การรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยน

พื้นผิวครอบคลุมทุกอย่าง พื้นผิวของวัสดุที่น่าดึงดูดและใช้งานได้มีความสำคัญสูงสุด ดังนั้น SURFACE TREATMENT and SURFACE MODIFICATION_cc781905-5cdeb-31 ของเราทุกวัน การปรับสภาพพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนนำไปสู่คุณสมบัติพื้นผิวที่เพิ่มขึ้น และสามารถทำได้ทั้งในขั้นตอนการตกแต่งขั้นสุดท้ายหรือก่อนการเคลือบหรือการเชื่อม กระบวนการของการรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยน (เรียกอีกอย่างว่า SURFACE ENGINEERING) ปรับแต่งพื้นผิวของวัสดุและผลิตภัณฑ์เพื่อ:

 

 

 

- ควบคุมแรงเสียดทานและการสึกหรอ

 

- ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน

 

- เพิ่มการยึดเกาะของสารเคลือบที่ตามมาหรือส่วนที่ต่อเชื่อม

 

- เปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพ การนำไฟฟ้า ความต้านทาน พลังงานพื้นผิว และการสะท้อน

 

- เปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีของพื้นผิวโดยการแนะนำหมู่ฟังก์ชัน

 

- เปลี่ยนขนาด

 

- เปลี่ยนรูปลักษณ์ เช่น สี ความหยาบ...ฯลฯ

 

- ทำความสะอาดและ/หรือฆ่าเชื้อพื้นผิว

 

 

 

การใช้การรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยน ฟังก์ชันและอายุการใช้งานของวัสดุสามารถปรับปรุงได้ วิธีการปรับสภาพและปรับแต่งพื้นผิวทั่วไปของเราสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:

 

 

 

การรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนที่ครอบคลุมพื้นผิว:

 

สารเคลือบอินทรีย์: สารเคลือบอินทรีย์ใช้สี ซีเมนต์ ลามิเนต ผงผสมและสารหล่อลื่นบนพื้นผิวของวัสดุ

 

การเคลือบสารอนินทรีย์: สารเคลือบอนินทรีย์ที่เป็นที่นิยมของเรา ได้แก่ การชุบด้วยไฟฟ้า การชุบแบบออโต้คาตาไลติก (การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้า) การเคลือบด้วยการแปลงสภาพ การพ่นด้วยความร้อน การจุ่มร้อน การชุบแข็ง การหลอมรวมของเตาหลอม การเคลือบฟิล์มบาง เช่น SiO2, SiN บนโลหะ, แก้ว, เซรามิก,….เป็นต้น การรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนที่เกี่ยวข้องกับการเคลือบได้อธิบายโดยละเอียดภายใต้เมนูย่อยที่เกี่ยวข้องclick here Functional Coatings / Decorative Coatings / Thin Film / Thick Film

 

 

 

การรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนที่เปลี่ยนแปลงพื้นผิว: ในหน้านี้เราจะเน้นที่สิ่งเหล่านี้ ไม่ใช่ว่าเทคนิคการปรับสภาพพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนทั้งหมดที่เราอธิบายไว้ด้านล่างนี้จะอยู่ในระดับไมโครหรือระดับนาโน แต่อย่างไรก็ตาม เราจะพูดถึงเรื่องนี้โดยสังเขปโดยสังเขป เนื่องจากวัตถุประสงค์และวิธีการพื้นฐานมีความคล้ายคลึงกันในระดับที่มีนัยสำคัญกับระดับการผลิตระดับไมโคร

 

 

 

การชุบแข็ง: เลือกชุบผิวแข็งด้วยเลเซอร์ เปลวไฟ การเหนี่ยวนำ และลำแสงอิเล็กตรอน

 

 

 

การบำบัดด้วยพลังงานสูง: การบำบัดด้วยพลังงานสูงบางอย่างของเรารวมถึงการฝังไอออน การเคลือบด้วยเลเซอร์และการหลอมรวม และการบำบัดด้วยลำแสงอิเล็กตรอน

 

 

 

การบำบัดด้วยการแพร่แบบบาง: กระบวนการแพร่แบบบาง ได้แก่ เฟอร์ริติก-ไนโตรคาร์บูไรซิ่ง โบรอนไนซ์ กระบวนการปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงอื่นๆ เช่น TiC, VC

 

 

 

การบำบัดด้วยการแพร่แบบเข้มข้น: กระบวนการแพร่หนักของเรารวมถึงการคาร์บูไรซิ่ง ไนไตรดิ้ง และคาร์โบไนไตรดิ้ง

 

 

 

การรักษาพื้นผิวพิเศษ: การรักษาพิเศษ เช่น การรักษาด้วยความเย็น แม่เหล็ก และโซนิค ส่งผลกระทบต่อทั้งพื้นผิวและวัสดุจำนวนมาก

 

 

 

กระบวนการชุบแข็งแบบคัดเลือกสามารถทำได้โดยเปลวไฟ การเหนี่ยวนำ ลำแสงอิเล็กตรอน ลำแสงเลเซอร์ พื้นผิวขนาดใหญ่ชุบแข็งอย่างลึกโดยใช้การชุบแข็งด้วยเปลวไฟ ในทางกลับกัน การชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำใช้สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก การชุบแข็งด้วยลำแสงเลเซอร์และอิเล็กตรอนในบางครั้งไม่แตกต่างจากการเคลือบแข็งหรือการบำบัดด้วยพลังงานสูง กระบวนการปรับสภาพพื้นผิวและดัดแปลงเหล่านี้ใช้ได้กับเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนและโลหะผสมเพียงพอต่อการชุบแข็งจากการชุบแข็งเท่านั้น เหล็กหล่อ เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าเครื่องมือ และเหล็กกล้าอัลลอยด์เหมาะสำหรับวิธีการชุบและปรับแต่งพื้นผิวนี้ ขนาดของชิ้นส่วนจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญจากการชุบผิวแข็งเหล่านี้ ความลึกของการชุบแข็งอาจแตกต่างกันตั้งแต่ 250 ไมครอนจนถึงความลึกของส่วนทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ในกรณีของส่วนทั้งหมด ส่วนจะต้องบางน้อยกว่า 25 มม. (1 นิ้ว) หรือเล็ก เนื่องจากกระบวนการชุบแข็งต้องการการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของวัสดุ บางครั้งภายในไม่กี่วินาที ชิ้นงานขนาดใหญ่ทำได้ยาก ดังนั้นในชิ้นงานขนาดใหญ่ จึงสามารถชุบแข็งได้เฉพาะพื้นผิวเท่านั้น เนื่องจากเป็นกระบวนการชุบแข็งและปรับแต่งพื้นผิวที่ได้รับความนิยม เราได้ทำให้สปริง ใบมีด และใบมีดผ่าตัดแข็งตัวท่ามกลางผลิตภัณฑ์อื่นๆ มากมาย

 

 

 

กระบวนการที่ใช้พลังงานสูงเป็นวิธีการชุบผิวและการดัดแปลงที่ค่อนข้างใหม่ คุณสมบัติของพื้นผิวเปลี่ยนแปลงโดยไม่เปลี่ยนขนาด กระบวนการบำบัดพื้นผิวพลังงานสูงที่เป็นที่นิยมของเรา ได้แก่ การบำบัดด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การฝังไอออน และการบำบัดด้วยลำแสงเลเซอร์

 

 

 

การรักษาลำแสงอิเล็กตรอน: การรักษาพื้นผิวของลำแสงอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นผิวโดยการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว ตามลำดับ 10Exp6 Centigrade/วินาที (10exp6 Fahrenheit/วินาที) ในบริเวณที่ตื้นมากประมาณ 100 ไมครอนใกล้กับพื้นผิวของวัสดุ การบำบัดด้วยลำแสงอิเล็กตรอนยังสามารถใช้ในการชุบแข็งเพื่อผลิตโลหะผสมที่พื้นผิว

 

 

 

