Optimization of Temperature and Time on Mechanical Properties of Hardening the Big Knives in Pack Carburizing Process by Using Cow Bone as an Energizer
Main Article Content
Abstract
Abstract
The objective this research is to study the optimization of the factors between carburizing temperature and time that effected on the mechanical properties of the hardened big knives in pack carburizing process. The mechanical properties were hardness and impact values. Those of them were used for comparison with the experimental values and delivered from the big knives forged and hardened by knives forging community. The average hardness value was 607.0 HV and the average impact value was 14.0 Joules. The experiment was conducted by forging the big knives made from low carbon steel with the same shape as community big knives. The pack carburizing compound used eucalyptus wood charcoal powder as carburizer with the proportion of 80% and cow bone powder as energizer with the proportion of 20% by weight. The principle of Design of Experiment (DOE) was used to design the experimental and analyze the optimization by statistics.
There were two factors in this study such as carburizing temperature and carburizing time. The carburizing temperature consists of three levels such as 960, 980 and 1,000 degree Celsius, and also, the carburizing time consists of three levels such as 60, 90 and 120 minutes. After carburizing, the knives were then austenitized at 780 degree Celsius for 15 minutes and quenched in water. After quenched, the knives were tempering with the temperature of 180 degree Celsius for 60 minutes. The analyzed results showed that the optimization of the carburizing temperature was 1,000 degree Celsius and the optimization of the carburizing time was 120 minutes. Those of them gave the average hardness of 604.0 HV and the minimum average impact value of 9.13 Joules. The optimum values of carburizing temperature and time were used for verifies. The result of average hardness was 605.2 HV and the average impact value was 17.6 Joules, which coincided with the hardness of the community big knives.
Keywords: Pack carburizing process, Carburizing temperature, Carburizing time, Big knife, Cow bone
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.