ผลของปริมาณบิสมัทต่อสมบัติทางกลและพฤติกรรมการหดตัวของทองแดงผสมที่ไม่เจือตะกั่ว

Abstract

มาตรฐานของการเจือปนของตะกั่วลงสู่น้ำของ WHO (World Health Ogarnization) ต้องมีค่าไม่เกิน 0.01 มิลลิกรัมต่อน้ำหนึ่งลิตร จากงานวิจัยที่ผ่านมาเราพบแนวทางการแก้ปัญหาอยู่ 2 ทางคือ ทางแรกคือการกำจัดตะกั่วบริเวณผิวโดยกรรมวิธีทางพื้นผิว และอีกทางคือการเติมธาตุอื่น ๆ ทดแทนตะกั่ว ซึ่งตัวที่ได้รับความแพร่หลายคือ บิสมัท (Bismuth) ซึ่งจะเป็นหัวข้อหลักในการวิจัย โดยที่งานวิจัยนี้ประกอบด้วย สองกลุ่มการทดลอง กลุ่มแรกคือ กลุ่มของ การนำโลหะผสม 4.5% ดีบุก 7% สังกะสีทองแดงมาหลอมเหลว แล้วเติม บิสมัทลงไปที่ 0.5%, 1%, 2%, 3%, 5% และ 7.5% เพื่อศึกษาผลของบิสมัทต่อพฤติกรรมการหดและคุณสมบัติทางกล เพื่อพิจารณาถึงการนำไปใช้ในระบบขนส่งน้ำและเพื่อทำแบริ่ง ส่วนอีกกลุ่มคือโลหะทองแดงผสมไม่เจอตะกั่วเชิงพาณิชย์ที่มีการผลิตในประเทศญี่ปุ่น โดยที่ชิ้นงานทั้งหมดถูกหลอมเหลวในเตาหลอมแบบเหนี่ยวนำไฟฟ้าที่ อุณหภูมิ 1250 ℃ และหลังจากทำการออกซิไดซ์ ด้วย 15% ฟอสพอรัส – ทองแดง น้ำโลหะทองแดงผสมหลอมเหลว จะถูกทำการเทที่อุณหภูมิ 1150 ℃ ลงในแบบหล่อ 4 ชนิด (JIS H 5120 type A JIS 5120 type E. Tatur mold and แบบหล่อทรงกระบอก เส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มิลลิเมตร ยาว 100 มิลลิเมตร ผลการทดลองปรากฏว่าคุณสมบัติทางกลสามารถผ่านเกณฑ์มาตรฐานของ JIS สำหรับ โลหะทองแดงผสมเกรด CAC 406 (ค่าความเค้นแรงดึงมากกว่า 195 MPa และ ค่าการยืดตัวมากกว่า 15%) เมื่อมีปริมาณบิสมัทผสมอยู่ไม่เกิน 2.5% โดยที่เมื่อเรทำการเพิ่มปริมาณบิสมัทในโลหะทองแดงผสม ปริมาณของรูพรุนและ คุณสมบัติการกลึงไสกัดเจาะ ก็เพิ่มขึ้น