การปลูกถ่ายไอออน: วิธีการปรับสภาพพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนนี้ใช้ลำแสงอิเล็กตรอนหรือพลาสมาในการแปลงอะตอมของก๊าซให้เป็นไอออนด้วยพลังงานที่เพียงพอ และฝัง/ใส่ไอออนลงในโครงข่ายอะตอมของสารตั้งต้น เร่งด้วยขดลวดแม่เหล็กในห้องสุญญากาศ สูญญากาศทำให้ไอออนเคลื่อนที่อย่างอิสระในห้องเพาะเลี้ยงได้ง่ายขึ้น ความไม่ตรงกันระหว่างไอออนที่ฝังกับพื้นผิวของโลหะทำให้เกิดข้อบกพร่องของอะตอมที่ทำให้พื้นผิวแข็งขึ้น

 

 

 

การรักษาด้วยลำแสงเลเซอร์: เช่นเดียวกับการรักษาและปรับเปลี่ยนพื้นผิวของลำแสงอิเล็กตรอน การรักษาด้วยลำแสงเลเซอร์จะเปลี่ยนคุณสมบัติของพื้นผิวโดยการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วและเย็นลงอย่างรวดเร็วในบริเวณที่ตื้นมากใกล้กับพื้นผิว วิธีการปรับสภาพและดัดแปลงพื้นผิวนี้ยังสามารถใช้ในการชุบแข็งเพื่อผลิตโลหะผสมของพื้นผิว

 

 

 

ความรู้ความชำนาญในขนาดยารากฟันเทียมและพารามิเตอร์การรักษาทำให้เราสามารถใช้เทคนิคการรักษาพื้นผิวที่มีพลังงานสูงเหล่านี้ในโรงงานแปรรูปของเรา

 

 

 

การรักษาพื้นผิวแบบกระจายบาง:

​

เฟอร์ไรท์ไนโตรคาร์บูไรซิ่งเป็นกระบวนการชุบแข็งเคสที่กระจายไนโตรเจนและคาร์บอนไปเป็นโลหะเหล็กที่อุณหภูมิต่ำกว่าวิกฤต อุณหภูมิในการประมวลผลมักจะอยู่ที่ 565 องศาเซลเซียส (1049 ฟาเรนไฮต์) ที่อุณหภูมินี้ เหล็กกล้าและโลหะผสมเหล็กอื่นๆ ยังคงอยู่ในเฟสเฟอริติก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการชุบแข็งแบบอื่นๆ ที่เกิดขึ้นในเฟสออสเทนนิติก กระบวนการนี้ใช้เพื่อปรับปรุง:

 

•ต้านทานการขูดขีด

 

•คุณสมบัติเมื่อยล้า

 

•ความต้านทานการกัดกร่อน

 

ความผิดเพี้ยนของรูปร่างเกิดขึ้นน้อยมากในระหว่างกระบวนการชุบแข็ง เนื่องจากอุณหภูมิในการประมวลผลต่ำ

 

 

 

โบรอนคือกระบวนการที่โบรอนถูกนำเข้าสู่โลหะหรือโลหะผสม เป็นกระบวนการชุบแข็งและดัดแปลงพื้นผิวโดยที่อะตอมของโบรอนจะกระจายสู่พื้นผิวของส่วนประกอบโลหะ เป็นผลให้พื้นผิวประกอบด้วยโลหะบอไรด์เช่นเหล็กบอไรด์และนิกเกิลบอไรด์ ในสภาพบริสุทธิ์ บอไรด์เหล่านี้มีความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูงมาก ชิ้นส่วนโลหะโบโรไนซ์มีความทนทานต่อการสึกหรอสูง และมักจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าส่วนประกอบที่ผ่านการบำบัดด้วยความร้อนทั่วไปถึง 5 เท่า เช่น การชุบแข็ง คาร์บูไรซิ่ง ไนไตรดิ้ง ไนโตรคาร์บูไรซิ่ง หรือการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำ

 

​

 

