របៀបធ្វើលោហធាតុយ៉ាន់ស្ព័រសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីន
យ៉ាន់ស្ព័រគឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតក្នុងការផលិតគ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីន ពីព្រោះវាផ្សំលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏អស្ចារ្យដែលមិនមាននៅក្នុងលោហធាតុសុទ្ធ។ ដោយការលាយធាតុពីរ ឬច្រើន - ឧទាហរណ៍ ជាតិដែកជាមួយកាបូន ក្រូមីញ៉ូម នីកែល ម៉ូលីបដិន ឬវ៉ាណាដ្យូម - យើងអាចសម្រេចបាននូវកម្លាំង tensile កើនឡើង ភាពធន់នឹងការពាក់ ភាពធន់នឹងការច្រេះ ភាពរឹងមាំ និងសូម្បីតែស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មគ្រឿងចក្រ គុណភាពនៃយ៉ាន់ស្ព័រកំណត់យ៉ាងខ្លាំងនូវអាយុកាលសេវាកម្មនៃគ្រឿងបន្លាស់ដូចជាអ័ក្ស ហ្គែរ ប៊ែររីង ស្ព្រីង គ្រាប់ និងប៊ូឡុង ប្លុកម៉ាស៊ីន និងគ្រឿងបន្លាស់ផ្សេងៗដែលដំណើរការក្រោមបន្ទុកថាមវន្ត។ ដូច្នេះ ដំណើរការនៃការផលិតយ៉ាន់ស្ព័រត្រូវតែអនុវត្តក្រោមការគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង ចាប់ពីការជ្រើសរើសសម្ភារៈរហូតដល់ការធ្វើតេស្តចុងក្រោយ។
១. កំណត់តម្រូវការគ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីន
ជំហានដំបូងមុនពេលបង្កើតយ៉ាន់ស្ព័រគឺការយល់ដឹងពីមុខងាររបស់សមាសធាតុម៉ាស៊ីនដែលត្រូវផលិត។ សមាសធាតុនីមួយៗមានតម្រូវការលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈខុសៗគ្នា។ ប្រអប់លេខតម្រូវឱ្យមានភាពរឹងលើផ្ទៃខ្ពស់ និងស្នូលដែលអាចបត់បែនបានដើម្បីទប់ទល់នឹងការឆក់។ អ័ក្សតម្រូវឱ្យមានភាពរឹងមាំខ្ពស់ និងភាពធន់នឹងភាពអស់កម្លាំង។ សមាសធាតុនៅក្នុងបរិស្ថានច្រេះ ដូចជាម៉ាស៊ីនបូមគីមី ឬម៉ាស៊ីនសមុទ្រ តម្រូវឱ្យមានភាពធន់នឹងការច្រេះល្អ។ ដោយផ្អែកលើតម្រូវការទាំងនេះ វិស្វករសម្ភារៈកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិគោលដៅ៖ កម្លាំង tensile (UTS) កម្លាំងទិន្នផល ភាពរឹង ភាពធន់នឹងផលប៉ះពាល់ ភាពបត់បែន ភាពធន់នឹងការពាក់ និងភាពធន់នឹងការច្រេះ ឬសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
នៅពេលដែលលក្ខណៈសម្បត្តិគោលដៅត្រូវបានបង្កើតឡើង ប្រភេទយ៉ាន់ស្ព័រសមស្របត្រូវបានជ្រើសរើស ដូចជាដែកថែបកាបូន ដែកថែបយ៉ាន់ស្ព័រទាប ដែកអ៊ីណុក យ៉ាន់ស្ព័រដែកវណ្ណះ យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូម ឬយ៉ាន់ស្ព័រទង់ដែង។ ការជ្រើសរើសនេះក៏គិតគូរពីថ្លៃដើមផលិតកម្ម ភាពអាចរកបាននៃវត្ថុធាតុដើម សមត្ថភាពដំណើរការ និងស្តង់ដារឧស្សាហកម្មដែលអាចអនុវត្តបាន។
2. ការជ្រើសរើសសមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រ
សមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រគឺជា “រូបមន្ត” ចម្បងដែលកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធមីក្រូ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចរបស់វត្ថុធាតុ។ ឧទាហរណ៍ទូទៅបំផុតគឺដែកថែប ដែលជាយ៉ាន់ស្ព័រនៃជាតិដែក (Fe) និងកាបូន (C)។ កាបូនបង្កើនភាពរឹង និងកម្លាំង ប៉ុន្តែបរិមាណលើសអាចបន្ថយភាពបត់បែន។ ការបន្ថែមក្រូមីញ៉ូម (Cr) អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការច្រេះ និងភាពរឹង ខណៈពេលដែលនីកែល (Ni) ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពរឹងមាំ និងភាពធន់នឹងការបាក់។ ម៉ូលីបដិន (Mo) បង្កើនភាពធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងបង្កើនកម្លាំង ខណៈពេលដែលវ៉ាណាដ្យូម (V) ធ្វើអោយទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិប្រសើរឡើង និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងការពាក់។
នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម សមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រជាធម្មតាប្រកាន់ខ្ជាប់នូវស្តង់ដារដូចជា ASTM, JIS, DIN ឬ SNI ដើម្បីធានាបាននូវគុណភាពស្របគ្នា។ ឧទាហរណ៍ ស្ពឺជារឿយៗប្រើដែកថែបយ៉ាន់ស្ព័រដូចជា SCM (Cr-Mo) ដែលសមស្របសម្រាប់ការព្យាបាលកំដៅ។ សម្រាប់បរិស្ថានច្រេះ ដែកអ៊ីណុកដូចជាប្រភេទ 304 ឬ 316 (ដែលមាន Cr និង Ni ហើយនៅក្នុង 316 Mo ត្រូវបានបន្ថែម)។
៣. រៀបចំវត្ថុធាតុដើម និងការត្រួតពិនិត្យគុណភាពដំបូង
វត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ធ្វើលោហធាតុអាចរួមមានលោហធាតុសុទ្ធ លោហធាតុហ្វឺរ៉ូយ៉ាល់ (ឧ. ហ្វឺរ៉ូក្រូម ហ្វឺរ៉ូម៉ង់ហ្គាណែស) និងសំណល់អេតចាយដែលបានតម្រៀប។ សំណល់អេតចាយត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយដោយសារតែប្រសិទ្ធភាពចំណាយរបស់វា ប៉ុន្តែវាត្រូវតែគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹង ពីព្រោះវាអាចមានភាពមិនបរិសុទ្ធដូចជា ស្ពាន់ធ័រ (S) ផូស្វ័រ (P) ឬធាតុដែលមិនចង់បានផ្សេងទៀត។ មាតិកាស្ពាន់ធ័រ និងផូស្វ័រខ្ពស់អាចបណ្តាលឱ្យសម្ភារៈក្លាយទៅជាផុយ ឆ្លងកាត់ការប្រេះក្តៅ និងកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងភាពអស់កម្លាំង។
មុនពេលរលាយ ការត្រួតពិនិត្យវត្ថុធាតុដើមត្រូវបានអនុវត្ត៖ ការតម្រៀបតាមប្រភេទ ការយកប្រេង/ច្រែះលើសចេញ និងការធ្វើតេស្តសមាសធាតុដោយប្រើវិធីសាស្ត្រដូចជា វិសាលគមការបញ្ចេញពន្លឺអុបទិក (OES)។ ការគ្រប់គ្រងនេះគឺចាំបាច់ដើម្បីកំណត់សមាសធាតុយ៉ាន់ស្ព័រចុងក្រោយបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ។
៤. ដំណើរការរលាយ និងការផលិតយ៉ាន់ស្ព័រ
ដំណាក់កាលស្នូលក្នុងការផលិតយ៉ាន់ស្ព័រលោហៈគឺការរលាយ និងការលាយធាតុផ្សំនៅក្នុងឡ។ ប្រភេទឡទូទៅរួមមាន៖
