ปัจจัยที่เหมาะสมของอุณหภูมิและเวลาที่มีต่อสมบัติเชิงกลของมีดโต้ที่ชุบแข็งในกระบวนการแพ็กคาร์เบอไรซิงโดยใช้กระดูกวัวเป็นสารเร่งปฏิกิริยา
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปัจจัยที่เหมาะสมของอุณหภูมิและเวลาการอบเพิ่มคาร์บอนที่มีผลต่อสมบัติเชิงกลของมีดโต้ที่ชุบแข็งด้วยกระบวนการแพ็กคาร์เบอไรซิงโดยใช้กระดูกวัวเป็นสารเร่งปฏิกิริยา สมบัติเชิงกลของมีดโต้ประกอบด้วยค่าความแข็งและความต้านทานแรงกระแทกที่นำมาเปรียบเทียบเป็นค่าที่ได้จากมีดโต้ที่ตีขึ้นรูปและชุบแข็งจากชุมชนตีมีด โดยมีค่าความแข็งเฉลี่ย 607.0 HV ค่าความต้านทานแรงกระแทกเฉลี่ย 14.0 Joules การทดลองชุบแข็งมีดโต้ด้วยกระบวนการแพ็กคาร์เบอไรซิงใช้เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำตีขึ้นรูปให้มีรูปทรงเดียวกับมีดโต้ของชุมชน สารเพิ่มคาร์บอนประกอบด้วยผงถ่านไม้ยูคาลิปตัสสัดส่วน 80% ผสมกับผงกระดูกวัวสัดส่วน 20% โดยน้ำหนัก การวิเคราะห์ผลการทดลองอบชุบทางความร้อนใช้หลักการออกแบบการทดลอง (DOE) และวิเคราะห์ปัจจัยที่เหมาะสมตามหลักการทางสถิติ ปัจจัยในการศึกษาแบ่งออกเป็น 2 ปัจจัย โดยปัจจัยแรก คือ อุณหภูมิอบเพิ่มคาร์บอนมีอยู่ 3 ระดับ ได้แก่ 960, 980 และ 1,000 องศาเซลเซียส ปัจจัยที่สอง คือ เวลาอบเพิ่มคาร์บอนมีอยู่ 3 ระดับ ได้แก่ 60, 90 และ 120 นาที การทดลองอบเพิ่มคาร์บอนทำตามระดับปัจจัยที่กำหนด จากนั้นนำชิ้นทดสอบไปทำการชุบแข็งด้วยอุณหภูมิออสเทไนท์ 780 องศาเซลเซียส ใช้เวลาอบแช่ 15 นาทีจุ่มชุบในน้ำ แล้วนำไปทำเทมเพอร์ที่อุณหภูมิ 180 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60 นาที ผลจากการวิเคราะห์ พบว่า ปัจจัยที่เหมาะสมของอุณหภูมิอบเพิ่มคาร์บอน คือ 1,000 องศาเซลเซียส เวลาในการอบเพิ่มคาร์บอน คือ 120 นาที โดยได้ค่าความแข็งเฉลี่ย 604.0 HV และค่าความต้านทานแรงกระแทกเฉลี่ยต่ำสุด 9.13 Joules ผลของการชุบแข็งเพื่อยืนยันผลโดยใช้อุณหภูมิและเวลาอบเพิ่มคาร์บอนที่ได้จากการวิเคราะห์ปัจจัยที่เหมาะสม ได้ค่าความแข็งเฉลี่ย 605.2 HV และค่าความต้านทานแรงกระแทกเฉลี่ย 17.6 Joules ซึ่งเป็นค่าที่อยู่ในขอบเขตของสมบัติเชิงกลของมีดที่ตีและชุบแข็งจากชุมชนตีมีด
Article Details
References
[2] Sinha AK. Physical metallurgy handbook.The McGraw-Hill Companies. Two Penn Plaza: New York; 2003.
[3] Lakhtin YM. Engineering physical metallurgy and heat treatment. Mir Publishers Moscow: Russia; 1990.
[4] ณรงค์ศักดิ์ ธรรมโชติ, วรรณา หอมจะบก, และนฤดม ทาดี. ประสิทธิภาพการเพิ่มคาร์บอนที่ผิวในเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำของถ่านไม้ชนิดต่างๆในกระบวนการแพ็กคาร์เบอไรซิง. วิศวกรรมสาร มข. 2555; 41(3):383-391.
[5] Ihom PA. Case hardening of mild steel using cow bone as energizer. African Journal of Engineering Research. 2013; 1(4): 97-101.
[6] ณรงค์ศักดิ์ ธรรมโชติ, วรรณา หอมจะบก, นฤดม ทาดี. การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาของสารเกรดทางการค้าชนิดต่างๆ ในการเพิ่มคาร์บอนที่ผิวของมีดโต้ที่ชุบแข็งด้วยกระบวนการแพ็กคาร์เบอไรซิง. วารสาร มทร. อีสาน 2557; 7(2): 67-80.
[7] Aramide FO, Ibitoye SA, Oladele IO, Borode JO. Pack carburization of mild steel using pulverized bone as carburizer optimizing process parameters. Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies. 2010; 1-12.
[8] กฤษดา ประสพชัยชนะ. การศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการชุบผิวแข็งของเหล็กกล้าด้วยวิธีแพ็กคาร์เบอไรซิง. การประชุมวิชาการข่ายงานวิศวกรรมอุตสาหการ. 2556.
[9] Narongsak Thammachot, Prin Nachaisit, Wanna Homjabok, Chaiyawat Peeratatsuwan, Amornsak Mayai, and Jittiwat Nithikarnjanatharn. The efficiency of energizer, carburizing temperature and time on the mechanical properties of hardened big knives in a pack carburizing process. KKU Engineering Journal. October – December 2016; 172-177.
[10] สุภัทรวิทย์ ศรีนอก, ณรงค์ศักดิ์ ธรรมโชติ, จิตติวัฒน์ นิธิกาญจนธาร, รสรินทร์ ดือขุนทด, สมบัติ น้อยมิ่ง, ชัยวัฒน์ พีรทัตสุวรรณ, อมรศักดิ์ มาใหญ่, การหาพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในกระบวนการแพ็กคาร์เบอไรซิงโดยใช้สารเร่งปฏิกิริยาจากผงหินปูนสำหรับการชุบผิวแข็งมีดตัดอ้อย. การประชุมวิชาการข่ายงานวิศวกรรมอุตสาหการ. 2559.
[11] Askeland DR, Phulé PP. The science and
engineering of materials. 4th Edition.
USA: Thomson Learning Inc.; 2003.
[12] Smith WF. Foundations of materials science
and engineering. 4th Edition. USA: McGrall-
Hill Inc.; 2006.