High Speed Steelthyssenkruppmaterials.co.th/3343.pdf · 3 3343 (Stress Relief Annealing) อบคลายความเค น...

High Speed Steel

3343

1

3343 คณลกษณะทวไป (General Characteristics)

C Cr Mo V W สวนผสมทาง เคม (%wt.) 0.90 4.1 5.0 1.9 6.4

AISI M 2

JIS SKH-51

DIN 1.3343 / HS 6-5-2

สภาพจาหนาย อบออน ความแขงไมเกน 300 HB

สภาพหลงชบ ชบแขงและอบคนตว 62-66 HRC

3343 จดเปนเหลกกลาเครองมอความเรวสงทสามารถนาไปใชงานไดอยางกวางขวาง ทงงานตดกลง และงานแมพมพ เนองจากการมธาตผสมจานวนมากและมความ สมดลยกน ทงนเพอใหเกดโครงสรางคารไบดทมความแขงสงมากเมอทาการชบแขงและอบคนตวทอณหภมสง จงทาใหเหลกมคณสมบตทดทงในดานความแขง ความเหนยวแกรง ความตานทานตอการสกหรอและการเสยดส

รวมทงความสามารถในการรกษาความแขงคมทอณหภมสง จงใหอายการใชงานและความทนทานของเครองมอและแมพมพมความยาวนานมากขนกวาทไดจากเหลกกลาเครองมอกลมงานเยนทวไป

นอกจากนยงจดเปนเกรดทมราคาถกมากเมอเทยบกบเหลกกลาเครองมอในกลมงานความเรวสงเดยวกน

คณลกษณะเดน (Significant Characteristics)

• มความตานทานตอการสกหรอและเสยดสสงมาก

• สามารถรกษาความแขงคมไดดจนถงอณหภม 600°C

• ชบแขงงาย สามารถชบแขงในเตาสญญากาศได • ใหความแขงสงมากหลงการชบแขง (64-66 HRC)

• ตานทานตอการออนตวทอณหภมสงไดด

• มความเหนยวแกรงสงมากกวา AISI D2

• มความสามารถในการตดเฉอนสงมาก สามารถนาไปใชในงานตดเฉอนวสดไดเกอบทกประเภท

• มความตานทานตอการสญเสยคารบอนทผวตา • มความสามารถในการเชอมตามาก

• สามารถเพมความแขงผวดวยการทาไนไตรดงได • สามารถเคลอบผวดวยเทคนค PVD ไดด

คณสมบตทางกายภาพ (Physical Properties)

คณสมบต อณหภมทดสอบ

100°C 200°C 300°C 400°C

11.5 11.7 12.2 12.4

500°C 600°C 700°C -

สมประสทธการขยายตวทางความรอนระหวาง 20°C ถง Coefficient of thermal

expansion between 20°C

to (10-6⋅K-1) 12.7 13.0 12.9 -

20°C 100°C 300°C 700°C การนาความรอน / thermal

Conductivity (W/m⋅K) 19.0 22.1 23.2 25.6

โมดลสของการยดหยน ท 20°C

Modulus of elasticity (103 N/mm2) 208

ความหนาแนน ท 20°C / Density (g/cm3) 8.10

สภาพทางแมเหลก / Magnetizability ซมซบ

การใชงาน (Applications)

3343 เปนเหลกกลาเครองมอกลมงานความเรวสง ทนยมใชกนอยางกวางขวางเนองจากสามารถนาไปใชในงานไดหลายประเภท

ทงงานตดกลงและงานตดเฉอนสาหรบวสดเกอบทกชนด และงานแมพมพ เชนงานสแตมปง แมพมพแบลงกง แมพมพดงขนรปลก

และแมพมพพลาสตกทตองทนการเสยดสสง เปนตน ตวอยางการใชงานมดงตาราง

ตารางท 1 การใชงานเกรด 3343 สาหรบงานตดเฉอน

งานตดกลง (Machining of)

เหลกกลา/เหลกหลอ โลหะนอกกลมเหลก

ระดบความเคน ระดบความเคน เครองมอ

ตา กลาง สง ตา กลาง สง Twist drills 3343 3343 3243 3343 3343 -

Taps 3343 3343 3243 3343 3343 3344

Thread-cutting dies

3343 3343 3243 3343 3343 -

Milling cutters 3343 3243 3207 3343 3243 3207

Reamers 3343 3344 3202 3343 3344 3202

Saws and Saw segments

3343 3343 3243 3343 3343 3243

Tool bits 3243 3243 3207 3207 3207 3207

Planing tools 3207 3207 3207 3207 3207 3207

Broaching tool 3343 3343 3243 3343 3343 -

2

3343 ตารางท 1 การใชงานเกรด 3343 สาหรบงานตดเฉอน (ตอ)

ไม พลาสตก

ระดบความเคน ระดบความเคน เครองมอ

ตา กลาง สง ตา กลาง สง Twist drills 3343 3243 3243 3343 3243 3243 Taps - - - 3343 3343 3344 Thread-cutting dies

- - - 3343 3343 -

Milling cutters 3343 3344 3207 3343 3243 3207 Reamers - - - 3343 3344 3202 Saws and Saw segments

3343 3343 - 3343 3343 -

Tool bits 3343 3344 3207 3207 3207 3207 Planing tools 3343 3243 3207 - - - Broaching tool

- - - - - -

ตารางท 2 การใชงานเกรด 3343 สาหรบงานขนรปเยน

การใชงาน ตดวสด ความหนา (มม.)

