พฤติกรรมการเกาะติดของเหล็กกล้าไร้สนิมบนชั้นวาเนเดียมคาร์ไบด์ที่เคลือบด้วยกระบวนการทีอาร์ดี

Abstract

เหล็กกล้าไร้ส่นิมออสเทนนิติคมีแนวโน้มที่จะเกาะติดบนเหล็กกล้าเครื่องมือซึ่งใช้เป็นเครื่องมือขึ้นรูป จึงขึ้นรูปเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติคยากมาก การเคลือบแข็งบนเหล็กกล้าเครื่องมือเป็นวิธีการหนึ่งที่ช่วยลดปัญหาการเกาะติด งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมการเกาะติดของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติคที่ไถลกับชั้นวาเนเดียมคาร์ไบด์ที่เคลือบด้วยกระบวนการทีอาร์ดี การทดสอบการไถลกระทำในเงื่อนไขที่ไม่ใช้สารหล่อลื่นที่อุณหภูมิห้องด้วยเครื่องทดสอบแบบ ring-on-disc ใช้เหล็กกล้าไร้สนิมเกรด AISI 304 เป็นวงแหวนสำหรับไถลคู่กับชั้นเคลือบวาเนเดียมคาร์ไบด์ ใช้เหล็กกล้า DC53 เป็นดิสก์ซึ่งเคลือบชั้นวาเนเดียมคาร์ไบด์ แปรผันแรงกดและความเร็วการไถลในช่วง 120 – 320 นิวตันและ 0.716 – 2.148 เมตร/วินาทีตามลำดับ ตรวจสอบผิวสัมผัสการไถลด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกวาด วิเคราะห์ส่วนประกอบทางเคมีที่ผิวของแหวนด้วยเครื่อง SEM-EDS พบว่าน้ำหนักที่สูญไปของแหวนเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อเพิ่มแรงกดจาก 120 นิวตัน ถึง 220 นิวตัน น้ำหนักที่สูญไปเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันเมื่อแรงกดเพิ่มขึ้นเป็น 320 นิวตัน ผลวิเคราะห์ SEM-EDS ที่ผิวของวงแหวนที่แรงกด 320 นิวตันหลังการทดสอบแสดงอ๊อกซิเจนสะสมอยู่มากกว่าวงแหวนที่ยังไม่ได้ทดสอบ อ๊อกไซด์ที่ผิววงแหวนอาจจะมีความหนาเพิ่มขึ้น ผลการวิเคราะห์ด้วย XPS อาจบอกเป็นนัยว่าปริมาณอ๊อกไซด์ของโครเมียมและอ๊อกไซด์ของเหล็กที่แตกต่างกันอาจเป็นสาเหตุของการเกาะติดของเนี้อเหล็กวงแหวน กรณีแปรผันความเร็วการไถล น้ำหนักที่สูญไปของเหล็กกล้าไร้สนิมค่อยๆเพิ่มขึ้นตามความเร็วการไถลที่เพิ่มขึ้นจาก 0.716 จนถึง 2.148 เมตร/วินาที