ชุบผิวแล้วเกลียวหลวมหรือฝืดไหม? ความหนาชุบกับการประกอบเกลียว

เกลียวสกรูเป็นงานที่พิกัดแคบมาก และการชุบผิว (ซิงค์ ฟอสเฟต ชุบดำ) คือการ เติมชั้นโลหะ/สารเคลือบลงบนผิวทุกด้าน รวมถึงด้านข้างของฟันเกลียว

เมื่อฟันเกลียวทั้งสองข้างหนาขึ้น ช่องว่างระหว่างเกลียวนอก (โบลต์) กับเกลียวใน (น็อต) ก็แคบลง ถ้าเผื่อไม่พอ น็อตจะขันฝืดหรือขันไม่เข้าเลย ในทางกลับกันถ้ากลึงเผื่อไว้มากแล้วชุบบาง เกลียวก็อาจหลวม

ดังนั้นสำหรับงานเกลียวชุบผิว "ความหนาชุบ" จึงไม่ใช่แค่เรื่องกันสนิม แต่เป็นเรื่องการประกอบด้วย

หลักที่วิศวกรต้องรู้คือ ความหนาชุบ t จะลดเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ (Pitch Diameter) ที่ประกอบได้ลงประมาณ 4 × t

เพราะชั้นเคลือบเกาะทั้งสองด้านของฟันเกลียว และเรขาคณิตของเกลียวทำให้ผลต่อพิทช์ไดมิเตอร์เป็น ~4 เท่าของความหนาจริง

ตัวอย่าง: ชุบซิงค์หนา 8 ไมครอน (µm) จะกินพิกัดพิทช์ไดมิเตอร์ราว 32 µm — สำหรับเกลียวเล็ก (เช่น M3–M6) นี่คือสัดส่วนที่มากพอจะทำให้ประกอบไม่ได้ถ้าไม่เผื่อ

ในทางปฏิบัติมีวิธีจัดการมาตรฐาน:

• โบลต์ (เกลียวนอก): ผลิตเกลียวให้อยู่พิกัด 6g (มี allowance ต่ำกว่าพอดีเล็กน้อย) เพื่อเหลือที่ให้ชั้นชุบ
• น็อต (เกลียวใน): มักต๊าปโต (oversize tap เช่นพิกัด 6AZ) ก่อนชุบ เพื่อให้หลังชุบยังได้พิกัด 6H ที่ประกอบกับโบลต์ได้
• คุมความหนาชุบ ให้อยู่ในช่วงที่กันสนิมพอและยังประกอบได้ ไม่หนาเกินจนล็อกเกลียว

สิ่งที่ควรระบุตอนสั่งงาน: ความหนาชุบเป้าหมาย พิกัดเกลียว และคู่ประกอบ (โบลต์-น็อตชุบทั้งคู่ไหม) เพื่อให้ตั้งค่าถูก

การชุบไม่ได้เปลี่ยนแค่ขนาด แต่เปลี่ยน สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ของเกลียวด้วย ซึ่งกระทบความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดที่ขัน (Torque) กับแรงยึดจริง (Clamp Load / Tension)

ผิวชุบซิงค์เปล่ามักฝืดกว่าและแรงเสียดทานไม่สม่ำเสมอ จึงนิยมเพิ่ม ท็อปโค้ท/สารหล่อลื่น เพื่อให้ค่าแรงเสียดทานคงที่และคาดเดาได้ ทำให้ขันด้วยทอร์กที่กำหนดแล้วได้แรงยึดตามต้องการ

สำหรับงานที่ต้องคุมแรงยึดแม่นยำ (เช่นชิ้นส่วนยานยนต์) ควรระบุค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานหรือระบบเคลือบที่ต้องการมาด้วย

สำหรับสกรูโบลต์ความแข็งสูง (เกรด 10.9, 12.9 หรือ ≥ 320 HV / ~32 HRC) การชุบซิงค์แบบไฟฟ้าจะพาไฮโดรเจนเข้าเนื้อเหล็ก เสี่ยงต่อ การแตกเปราะจากไฮโดรเจน (Hydrogen Embrittlement)

จึงต้อง อบไล่ไฮโดรเจน (Baking) ที่ ~200°C ภายในเวลาที่กำหนดหลังชุบ ตามมาตรฐาน

เรื่องนี้อ่านต่อได้ในบทความเฉพาะเรื่องการอบไล่ไฮโดรเจน — เป็นขั้นตอนที่ห้ามข้ามสำหรับงานเกลียวแข็งสูง

V.S. Heat Treatment ชุบผิวชิ้นงานเกลียวปริมาณมากโดยคุมให้ประกอบได้จริง:

• คุมความหนาชุบตามสเปกกันสนิม โดยคำนึงถึงผลต่อพิกัดเกลียว
• แนะนำการเผื่อพิกัด/ต๊าปโตสำหรับคู่โบลต์-น็อต
• อบไล่ไฮโดรเจนให้งานเกลียวแข็งสูง + วัดความหนาและออกใบรับรองผล

ส่งพิกัดเกลียว ความหนาชุบเป้าหมาย และคู่ประกอบมาได้เลย เราจะตั้งกระบวนการให้ประกอบได้พอดี พร้อมราคาภายใน 24 ชั่วโมงทำการ