ความแขง (HRC)

Austenitic Steels 4 6

60-64 58-62

Blanking Dies and Punches

Precision Blanking Dies for Sheets and Strips form Metallic Materials

4 6

12

60-64 58-62 56-60

Shear Blades (long and round section)

2 58-64 Cold Shear Blades Plastic Cutting

Blades ไมจากด 58-64

การใชงาน เครองมอ ความแขง (HRC)

Die Insert; Punches 60-64 Cold Extrusion Tools Shearing Blades and

bushes 60-64

Shearing Bushes 60-62

Die Inserts 60-64

Hexagonal Punches 58-62

Piercing Punches 60-62 Cross-Recessed Punches

60-62

Trimming Dies 60-62

Screws, Nuts, Rivets Bolts and Balls

Thread rolling dies 60-62 Dies and Hobbing Punches

Hobbing Punches 60-64

กระบวนการอบชบความรอน (Heat Treatments)

กระบวนการอบชบทางความรอนจะมความสาคญมากตอประสทธภาพและอายการใชงานของเหลกกลาเครองมอ การอบชบทผดพลาด เชน อณหภมชบแขงตาเกนไปหรอสงเกนไป จะเปนผลใหประสทธภาพลดลงหรอเกนความเสยหายขนกอนถงเวลาอนควร

ตารางท 3 กระบวนการอบชบทางความรอน

อณหภม (°C) การเยนตว ความแขง การอบออน 820–860 ในเตา 240-300 HB

อณหภม (°C) เวลาคงไว การเยนตว การอบคลายความเคน 600-650 1-2 ชม. ในอากาศ

ขนท อณหภม (°C) เวลา/ความหนา 1 400 30 วนาท/มม.

2 850 30 วนาท/มม

การเผาอน

ชนงาน

3 1050 60 วนาท/มม.

อณหภม (°C) สารชบ ความแขง การชบแขง

1190–1230 นามน, อากาศ/

อางเกลอ 550°C 64-66 HRC

การอบคนตว (°C) 100 200 300 400

HRC 64 62 61 62

(°C) 500 550 600 700

HRC 64 64 62 56

µ ขนตอนการชบแขง (Hardening Processes)

การอบออน (Annealing)

3343 จาหนายในสภาพผานการอบออนมาแลว ดงนนจงไมจาเปนตองทาการอบออนซาอก ยกเวนเมอตองการแกไขความแขงจากการชบแขง ซงสามารถทาไดโดย การอบชนงานทอณหภม

760-800°C ควรทาในเตาสญญากาศหรอในบรรยากาศของกาซเฉอยเพอปองกนผวสญเสยคารบอน ระยะเวลาทใชจะขนอยกบความแขงแรงทตองการแตไมควรนอยกวา 4 ชวโมง จากนนปลอยใหเยนตวลงในเตาดวยอตราเรวไมเกน 17-22°C/ชม. จนถงอณหภมประมาณ 550°C ภายหลงจากนสามารถปลอยใหเยนตวลงในอากาศได

3

3343 อบคลายความเคน (Stress Relief Annealing)

การบดงอทเกดขนในระหวางการอบชบความรอนอาจมสาเหตจากความเคนตกคางจากการแปรรป ดวยเหตนเหลกทผานขนตอนการแปรรปหยาบ จงจาเปนตองอบคลายความเคนทอณหภม

600-650°C เปนเวลา 1-2 ชวโมง และเพมขนอก 1 ชวโมงเมอความหนาของเหลกเพมขน 50 มม. ปลอยใหเยนตวภายในเตาแลวจงนาไปตกแตงผวขนสดทาย

การปกปองผวสญเสยคารบอน (Protection Against Decarburization)

3343 และเหลกกลาเครองมอทกเกรด จาเปนตองปองกนการสญเสยปรมาณคารบอนทผวในระหวางกระบวนการอบชบทางความรอน โดยสามารถเลอกใชสภาวะในการอบชบไดดงน • ชบแขงในเตาสญญากาศ

• ชบแขงในอางเกลอ

• ชบแขงในเตาควบคมบรรยากาศ

• หอหมเหลกกลาเครองมอดวย เศษเหลกหลอ ผงถานโคก

หรอผงถานไม

การเผาอนชนงาน (Preheating)

3343 และเหลกกลาเครองมองานความเรวสงเกรดอนมกมคาการนาความรอนทตามาก ดงนนในการอบชบทางความรอนจงจาเปนตองเพมอณหภมขนอยางชา ๆ เพอหลกเลยงการเกดความเคนจากความรอนซงเปนสาเหตหนงของการบดงอและการแตกราว และควรทาการเผาอนชนงานโดยใหความรอนเปนขน ๆ ดงในรปท 1

