คาร์บูไรซิ่ง vs ไนไตรดิ้ง: สกรู น็อต โบลต์ ได้แบบไหนจริง ๆ
เราชุบแข็งผิวด้วยคาร์บอนบนเตาสายพานต่อเนื่อง แต่ไม่มีไลน์ไนไตรดิ้ง หน้านี้เทียบให้เห็นว่าทำไมชิ้นงานเล็กส่วนใหญ่จึงเดินเส้นทางแรก
Carburising vs Nitriding
คำตอบสั้น: ชิ้นงานเล็กเกือบทั้งหมดได้คาร์บูไรซิ่ง ส่วนไนไตรดิ้งเป็นงานคนละไลน์
คาร์บูไรซิ่งเติมคาร์บอนที่ราว 880–950°C แล้วชุบเย็นเพื่อสร้างมาร์เทนไซต์ ได้ผิวราว 58–62 HRC และเลือกความลึกชั้นแข็งได้ตั้งแต่ประมาณ 0.1 ถึง 1.5 มม. ขึ้นไป แลกกับการบิดตัวที่ต้องเผื่อ ส่วนไนไตรดิ้งทำงานที่ราว 500–570°C โดยไม่ต้องชุบเย็น จึงบิดตัวน้อยมากและได้ผิวแข็งกว่ามากราว 900–1100 HV แต่ชั้นบางกว่า รอบเวลานานกว่ามาก และต้องใช้เหล็กที่มีธาตุสร้างไนไตรด์ซึ่งไม่ใช่ลวดสกรูคาร์บอนต่ำทั่วไป เราให้บริการเฉพาะเส้นทางคาร์บอน ถ้าแบบระบุไนไตรดิ้งต้องส่งโรงงานเฉพาะทาง
ตารางเทียบคาร์บูไรซิ่งกับไนไตรดิ้ง
| หัวข้อตัดสินใจ | คาร์บูไรซิ่ง (บริการของเรา) | ไนไตรดิ้ง (เราไม่รับ) |
|---|---|---|
| ธาตุที่แพร่เข้าผิว | คาร์บอน | ไนโตรเจน (และคาร์บอนร่วมด้วยในระบบไนโตรคาร์เบอไรซิง) |
| อุณหภูมิโดยทั่วไป | ราว 880–950°C ในช่วงออสเทนไนต์ | ราว 500–570°C ในช่วงเฟอร์ไรต์ ไม่มีการเปลี่ยนเฟส |
| ต้องชุบเย็นหรือไม่ | ต้องชุบเย็นแล้วอบคืนตัวต่ำราว 150–200°C | ไม่ต้องชุบเย็น ปล่อยเย็นตัวจากเตาได้ |
| ความแข็งผิวโดยทั่วไป | ราว 58–62 HRC (ประมาณ 650–750 HV) | ราว 900–1100 HV เมื่อใช้เหล็กที่มีธาตุสร้างไนไตรด์ |
| ความลึกชั้นแข็ง | ราว 0.1–1.5 มม. ขึ้นไป รายงานเป็น CHD ที่เกณฑ์ความแข็งที่ตกลงกัน | ราว 0.05–0.6 มม. รายงานเป็นความลึกไนไตรดิ้งเทียบความแข็งแกน |
| การบิดตัว | มากกว่า เพราะร้อนสูงและมีการชุบเย็น ต้องเผื่อในแบบ | น้อยมาก เพราะอุณหภูมิต่ำและไม่มีการชุบเย็น |
| เหล็กที่ใช้ได้ | เหล็กคาร์บอนต่ำสำหรับขึ้นรูปเย็น เช่น SWCH10A–22A หรือกลุ่ม SCM415 | ต้องมีธาตุอย่างโครเมียม อะลูมิเนียม โมลิบดีนัม วาเนเดียม และควรชุบแข็ง-อบคืนตัวมาก่อนที่อุณหภูมิสูงกว่ารอบไนไตรดิ้ง |
| รอบเวลาและความคุ้มต่อล็อต | ไหลต่อเนื่องบนสายพานตาข่าย เหมาะงานชิ้นเล็กปริมาณมาก | รอบยาวหลายชั่วโมงถึงหลายสิบชั่วโมงต่อเตา เหมาะงานจำเพาะปริมาณน้อย |
| ชั้นผิวที่ต้องระวัง | ต้องคุมคาร์บอนเกิน ออกไซด์ที่ขอบเกรน และออสเทนไนต์ตกค้าง | อาจเกิด compound layer (white layer) ที่แข็งแต่เปราะ ต้องระบุว่ายอมรับหรือให้ขจัดออก |
| ความเหมาะกับสลักภัณฑ์เล็ก | ใช่ — สกรูเกลียวปล่อย สกรูปลายสว่าน น็อต และชิ้นเล็กจำนวนมากเดินเส้นทางนี้ | แทบไม่ใช่ ลวดสกรูคาร์บอนต่ำตอบสนองไนไตรดิ้งได้ไม่ดี และรอบเวลาไม่คุ้มกับงานล็อตใหญ่ |
| ใครทำงานนี้ให้ได้ | เราทำเองในเตาสายพานต่อเนื่อง พร้อมตรวจความแข็งในแล็บของเรา | เราไม่มีไลน์ไนไตรดิ้งทั้งแบบแก๊ส พลาสมา และอ่างเกลือ ต้องส่งโรงงานเฉพาะทาง |
