เมื่อลูกค้าติดต่อบริษัทของเราเกี่ยวกับเหล็กกล้าเครื่องมือ หนึ่งในคำถามที่พบบ่อยที่สุดที่ฉันได้ยินคือ "ฉันจะแน่ใจได้อย่างไรว่าเหล็กนี้ใช้งานได้จริง" ในฐานะคนที่ทำงานด้านการจัดหาเหล็กกล้าเครื่องมือมานานกว่าทศวรรษ ฉันรู้ว่าคุณภาพไม่ใช่แค่คำศัพท์เท่านั้น แต่ยังเป็นสิ่งที่แยกเครื่องมือที่มีอายุ 1,000 ชั่วโมงออกจากเครื่องมือที่มีอายุ 10,000 ชั่วโมง ไม่ว่าคุณจะเป็นช่างเครื่องที่ขึ้นรูปชิ้นส่วนตามสั่ง ช่างทำแม่พิมพ์ที่ผลิตชิ้นส่วนพลาสติก หรือช่างทำแม่พิมพ์ปั๊มโลหะ คุณภาพของเหล็กกล้าเครื่องมือจะส่งผลโดยตรงต่อผลกำไรของคุณ กล่าวคือ เวลาหยุดทำงานน้อยลง เปลี่ยนอะไหล่น้อยลง และทำงานได้อย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมฉันถึงอยากยกเลิกการทดสอบคุณภาพเหล็กกล้าเครื่องมือของเราออกไป เพื่อให้คุณมั่นใจในชิ้นงานทุกชิ้นที่คุณซื้อ
เริ่มจากพื้นฐานกันก่อน: เหล็กกล้าเครื่องมือไม่ใช่วัสดุขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคน การทดสอบที่เราใช้จะแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับเกรด ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้างานร้อน เป็นต้นเหล็กกล้าเครื่องมือ SKD61มีข้อกำหนดที่แตกต่างจากเหล็กกล้าความเร็วสูงที่ใช้สำหรับเครื่องมือตัด แต่มีการทดสอบแกนกลางแบบสากลที่เหล็กกล้าเครื่องมือทุกชิ้นควรผ่าน และการตรวจสอบเฉพาะเกรดบางเกรดที่สำคัญที่สุด
ก่อนอื่น เรามาพูดถึงองค์ประกอบทางเคมีกันก่อน นี่คือรากฐานของคุณภาพเหล็กกล้าเครื่องมือ ทุกเกรดมีองค์ประกอบผสมกันอย่างแม่นยำ: คาร์บอนสำหรับความแข็ง, โครเมียมสำหรับความต้านทานการสึกหรอ, วานาเดียมสำหรับความแข็งแกร่ง, โมลิบดีนัมสำหรับความเหนียว ถ้ายอดขาด เหล็กจะพังก่อนที่ควร ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าความเร็วสูง M35 อาศัยเปอร์เซ็นต์โคบอลต์ที่เฉพาะเจาะจงเพื่อรักษาความแข็งที่อุณหภูมิการตัดสูง พลาดไป และดอกเอ็นมิลล์ของคุณจะทำให้งานกลางงานอ่อนลง เราจะทดสอบสิ่งนี้ได้อย่างไร? เราใช้สเปคโตรเมทรีการแผ่รังสีด้วยแสง (OES) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ทำให้ตัวอย่างเหล็กขนาดเล็กกลายเป็นไอ และวิเคราะห์แสงที่ปล่อยออกมาเพื่อระบุทุกองค์ประกอบที่มีอยู่ ฉันเคยเห็นแท่ง M35 แบบน็อคออฟมากเกินไปที่ใช้โคบอลต์มากเกินไป ส่งผลให้เครื่องมือทื่อเร็วกว่าที่ควรเป็นสองเท่า OES ทราบเรื่องนี้ก่อนที่เหล็กจะออกจากคลังสินค้าของเรา สำหรับเกรดความเร็วสูงเช่นเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูง M35และT1 เหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงเราทำการทดสอบ OES ในทุกชุดเพื่อให้แน่ใจว่าปริมาณโคบอลต์ถึงระดับ 5% สำหรับ M35 และช่วงคาร์บอนที่เหมาะสมสำหรับความเสถียรที่อุณหภูมิสูงของ T1
ต่อไปเราจะทดสอบความแข็ง ความแข็งเป็นเรื่องใหญ่ แต่ไม่ใช่แค่ตัวเลขตัวเดียวเท่านั้น ซึ่งคุณจะวัดค่าความแข็งได้ สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือ เราใช้เครื่องชั่งหลักสองขนาด: Rockwell C (HRC) สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ และ Vickers (HV) สำหรับการตรวจสอบที่ละเอียดยิ่งขึ้น สิ่งสำคัญที่นี่คือความสม่ำเสมอ เหล็กกล้าเครื่องมือที่ดีไม่ควรมีจุดที่อ่อนเกินไป (มีแนวโน้มที่จะเสียรูป) หรือแข็งเกินไป (มีแนวโน้มที่จะบิ่น) เช่น เมื่อเราจัดหาแผ่นเหล็กเครื่องมือ A2สำหรับการผลิตแม่พิมพ์ เราทดสอบหลายจุดบนแผ่น ด้านล่าง ขอบ และตรงกลาง เพื่อให้แน่ใจว่าความแข็งอยู่ภายใน 58-62 HRC ซึ่งเป็นจุดที่น่าสนใจสำหรับความต้านทานการสึกหรอของ A2 นอกจากนี้ เรายังทดสอบแกนของส่วนที่หนาด้วย เนื่องจากความแข็งของพื้นผิวอาจทำให้เข้าใจผิดได้ ซัพพลายเออร์จำนวนมากมีเพียงการทดสอบพื้นผิวเท่านั้น ซึ่งซ่อนปัญหาเช่นการรักษาความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ สำหรับการใช้งานที่สำคัญ เราจะตัดหน้าตัดเล็กๆ และทดสอบความแข็งผ่านความหนา เพื่อให้ลูกค้าของเรารู้ว่าทุกส่วนของเครื่องมือจะทนทานได้
ความเหนียวเป็นอีกด้านหนึ่งของความแข็ง - เปราะเกินไป และเหล็กจะแตกร้าวภายใต้แรงกดดัน อ่อนเกินไปก็จะงอ นี่คือที่มาของการทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี เราตัดเฉือนตัวอย่างเหล็กที่มีรอยบากเล็กๆ ทุบด้วยลูกตุ้มหนัก และวัดปริมาณพลังงานที่เหล็กดูดซับก่อนที่จะแตกหัก สำหรับเครื่องมือที่จะเห็นแม่พิมพ์งานเย็นที่คล้ายกับการรับแรงกระแทกในการปั๊มโลหะหนา เราต้องการความเหนียวในการกระแทกขั้นต่ำ ปีที่แล้ว ลูกค้าแจ้งเราว่าแม่พิมพ์ A2 ก่อนหน้านี้เกิดการแตกร้าวหลังจากการปั๊มเพียง 10,000 รอบ เมื่อเราทดสอบเหล็กเก่าของพวกเขา ค่า Charpy คือ 15 J ในขณะที่แท่งเหล็กเครื่องมือ A2 ของเรามีค่าขั้นต่ำ 28 J ความแตกต่างเล็กน้อยนั้นเพิ่มรอบอีก 40,000 รอบก่อนการแตกร้าวครั้งแรก สำหรับเหล็กกล้างานร้อน เช่น SKD61 ความเหนียวเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากต้องผ่านความร้อนและความเย็น-ความร้อนซ้ำๆ กัน เราทำการทดสอบแบบหมุนเวียนด้วยความร้อนโดยใช้ตัวอย่างการให้ความร้อนและความเย็นหลายร้อยครั้ง เพื่อให้แน่ใจว่า SKD61 จะไม่แตกร้าวจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเหล่านั้น
ความต้านทานต่อการสึกหรอเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้ และสามารถทดสอบได้ด้วยการทดสอบการสึกหรอแบบเสียดสี เราถูวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่ได้มาตรฐานกับตัวอย่างเหล็กภายใต้ภาระคงที่ วัดปริมาณการสึกหรอของวัสดุในช่วงเวลาที่กำหนด และเปรียบเทียบกับข้อกำหนดเฉพาะของเกรด สำหรับเหล็กกล้าความเร็วสูง เช่น T1 ซึ่งใช้สำหรับเครื่องมือตัด ความต้านทานการสึกหรอถือเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาคมตัดให้คม เมื่อเร็วๆ นี้ เราได้ทดสอบชุด T1 จากคู่แข่งที่มีการสึกหรอมากกว่า T1 ของเราถึง 30% เนื่องจากมีปริมาณวาเนเดียมลดลงเพื่อลดต้นทุน นั่นหมายความว่าดอกเอ็นมิลล์ของลูกค้าของเราใช้งานได้นานขึ้น 30% ซึ่งช่วยลดต้นทุนเครื่องมือได้โดยตรง การทดสอบนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับลูกค้าที่เลือกระหว่างเกรดที่คล้ายกัน เช่น SKD61 ของเรา มีความต้านทานการสึกหรอที่อุณหภูมิสูงได้ดีกว่าเหล็กกล้างานร้อนของคู่แข่งหลายราย ซึ่งเรายืนยันทุกชุด
แล้วก็มีโครงสร้างจุลภาค ซึ่งเหมือนกับดีเอ็นเอของเหล็ก ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เราจะดูขนาดเกรน คาร์ไบด์ (อนุภาคแข็งที่เพิ่มความต้านทานการสึกหรอ) และข้อบกพร่องใดๆ เช่น การรวมตัว (วัสดุที่ไม่ใช่เหล็กเล็กน้อย) หรือการแยกส่วน (การกระจายตัวขององค์ประกอบไม่สม่ำเสมอ) การรวมเข้าด้วยกันถือเป็นธงสีแดงขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นจุดอ่อนที่จุดเริ่มต้นของรอยแตก เราใช้การถ่ายภาพโลหะเพื่อขัดและกัดตัวอย่าง จากนั้นตรวจสอบโดยใช้กำลังขยาย สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือ เรามุ่งเป้าไปที่เม็ดเกรนที่ละเอียดและสม่ำเสมอและคาร์ไบด์ที่มีขนาดเล็กและกระจายตัวสม่ำเสมอ หากเมล็ดมีขนาดใหญ่เกินไป เหล็กก็จะมีความเหนียวน้อยลง หากคาร์ไบด์จับกันเป็นก้อน ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดการบิ่นมากขึ้น ไตรมาสที่แล้ว เราปฏิเสธเหล็ก A2 กลุ่มหนึ่งที่มีคาร์ไบด์ขนาดใหญ่เกินไป แม้ว่าองค์ประกอบทางเคมีและความแข็งของเหล็กที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว - โครงสร้างจุลภาคบอกเราว่ามันจะล้มเหลวในการใช้งานในระยะยาว นั่นเป็นสาเหตุที่การทดสอบนี้มีความสำคัญมาก มันตรวจพบปัญหาที่การทดสอบอื่นอาจพลาด
ตอนนี้ เรามาพูดถึงว่าการทดสอบเหล่านี้ส่งผลต่องานของคุณอย่างไร หากคุณสั่งซื้อจากซัพพลายเออร์ สิ่งที่คุณควรขอมีดังนี้: รายงานการทดสอบโรงงาน (MTR) สำหรับทุกชุด ซึ่งควรรวมผลการทดสอบทั้งหมดที่เราพูดคุยกัน เช่น องค์ประกอบทางเคมี ความแข็ง ความเหนียว โครงสร้างจุลภาค ซัพพลายเออร์ที่มีชื่อเสียงจะให้ข้อมูลนี้โดยไม่ลังเลใจ หากคุณกำลังทดสอบเหล็กที่ปลายของคุณ ให้เริ่มด้วยความแข็ง: เครื่องทดสอบ Rockwell แบบพกพามีราคาไม่แพงและใช้งานง่าย คุณจึงสามารถตรวจสอบชิ้นงานทุกชิ้นได้ หากต้องการการทดสอบเชิงลึกเพิ่มเติม หากคุณกำลังเผชิญกับการปฏิบัติงานในปริมาณมาก ให้พิจารณาส่งตัวอย่างไปยังห้องปฏิบัติการของบุคคลที่สามเพื่อทำการทดสอบการกระแทกหรือการสึกหรอเพื่อยืนยันความสอดคล้อง
บริษัทของเราสร้างชื่อเสียงในด้านความโปร่งใส ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงจัดทำการทดสอบเหล่านี้ให้กับลูกค้าทุกคน เมื่อคุณสั่งซื้อเหล็กกล้าเครื่องมือ SKD61จากเรา MTR ของคุณจะแสดงผลลัพธ์ OES ที่ยืนยันปริมาณโครเมียมและโมลิบดีนัม ความแข็งทั่วทั้งหน้าตัด และค่าชาร์ปีที่ตรงตามมาตรฐานที่เข้มงวดของเรา สำหรับเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูง M35เราบันทึกปริมาณโคบอลต์เพื่อให้แน่ใจว่าดอกเอ็นมิลล์ของคุณยังคงความคมที่ความเร็วตัดสูง เราไม่ตัดมุมในการทดสอบเพราะเรารู้ว่าความสำเร็จของคุณขึ้นอยู่กับเหล็กของเรา
หากคุณเบื่อกับเหล็กกล้าเครื่องมือที่ไม่ตรงตามข้อกำหนด หรือหากคุณไม่แน่ใจว่าเกรดใดที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ เราพร้อมให้ความช่วยเหลือ เราจะแนะนำผลการทดสอบสำหรับเกรดใดๆ ให้คุณทราบ อธิบายว่าการทดสอบแต่ละครั้งส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องมือของคุณอย่างไร และทำงานร่วมกับคุณในการจัดหาเหล็กที่เหมาะกับความต้องการของคุณ อย่าตัดสินคุณภาพที่ไม่ทราบ ติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษา แล้วลองค้นหาเหล็กกล้าเครื่องมือที่จะทำให้การดำเนินงานของคุณราบรื่นขึ้น ใช้งานได้นานขึ้น และช่วยคุณประหยัดเงิน
อ้างอิง
- ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล (2020). วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการกำหนดองค์ประกอบทางเคมีของคาร์บอนและเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำโดย Spark Optical Emission Spectrometry มาตรฐาน ASTM E1019-18
- ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล (2021). วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับความแข็งร็อกเวลล์ของวัสดุโลหะ มาตรฐาน ASTM E18-21
- ASTM อินเตอร์เนชั่นแนล (2019) วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการทดสอบแรงกระแทกของแท่งมีรอยบากของวัสดุโลหะ มาตรฐาน ASTM E23-18
- เอเอสเอ็ม อินเตอร์เนชั่นแนล (2018) โลหะวิทยาและโครงสร้างจุลภาคของเหล็กและเหล็กหล่อ คู่มือ ASM เล่มที่ 9