ในการเผาอนชนงานขนท 1 จะกระทาในเตาพาความรอน

(convection furnace) โดยเพมอณหภมขนอยางชา ๆ ไปทอณหภมประมาณ 400°C ระยะเวลาคงไว 30 วนาทตอความหนา 1

มม. จากนนจะเพมอณหภมเปน 850°C ระยะเวลาคงไว 1 นาทตอความหนา 1 มม. สาหรบการชบแขงดวยเตาเกลอ (Salt Bath) จะทาการเผาอนชนงาน 3 ขน คอทอณหภม 400°C, 850°C และ 1050°C ตามลาดบ สาหรบชนงานทมขนาดใหญหรอมรปรางซบซอนควรเพมการเผาอนชนงานระหวางขนท 1 กบขนท 2 โดยทาการเผาอนท 550-650°C เพอหลกเลยงการเกดความเคนทางความรอนในระหวางททาการเพมอณหภม

การอบออสเตนไนต (Austenitizing)

การอบออสเตนไนตมวตถประสงคเพอละลายคารไบดในโครงสรางเหลกใหมากทสดเทาทจะเปนไปได ปรมาณของการละลายหรอการสลายตวของคารไบดจะขนอยกบอณหภมของการชบแขง และระยะเวลาในการคงไว ระยะเวลาของการคงไว (holding time) ของเหลกกลาเครองมอความเรวสง จะขนอยกบสวนผสมทางเคม รปรางของชนงาน และลกษณะความตองการใชงาน ปรมาณการสลายตวของคารไบดทเพมขนจะชวยให คณสมบตดานการคงความแขงทอณหภมรอนแดง (red hardness) ความตานทานตอการเปราะและออนตวทอณหภมสง (retention of tempering) ใหสงขนแตกจะทาใหเหลกมความเหนยวแกรง (toughness) ตาลง ชวงเวลาในการเผาแช (immersion times) มกหมายถงชวงเวลาทงหมดตงแตการเรมเพมอณหภมเผาอนชนงานจนกระทงนาชนงานออกจากเตาเพอจมชบ ดงนนชวงเวลาของการเผาแชจะประกอบดวยชวงเวลา 2 ชวงตอเนองกน คอชวงเวลาทเรมตนจากการเผาอนชนงานในขนสดทายจนถงอณหภมชบแขง และชวงระยะเวลาคงไวทอณหภมชบแขง (holding time) จนชนงานออกจากเตาเพอจมชบ

ชวงเวลาของการเพมอณหภมจนเขาสอณหภมชบแขงจะขนอยกบพนทหนาตดของชนงาน ดงนนชวงเวลาในการเผาแชจงขนอยกบขนาดพนทหนาตดของชนงาน โดยปกตชวงเวลาในการคงไวทอณหภมชบแขง มกจะประมาณ 80 วนาท ดงกราฟเสนทบในรปท 3

ซงเปนระยะเวลาทเหมาะสมเมอทาการชบแขงทอณหภมเขาใกลขดจากดบนสดของอณภมชบแขง กราฟเสนประในรปท 3 จะมชวงเวลาของการคงไวทประมาณ 150 วนาท ซงเปนชวงเวลาททาใหเกดการสลายตวของคารไบดไดมากทสด ถาหากใชเวลามากเกนกวาน จะเปนผลใหเหลกมเกรนหยาบและไมเหมาะสมตอการใชงาน

ดงนนชวงเวลาของการคงไวทเหมาะสมทสดควรจะเปนดงกราฟเสนทบในรปท 3 (80 วนาท) โดยเฉพาะสาหรบชนงานทมรปรางซบซอน

เชน เครองมอสาหรบงานกลงตดเฉอน และรวมทงชนงานทมขนาดใหญ

4

3343 การจมชบ (Quenching)

3343 สามารถชบไดทงในอากาศแหง ในนามนและอางเกลอ

(hot bath) สาหรบการชบในอางเกลอจะเปนวธทนยมมากเนองจากสามารถลดความเสยงตอการบดงอหรอแตกราวไดด การชบในอางเกลอจะกระทาโดยการจมชบชนงานในเตาเกลอทอณหภมประมาณ

550°C และคงไวจนกวาอณหภมทผวและภายในของชนงานจะเทากนตลอดทงพนทหนาตด จากนนปลอยใหเยนตวลงในอากาศ

สาหรบการจมชบในนามนหรอในอากาศแหงจะตองทาการอบสมาเสมอกอนทาการอบคนตว

การอบสมาเสมอ (Equalization)

การอบสมาเสมอ เปนการลดความเสยงจากการเกดรอยแตกราวเมอทาการจมชบชนงานจนเยนตวถงอณหภมหอง ซงจะทาโดยขณะทจมชนงานลงในสารชบ เมออณหภมของชนงานลดลงมาจนมอณหภมเหลอประมาณ 80°C (ไมควรตากวาน) ใหรบนาชนงานเขาเตาอบทมอณหภม 100-150°C แลวคงไวจนกวาชนงานจะมอณหภมเทากนตลอดทงพนทหนาตด หลงจากนนใหทาการอบคนตวตอไปโดยทนท

การชบทอณหภมตากวาศนยองศา (Subzero Cooling)

โดยปกตภายหลงการอบชบทางความรอนเหลกเครองมอมกมปรมาณของออสเตนไนตหลงเหลอจานวนหนงเสมอ ซงสามารถเปลยนโครงสรางเปนมารเทนไซตไดในภายหลง และการเปลยนแปลงโครงสรางทเกดขนน จะสงผลใหเกดการเปลยนแปลงทางขนาดอกเลกนอย ซงโดยทวไปมกยอมรบการเปลยนแปลงนได แตในงานบางลกษณะกอาจประสบปญหาจากการเปลยนแปลงทางขนาดในภายหลง เชน ในงานอปกรณเครองมอวดละเอยด หรองานทตองการความแมนยาสง วธการในการปองกนปญหาทดทสดคอตองกาจดปรมาณของออสเตนไนตหลงเหลอใหหมดไปหรอใหคงเหลออยนอยทสดเทาทจะเปนไปได ซงสามารถทาไดโดยการจมชบทอณหภมตากวาศนยองศา ซงมวธการดงน ภายหลงจากการจมชบใหนาเหลกกลาเครองมอความเรวสงไปอบคลายความเคนทอณหภม

150-160°C จากนนทาการแชแขงทอณหภม –100 ถง -195°C

หลงจากนนตองทาการอบคนตวทนทเมออณหภมชนงานเพมขนจนถงอณหภมหอง

การอบคนตว (Tempering)

การอบคนตวมวตถประสงค เพอชวยลดระดบความเคนสะสมในชนงานทเกดขนจากการชบแขงและยงชวยปรบความแขงและความเหนยวแกรงใหเหมาะสมสาหรบการนาไปใชงานตอไป เหลกกลาเครองมอทผานการชบแขงแลว ตองรบนาไปทาการอบคนตวทนท

การอบคนตวเหลกกลาเครองมอความเรวสงมกมความแตกตางจากการอบคนตวเหลกกลาเครองมอทวไปเนองจากการมโครงสรางทคอนขางแตกตางกน โครงสรางจลภาคของเหลกกลาเครองมอความเรวสงภายหลงทผานการจมชบจะประกอบดวยเฟสของมารเทนไซต เฟสของออสเตนไนตหลงเหลอ และคารไบด ขณะททาการอบคนตวในระหวางทเพมอณหภมจนถงอณหภมประมาณ

350°C คาความแขงจะลดลงอยางตอเนอง ดงรปท 4 เนองจากเฟสของมารเทนไซตมความออนนมลง (“เทมเปอรมารเทนไซต”) และเมอเพมอณหภมตอไปความแขงจะกลบเพมขนมา เนองจากการเกดคารไบดขนใหมในโครงสราง ซงมกจะใหคาความแขงสงทสดขณะทยงคงมความเหนยวแกรงดมากอย เรยกปรากฏการณนวา “การชบแขงทตยภม” (secondary hardening effect) อณหภมการเกดมกอยในชวง 510-550°C ขนอยกบเกรดและสภาวะการอบชบ เมอทาการเพมอณหภมตอไปความแขงจะลดลงอยางรวดเรว ภายหลงจากการเยนตวลงเฟสของออสเตนไนตหลงเหลอจะเปลยนเปนมารเทนไซต ดงนนสาหรบการอบคนตวเหลกกลาเครองมอความเรวสงจงควรทาการอบคนตวมากกวา 2 ครงเพอใหมปรมาณออสเตนไนตตกคางหลงเหลออยนอยทสดและเพอใหเฟสของมารเทนไซตซงมความแขงเปราะเปลยนเปนเทมเปอรมารเทนไซตทมความเหนยวแกรงสงขน

สภาวะการชบแขง 3343 ทแตกตางกนจะดไดจากรปท 5

สภาวะการชบแขงระดบตา (lower hardening condition) จะเหมาะสมกบเครองมอสาหรบงานขนรปเยน สภาวะการชบแขงในระดบปานกลาง (medium hardening condition) จะเหมาะสมกบเครองมอสาหรบงานตดเฉอน เกอบทกชนด สภาวะในการชบแขงระดบสง (upper hardening condition) จะเหมาะกบเครองมอสาหรบงานตดเฉอนทมรปรางอยางงาย เชนดอกสวานขนาดเลก เปนตน

5

3343

รปท 1 แผนภาพการชบแขง 3343

รปท 2 เวลาคงไวทอณหภมชบแขงของ 3343 เมอทาการเผาอนชนงาน 2 ขน (รปบน) และ 3 ขน (รปลาง)

รปท 3 CCT diagram ของ 3343

รปท 4 แผนภมการอบคนตว3343

6

3343 รปท 5 สภาวะการชบแขง 3343

รปท 5 สภาวะการชบแขง 3343

7

3343 การขนรปและการแปรรป (Processing)

การออกแบบ (Design)

การออกแบบมความสาคญมากตออายการใชงานของเครองมอ

แมวากระบวนการตดกลงและการอบชบทางความรอนจะกระทา อยางถกตองและดทสดกตาม เครองมอกอาจเกดความเสยหายไดภายในระยะเวลาอนสน ถาการออกแบบมความผดพลาด โดยทวไปมปจจยบางประการทมสวนสนบสนนใหเกดรอยแตกราวหรอความเสยหาย ไดแก • การออกแบบทมผนงบางมากเกนไป

