របៀបវាស់ភាពធន់នឹងការពាក់របស់លោហៈ
ភាពធន់នឹងការពាក់គឺជាសមត្ថភាពរបស់លោហៈក្នុងការទប់ទល់នឹងការសឹក ការកោស ឬការបាត់បង់សម្ភារៈដោយសារតែការប៉ះ និងការកកិតជាមួយផ្ទៃផ្សេងទៀត។ នៅក្នុងឧស្សាហកម្មផលិតកម្ម រថយន្ត ការជីកយករ៉ែ និងឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ក្នុងផ្ទះ លក្ខណៈសម្បត្តិនេះមានសារៈសំខាន់ណាស់ ពីព្រោះវាទាក់ទងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងអាយុកាលនៃសមាសធាតុ ថ្លៃថែទាំ ប្រសិទ្ធភាពការងារ និងសុវត្ថិភាពប្រតិបត្តិការ។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីរបៀបវាស់ស្ទង់ភាពធន់នឹងការពាក់លោហៈជាប្រព័ន្ធ ចាប់ពីគោលគំនិតជាមូលដ្ឋាន និងកត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់ការពាក់ រហូតដល់វិធីសាស្ត្រសាកល្បង និងជំហានដែលប្រើជាទូទៅដើម្បីបកស្រាយលទ្ធផល។
១. យល់ពីគោលគំនិតនៃការពាក់លោហៈ
ការពាក់គឺជាដំណើរការនៃការបាត់បង់សម្ភារៈពីផ្ទៃដោយសារតែសកម្មភាពមេកានិច ជាធម្មតាការកកិត ការផ្ទុក ឬការប៉ះទង្គិចម្តងហើយម្តងទៀត។ យន្តការពាក់នៅក្នុងលោហធាតុមានភាពចម្រុះ ហើយការយល់ដឹងអំពីប្រភេទរបស់វាជួយជ្រើសរើសវិធីសាស្ត្រសាកល្បងសមស្រប។ យន្តការសំខាន់ៗមួយចំនួនរួមមាន៖
១. ការសឹករិចរិលដោយសារសារធាតុស្អិត៖ កើតឡើងនៅពេលដែលផ្ទៃលោហៈពីរត្រដុសគ្នា ហើយការផ្សារដែកតូចៗកើតឡើងនៅចំណុចប៉ះគ្នា។ នៅពេលដែលសម្ភារៈផ្លាស់ទី ចំណងតូចៗទាំងនេះបំបែក និងទាញសម្ភារៈចេញពីគ្នា។
២. ការពាក់ដោយសារសារធាតុសំណឹក៖ កើតឡើងនៅពេលដែលភាគល្អិតរឹង ឬផ្ទៃរដុបកកិតនឹងផ្ទៃលោហៈ ដែលធ្វើឱ្យវាសឹកដូចក្រដាសខ្សាច់។
៣. ការពាក់ទ្រនិចនាឡិកាដោយសារអស់កម្លាំងលើផ្ទៃ៖ កើតឡើងដោយសារបន្ទុកវិលជុំដែលបណ្តាលឱ្យមានការប្រេះតូចៗ និងការរបក (រន្ធ/ការរបក)។
៤. ការពាក់ច្រេះ (tribo-corrosion)៖ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការកកិត និងការច្រេះ ដែលជារឿយៗកើតឡើងនៅក្នុងបរិស្ថានសើម ឬដែលមានប្រតិកម្មគីមីខ្លាំង។
ភាពធន់នឹងការពាក់មិនមែនគ្រាន់តែជាបញ្ហានៃ "ការឈ្នះលោហៈដ៏លំបាកបំផុត" នោះទេ។ ភាពរឹងពិតជាដើរតួនាទីមួយ ប៉ុន្តែកត្តាផ្សេងទៀតដូចជា មីក្រូស្ត្រុកទ័រ ការរំអិល ល្បឿនកកិត បន្ទុក សីតុណ្ហភាព និងវត្តមានភាគល្អិតក៏ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ផងដែរ។
2. ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានវាយតម្លៃនៅក្នុងការវាស់ស្ទង់ភាពធន់នឹងការពាក់
នៅក្នុងការធ្វើតេស្តភាពធន់នឹងការពាក់ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទូទៅមួយចំនួនដែលវាស់វែងរួមមាន៖
– ការបាត់បង់ម៉ាស់៖ ភាពខុសគ្នានៃម៉ាស់របស់គំរូមុន និងក្រោយពេលធ្វើតេស្ត។
– ការបាត់បង់បរិមាណ៖ គណនាពីការខាតបង់ម៉ាស់ចែកនឹងដង់ស៊ីតេ ឬវាស់ដោយផ្ទាល់ពីទម្រង់ការពាក់។
– អត្រាពាក់៖ ជាធម្មតាត្រូវបានបង្ហាញជា mm³/N·m (ការបាត់បង់បរិមាណក្នុងមួយបន្ទុក និងចម្ងាយកកិត) ឬ mg/1000 វដ្ត អាស្រ័យលើស្តង់ដារ។
– មេគុណកកិត (COF)៖ ជួយយល់អំពីលក្ខខណ្ឌទំនាក់ទំនង ការរំអិល និងស្ថេរភាពទ្រីបូឡូស៊ី។
– ជម្រៅ/ទទឹងនៃស្នាមពាក់៖ វាស់ដោយមីក្រូទស្សន៍ ប្រូហ្វីឡូម៉ែត្រ ឬម៉ាស៊ីនស្កេនអុបទិក 3D។
ការជ្រើសរើសប៉ារ៉ាម៉ែត្រត្រឹមត្រូវគឺមានសារៈសំខាន់ ដើម្បីឱ្យលទ្ធផលតេស្តពាក់ព័ន្ធនឹងលក្ខខណ្ឌការងារពិតប្រាកដរបស់សមាសធាតុ។
៣. ការរៀបចំសំណាក៖ គន្លឹះនៃលទ្ធផលដែលមានសុពលភាព
មុនពេលធ្វើតេស្ត សំណាកត្រូវតែរៀបចំឲ្យបានស៊ីសង្វាក់គ្នា។ ចំណុចសំខាន់ៗដែលត្រូវកត់សម្គាល់៖
១. វិមាត្រ និងរូបរាង៖ អនុវត្តតាមស្តង់ដារតេស្ត (ឧទាហរណ៍ ម្ជុល ឌីស ប្លុក ឬចិញ្ចៀន)។
2. ភាពរដុបនៃផ្ទៃដំបូង៖ Ra ផ្សេងៗគ្នាអាចបង្កើតឥរិយាបថពាក់ខុសៗគ្នា។ ត្រូវប្រាកដថាដំណើរការប៉ូលា/កិនមានលក្ខណៈឯកសណ្ឋាន។
៣. ការសម្អាត៖ សម្អាតប្រេង ធូលី និងសារធាតុមិនបរិសុទ្ធដោយប្រើអាល់កុល/អាសេតូនតាមនីតិវិធី បន្ទាប់មកជូតឱ្យស្ងួត។
៤. ការវាស់វែងដំបូង៖ ថ្លឹងម៉ាស់ដំបូងដោយប្រើជញ្ជីងដែលមានភាពជាក់លាក់ ហើយកត់ត្រាដង់ស៊ីតេនៃសម្ភារៈ (សម្រាប់ការបំលែងបរិមាណ)។
៥. លក្ខខណ្ឌនៃការព្យាបាលកំដៅ៖ ប្រសិនបើសម្ភារៈបានឆ្លងកាត់ការរឹង ការបន្សាប ឬការព្យាបាលលើផ្ទៃ (នីទ្រីដ ការដុតកាបូន ថ្នាំកូត) សូមកត់ត្រាព័ត៌មានលម្អិតព្រោះវាប៉ះពាល់ដល់ការពាក់យ៉ាងខ្លាំង។
ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃការរៀបចំនឹងកាត់បន្ថយភាពខុសគ្នានៃទិន្នន័យ និងជួយសម្រួលដល់ការប្រៀបធៀបរវាងសម្ភារៈ។
៤. វិធីសាស្ត្រសាកល្បងភាពធន់នឹងការពាក់ទូទៅ
ខាងក្រោមនេះគឺជាវិធីសាស្រ្តមួយចំនួនដែលប្រើញឹកញាប់បំផុតនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ និងឧស្សាហកម្ម។
ក. ការធ្វើតេស្ត Pin-on-Disk
គោលការណ៍៖ សំណាករាងម្ជុលត្រូវបានសង្កត់ទល់នឹងឌីសបង្វិល (ឬច្រាសមកវិញ)។ ទំនាក់ទំនងកកិតបង្កើតជាស្នាមពាក់។
លើស៖
- វិធីសាស្រ្តដ៏ពេញនិយម និងសាមញ្ញ។
– ងាយស្រួលគ្រប់គ្រងប៉ារ៉ាម៉ែត្រ៖ បន្ទុក ល្បឿនបង្វិល ចម្ងាយកកិត និងប្រេងរំអិល។
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានវាស់វែង៖
– ការបាត់បង់ម៉ាស់/បរិមាណនៃម្ជុល ឬឌីស
- អត្រានៃការពាក់,
- មេគុណកកិតកំឡុងពេលធ្វើតេស្ត។
ស័ក្តិសមសម្រាប់៖ ការក្លែងធ្វើនៃការពាក់រអិលលើសមាសធាតុម៉ាស៊ីនដូចជាប៊ូស៊ីង ត្រា ឬគូកកិត។
ខ. ការធ្វើតេស្តបាល់លើថាស / បាល់លើសំប៉ែត
វ៉ារ្យ៉ង់មួយនៃម្ជុលលើថាសប្រើបាល់ (ជាធម្មតាសេរ៉ាមិច ឬដែកថែប) ជំនួសឲ្យការកកិត។ ដាននៃការពាក់លើថាសត្រូវបានវិភាគ ដែលជាញឹកញាប់ប្រើទម្រង់អុបទិកដើម្បីគណនាបរិមាណសម្ភារៈដែលបាត់បង់។
ស័ក្តិសមសម្រាប់៖ ការធ្វើតេស្តថ្នាំកូត ស្រទាប់ស្តើងៗ ឬការប្រៀបធៀបការព្យាបាលផ្ទៃ។
គ. ការធ្វើតេស្តសំណឹក ASTM G65 (កង់ខ្សាច់ស្ងួត/កៅស៊ូ)
គោលការណ៍៖ គំរូត្រូវបានសង្កត់ទល់នឹងកង់កៅស៊ូដែលកំពុងវិល ខណៈពេលដែលភាគល្អិតខ្សាច់ស្តង់ដារហូរកាត់វា។ ភាគល្អិតខ្សាច់กัดกร่อนផ្ទៃ។
លើស៖
– តំណាងយ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់លក្ខខណ្ឌ "ខ្សាច់" ដូចជាការជីកយករ៉ែ ឬឧបករណ៍ដឹកជញ្ជូន។
- ស្តង់ដារឧស្សាហកម្មរឹងមាំសម្រាប់ការពាក់សំណឹក។
វាស់វែង៖ ការបាត់បង់បរិមាណបន្ទាប់ពីចំនួនបដិវត្តន៍ជាក់លាក់។
ស័ក្តិសមសម្រាប់៖ ដែកថែបធន់នឹងការពាក់ បន្ទះឈើរឹង ឬសម្ភារៈសម្រាប់បរិស្ថានភាគល្អិតរឹង។
ឃ. ការធ្វើតេស្តសំណឹក Taber
ជារឿយៗត្រូវបានប្រើសម្រាប់ថ្នាំកូត ឬសម្ភារៈស្តើងៗ ប៉ុន្តែក៏អាចត្រូវបានអនុវត្តទៅលើសម្ភារៈលោហៈ/ស្រទាប់មួយចំនួនផងដែរ។ វាប្រើកង់សំណឹកដែលសង្កត់លើផ្ទៃនៃគំរូដែលកំពុងបង្វិល។
បានវាស់វែង៖ ការបាត់បង់ម៉ាស់ ឬការប្រែប្រួលនៃអ័ព្ទ/កម្រាស់ (ថ្នាំកូតតែប៉ុណ្ណោះ)។
ង. ការធ្វើតេស្តសំណឹក (សំណឹកដីល្បាប់ / សំណឹកភាគល្អិតរឹង)
ប្រសិនបើសមាសធាតុដំណើរការក្នុងលំហូរសារធាតុរាវភាគល្អិត (ឧទាហរណ៍ ម៉ាស៊ីនបូមទឹកកខ្វក់) វិធីសាស្ត្រសំណឹកគឺពាក់ព័ន្ធជាងការកកិតនៃផ្ទៃពីរ។
គោលការណ៍៖ ភាគល្អិតប៉ះនឹងផ្ទៃនៅមុំ និងល្បឿនជាក់លាក់មួយ។
វាស់វែង៖ អត្រានៃការបាត់បង់ម៉ាស់/បរិមាណតាមពេលវេលា។