១. ឡចំហាយអគ្គិសនី៖ ស័ក្តិសមសម្រាប់យ៉ាន់ស្ព័រដែលមានការគ្រប់គ្រងសមាសធាតុច្បាស់លាស់ និងអនាម័យលោហៈល្អ។ ប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ដែកថែបយ៉ាន់ស្ព័រ និងយ៉ាន់ស្ព័រមិនមែនជាតិដែក។
2. ឡដុតអគ្គិសនី (EAF)៖ ជាទូទៅនៅក្នុងឧស្សាហកម្មដែកថែបទ្រង់ទ្រាយធំ ដែលមានសមត្ថភាពរលាយសំណល់អេតចាយបានបរិមាណច្រើន។
៣. ឡដុត និងម៉ាស៊ីនបំលែង (BOF)៖ ជាទូទៅសម្រាប់ការផលិតជាតិដែក និងដែកថែបទ្រង់ទ្រាយធំ ជាពិសេសពីរ៉ែ។
ក្នុងការរលាយ សម្ភារៈត្រូវបានណែនាំជាដំណាក់កាល។ នៅពេលដែលលោហៈរលាយត្រូវបានឈានដល់ ធាតុយ៉ាន់ស្ព័រត្រូវបានបន្ថែមទៅតាមការគណនា។ ការបន្ថែមត្រូវតែប្រុងប្រយ័ត្ន៖ ធាតុមួយចំនួនងាយនឹងបង្កជាឧស្ម័ន ឬមានប្រតិកម្មជាមួយអុកស៊ីសែន ដូច្នេះលំដាប់ និងពេលវេលានៃការបន្ថែមប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់លទ្ធផល។ ឧទាហរណ៍ ម៉ង់ហ្គាណែស (Mn) ត្រូវបានបន្ថែមជាញឹកញាប់ដើម្បីជួយ "ចង" ស្ពាន់ធ័រ ខណៈពេលដែលអាលុយមីញ៉ូម (Al) ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់សម្រាប់ deoxidation (កាត់បន្ថយអុកស៊ីសែនរលាយ) ដើម្បីការពារការបង្កើត porosity និងការរួមបញ្ចូលដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់។
៥. ការចម្រាញ់លោហៈរាវ៖ ការបន្សាបអុកស៊ីតកម្ម ការបន្សាបស៊ុលហ្វួរីស និងការបន្សាបឧស្ម័ន
ដើម្បីឱ្យសមាសធាតុម៉ាស៊ីនមានភាពរឹងមាំ និងអាចទុកចិត្តបាន លោហៈរលាយត្រូវតែ "ស្អាត"។ ភាពមិនបរិសុទ្ធដូចជា អុកស៊ីសែន អ៊ីដ្រូសែន អាសូត ស្ពាន់ធ័រ និងសារធាតុមិនមែនលោហៈអាចបង្កឱ្យមានស្នាមប្រេះ និងកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងភាពអស់កម្លាំង។
វិធីសាស្ត្របន្សុទ្ធមួយចំនួនរួមមាន៖
– ឌីអុកស៊ីតកម្ម៖ ការបន្ថែម Al, Si, ឬ Mn ដើម្បីភ្ជាប់អុកស៊ីសែន។
– ការដកស្ពាន់ធ័រ៖ ការកាត់បន្ថយស្ពាន់ធ័រដោយបន្ថែមកំបោរ (CaO) និងបង្កើតជាស្លែដែលអាចទាក់ទាញស្ពាន់ធ័រ។
– ការដកឧស្ម័នចេញដោយសុញ្ញកាស៖ ការដកយកឧស្ម័នរលាយ (ជាពិសេសអ៊ីដ្រូសែន និងអាសូត) ដោយដំណើរការសុញ្ញកាស ដែលមានសារៈសំខាន់ចំពោះដែកថែបដែលមានគុណភាពខ្ពស់សម្រាប់សមាសធាតុសំខាន់ៗដូចជាអ័ក្សទួរប៊ីន ឬហ្គែរវ៉ុលខ្ពស់។
– ការចម្រាញ់ស្លែ៖ ស្លែដើរតួនាទីក្នុងការចាប់យកភាពមិនបរិសុទ្ធ។ ការគ្រប់គ្រងសមាសធាតុស្លែ (កំបោរ ហ្វ្លុយអូរស្ប៉ា អាលុយមីញ៉ូម) កំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃការចម្រាញ់។
៦. ការចាក់ និងការបង្កើតដំបូង (ការចាក់)
នៅពេលដែលសមាសធាតុ និងភាពបរិសុទ្ធនៃលោហៈរលាយបានបំពេញតាមគោលដៅ ដំណាក់កាលបន្ទាប់គឺការចាក់។ មានវិធីសាស្រ្តសំខាន់ពីរគឺ៖
១. ការចាក់ដែករលាយ៖ ដែករលាយត្រូវបានចាក់ចូលទៅក្នុងផ្សិតធំមួយ បន្ទាប់មកដែករលាយត្រូវបានដំណើរការបន្ថែមទៀតតាមរយៈការក្លែងក្លាយ ឬការរមូរ។ វិធីសាស្ត្រនេះគឺជាវិធីសាស្ត្រទូទៅសម្រាប់សមាសធាតុដែលត្រូវការរចនាសម្ព័ន្ធក្រាស់ និងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចខ្ពស់។
២. ការចាក់បន្ត៖ លោហៈរលាយត្រូវបានចាក់បន្តទៅក្នុងបន្ទះដែក បន្ទះដែករាងជាដុំៗ ឬបន្ទះដែករាងជាដុំៗ។ វិធីសាស្ត្រនេះមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការផលិតច្រើន និងគុណភាពជាប់លាប់។
ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ក្នុងការចាក់។ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ពេកអាចបង្កើនអុកស៊ីតកម្ម។ សីតុណ្ហភាពទាបពេកអាចបណ្តាលឱ្យមានដំណើរការខុសប្រក្រតី (លោហៈមិនបំពេញផ្សិតបានពេញលេញ)។ លើសពីនេះ ការរចនានៃប្រឡាយចាក់ និងរន្ធឡើងលើមានឥទ្ធិពលលើការរួញតូចនៃរន្ធញើស និងការបំបែកធាតុ។
៧. ដំណើរការបង្កើត៖ ការក្លែងបន្លំ ការរមូរ និងការកែច្នៃដំបូង
គ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីនជាច្រើនត្រូវបានផលិតឡើងតាមរយៈដំណើរការបង្កើតផ្លាស្ទិច ដើម្បីកែលម្អរចនាសម្ព័ន្ធរបស់សម្ភារៈ។ ឧទាហរណ៍ ការដែកគោលអាចបង្កើនកម្លាំង និងភាពរឹងមាំដោយការកែលម្អគ្រាប់ដែក និងដឹកនាំលំហូរគ្រាប់ដែកឱ្យដើរតាមរូបរាងរបស់គ្រឿងបន្លាស់។ ការរមូរត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដើម្បីបង្កើតរាងដំបង ចាន ឬទម្រង់។
បន្ទាប់ពីបង្កើតរួច គ្រឿងបន្លាស់ជាធម្មតាត្រូវឆ្លងកាត់ការកែច្នៃដំបូង (ការកែច្នៃរដុប) ដើម្បីទទួលបានរូបរាងដែលនៅជិតទំហំចុងក្រោយ ដោយបន្សល់ទុកប្រាក់ឧបត្ថម្ភសម្រាប់ដំណើរការព្យាបាលកំដៅ និងដំណើរការបញ្ចប់។
៨. ការព្យាបាលដោយកំដៅដើម្បីសម្រេចបាននូវលក្ខណៈសម្បត្តិដែលចង់បាន
យ៉ាន់ស្ព័រសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីនស្ទើរតែតែងតែត្រូវការការព្យាបាលដោយកំដៅដើម្បីទទួលបានលក្ខណៈសម្បត្តិល្អបំផុត។ ការព្យាបាលដោយកំដៅទូទៅមួយចំនួនរួមមាន៖
– ការចំហុយដោយដែក៖ ធ្វើឱ្យសម្ភារៈទន់ កាត់បន្ថយភាពតានតឹងដែលនៅសេសសល់ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពបត់បែន។
– ការធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតា៖ ធ្វើឱ្យមីក្រូស្ត្រុកទ័រមានលក្ខណៈធម្មតា ដោយធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវឯកសណ្ឋាន និងកម្លាំងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការដុត។
– ការពន្លត់កម្ដៅ និងការបន្ថយកម្ដៅ៖ ការពន្លត់កម្ដៅ (ការត្រជាក់យ៉ាងលឿន) បង្កើនភាពរឹង បន្ទាប់មកការបន្ថយកម្ដៅកាត់បន្ថយភាពផុយស្រួយ និងធ្វើឲ្យមានតុល្យភាពកម្លាំងជាមួយនឹងភាពរឹងមាំ។
– ការធ្វើឲ្យរឹងលើផ្ទៃសម្រាប់ហ្គែរ និងសមាសធាតុកកិត។ ការធ្វើឲ្យរឹងបន្ថែមកាបូនទៅលើផ្ទៃ។ ការធ្វើឲ្យរឹងបន្ថែមអាសូតដើម្បីបង្កើតស្រទាប់រឹង និងធន់នឹងការពាក់។
ជម្រើសនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រ — សីតុណ្ហភាព ពេលវេលាកាន់ និងឧបករណ៍ត្រជាក់ (ទឹក ប្រេង ប៉ូលីមែរ ឧស្ម័ន) — មានផលប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងទៅលើភាពរឹងចុងក្រោយ ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយ និងហានិភ័យនៃការប្រេះ។
៩. ការបញ្ចប់ ការត្រួតពិនិត្យ និងការធ្វើតេស្ត
ដំណាក់កាលចុងក្រោយគឺការបញ្ចប់ និងការគ្រប់គ្រងគុណភាព។ ការបញ្ចប់អាចរួមបញ្ចូលការកែច្នៃដោយភាពជាក់លាក់ ការកិន ការប៉ូលា និងការលាបថ្នាំ ប្រសិនបើចាំបាច់។ បន្ទាប់មក ការធ្វើតេស្តត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីធានាថាសម្ភារៈបំពេញតាមលក្ខណៈបច្ចេកទេស៖
– ការធ្វើតេស្តសមាសធាតុគីមី (OES ឬ XRF)។
- ការធ្វើតេស្តភាពរឹង (Rockwell, Brinell, Vickers)។
- ការធ្វើតេស្ត Charpy (ភាពតានតឹង និងផលប៉ះពាល់)។
– ការធ្វើតេស្តលោហធាតុ ដើម្បីមើលមីក្រូស្ត្រុកទ័រ ទំហំគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងសារធាតុផ្សំ។
– NDT (ការធ្វើតេស្តមិនបំផ្លិចបំផ្លាញ) ដូចជាការធ្វើតេស្តអ៊ុលត្រាសោន ភាគល្អិតម៉ាញេទិក សារធាតុជ្រៀតចូលពណ៌ ដើម្បីរកឃើញពិការភាពដោយមិនធ្វើឱ្យខូចសមាសធាតុ។
– ការធ្វើតេស្តភាពអស់កម្លាំងសម្រាប់សមាសធាតុដែលទទួលរងនូវបន្ទុកវដ្ត។
ប្រសិនបើមានភាពមិនស្របគ្នាណាមួយត្រូវបានរកឃើញ វិធានការកែតម្រូវត្រូវបានអនុវត្ត៖ ការកែតម្រូវសមាសភាព ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការព្យាបាលដោយកំដៅ ឬការកែលម្អដំណើរការចាក់ និងបង្កើត។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ការផលិតយ៉ាន់ស្ព័រសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីនគឺជាដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ដែលទាក់ទងគ្នា៖ ចាប់ពីការកំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈដែលត្រូវការ ការជ្រើសរើសសមាសធាតុ ការរលាយ និងការចម្រាញ់ ការបោះ ការបង្កើត ការព្យាបាលដោយកំដៅ និងការធ្វើតេស្តចុងក្រោយ។ គន្លឹះនៃភាពជោគជ័យស្ថិតនៅក្នុងការគ្រប់គ្រងសមាសធាតុ និងភាពស្អាតនៃលោហៈ ក៏ដូចជាការគ្រប់គ្រងដំណើរការដ៏ច្បាស់លាស់ ដើម្បីធានាថាមីក្រូស្ត្រុកទ័រលទ្ធផលបំពេញតាមតម្រូវការរបស់គ្រឿងបន្លាស់។ ជាមួយនឹងដំណើរការដែលមានវិន័យ និងផ្អែកលើស្តង់ដារ យ៉ាន់ស្ព័រអាចផលិតគ្រឿងបន្លាស់ម៉ាស៊ីនដែលរឹងមាំ ប្រើប្រាស់បានយូរ និងមានសុវត្ថិភាពសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្មជាច្រើន។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំអាចកែសម្រួលអត្ថបទនេះឱ្យកាន់តែជាក់លាក់ — ឧទាហរណ៍ ដោយផ្តោតលើដែកថែបយ៉ាន់ស្ព័រ យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមសម្រាប់រថយន្ត ឬដែកអ៊ីណុកសម្រាប់សមាសធាតុស្នប់ — រួមជាមួយនឹងឧទាហរណ៍សមាសធាតុ និងដ្យាក្រាមលំហូរដំណើរការ។