• การเปลยนแปลงพนทหนาตดอยางฉบพลน

• การมรอยบากทมมมแหลมคม รวมทงรวรอยทเกดจากการขด

กลง การตอกรหส และหมายเลข

ซงถาแมพมพมความแขงแรงสงมากกจะลดความเสยงจากการมรอยบากลงไดบาง การทาใหแมพมพมความแขงสง มผวทเรยบมนเงาปราศจากรอยขดขวนตาง ๆ รวมทงการกาหนดคามมรศมใหมคามากทสดเทาทเปนไปได จะมสวนชวยใหแมพมพมอายการใชงานยาวนานขน

นอกจากนในการออกแบบชนงานยงตองคานงถงผลกระทบทจะเกดขนจากกระบวนการอบชบทางความรอนอกดวย การเปลยนแปลงโครงสรางทางจลภาค และความแตกตางทางอณหภมทเกดขนระหวางผวหนากบภายในชนงาน ในระหวางททาการการอบชบทางความรอนจะเกดขนอยางหลกเลยงไมได ซงเปนผลใหชนงานมความเคนเกดขน และปรมาณความเคนนจะขนอยกบขนาดและรปรางของชนงาน ในการออกแบบควรทาใหชนงานมรปรางทสมมาตรทสดเทาทจะเปนไปได และถาหากไมสามารถหลกเลยงความแตกตางทางอณหภมทเกดขนเปนปรมาณมากได จะตองพจารณาวาจะสามารถแบงแมพมพออกเปนสวนยอยไดหรอไม ซงวธการนจะมประโยชนอยางมาก เพราะวาเมอเกดความเสยหายกบชนงานสวนหนงสวนใด จะสามารถทาการสบเปลยนทดแทนไดอยางรวดเรว สาหรบสวนทเปนผนงบางในชนงาน เมอทาการ อบชบจะเปนสวนทเยนตวลงอยางรวดเรวมากกวาบรเวณอน เฟสของออสเตนไนตจะเปลยนเปนมารเทนไซตไดอยางรวดเรว และเกดความเคนขนอยางรนแรง ในกรณเชนนควรทาการแบงชนงานออกเปนหลายสวน

การทบขนรป (Forging)

ตารางท 4 แนะนาการทบขนรป 3343

อณหภม (°C) เยนตว การขนรปรอน 1100-900 ชา (ในเตา) อณหภม (°C) เยนตว การทบขนรป 1150-1040 ชา (ในเตา)

การทบขนรป 3343 ควรเพมอณหภมอยางชา ๆ และทาการเผาอนชนงานในชวงอณหภม 705-815°C จากนนเรมทบในชวงอณหภม 1150-1040°C และไมควรทบเมอชนงานมอณหภมตากวา 900°C ปลอยใหเยนตวลงอยางชา ๆ ในเตา

การกลงแปรรป (Machining)

ภายหลงการกลงหยาบ ควรทาการอบคลายความเคนทอณหภม

600-650°C กอนทาการชบแขงและอบคนตว จากนนจงทาการกลงละเอยด (finish machining) ตอไป

ตารางท 5 แนะนาคาพารามเตอรสาหรบการกลงแปรรป

Machining HSS tools Carbide tools

Turning Cutting S.

m/min Feed R. mm/rev

Cutting S. m/min

Feed R. mm/rev

Rough-mach. 15-25 0.2-0.4 125-195 0.4-1.0 Finish-mach. 25-50 0.1-0.2 250-370 0.1-0.4 Milling m/min mm m/min mm Rough-mach. 8-15 0.1-0.2 110-170 0.3-0.6 Finish-mach. 15-30 0.05-0.1 110-170 0.1-0.2

Drilling Cutting S.

m/min Feed rate mm/rev

Drill dia. mm

3343, 3243 8-14 0.04-0.14 8-16 3343, 3243+TiN

18-23 0.12-0.20 8-16

HM K 10 40-60 0.06-0.20 20-47

Machining Rough-mach. Finish-mach.

Turning 3207 3207 HSS Tool

Milling 3207 3207

Machining Rough-mach. Finish-mach.

Turning P25/P30+TIALN P10/P15 Carbide

Tool Milling P40+TIALN P25

8

3343 การกดสปารค (Electrical Discharge Machining)

การกดขนรปแมพมพดวย EDM จะมประโยชนอยางมากสาหรบการตดกลงแมพมพทไดผานการชบแขงมาแลว ในกระบวนการนผวหนาของแมพมพจะถกกดใหเกดการละลายโดย

การสปารคระหวางอเลกโตรดกบแมพมพ อณหภมสงสดทเกดขนในบรเวณแกป (ชองวางระหวางผวหนาแมพมพกบแทงอเลกโตรด) มกสงถง 10,000°C เปนผลใหวสดเกดการระเหดกลายเปนไอ

จากนนผวหนาชนงานจะถกชะลางดวยฉนวน ถงแมบรเวณทเกดการระเหดจะหายไป แตจะยงคงเหลอบรเวณทไดรบอทธพลจากความรอน และรอยแตกราวขนาดเลกมกเรมเกดขนในบรเวณน ซงอาจเปนผลนาไปสความเสยหายกบแมพมพในระหวางการใชงาน ระดบความลกของบรเวณทไดรบอทธพลจากความรอน และขนาดความเคนทเกดขน จะขนอยกบระดบพลงงานกระตนและความเปนฉนวน การใชวธทางกล เชน การขดละเอยดอยางประณต จะชวยขจดบรเวณทไดรบอทธพลทางความรอนหรอรอยแตกราวนได นอกจากนในการลางผวชนงานดวยฉนวนควรกระทาในทกดานเพอปองกนไมใหโครงสรางเกดการจดเรยงตวตามแนวทศทางการลาง ภายหลงจากการกดผวดวย EDM ควรทาการอบคลายความเคนทอณหภมตากวาอณหภมการอบคนตวครงสดทาย 30°C เพอชวยลดปญหาจากการแตกราว ของชนงานทอาจเกดขนในภายหลงเมอถกนาไปใชงาน

การกดขนรป (Milling)

สาหรบการกดขนรปทใชซเมนตคารไบดเปนมดกด ควรทาในสภาพแหง (ไมตองใชสารหลอเยน) ถาหากมดกดมการสกหรออยางรวดเรว ควรตรวจสอบหาสาเหตของการสกหรอ และทาการปรบตงคาความเรวรอบและอตราการปอนชนงานขอแนะนาสาหรบการกดขนรปมดงน • ใช stable machine และ clamping condition

• การใชมดกดทปลายเปนคารไบดไมควรใชสารหลอเยน

• ในการกลงหยาบควรทามม 0°C และตงมดเปนมมลบ

• ตงคาความเรวรอบในการตดทคาสงสดในชวงทกาหนด

• ถาใชมดกดเปนเหลกกลาเครองมอความเรวสง ควรใชสารชวยระบายความรอนโดยผสมในอตราสวนสงสดของคมอทบรษทจาหนายกาหนดให

การเจยระไน (Grinding)

การเจยระไนผวเหลกกลาเครองมอความเรวสง แนะนาใหใชหนเจยรททาจาก ซลกอนคารไบด หรอ คอรนดม ทมพนธะแบบ

ceramic bonding ทมความแขงอยในชวง H – K และมขนาดเกรนประมาณ 34-36 รอยเบลอใด ๆ ทเกดจากการเจยรคมตดสามารถแกไขไดโดยการทา dressing

และในการเจยระไนควรปฏบตตามคาแนะนาดงน • ใชลอขดใหถกตอง ทงดานชนด ขนาด และพนธะของเมดขด

ผวชนงานทแขงควรใชลอขดทมความออนนม

• ใชแรงกดใหเหมาะสม ผวทแขงควรใชแรงกดตา • ใชสารหลอเยนชวยระบายความรอนใหมากเพยงพอและ

ควบคมทศทางการไหลใหถกตอง

การขดเงา (Polishing)

เปนขนตอนงานกลงขนสดทายในการผลตแมพมพ ซงคณภาพของผวขดเงาจะขนอยกบปจจยหลก 3 ประการ คอ

λ คณภาพของเหลกทาแมพมพ การมสารมลทนปนเปอน (inclusion) ในเนอเหลก หรอการ

มโครงสรางในบางบรเวณทมความแขง เชน เมดคารไบด ซงจะทาใหผวแมพมพทถกขดเกดเปนจด ดงนนเหลกทใชทาแมพมพควรมความสะอาดและบรสทธสง และมโครงสรางรวมทงความแขงสมาเสมอเทากนตลอดทงชนงาน กระบวนการผลตเหลกแบบนากลบมาหลอมใหม เชน ESR และ VAR จะชวยใหเหลกมความบรสทธสงและมโครงสรางทสมาเสมอ

λ สภาวะการอบชบทางความรอน

ผวของแมพมพทแขงกวาจะทาใหขดเงาไดดกวา ผวทแขงมากกวา 50 HRC ขนไป จะสามารถขดเงาผวจนใสคลายกระจกได แตถาผวมความแขงนอยกวาน มกมโอกาสเสยงตอการเกดผวเปนคลน (orange peel) เมอทาการขดเงา λ วธการขดเงา

นอกจากนผลของผวทไดจากขดเงาจะขนอยกบประสบการณและความชานาญของผขดอยางมาก การพยายามคอย ๆ เพมความละเอยดของเมดขดทละนอย จะทาใหไดคณภาพของผวขดเงาดขน

9

3343 การไสระหวางชบแขง (Planishing Hardened Tools)

ภายหลงการจมชบขณะทไดนาชนงานออกจากอางเกลอหรอขณะทจมชบในอากาศในระหวางชวงของการเยนตวลง โดยทชนงานยงคงมอณหภมไมตากวา 200°C อยจะสามารถนาชนงานไปทาการไสหรอปาดผวเปนระยะเวลาสน ๆ ไดโดยไมเกดความเสยงตอการแตกราวเนองจากความเคน ทงนเนองจากโครงสรางภายในของชนงานยงคงเปนเฟสของออสเตนไนตทไมมความเคนตกคางอยภายในอยจงสามารถทาการปาดหรอไสได ซงโดยทวไปเหลกกลาเครองมอความเรวสงมกเรมเปลยนเฟสเปนมารเทนไซตเมอมอณหภมลดตาลงกวา 150°C ดงเสน Ms ในรปท 3

การชบพรฮารด (Pre-Hardening)

ในกรณตองการคณภาพผวสาเรจทดมากขนภายหลงจากการกลงหยาบ ควรทาการอบชบทางความรอนทเรยกวา “การชบพรฮารด” (Pre-Hardening) กอนทจะทาการอบคลายความเคน การชบพรฮารดจะชวยเพมความแขงและหลกเลยงการเปอนตดทผว (smearing) ของผวเหลกชนงาน ในระหวางการกลงหยาบ ซงมวธการปฏบตดงน การชบพรฮารด : อบทอณหภม 850-900°C ตาม

ดวยการเยนตวในอากาศนง การอบคลายความเคน : อบทอณหภม 630-650°C

ประมาณ 1 ชวโมง ความแขง : 35-40 HRC (330-380 HB)

การชบแขงซา (Rehardening of Treated Tools)

ถาหากคาความแขงของเหลกทไดผานกระบวนชบแขงและอบคนตวมาแลวไมเหมาะสมตอสภาวะการใชงาน จะสามารถแกไขไดโดยการชบแขงใหมอกครง ซงในการชบแขงใหมน ขนแรกจาเปนตองทาการอบออนชนงานกอน

ซงเหลกทไดผานกระบวนการชบแขงและอบคนตวมาแลว มกมแนวโนมทจะเกดการแตกราวเนองจากความเคนสงมาก ดงนนในการอบออน จงควรเพมอณหภมขนอยางชา ๆ และตองปกปองผวเหลกจากการเกดผวสญเสยคารบอน ซงอาจใชวธหมผวเหลกถานโคก หรออบในเตาสญญากาศกได

การเชอมตอชน (Butt Welding)

ดอกสวาน(twist drill) ตาปเกลยว(taps) รมเมอร(reamers)

และอน ๆ มกทาการเชอมแบบ Butt Welding ผวหนาทจะเชอมกนจะตองขนานกนและมพนทหนาตดเทากน และยงตองทาผวใหสะอาดและสกสวาง ภายหลงการเชอมชนสวนจะตองถกนาเขาเตาอบทมอณหภมประมาณอยางนอย 300°C ทนท เพอหลกเลยงการแตกราวเนองจากความเคน กอนทจะอบออนทอณหภมประมาณ

840°C ตามดวยการเยนตวอยางชาในเตา

การบดกร (Brazing)

ลวดบดกรทใชในการบดกรเหลกกลาเครองมอความเรวสงควรมจดหลอมเหลวอยในชวงอณหภมการอบคนตว พวกลวดบดกรททาดวยเงน มกมจดหลอมเหลวสงกวาเลกนอย(570-630°C) แตสามารถหลอมตวในระยะเวลาอนรวดเรว ดงนนความแขงของบดกรเหลกกลาเครองมอความเรวสงอาจลดลงเพยงเลกนอยมากหากเชอมในระยะเวลาอนสน

การซอมบารงแมพมพ (Maintenance of Tools)

การซอมบารงทดชวยเพมอายการใชงานของแมพมพ และควรมระบบการหลอเยนแมพมพทด เพอหลกเลยงการเกดอณหภมสงเกนไป และกอนการใชงานแมพมพควรเผาอนดวยความรอนกอนเพอปองกนการเกด Thermal shock

ควรตรวจสอบและดแลแมพมพอยางดสมาเสมอ ทาความสะอาดกอนใชงานทกครง ในกรณมเศษพลาสตกตดทแมพมพหลงจากใชงานเสรจแลว ควรรบนาออกและทาความสะอาดอยางระมดระวง

การอบคลายความเคนระหวางการใชงาน

(Intermediate Stress-Relieving)

สาหรบเครองมอทตองไดรบความเคนสง ๆ มาก การอบคนตวในชวงอณหภมทตากวาอณหภมการอบคนตวครงสดทาย 30°C ในแตละครง ในระหวางการใชงานของเหลกเครองมอ จะชวยลดความเคนทเกดขนลงได ซงจะชวยใหเหลกมอายการใชงานยาวนานขน

10

3343 การอบคนตวดวยไอนา (Stream Tempering)

เปนวธการสรางผวออกไซดแขงทมสนาเงนคลาใหกบผวเหลกเครองมอ ซงจะชวยลดปญหาการตด และเพมความตานทานตอการสกหรอและความตานทานตอการกดกรอนใหสงขน สามารถทาไดโ ดยก า รอบช น ง าน ในบร รย าก าศท ม ไ อน า อ มต ว ย ง ย วด

