การศึกษาการตัดวัสดุเปราะชนิดมีรูพรุน

Abstract

ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยของคุณสมบัติวัสดุเปราะชนิดมีรูพรุน กับแรงในการตัดเจาะ ผงวัสดุ HA ที่ใช้ในงานวิจัยได้จากการสังเคราะห์โดยปฏิกิริยาทางเคมี ระหว่าง Ca(NO3)2 (NH4)2HPO4 และ NH4OH นำผงที่สังเคราะห์ได้ผสมกับแป้ง ที่ส่วนผสมระหว่าง 1% ถึง 5% โดยปริมาตร แล้วอัดลงในแม่พิมพ์ด้วยแรงอัดระหว่าง 2 ถึง 10 MPa หลังจากนั้นนำไปเผาเพื่อให้อนุภาคของผงเชื่อมติด ที่อุณหภูมิ 1100 ํC เป็นระยะเวลา 3 ชั่วโมง นำชิ้นงานที่ได้ทดสอบคุณสมบัติดังต่อไปนี้ ความหนาแน่นบัลค์ เปอร์เซ็นต์ความพรุน ความแข็ง ความแข็งแรงดัด และโมดูลัส แล้วนำชิ้นงานทำการทดสอบแรงในการเจาะโดยใช้ Dynamometer สภาวะควบคุมในการเจาะมีดังต่อไปนี้ ความเร็วรอบระหว่าง 130 ถึง 920 rpm อัตราการป้อนตัดระหว่าง 0.035 ถึง 0.14 mm/รอบ ดอกสว่านชนิด High Speed Steel (HSS.) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. นำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างแรงในการเจาะ กับคุณสมบัติด้านต่างๆ ของชิ้นงาน จากผลการทดลองพบว่า ชิ้นงานมีความหนาแน่นบัลค์อยู่ระหว่าง 1.48 ถึง 1.83 g/cm3 เปอร์เซ็นต์ความพรุนอยู่ระหว่าง 18.68-42.49% ความแข็งอยู่ระหว่าง 28.20-113.42HV ความแข็งแรงดัดอยู่ระหว่าง 4.00 ถึง 14.36MPa และโมดูลัสอยู่ระหว่าง 0.98 ถึง 2.35GPa จากการทดสอบแรงในการเจาะพบว่าแรงดุน (Thrust Force) อยู่ในช่วงระหว่าง 11.99-21.98N และแรงบิด (Torque) อยู่ในช่วง 10.36-14.89N.mm. ผลจากการวิเคราะห์การถดถอยพบว่า คุณสมบัติความหนาแน่นบัลค์ เปอร์เซ็นต์ความพรุน ความแข็ง ความแข็งแรงดัด และโมดูลัส สามารถใช้ประมาณการแรงในการเจาะวัสดุชิ้นงานได้ ความสัมพันธ์ระหว่างแรงในการเจาะ กับคุณสมบัติชิ้นงานมีดังต่อไปนี้ เมื่อความหนาแน่นบัลค์ ความแข็ง ความแข็งแรงดัด และโมดูลัสมีค่าสูงขึ้น จะส่งผลให้แรงในการเจาะมีแนวโน้มสูงขึ้น ส่วนเปอร์เซ็นต์ความพรุนเมื่อสูงขึ้น จะส่งผลให้แรงในการเจาะมีแนวโน้มลดลง