การปรับสภาพพื้นผิวแบบกระจายหนักและการปรับเปลี่ยน: หากปริมาณคาร์บอนต่ำ (เช่น น้อยกว่า 0.25%) เราก็สามารถเพิ่มปริมาณคาร์บอนของพื้นผิวเพื่อการชุบแข็งได้ ชิ้นงานสามารถผ่านการอบชุบด้วยความร้อนโดยการชุบในของเหลวหรือทำให้เย็นในอากาศนิ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการ วิธีนี้จะยอมให้มีการชุบแข็งเฉพาะที่พื้นผิว แต่ไม่สามารถทำได้ในแกนกลาง บางครั้งสิ่งนี้เป็นที่ต้องการอย่างมากเพราะอนุญาตให้มีพื้นผิวแข็งที่มีคุณสมบัติการสึกหรอที่ดีเช่นเดียวกับในเกียร์ แต่มีแกนในที่แข็งแกร่งซึ่งจะทำงานได้ดีภายใต้แรงกระแทก

 

 

 

หนึ่งในเทคนิคการชุบและปรับแต่งพื้นผิว คือ Carburizing เราเพิ่มคาร์บอนให้กับพื้นผิว เรานำชิ้นส่วนไปสัมผัสกับบรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง และยอมให้มีการแพร่เพื่อถ่ายโอนอะตอมของคาร์บอนไปยังเหล็ก การแพร่กระจายจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อเหล็กมีปริมาณคาร์บอนต่ำ เนื่องจากการแพร่กระจายทำงานบนความแตกต่างของหลักการความเข้มข้น

 

 

 

Pack Carburizing: ชิ้นส่วนต่างๆ บรรจุในวัสดุที่มีคาร์บอนสูง เช่น ผงคาร์บอน และให้ความร้อนในเตาเผาเป็นเวลา 12 ถึง 72 ชั่วโมงที่ 900 องศาเซลเซียส (1652 องศาฟาเรนไฮต์) ที่อุณหภูมิเหล่านี้ผลิตก๊าซ CO ซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์อย่างแรง ปฏิกิริยารีดักชันเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเหล็กที่ปล่อยคาร์บอน คาร์บอนจะกระจายสู่พื้นผิวด้วยอุณหภูมิสูง คาร์บอนบนพื้นผิวคือ 0.7% ถึง 1.2% ขึ้นอยู่กับสภาวะของกระบวนการ ความแข็งที่ได้คือ 60 - 65 RC ความลึกของตัวเรือนคาร์บูไรซ์มีตั้งแต่ 0.1 มม. ถึง 1.5 มม. การบรรจุคาร์บูไรซิ่งต้องควบคุมความสม่ำเสมอของอุณหภูมิและความสม่ำเสมอในการทำความร้อนได้ดี

 

 

 

การทำคาร์บูไรซิ่งด้วยแก๊ส: ในกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวรูปแบบนี้ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) จะถูกส่งไปยังเตาเผาที่ให้ความร้อน และปฏิกิริยาการลดลงของการสะสมของคาร์บอนจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของชิ้นส่วน กระบวนการนี้เอาชนะปัญหาส่วนใหญ่ของการบรรจุคาร์บูไรซ์ ข้อกังวลประการหนึ่งคือการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างปลอดภัย

 

 

 

คาร์บูไรซิ่งเหลว: ชิ้นส่วนเหล็กแช่อยู่ในอ่างที่อุดมด้วยคาร์บอนหลอมเหลว

 

 

 

