ชิ้นส่วนกลึงทนต่อการกัดกร่อน Nitronic 60

1 บทนำ

ในปี 2025 อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น พลังงาน ทะเล และการแปรรูปสารเคมี กำลังเผชิญกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับวัสดุที่ให้ทั้งความแข็งแรงเชิงกลสูงและความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

Nitronic 60 ซึ่งเป็นสแตนเลสเสริมไนโตรเจน ตอบสนองความต้องการนี้โดยการรวมความทนทานต่อการสึกหรอที่เหนือกว่าเข้ากับประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่เสถียร อย่างไรก็ตาม การตัดเฉือนโลหะผสมนี้มีความท้าทาย: การสึกหรอของเครื่องมืออย่างรวดเร็ว การแข็งตัวของชิ้นงาน และการแตกร้าวของพื้นผิว

การศึกษาในปัจจุบันให้ข้อมูลที่ทำซ้ำได้ซึ่งจัดการกับความท้าทายเหล่านี้ ทำให้วิศวกรการผลิตสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือนและความทนทานของชิ้นส่วนได้

2 วิธีการวิจัย

2.1 แนวทางการออกแบบ

• เลือกแท่ง Nitronic 60 ที่ขึ้นรูป (Ø50 มม.) เป็นวัตถุดิบ
• ดำเนินการปฏิบัติการกลึงและกัด ตามด้วยการตกแต่งและการอบคลายความเครียด
• เลือกพารามิเตอร์เพื่อสะท้อนถึงสภาพการทำงานจริงในโรงงาน เพื่อให้มั่นใจถึงการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

2.2 แหล่งข้อมูล

• รวบรวมบันทึกการตัดเฉือน ข้อมูลการสึกหรอของเครื่องมือ และความหยาบของพื้นผิวระหว่างการปฏิบัติงาน
• ทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนผ่าน การสัมผัสละอองเกลือ ASTM B117 (720 ชั่วโมง)
• ประเมินความทนทานต่อการสึกหรอผ่านการทดสอบการเลื่อนแบบบล็อกบนวงแหวน

2.3 เครื่องมือและแบบจำลอง

• เครื่องกลึง CNC: Doosan  GT2600
• ศูนย์กัด: HAAS VF-4
• เครื่องมือ: เม็ดมีดคาร์ไบด์เคลือบ TiAlN (ISO M25)
• น้ำหล่อเย็น: อิมัลชันชนิดน้ำ (8%)
• ห้องกัดกร่อน: Weiss Technik SC-KWT 1000

การประเมินทางสถิติใช้ ANOVA เพื่อยืนยันความแตกต่างของคุณภาพพื้นผิวและความลึกของการกัดกร่อน

3 ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

3.1 ประสิทธิภาพการตัดเฉือน

ตารางที่ 1 แรงตัดและการสึกหรอของเครื่องมือที่อัตราป้อนที่แตกต่างกัน

ข้อสังเกต: อัตราป้อนที่ต่ำกว่าช่วยปรับปรุงคุณภาพพื้นผิว แต่เร่งการสึกหรอของเครื่องมือแบบเกาะติด

3.2 ความต้านทานการกัดกร่อน

หลังจาก 720 ชั่วโมงในหมอกเกลือ (5% NaCl) ตัวอย่าง Nitronic 60 แสดง ≤0.03 มม. ความลึกของการกัดกร่อน ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่า AISI 316L ถึง 35% (p < 0.05)

รูปที่ 1 การเปรียบเทียบความลึกของการกัดกร่อนระหว่าง Nitronic 60 และ 316L
(แทรกกราฟเส้น: ความลึกของการกัดกร่อนเทียบกับเวลา)

3.3 การวิเคราะห์เปรียบเทียบ

เมื่อเทียบกับสแตนเลสดูเพล็กซ์ [1] Nitronic 60 แสดงให้เห็น:

• ความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปที่เทียบเคียงได้
• การเกิดแกลลิ่งที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญภายใต้การเลื่อนแบบแห้ง

สิ่งนี้วางตำแหน่ง Nitronic 60 ให้เป็นผู้สมัครที่แข็งแกร่งสำหรับวาล์ว ตัวยึด และส่วนประกอบปั๊ม

4 การอภิปราย

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่า กลยุทธ์การตัดเฉือนส่งผลกระทบโดยตรงต่อความสมบูรณ์ของพื้นผิว:

• การป้อนต่ำ → พื้นผิวดีขึ้นแต่เครื่องมือสึกหรอมากขึ้น
• การป้อนที่สูงขึ้น → อายุการใช้งานของเครื่องมือที่ยาวนานขึ้นแต่คุณภาพการตกแต่งลดลง

ความต้านทานการกัดกร่อนมาจากปริมาณซิลิกอนและแมงกานีสที่สูงขึ้น ซึ่งช่วยรักษาเสถียรภาพของฟิล์มพาสซีฟภายใต้การโจมตีของคลอไรด์

ข้อจำกัด: การทดสอบเน้นที่สภาพแวดล้อมละอองเกลือ ไม่ได้คำนึงถึงสภาพสนามหลายปัจจัย งานในอนาคตควรรวมถึงการทดสอบการกัดกร่อนแบบวนรอบและการศึกษาความล้า

5 บทสรุป

• การตัดเฉือนที่เหมาะสมช่วยให้ชิ้นส่วน Nitronic 60 มีทั้งความทนทานต่อการสึกหรอสูงและความต้านทานการกัดกร่อน
• การจัดการน้ำหล่อเย็นและการกำหนดเส้นทางเครื่องมือที่เหมาะสมสมดุล อายุการใช้งานของเครื่องมือเทียบกับคุณภาพพื้นผิว.
• การใช้งานในอุตสาหกรรม ได้แก่ ตัวยึดทางทะเล ส่วนประกอบปั๊ม และพื้นผิวเลื่อน
• การวิจัยในอนาคตควรสำรวจการระบายความร้อนแบบไฮบริดและการเคลือบขั้นสูงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือน