ชุบแข็งเหล็กและเคลือบผิว

การชุบแข็งเหล็ก (Steel Hardening) 

กระบวนการชุบแข็งเหล็ก

1. การให้ความร้อน
   
   • ชิ้นงานเหล็กจะถูกนำไปเผาในเตาอบที่อุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตของเหล็กชนิดนั้นๆ เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างภายในของเหล็กให้กลายเป็นออสเทนไนท์ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เหมาะสมสำหรับการชุบแข็ง
   • การให้ความร้อนต้องทำอย่างช้าๆ และสม่ำเสมอ เพื่อป้องกันความเค้นจากความร้อนที่อาจทำให้ชิ้นงานบิดเบี้ยวหรือเสียหายได้
2. การทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว (Quenching)
   
   • หลังจากให้ความร้อนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมแล้ว ชิ้นงานจะถูกนำไปทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วโดยการจุ่มลงในตัวกลางชุบแข็ง เช่น น้ำ น้ำมัน หรือสารโพลิเมอร์
   • การเย็นตัวอย่างรวดเร็วจะเปลี่ยนโครงสร้างออสเทนไนท์ให้กลายเป็นมาร์เทนไซท์ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่แข็งและเปราะ
3. การอบคืนตัว (Tempering)
   
   • เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่สำคัญมากเพื่อลดความเปราะที่เกิดขึ้นจากการชุบแข็ง
   • ชิ้นงานจะถูกนำไปให้ความร้อนอีกครั้งที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต (ประมาณ 180–650°C) และแช่ทิ้งไว้ระยะหนึ่ง จากนั้นปล่อยให้เย็นตัวอย่างช้าๆ
   • ขั้นตอนนี้จะช่วยคลายความเค้นภายใน และปรับปรุงความเหนียวของเหล็กให้ดีขึ้น โดยยังคงความแข็งแรงไว้ในระดับที่เหมาะสม 

ตัวกลางที่ใช้ในการชุบแข็ง (Quenching Media)

การเลือกวิธีชุบแข็ง

• ประเภทของเหล็ก: ปริมาณคาร์บอนและส่วนผสมอื่นๆ ในเหล็กมีผลต่อการเลือกอุณหภูมิและวิธีการชุบแข็ง
• ขนาดและรูปร่างของชิ้นงาน: ชิ้นงานขนาดใหญ่หรือมีรูปทรงซับซ้อนมักใช้ตัวกลางที่เย็นตัวช้ากว่า เพื่อลดความเสี่ยงจากการบิดเบี้ยว
• คุณสมบัติที่ต้องการ: การใช้งานที่ต้องการความแข็งสูงมากอาจเลือกใช้การชุบน้ำ ตามด้วยการอบคืนตัวอย่างระมัดระวัง ในขณะที่การใช้งานที่ต้องการความยืดหยุ่นสูง อาจเลือกใช้การชุบน้ำมัน