(superheated stream) ในชวงอณหภมประมาณ 450-650°C

และตองตากวาอณหภมอบคนตวครงสดทาย ความหนาของชนออกไซดทไดมกอยในชวงประมาณ 1 - 8 ไมครอน วธการนควรกระทาภายหลงจากทาการชบแขงและเจยระไนผวแลว ซงวธการนจะมประโยชนมากสาหรบการทาดอกสวานขนาดเลก ตาปเกลยว รมเมอร บรอซ เคานเตอรซงคและใบเลอย นอกจากนการทาวธการนรวมกบการทาไนไตรดงจะเหมาะกบเครองมอทตองไดรบความเคนสงมาก ๆ

การทาไนไตรดง (Nitriding)

กอนทาไนไตรดง 3343 จาเปนตองผานการชบแขงและอบคนตวในชวงอณหภมทสงกวาอณหภมการทาไนไตรดงกอนและจะตองถกลางทาความสะอาดชนงานและกาจดคราบไขมนออกใหหมด

จากนนสามารถทาไนไตรดงไดดวยวธตาง ๆ ดงน • ไนไตรดงในอางเกลอ อณหภม 520-570°C เวลา 2 ชม.

• แกสไนไตรดง อณหภม 450-480°C เวลา 15-30 ชม.

• ผงโลหะไนไตรดง อณหภม 500-570°C เวลา 3-5 ชม.

• พลาสมาไนไตรดง อณหภม 400°C ถง 600°C

ความแขงของผวไนไตรดทไดจะประมาณ 1100 HV (70

HRC) และมความลกผวแขงประมาณ 0.5 มม.

การเคลอบผวดวยพวดและซวด (PVD/CVD processes)

การเคลอบผวชนงานดวยไทเทเนยมไนไตรด (TiN) โดยอาศยวธพวด (Physical Vapour Deposition) จะกระทาทอณหภมในชวงประมาณ 200-700°C และควรตากวาอณหภมอบคนตวครงสดทายของชนงานเพอหลกเลยงการลดคาความแขงของชนงานลง สาหรบการเคลอบผวดวยวธซวด (Chemical Vapour Deposition) จะกระทาทอณหภมประมาณ

1000°C ซงอาจมผลตอการเปลยนแปลงความแขงและโครงสรางในบรเวณผวหนาชนงาน

การเคลอบผวแขงโครเมยม (Hard Chromium plating)

การเคลอบผวแขงโครเมยม (“การชบฮารดโครม”) มกมวตถประสงคเพอเพมความตานทานตอการกดกรอนและการสกหรอใหสงขนรวมทงใหผวมความลนขน กระบวนการนจะไมทาใหการเปลยนแปลงโครงสรางภายใน แตการเปลยนแปลงขนาดจะขนอยกบความหนาของผวเคลอบ ซงปกตมกอยในชวง 5-200 µm แตในบางกรณอาจหนาถง 0.5-1 มม. ในการเคลอบผวแขงโครเมยมจาเปนตองเตรยมผวชนงานโดยการกลงละเอยดหรอขดเงา และภายหลงจากการเคลอบผวแขงโครเมยมเสรจสนลง ควรรบทาการอบคนตวทอณหภม 180-260°C เปนเวลาอยางนอย 4 ชม. เพอกาจดแกสไฮโดรเจนทแทรกซมเขาไปในผวเคลอบและชนงานระหวางททาการเคลอบผวดวยไฟฟา (Electroplating) ซงมกเปนผลใหชนงานแตกเปราะงายในภายหลง (hydrogen

embrittlement)

High-Speed Steels, Coated with TiN by PVD-method

11

3343 การปรบปรงคณภาพผว (Surface Treatments)

กระบวนการ อณหภม

(°C)

คณสมบตของเหลก

ทจาเปนตองม

ความหนา ของชนผว

ความแขง (HV)

คารบไรซงค 860-900 ปรมาณ C ตา, ไมวองไวตอการเกด

ความรอนสงเกนพกด จนถง 2 มม. สงสด 900

ไนไตรดง 470-570

ตานทานตอการออนตวทอณหภมอบ

คนตว, ชบแขงและอบคนตว, กาจดพาสสฟฟลม

จนถง 0.5 มม สงสด 1100

โบไรดง 800-1050 ไมควรม Si ผสม, ไมวองไวตอ

การเกดความรอนขนสง จนถง 0.4 มม สงสด 2000

ออกซไดซง 300-550 ตานทานตอการออนตวทอณหภมอบ

คนตว, ผวสะอาดปราศจากไขมน จนถง 0.01 มม

ไมมผลตอ ความแขง

สปารค

ดโพสชน >> 1000 ไมจาเปน จนถง 0.1 มม ประมาณ 950

เคลอบ TiC

ดวย CVD > 900

ไมวองไวตอการเกดความรอนสงเกน

พกด,ผวโลหะตองสกใสสวาง 6-9 ไมครอน สงสด 4800

เคลอบ TiC

ดวย PVD ประมาณ

500

ตานทานตอการออนตวทอณหภมอบ

คนตว, ตองมความแขงสงมากพอ 2-5 ไมครอน 2000-2500

เคลอบ

ฮารดโครม 50-70

มปรมาณ C ตาสด, กาจดพาสสฟ

ฟลมแลว, ทนตอการ อบชบใน บรรยากาศปกตได

จนถง 1 มม 1000-1200