การศึกษาความเป็นไปได้ในการลดรูพรุนในเครื่องประดับเงินโดยใช้เทคนิคการหล่อกึ่งแข็ง

Abstract

ในปัจจุบันกระบวนการผลิตเครื่องประดับจากโลหะเงินผสม เป็นกระบวนการผลิตด้วยกรรมวิธีการหล่อไล่ขี้ผึ้ง (Lost wax casting) ในกระบวนการผลิตในปัจจุบันพบว่าเกิดปัญหาในการผลิตชิ้นงานที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้คือ รูพรุนที่เกิดจากการหดตัวของน้ำโลหะจากสภาวะน้ำโลหะหลอมเหลวไปยังโลหะในสภาวะของแข็ง ในการหล่อโลหะกลุ่มอื่นๆ เช่น โลหะอลูมิเนียมผสม กระบวนการหล่อวิธีใหม่ที่มีการพัฒนาขึ้นเพื่อลดปัญหารูพรุนที่เกิดจากการหดตัวของน้ำโลหะคือกระบวนการหล่อกึ่งแข็ง (Semi-solid casting) ซึ่งเป็นกระบวนการหล่อน้ำโลหะในสภาวะกึ่งแข็งกึ่งเหลว (Slurry) เข้าสู่แบบ คณะวิจัยได้พยายามประยุกต์นำวิธีการหล่อกึ่งแข็งมาใช้ในกระบวนการผลิตเครื่องประดับเพื่อพัฒนากระบวนการผลิตให้ดียิ่งขึ้น โดยเลือกใช้กระบวนการหล่อกึ่งแข็งโดยการกวนด้วยแก๊ส (Gas Induced Semi-Solid process, GISS) ซึ่งเป็นการสร้างของแข็งในน้ำโลหะหลอมเหลวจากการเป่าแก๊สเฉื่อยอุณหภูมิต่ำผ่านทางแท่งกราไฟต์ลงไปในน้ำโลหะหลอมเหลว เมื่อแก๊สสัมผัสกับน้ำโลหะที่มีอุณหภูมิสูงจะเป็นการลดอุณหภูมิของน้ำโลหะลงมาสู่สภาวะกึ่งแข็งกึ่งเหลว จากผลการทดลองพบว่าสามารถลดปัญหารูพรุนจากการหดตัวของน้ำโลหะได้ การเพิ่มเวลาในการกวนด้วยแก๊สจะส่งผลให้ปริมาณของสัดส่วนของแข็งในน้ำโลหะเพิ่มขึ้นซึ่งจะส่งผลต่อความสามารถในการเติมเต็มแบบ นอกจากนี้สมบัติทางกลของชิ้นงานก็ดีขึ้นทั้งค่าความแข็งที่เพิ่มขึ้น 2 เท่าและความแข็งแรงแรงดึงเพิ่มขึ้นจาก 150 MPa เป็น 210 MPa ซึ่งเป็นผลมาจากโครงสร้างจุลภาคที่เปลี่ยนไป