ไนไตรดิ้งเป็นกระบวนการบำบัดและดัดแปลงพื้นผิวที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของไนโตรเจนสู่พื้นผิวของเหล็ก ไนโตรเจนสร้างไนไตรด์ด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น อะลูมิเนียม โครเมียม และโมลิบดีนัม ชิ้นส่วนผ่านการอบชุบด้วยความร้อนและอบร้อนก่อนทำไนไตรดิ้ง จากนั้นทำความสะอาดชิ้นส่วนและให้ความร้อนในเตาเผาในบรรยากาศของแอมโมเนียที่แยกตัว (ประกอบด้วย N และ H) เป็นเวลา 10 ถึง 40 ชั่วโมงที่ 500-625 องศาเซลเซียส (932 - 1157 ฟาเรนไฮต์) ไนโตรเจนจะกระจายเข้าสู่เหล็กและเกิดเป็นโลหะผสมไนไตรด์ เจาะได้ลึกถึง 0.65 มม. เคสแข็งมากและมีความผิดเพี้ยนต่ำ เนื่องจากตัวเรือนมีความบาง จึงไม่แนะนำให้ทำการเจียรผิว ดังนั้นการชุบผิวด้วยไนไตรด์จึงอาจไม่ใช่ตัวเลือกสำหรับพื้นผิวที่ต้องการการตกแต่งที่เรียบมาก

 

 

 

กระบวนการปรับแต่งและปรับแต่งผิวคาร์บอนไนไตรดิ้งเหมาะสมที่สุดสำหรับเหล็กกล้าโลหะผสมคาร์บอนต่ำ ในกระบวนการคาร์โบไนไตรดิ้ง คาร์บอนและไนโตรเจนจะกระจายสู่พื้นผิว ชิ้นส่วนถูกทำให้ร้อนในบรรยากาศของไฮโดรคาร์บอน (เช่น มีเทนหรือโพรเพน) ผสมกับแอมโมเนีย (NH3) พูดง่ายๆ ก็คือ กระบวนการนี้เป็นการผสมผสานระหว่างคาร์บูไรซิ่งและไนไตรดิ้ง การบำบัดพื้นผิวด้วยคาร์บอนไนไตรดิ้งดำเนินการที่อุณหภูมิ 760 - 870 องศาเซลเซียส (1400 - 1598 ฟาเรนไฮต์) จากนั้นจะดับลงในบรรยากาศของก๊าซธรรมชาติ (ปราศจากออกซิเจน) กระบวนการคาร์โบไนไตรดิ้งไม่เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงเนื่องจากการบิดเบี้ยวที่เกิดขึ้นเอง ความแข็งที่ได้จะคล้ายกับคาร์บูไรซิ่ง (60 - 65 RC) แต่ไม่สูงเท่ากับไนไตรดิ้ง (70 RC) ความลึกของตัวเรือนอยู่ระหว่าง 0.1 ถึง 0.75 มม. เคสนี้อุดมไปด้วยไนไตรด์และมาร์เทนไซต์ จำเป็นต้องมีการแบ่งเบาบรรเทาภายหลังเพื่อลดความเปราะบาง

 

 

 

กระบวนการปรับแต่งและปรับแต่งพื้นผิวแบบพิเศษอยู่ในขั้นเริ่มต้นของการพัฒนาและประสิทธิภาพยังไม่ได้รับการพิสูจน์ พวกเขาคือ:

 

 

 

การบำบัดด้วยความเย็น: ใช้โดยทั่วไปกับเหล็กชุบแข็ง ค่อยๆ ทำให้พื้นผิวเย็นลงอย่างช้าๆ ประมาณ -166 องศาเซลเซียส (-300 ฟาเรนไฮต์) เพื่อเพิ่มความหนาแน่นของวัสดุ และเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและความเสถียรของมิติ

 

 

 

การรักษาการสั่นสะเทือน: สิ่งเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดความเครียดจากความร้อนที่สร้างขึ้นในการอบชุบด้วยความร้อนผ่านการสั่นสะเทือนและเพิ่มอายุการใช้งาน

 

 

 

การบำบัดด้วยแม่เหล็ก: สิ่งเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปลี่ยนแปลงการเรียงตัวของอะตอมในวัสดุผ่านสนามแม่เหล็กและหวังว่าจะปรับปรุงอายุการสึกหรอ

 

 

 

ประสิทธิภาพของการรักษาพื้นผิวและเทคนิคการดัดแปลงพิเศษเหล่านี้ยังคงได้รับการพิสูจน์ นอกจากนี้ เทคนิคทั้งสามข้างต้นยังส่งผลต่อวัสดุเทกองนอกเหนือจากพื้นผิว