ผลของการเคลือบผิวด้วยเปลวความร้อนของวัสดุเชิงประกอบ เซอร์โคเนีย-ยิตเทรีย บนเหล็กกล้าคาร์บอน

Abstract

งานวิจัยนี้ ได้ทำการศึกษาอิทธิพลของความหนาของเคลือบ ZrO2-20 wt.% Y2O3 ที่มีผลต่อความแข็งแรงในการยืดเกาะและความทนทานของเคลือบต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันบนชิ้นงานโลหะชนิด SAE 1020 โดยเคลือบผิวชิ้นงานโลหะด้วยวิธีเปลวความร้อน ซึ่งก่อนเคลือบได้ทำการเตรียมผิวชิ้นงานด้วยการพ่นขัดด้วยผงอะลูมินาขนาด 80 เมช ที่เวลาต่างกันคือ 2, 4, 6, 8 และ 10 นาที แล้วทำการเคลือบผิวด้วย ZrO2-20 wt.% Y2O3 บน NiCrAlY ที่เป็นชั้นประสานเพื่อช่วยเพื่อช่วยเพิ่มการยึดเกาะระหว่าง SAE 1020 กับเคลือบเซอร์โคเนีย-ยิตเทรีย ชิ้นงานที่ผ่านการเคลือบแล้วมาอบอ่อนนาน 2 ชั่วโมง โดยช่วงอุณหภูมิในการอบอ่อนพิจารณาจากอุณหภูมิที่สามารถลดความเครียดสะสมในชั้นผิวเคลือบหลังจากนั้นนำชิ้นงาน SAE 1020 ทรงกลม ที่ผ่านการเคลือบและอบคลายเครียดมาเชื่อมติดกับตัวจับยึดด้วยกาวอีพอกซีเพื่อทดสอบความแข็งแรงในการยึดเกาะของเคลือบ และทดสอบความทนทานของเคลือบต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน โดยให้ความร้อนที่ 1300 องศาเซลเซียส และลดอุณหภูมิอย่างฉับพลันที่ 25 องศาเซลเซียส จากผลการทดลอง พบว่าชิ้นงานที่ผ่านการพ่นขัดด้วยผงอะลูมินานาน 6 นาทีก่อนเคลือบผิวและความหนาของเคลือบ 0.1 มิลลิเมตร ให้ค่าความแข็งแรงในการยึดเกาะที่ดีที่สุด อุณหภูมิที่เหมาะสมในการอบอ่อนคือ 400 องศาเซลเซียส หลังการอบอ่อนทำให้ค่าความแข็งแรงในการยึดเกาะของเคลือบเพิ่มขึ้นประมาณ 32.5 % แม้ว่าความหนาผิวเคลือบเพิ่มขึ้นทำให้มีความแข็งแรงในการยึดเกาะของเคลือบลดลงแต่ส่งผลให้สมบัติของเคลือบต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันดีที่สุด