ISO 18203 — การหาความหนาของชั้นผิวแข็ง
เลขมาตรฐานปัจจุบันของการวัดความลึกชั้นแข็งบนเหล็ก: รหัสไหนคู่กับกระบวนการไหน ทำไมแต่ละรหัสใช้ limit hardness คนละแบบ อ่านค่าความลึกจากแนววัดอย่างไร และเขียนบรรทัดเดียวในแบบให้ไม่กำกวม
| บริการที่เกี่ยวข้อง | ชุบแข็ง (Heat Treatment) |
|---|---|
| การทดสอบและการวัด | ISO 18203 |
| เขียนได้อีกแบบว่า | EN ISO 18203, ISO 2639 (case hardening depth — superseded by this document), ISO 3754 (surface hardening depth — superseded by this document), DIN 50190-1 / -2 / -3 (Eht · Rht · Nht), SAE J423 (inch practice for measuring case depth), ISO 6507-1 (the hardness test the traverse is made with) |
| อัปเดต |
ขอบเขต — และสิ่งที่มาตรฐานนี้ไม่ครอบคลุม
ISO 18203 คือเอกสารที่รวบรวมนิยามความลึกของชั้นแข็งบนเหล็กไว้ที่เดียวภายใต้เลขเดียว ได้แก่ ความลึกผิวแข็งจากการชุบผิวแข็ง (CHD) หลังคาร์บูไรซิงและคาร์โบไนไตรดิง ความลึกชั้นไนไตรด์ (NHD) หลังไนไตรดิงและไนโตรคาร์บูไรซิง และความลึกผิวแข็งจากการชุบแข็งเฉพาะผิว (SHD) หลังอินดักชันหรือเปลวไฟ แต่ละรหัสมาพร้อมนิยามว่า limit hardness คือค่าใด วัดไมโครฮาร์ดเนสตัดขวางบนหน้าตัดที่เตรียมไว้อย่างไร และอ่านค่าความลึกจากผลอย่างไร มาตรฐานนี้ไม่ได้บอกว่าชิ้นงานของคุณควรลึกเท่าไร ไม่ได้เลือก limit hardness ให้เมื่อค่าตั้งต้นไม่เหมาะกับวัสดุ ไม่ครอบคลุมชั้นที่วัดความหนาด้วยวิธีโลหะวิทยาแทนความแข็ง และไม่ใช้แทนแบบ ซึ่งยังต้องระบุรหัส ช่วงความลึก limit hardness แรงกด และตำแหน่งที่วัด
มาตรฐานเป็นเอกสารที่มีลิขสิทธิ์ เราอธิบายขอบเขต เจตนา และการใช้งานจริงด้วยถ้อยคำของเราเอง กรุณาซื้อฉบับปัจจุบันจาก ISO, ASTM, DIN หรือหน่วยงานมาตรฐานของประเทศคุณ
ข้อที่มีผลจริงในสายการผลิต
- 1นี่คือเลขที่นิยามความลึกผิวแข็งอยู่ในปัจจุบัน แบบที่อ้าง ISO 2639 สำหรับผิวคาร์บูไรซ์ หรืออ้าง ISO 3754 สำหรับผิวชุบแข็งด้วยอินดักชัน กำลังอ้างเอกสารที่ฉบับนี้เข้ามาแทน หลักการวัดยังเหมือนเดิมหลังเปลี่ยนเลข แบบเก่าจึงยังทำงานได้ แต่แบบใหม่ควรใช้เลขปัจจุบัน ส่วนรายละเอียดของการวัดตัดขวางแบบ CHD เอง อยู่ในหน้า ISO 2639 ของคลังมาตรฐานนี้
- 2สามกระบวนการ กฎ limit hardness สามแบบ และมีเพียงแบบเดียวที่เป็นตัวเลขตายตัว 550 HV เป็นข้อตกลงที่ใช้กับผิวคาร์บูไรซ์ ไม่ใช่ขอบเขตทางกายภาพ ส่วน NHD วัดถึงความแข็งแกนบวก 50 HV และ SHD วัดถึง 80 % ของความแข็งผิวต่ำสุดที่แบบกำหนด การเขียน "550 HV1" บนชิ้นไนไตรด์หรือชิ้นอินดักชันจึงเป็นการขอค่าที่มาตรฐานไม่ได้นิยามไว้
- 3สองในสามค่าขยับตามชิ้นงาน ถ้าเพิ่มความแข็งผิวต่ำสุดของชิ้นอินดักชัน limit hardness ของ SHD จะสูงขึ้นตาม ชั้นแข็งเท่าเดิมจึงถูกรายงานว่าตื้นลง ถ้าอบคืนตัวชิ้นไนไตรด์ให้แกนอ่อนลง limit hardness ของ NHD จะลดลงตาม ชั้นเดิมจึงอ่านได้ลึกขึ้น ทั้งสองกรณีไม่ใช่ความผิดพลาดของการวัด แต่คือกฎที่ทำงานตามที่เขียนไว้
- 4ค่าความลึกได้จากการเทียบส่วน ไม่ใช่การเลือกจุด รอยกดต้องวางตามกฎระยะห่างของมาตรฐานความแข็ง จึงแทบไม่มีรอยไหนตกลงบน limit hardness พอดี ความลึกจึงอ่านระหว่างรอยกดสองจุดที่คร่อมค่านั้น การปัดไปที่รอยกดใกล้ที่สุดคือสาเหตุที่พบบ่อยของการเสียความลึกไป 0.02–0.05 มม. บนผิวแข็งตื้น
- 5แนววัดมีกฎเชิงรูปทรงที่ตัดสินว่าตัวเลขมีความหมายหรือไม่ ต้องตัดหน้าตัดตั้งฉากกับผิว รอยกดต้องอยู่ในแถบแคบที่กำหนดไว้ ไม่ใช่ไล่กระจายไปทั่วหน้า ขอบต้องไม่มนจากการขัด และความลึกวัดจาก "ผิวสุดท้าย" ชิ้นที่เจียรหรือรีดเกลียวหลังชุบแข็งจึงวัดจากผิวที่ออกจากโรงงาน ไม่ใช่ผิวตอนอยู่ในเตา
- 6หนึ่งในสามค่าเป็นงานที่เราวัดเอง อีกสองค่ามากับแบบของลูกค้า เราทำคาร์บูไรซิงและคาร์โบไนไตรดิงกับสกรูน็อตชิ้นเล็กจำนวนมาก CHD จึงเป็นค่าที่ห้องแล็บของเราวัดจากงานที่เราทำเอง ส่วนไนไตรดิง อินดักชัน และการชุบแข็งด้วยเปลวไฟ ไม่ใช่กระบวนการที่เราทำ NHD และ SHD อยู่ในหน้านี้เพราะมันมากับแบบของลูกค้า และต้องอ่านนิยามให้ถูกก่อนที่ใครจะเสนอราคา ส่วนความหนาของ compound layer หรือชั้นขาวบนชิ้นไนไตรด์เป็นการวัดทางโลหะวิทยา เป็นคนละปริมาณกับ NHD และต้องระบุแยกเมื่อมีความสำคัญ
ตารางอ้างอิง
บนจอแคบ เลื่อนตารางไปทางข้างได้
สามรหัสความลึกชั้นแข็ง เทียบกันให้เห็นชัด
| ชั้นแข็งเกิดจาก | รหัส | Limit hardness | แรงกดที่ใช้ทั่วไป | บรรทัดที่เขียนในแบบ |
|---|---|---|---|---|
| คาร์บูไรซิงและคาร์โบไนไตรดิง — แพร่คาร์บอน หรือคาร์บอนพร้อมไนโตรเจน เข้าไปแล้วชุบแข็ง | CHD | 550 HV | HV 1 (9.807 N) | CHD 550 HV1 = 0.15–0.30 mm |
| ไนไตรดิงและไนโตรคาร์บูไรซิง — แพร่ไนโตรเจนที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเปลี่ยนโครงสร้าง ไม่ต้องชุบแข็ง | NHD | core HV + 50 | HV 0.5 (4.903 N) | NHD 350 HV0.5 = 0.10–0.25 mm |
| อินดักชันและเปลวไฟ — เปลี่ยนโครงสร้างเฉพาะผิว โดยใช้คาร์บอนที่มีอยู่ในเหล็กอยู่แล้ว | SHD | 0.8 × min. surface HV | HV 1 (9.807 N) | SHD 400 HV1 = 1.0–2.0 mm |
เป็นแนวปฏิบัติทั่วไป ไม่ใช่การรับประกัน มีเฉพาะแถวคาร์บูไรซิงเท่านั้นที่ limit hardness เป็นค่าคงที่ อีกสองแถวคำนวณจากตัวชิ้นงาน — จากความแข็งแกนที่วัดได้จริง หรือจากความแข็งผิวต่ำสุดที่แบบกำหนด — ค่าจึงขยับตามชิ้นงาน บรรทัดในแบบแสดง "รูปแบบการเขียน" คือรวมรหัส limit hardness แรงกด และช่วงความลึกไว้ในสายเดียว ไม่ใช่ค่าความลึกที่แนะนำ แบบภาษาเยอรมันเขียนสามค่านี้ว่า Eht, Nht และ Rht
ค่าต่าง ๆ ในหน้านี้เป็นค่าทั่วไปของอุตสาหกรรม ซึ่งขึ้นกับชิ้นงาน ระบบผิวเคลือบ และมาตรฐานที่บังคับใช้ ไม่ใช่การรับประกัน ต้องยืนยันกับฉบับที่บังคับใช้และแบบของลูกค้าเสมอ หน้านี้ไม่ใช้แทนทั้งสองอย่าง
สิ่งที่ต้องเขียนในแบบหรือใบสั่งซื้อ
- เขียนครบทั้งสายในบรรทัดเดียว: รหัส limit hardness แรงกด และช่วงความลึก เช่น "CHD 550 HV1 = 0.15–0.30 มม." สี่ปริมาณ ไม่ใช่ตัวเลขเดียว พร้อมเลขมาตรฐานข้างกัน และระบุฉบับที่ใช้บังคับด้วยถ้าระบบคุณภาพของคุณต้องการให้ระบุ
- ตำแหน่งที่วัดและระนาบที่ตัด: ด้านข้างเกลียว โคนเกลียว ยอดเกลียว ก้าน มุมใต้หัว หรือคูปองที่วิ่งไปพร้อมโหลด พร้อมภาพประกอบเมื่อรูปทรงให้คำตอบที่ถูกต้องได้มากกว่าหนึ่งแบบ
- ความแข็งผิวและความแข็งแกนเป็นข้อกำหนดของตัวเอง เพราะ limit hardness ของ NHD และ SHD คำนวณจากค่าเหล่านี้ บนชิ้นอินดักชัน ความแข็งผิวต่ำสุดทำหน้าที่สองอย่าง คือเป็นข้อกำหนดผิว และเป็นตัวกำหนดเกณฑ์ความลึกไปพร้อมกัน
- ระบุว่า "ผิว" หมายถึงผิวไหน: ผิวหลังชุบแข็ง ผิวหลังเจียร หรือผิวหลังรีดเกลียว ความลึกวัดจากผิวสำเร็จ เนื้อที่ถูกเอาออกหลังชุบแข็งจึงเปลี่ยนตัวเลข
- การสุ่มและการรายงาน: จำนวนชิ้นต่อล็อต ยอมรับชิ้นสละหรือคูปองกระบวนการได้หรือไม่ และต้องส่งกราฟความแข็ง — คือค่าที่วัดได้ทุกจุดตลอดแนว ไม่ใช่แค่ความลึกที่คำนวณแล้ว — ไปพร้อมล็อตหรือไม่
ปัญหาที่เกิดเมื่ออ้างมาตรฐานแบบหลวม ๆ
- เขียน "case depth ตาม ISO 18203 = 0.3 มม." แล้วจบ มาตรฐานนิยามความลึกไว้สามแบบด้วย limit hardness สามแบบ การใส่ตัวเลขเปล่าใต้เลขมาตรฐานนี้จึงระบุได้แคบลง ไม่ใช่ชัดขึ้น
- ยกค่า 550 HV1 ไปใช้กับชิ้นไนไตรด์หรือชิ้นอินดักชันเพราะเป็นตัวเลขที่ทุกคนคุ้น ค่านี้เป็นของผิวคาร์บูไรซ์ อีกสองรหัสมีกฎของตัวเอง และผู้ผลิตที่ทำตามมาตรฐานจะไม่ใช้ค่านี้
- รายงานความลึกที่รอยกดใกล้ที่สุด แทนที่จะเทียบส่วนระหว่างรอยกดสองจุดที่คร่อม limit hardness ความต่างนี้จมหายไปในความคลาดเคลื่อนบนผิวแข็งลึก แต่ครอบงำผลทั้งหมดบนผิวแข็งตื้น
- เพิ่มความแข็งผิวต่ำสุดของชิ้นอินดักชันโดยคิดว่าข้อกำหนด SHD ไม่ถูกกระทบ การเพิ่มข้อกำหนดผิวทำให้ limit hardness สูงขึ้น ความลึกที่รายงานจึงสั้นลง ชิ้นที่เมื่อวานผ่านทั้งสองข้อ วันนี้อาจตกข้อหนึ่งได้ ทั้งที่ในเตาไม่มีอะไรเปลี่ยน
- ใช้รหัสความลึกชั้นแข็งกับชั้นที่ไม่ได้นิยามความหนาด้วยความแข็งเลย เช่น compound layer สารเคลือบ หรือความหนาชุบผิว ชั้นเหล่านี้วัดด้วยวิธีอื่นและต้องเขียนแยกบรรทัด
งานเสียที่มักอ้างมาตรฐานนี้
เกรดเหล็กที่ต้องตัดสินใจเรื่องนี้
ประเภทชิ้นงานที่เราทำตามมาตรฐานนี้
คำถามที่พบบ่อย
ISO 2639 ยังใช้ได้ไหม หรือเราต้องแก้แบบ+
นิยามย้ายไปอยู่ที่ ISO 18203 ซึ่งครอบคลุมชั้นคาร์บูไรซ์ ชั้นไนไตรด์ และชั้นอินดักชันไว้ด้วยกัน แบบที่ยังอ้าง ISO 2639 ไม่ได้เสนอราคาไม่ได้ ส่งมาได้เลย เราจะผลิตและรายงานตามเกณฑ์ที่แบบนั้นระบุ ส่วนการเปลี่ยนเลขอ้างอิงเป็นการแก้แบบซึ่งเป็นกระบวนการ revision ของลูกค้าเอง โรงชุบแข็งที่เปลี่ยนเลขมาตรฐานในใบรายงานเองเงียบ ๆ คือวิธีที่ทำให้ first article ถูกปฏิเสธ
CHD NHD SHD ต่างกันอย่างไร+
เป็นแนวคิดเดียวกันที่ใช้กับชั้นแข็งสามแบบ CHD คือชั้นคาร์บูไรซ์หรือคาร์โบไนไตรด์ วัดถึง 550 HV ซึ่งเป็นค่าตกลงตายตัว NHD คือชั้นไนไตรด์ วัดถึงความแข็งแกนบวก 50 HV เพราะชั้นไนไตรด์อยู่บนแกนที่แข็งอยู่แล้ว SHD คือชั้นที่ชุบแข็งด้วยอินดักชันหรือเปลวไฟ วัดถึง 80 % ของความแข็งผิวต่ำสุดที่กำหนด เพราะไม่มีการเติมธาตุใด ๆ เข้าไปในเหล็ก เกณฑ์ความลึกจึงต้องผูกกับสิ่งที่แบบขอไว้ที่ผิว
ห้องแล็บของคุณรายงานความลึกชั้นแข็งได้ไหม+
ห้องแล็บโลหะวิทยาในโรงงานของเราตัดชิ้นงานและวัดไมโครฮาร์ดเนสตัดขวาง CHD ของงานคาร์บูไรซ์และคาร์โบไนไตรด์ที่เราทำเองจึงวัดที่นี่ พร้อมระบุเงื่อนไขการทดสอบในรายงาน ส่วนไนไตรดิง อินดักชัน และการชุบแข็งด้วยเปลวไฟ ไม่ใช่กระบวนการที่เราทำ ข้อกำหนด NHD หรือ SHD ในใบสอบถามจึงเป็นเรื่องของการส่งต่อ ไม่ใช่สิ่งที่เราเสนอราคา นิยามในหน้านี้มีไว้ให้อ่านข้อกำหนดได้ถูกต้องก่อนที่ชิ้นงานจะถูกส่งไปที่ใด
ค่าต่าง ๆ ในหน้านี้เป็นค่าทั่วไปของอุตสาหกรรม ซึ่งขึ้นกับชิ้นงาน ระบบผิวเคลือบ และมาตรฐานที่บังคับใช้ ไม่ใช่การรับประกัน ต้องยืนยันกับฉบับที่บังคับใช้และแบบของลูกค้าเสมอ หน้านี้ไม่ใช้แทนทั้งสองอย่าง
มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
มาตรฐานอื่นในคู่มือนี้
ส่งแบบมาให้เราตรวจเทียบกับมาตรฐานนี้
ส่งแบบหรือบรรทัดสเปกตามที่เขียนอยู่ตอนนี้ พร้อมคลาสความแข็งแรงหรือข้อกำหนดผิวเคลือบ ขนาดเกลียวและคลาสพิกัด และตัวชิ้นงานถ้ามี เราจะบอกว่าบรรทัดไหนทำได้ตามที่เขียน บรรทัดไหนเป็นไปไม่ได้ทางคณิตศาสตร์บนเกลียวนั้น และต้องเพิ่มอะไรเพื่อให้ข้อกำหนดเสนอราคาได้ ตรวจได้ และยืนยันได้
เราตอบกลับคำขอใบเสนอราคาภายใน 24 ชั่วโมง