardening
นิยมใช้กับเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ ช่วยทำให้ชิ้นงานมีความแข็งแรง ทนทานมากขึ้น สามารถทนต่อการสึกหรอได้ดี
- Nitriding
ชิ้นงานที่สามารถชุบแข็งด้วยวิธีการนี้ได้ดีคือ ชิ้นงานโลหะผสม Nitralloy คาร์บอน 0.2-0.5% โครเมียม 1.5% อลูมิเนียม 1% โมลิบดินัม 0.2%
- Flame Hardening
ชุบแข็งด้วยวิธีการนี้ ช่วยให้ชิ้นงานมีผิวแข็ง ทนทานต่อการใช้งานหนัก เหล็กที่นำมาชุบผิวแข็ง ควรมีคาร์บอน 0.4-0.6% หลังจากที่ผ่าน Flame Hardening เหล็กจะมีผิวแข็งประมาณ 600-650HV โดยมีความลึกประมาณ 3.0-3.8 มม.
- Induction Hardening
การชุบแข็งวิธีสุดท้ายคือ Induction Hardening เหล็กกล้าที่ใช้ควรมีปริมาณคาร์บอน 0.4-0.6% หากสามารถควบคุมระยะเวลาในการชุบแข็งได้ตามกำหนด การบิดตัวของชิ้นงานจะไม่มีโอกาสเกิดขึ้นเลย
ทั้งหมดนี้คือ สาระดีๆ เกี่ยวกับการชุบแข็ง ปัจจัยที่เกี่ยวข้องและวิธีการชุบแข็ง มีอะไรบ้าง การชุบแข็งนับว่ามีความสำคัญอย่างมาก การชุบแข็งในแต่ละวิธีใช้เหล็กกล้าที่แตกต่างกันออกไป ก่อนกระบวนการชุบแข็งต้องตรวจสอบให้แน่ใจก่อนว่า วิธีการไหน เหมาะกับเหล็กกล้าแบบไหน เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพมากที่สุด ได้ผลลัพธ์เป็นที่น่าพึงพอใจ