ច. ការធ្វើតេស្តការពាក់ Fritting
សម្រាប់លក្ខខណ្ឌរំញ័រតូចៗដែលមានទំហំមីក្រូ (ឧ. ការតភ្ជាប់ដែលមានប៊ូឡុង ទំនាក់ទំនងទ្រនាប់ជាក់លាក់)។ ការកកិតបង្កើតអុកស៊ីដ និងការពាក់ធម្មតា។
គុណសម្បត្តិ៖ ធ្វើត្រាប់តាមលក្ខខណ្ឌពិតនៅក្នុងសមាសធាតុដែលជួបប្រទះនឹងរំញ័រ។
៥. កំណត់លក្ខខណ្ឌសាកល្បងឱ្យសមស្របទៅនឹងកម្មវិធី
លទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្តធន់នឹងការពាក់នឹងមានអត្ថន័យ ប្រសិនបើលក្ខខណ្ឌនៃការធ្វើតេស្តគឺជិតនឹងលក្ខខណ្ឌការងារជាក់ស្តែង។ ចំណុចដែលត្រូវកំណត់៖
– បន្ទុក (N): បន្ទុកកាន់តែខ្ពស់ អត្រាពាក់ជាធម្មតាកើនឡើង ប៉ុន្តែវាអាស្រ័យលើយន្តការ។
– ល្បឿនកកិត និងចម្ងាយធ្វើដំណើរ៖ ប៉ះពាល់ដល់ការបង្កើតកំដៅ និងស្រទាប់ផ្ទេរ។
- បរិស្ថាន៖ ស្ងួត មានជាតិរំអិល សើម กัดกร่อน ឬសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
– សម្ភារៈប្រឆាំងនឹងការកកិត៖ ដែកថែប ធៀបនឹងសេរ៉ាមិច ធៀបនឹងសម្ភារៈស្រោប នឹងបង្កើតលំនាំសំណឹកផ្សេងៗគ្នា។
– សារធាតុរំអិល៖ ប្រភេទ ភាពស្អិត សារធាតុបន្ថែម និងវិធីសាស្ត្រផ្គត់ផ្គង់សារធាតុរំអិល (ដំណក់ទឹក អាងងូតទឹក ខ្លាញ់)។
ក្នុងករណីជាច្រើន សម្ភារៈពីរអាចមើលទៅហាក់ដូចជា "ល្អជាង" អាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌនៃការធ្វើតេស្ត។ ដូច្នេះ របាយការណ៍តេស្តគួរតែរួមបញ្ចូលប៉ារ៉ាម៉ែត្រពេញលេញ។
៦. របៀបគណនាអត្រាពាក់ (ឧទាហរណ៍គំនិត)
គ្រាន់តែ៖
១. វាស់ម៉ាស់ដំបូង (m₀) និងម៉ាស់ចុងក្រោយ (m₁)។
២. គណនាការបាត់បង់ម៉ាស់៖ Δm = m₀ − m₁។
3. ការបម្លែងទៅជាការបាត់បង់បរិមាណ: ΔV = Δm / ρ (ρ = ដង់ស៊ីតេ) ។
៤. ប្រសិនបើអ្នកចង់បានអត្រាពាក់ជាក់លាក់៖
k = ΔV / (F × s)
ជាមួយ F = បន្ទុកធម្មតា (N), s = ចម្ងាយកកិត (m)។
តម្លៃ k តូចជាងមានន័យថា ភាពធន់នឹងការពាក់កាន់តែប្រសើរ (សម្ភារៈបាត់បង់បរិមាណតិចក្នុងមួយបន្ទុក និងចម្ងាយ)។
៧. ការវិភាគដាននៃការពាក់៖ ច្រើនជាងគ្រាន់តែជាលេខ
តួលេខបាត់បង់ម៉ាស់គឺសំខាន់ ប៉ុន្តែការវិភាគផ្ទៃផ្តល់ព័ត៌មានអំពីយន្តការពាក់ដែលកើតឡើង។ បច្ចេកទេសដែលប្រើជាទូទៅរួមមាន៖
– មីក្រូទស្សន៍អុបទិក៖ ដើម្បីមើលលំនាំកោស រន្ធតូចៗ ឬការផ្ទេរសម្ភារៈ។
– SEM (មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន)៖ ការសង្កេតលម្អិតតាមមីក្រូទស្សន៍។
– EDS៖ វិភាគសមាសធាតុគីមីនៃតំបន់ដែលពាក់ (ឧ. អុកស៊ីដ សារធាតុបំពុល)។
– ប្រូហ្វីឡូម៉ែត្រ 2D/3D៖ វាស់ជម្រៅ និងបរិមាណនៃដាននៃការពាក់បានកាន់តែត្រឹមត្រូវ។
ជាមួយនឹងការវិភាគនេះ យើងអាចឆ្លើយសំណួរថា "ហេតុអ្វីបានជាសម្ភារៈនេះចាស់ទៅ" មិនមែនគ្រាន់តែ "វាចាស់ទៅប៉ុន្មានទេ"។
៨. ប្រភពនៃកំហុស និងវិធីកាត់បន្ថយកំហុសទាំងនោះ
ប្រភពកំហុសទូទៅមួយចំនួនរួមមាន៖
– គំរូមិនស្អាត (សារធាតុកខ្វក់ប៉ះពាល់ដល់ការកកិត)
- ភាពខុសគ្នានៃភាពរដុបដំបូង
– ការក្រិតតាមខ្នាតឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបន្ទុក ឬកកិតមិនត្រឹមត្រូវ
– ខ្សាច់/សារធាតុសំណឹកមិនស្របតាមស្តង់ដារ ឬមានមេរោគ
- សីតុណ្ហភាពកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង ដែលធ្វើឲ្យលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈផ្លាស់ប្តូរ។
ដំណោះស្រាយគឺត្រូវអនុវត្តតាមស្តង់ដារ អនុវត្តការក្រិតតាមទម្លាប់ ធ្វើការសាកល្បងម្តងទៀតច្រើនដង និងរាយការណ៍ពីគម្លាត (ឧទាហរណ៍ មធ្យមភាគ និងគម្លាតស្តង់ដារ)។
9. Kesimpulan
ការវាស់ស្ទង់ភាពធន់នឹងការពាក់របស់លោហៈតម្រូវឱ្យមានការរួមបញ្ចូលគ្នានៃវិធីសាស្ត្រសាកល្បងសមស្រប ការគ្រប់គ្រងប៉ារ៉ាម៉ែត្រយ៉ាងតឹងរ៉ឹង និងទិន្នន័យ និងការវិភាគផ្ទៃយ៉ាងហ្មត់ចត់។ វិធីសាស្ត្រដូចជា pin-on-disk គឺសមរម្យសម្រាប់ការកកិតរអិល ASTM G65 ល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់ការពាក់សំណឹកជាមួយខ្សាច់ ខណៈពេលដែលសំណឹក និង fretting ត្រូវបានបម្រុងទុកសម្រាប់លក្ខខណ្ឌពិសេស។ ដើម្បីឱ្យលទ្ធផលមានប្រយោជន៍ពិតប្រាកដសម្រាប់ការរចនា និងការជ្រើសរើសសម្ភារៈ លក្ខខណ្ឌសាកល្បងត្រូវតែត្រូវបានរៀបចំសម្រាប់កម្មវិធីក្នុងពិភពពិត ហើយលទ្ធផលត្រូវតែមើលមិនត្រឹមតែទាក់ទងនឹងការបាត់បង់ម៉ាស់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងទាក់ទងនឹងយន្តការពាក់ដែលកើតឡើងនៅលើផ្ទៃផងដែរ។
ប្រសិនបើអ្នកប្រាប់ខ្ញុំពីប្រភេទលោហៈ (ឧ. ដែកថែបកាបូន ដែកអ៊ីណុក អាលុយមីញ៉ូម ឬលោហៈស្រោប) និងការប្រើប្រាស់ (ប៊ែររីង ហ្គែរ ចង្អូរអណ្តូងរ៉ែ ម៉ាស៊ីនបូមទឹកកខ្វក់) ខ្ញុំអាចណែនាំវិធីសាស្ត្រសាកល្បង និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសាកល្បងដែលពាក់ព័ន្ធបំផុត។