เลือกอย่างไร
Carburising
เลือกคาร์บูไรซิ่งเมื่อชิ้นงานเป็นเหล็กคาร์บอนต่ำที่ต้องการผิวแข็งทนสึกพร้อมแกนเหนียว ต้องการชั้นแข็งลึกพอรับแรงกด และเป็นงานปริมาณมากที่ยอมรับการบิดตัวในระดับที่เผื่อไว้ได้ เช่น สกรูเกลียวปล่อย สกรูปลายสว่าน น็อต และสลักที่ต้องรับการเสียดสี
Nitriding
เลือกไนไตรดิ้งเมื่อโจทย์คือผิวแข็งมากระดับ HV สูง ๆ โดยห้ามบิดตัว ชิ้นงานทำจากเหล็กผสมที่มีธาตุสร้างไนไตรด์และผ่านชุบแข็ง-อบคืนตัวมาแล้ว และยอมรับชั้นแข็งที่บางกว่าและรอบเวลาที่ยาวกว่า — งานลักษณะนี้ต้องส่งโรงงานที่มีไลน์ไนไตรดิ้ง
ข้อจำกัดที่ต้องรู้ก่อนใส่ในแบบ
- เราไม่รับงานไนไตรดิ้งหรือไนโตรคาร์เบอไรซิง และจะไม่เปลี่ยนไปใช้คาร์บูไรซิ่งแทนโดยพลการ เพราะความแข็งผิว ความลึก การบิดตัว และพฤติกรรมการสึกไม่เทียบเท่ากัน
- ตัวเลข HRC HV และความลึกชั้นแข็งเป็นค่าอ้างอิงทั่วไปของงานชิ้นเล็ก ไม่ใช่การรับประกัน ต้องยืนยันด้วยการวัดความแข็งบนหน้าตัดจริง
- ความลึกชั้นแข็งต้องระบุพร้อมเกณฑ์ที่ใช้วัด มิฉะนั้นตัวเลขเดียวกันจะถูกตีความคนละแบบระหว่างผู้ผลิตกับผู้ตรวจรับ
- ชิ้นงานเล็กและบางมีชั้นแข็งเพียงหลักสิบถึงหลักร้อยไมครอน การเจียรหรือขัดหลังชุบแข็งอาจกินชั้นแข็งหายไป
- ถ้าจะชุบซิงค์ต่อหลังชุบแข็ง ต้องประเมินความเสี่ยงไฮโดรเจนเปราะและกำหนดการอบไล่ไฮโดรเจนตามระดับความแข็ง
- เหล็กคาร์บอนสูงหรือชิ้นงานที่ผ่านชุบแข็งทั้งชิ้นมาแล้วไม่ต้องคาร์บูไรซิ่งซ้ำ ส่งข้อมูลวัสดุมาก่อนเพื่อไม่ให้เสียรอบการผลิตเปล่า
ข้อมูลที่ควรส่งมาให้ตรวจ
- 1ชนิดชิ้นงาน วัสดุ และใบรับรองวัสดุถ้ามี
- 2ความแข็งผิวและความลึกชั้นแข็งที่ต้องการ พร้อมเกณฑ์ที่ใช้วัด
- 3ขีดจำกัดการบิดตัวและตำแหน่งที่จะวัด
- 4มาตรฐานหรือสเปกที่แบบอ้างถึง และรายงานที่ต้องส่งพร้อมงาน
- 5จำนวนหรือน้ำหนักต่อล็อต และงานผิวขั้นถัดไป เช่น ชุบซิงค์หรือฟอสเฟต
คำถามที่พบบ่อย
รับงานไนไตรดิ้งไหม
ไม่รับ เราไม่มีไลน์ไนไตรดิ้งทั้งแบบแก๊ส พลาสมา และอ่างเกลือ งานที่แบบระบุไนไตรดิ้งหรือไนโตรคาร์เบอไรซิงต้องส่งโรงงานเฉพาะทาง เราทำการชุบแข็งผิวด้วยคาร์บอนสำหรับสกรู น็อต โบลต์ ชิ้นเล็กจำนวนมาก
สกรูตัวเล็กจะได้กระบวนการไหน
ในทางปฏิบัติได้เส้นทางคาร์บอน คือคาร์บูไรซิ่งหรือคาร์โบไนไตรดิ้งบนเตาสายพานต่อเนื่อง เพราะลวดสกรูเป็นเหล็กคาร์บอนต่ำ ต้องการแกนเหนียวจากการชุบเย็น และรอบเวลาต้องคุ้มกับงานล็อตใหญ่
ทำไมไนไตรดิ้งถึงบิดตัวน้อยกว่า
เพราะทำที่อุณหภูมิต่ำกว่ามากและไม่มีการชุบเย็น จึงไม่มีการเปลี่ยนเฟสที่ทำให้ชิ้นงานเคลื่อนตัว แลกกับชั้นแข็งที่บางกว่าและรอบเวลาที่ยาวกว่า
ใช้คาร์บูไรซิ่งแทนไนไตรดิ้งในแบบได้ไหม
ไม่ควร สองกระบวนการให้ความแข็งผิว ความลึก และการบิดตัวคนละระดับ ถ้าจำเป็นต้องเปลี่ยนจริง ต้องให้เจ้าของแบบทบทวนหน้าที่ของชิ้นงานและอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษร