วัสดุที่ใช้ในการตีเหล็กมีอะไรบ้าง?

การตีขึ้นรูปเป็นกระบวนการผลิตที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งใช้ในการขึ้นรูปโลหะภายใต้แรงดันสูง เป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถผลิตชิ้นส่วนที่แข็งแรง เชื่อถือได้ และทนต่อข้อบกพร่อง ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมสมรรถนะสูง เช่น ยานยนต์ อวกาศ น้ำมันและก๊าซ ก่อสร้าง และเครื่องจักร อย่างไรก็ตาม โลหะบางชนิดไม่เหมาะสำหรับการตีขึ้นรูป

การวัสดุที่ใช้ในการตีเหล็กต้องมีองค์ประกอบที่ลงตัวระหว่างความแข็งแรง ความเหนียว ความเสถียรทางความร้อน และความสามารถในการตัดเฉือน เพื่อตอบสนองความต้องการของกระบวนการและการใช้งานขั้นสุดท้าย บทความนี้จะสำรวจวัสดุตีขึ้นรูปที่นิยมใช้มากที่สุด คุณสมบัติหลัก และเหตุผลที่เลือกใช้วัสดุเหล่านี้สำหรับอุตสาหกรรมและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

ซากี้สตีล

ภาพรวมของวัสดุการตีขึ้นรูป

วัสดุที่ใช้ในการตีเหล็กสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก:

1. โลหะเหล็ก(มีธาตุเหล็ก)

2. โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก(ไม่ใช่เหล็กเป็นหลัก)

3. โลหะผสมพิเศษ(โลหะผสมนิกเกิล ไททาเนียม และโคบอลต์)

แต่ละประเภทมีข้อดีที่แตกต่างกันในด้านความแข็งแกร่ง ความทนทานต่อการกัดกร่อน ความคุ้มทุน หรือประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูง

โลหะเหล็กที่ใช้ในการตีขึ้นรูป

1. เหล็กกล้าคาร์บอน

เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นวัสดุตีขึ้นรูปที่นิยมใช้มากที่สุดเนื่องจากมีความอเนกประสงค์และคุ้มต้นทุน

• เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (คาร์บอนสูงสุด 0.3%)

  • ความเหนียวและความสามารถในการตัดเฉือนสูง

  • ใช้ในชิ้นส่วนยานยนต์ เครื่องมือช่าง และอุปกรณ์ต่างๆ

• เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (คาร์บอน 0.3%–0.6%)

  • ความแข็งแกร่งและความแข็งที่ดีขึ้น

  • พบได้ทั่วไปในเพลา เฟือง ก้านสูบ

• เหล็กกล้าคาร์บอนสูง (คาร์บอน 0.6%–1.0%)

  • แข็งมากและทนทานต่อการสึกหรอ

  • ใช้ในมีด แม่พิมพ์ และสปริง

เกรดที่สำคัญ: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. เหล็กอัลลอยด์

เหล็กกล้าอัลลอยด์ได้รับการปรับปรุงด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น โครเมียม โมลิบดีนัม นิกเกิล และวาเนเดียม เพื่อปรับปรุงความเหนียว ความแข็งแกร่ง และความทนทานต่อการสึกหรอ

• ความสามารถในการชุบแข็งและความทนทานต่อความล้าได้ดีเยี่ยม

• สามารถผ่านการอบด้วยความร้อนเพื่อคุณสมบัติเชิงกลที่เฉพาะเจาะจงได้

• เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง

การใช้งานทั่วไป:เพลาข้อเหวี่ยง, เฟืองเกียร์, ส่วนประกอบโครงสร้าง

เกรดที่สำคัญ: 4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. สแตนเลส

เลือกใช้สแตนเลสในการตีขึ้นรูปเมื่อต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนเป็นหลัก

• ปริมาณโครเมียมสูงทำให้ทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน

• มีความแข็งแรงและเหนียวดี

• เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร ทางทะเล และการแพทย์

ประเภท:

• ออสเทนนิติก (เช่น 304, 316): ไม่เป็นแม่เหล็ก ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง

• มาร์เทนซิติก (เช่น 410, 420): แม่เหล็ก ความแข็งสูงกว่า

• เฟอร์ริติก (เช่น 430): ความแข็งแรงปานกลางและทนต่อการกัดกร่อน

ชิ้นส่วนปลอมแปลงทั่วไป: หน้าแปลน เพลาปั๊ม เครื่องมือผ่าตัด ตัวยึด

ซากี้สตีลมีผลิตภัณฑ์สแตนเลสหลอมหลากหลายประเภทที่เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน

โลหะที่ไม่ใช่เหล็กที่ใช้ในการตีขึ้นรูป

1. อะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียม

อะลูมิเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการตีขึ้นรูปเนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทนทานต่อการกัดกร่อน และมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม

• ง่ายต่อการตีและการใช้เครื่องจักร

• เหมาะสำหรับชิ้นส่วนอากาศยาน ยานยนต์ และการขนส่ง

เกรดที่สำคัญ:

• 6061 – มีความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อน

• 7075 – ความแข็งแรงสูง มักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

• 2024 – ทนทานต่อความเมื่อยล้าได้ดีเยี่ยม

การใช้งานทั่วไป: แขนควบคุม อุปกรณ์เครื่องบิน ดุมล้อ

2. ทองแดงและโลหะผสมทองแดง (ทองสัมฤทธิ์และทองเหลือง)

วัสดุที่มีส่วนประกอบเป็นทองแดงมีคุณสมบัตินำไฟฟ้าและความร้อนได้ดีเยี่ยม

• ใช้ในขั้วต่อไฟฟ้า อุปกรณ์ประปา ส่วนประกอบทางทะเล

• ชิ้นส่วนที่ตีขึ้นรูปทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน

โลหะผสมที่สำคัญ:

• C110 (ทองแดงบริสุทธิ์)

• C360 (ทองเหลือง)

• C95400 (อลูมิเนียมบรอนซ์)

3. โลหะผสมแมกนีเซียม

แม้ว่าจะไม่ค่อยพบเห็นบ่อยนัก แต่โลหะผสมแมกนีเซียมก็ถูกนำมาใช้ในกรณีที่วัสดุน้ำหนักเบามีความสำคัญ

• อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง

• มักใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและอิเล็กทรอนิกส์

• ต้องมีเงื่อนไขการตีขึ้นรูปที่ควบคุมได้

ข้อจำกัด: มีราคาแพงกว่าและมีปฏิกิริยาตอบสนองระหว่างการประมวลผล

โลหะผสมพิเศษที่ใช้ในการตีขึ้นรูป

1. โลหะผสมนิกเกิล

โลหะผสมนิกเกิลถูกตีขึ้นเพื่อให้ทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม

• จำเป็นสำหรับการแปรรูปทางเคมี การผลิตพลังงาน และการบินและอวกาศ

• ทนทานต่อความเครียด ความร้อน และสารเคมีที่รุนแรง

เกรดที่สำคัญ:

• อินโคเนล 625, 718

• โมเนล 400

• ฮาสเตลลอย ซี-22, ซี-276

ซากี้สตีลจัดหาชิ้นส่วนโลหะผสมนิกเกิลสำหรับสภาพการใช้งานที่รุนแรง

2. ไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียม

ไททาเนียมมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่โดดเด่นทั้งในด้านความแข็งแกร่ง ความหนาแน่นต่ำ และความทนทานต่อการกัดกร่อน

• ใช้ในอวกาศ ทางทะเล และการแพทย์

• แพงแต่เหมาะสมเมื่อประสิทธิภาพคุ้มค่ากับราคา

เกรดที่สำคัญ:

• เกรด 2 (บริสุทธิ์เชิงพาณิชย์)

• Ti-6Al-4V (เกรดอากาศยานที่มีความแข็งแรงสูง)

3. โลหะผสมโคบอลต์

งานตีขึ้นรูปที่ใช้โคบอลต์เป็นส่วนประกอบนั้นมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงและยังคงความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง

• พบได้ทั่วไปในส่วนประกอบของกังหัน ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ อุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์

• ต้นทุนที่สูงจำกัดการใช้งานเฉพาะแอปพลิเคชันเฉพาะทาง

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการเลือกวัสดุในการตีขึ้นรูป

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการตีเหล็กขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญหลายประการ:

• ข้อกำหนดด้านความแข็งแรงเชิงกล

• ความต้านทานการกัดกร่อนและออกซิเดชัน

• อุณหภูมิในการทำงาน

• ความสามารถในการตัดเฉือนและการขึ้นรูป

• ความเหนื่อยล้าและความต้านทานการสึกหรอ

• ต้นทุนและความพร้อมใช้งาน

วิศวกรจะต้องสร้างสมดุลให้กับปัจจัยเหล่านี้เพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่ปลอมแปลงนั้นทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมการใช้งานปลายทาง

ผลิตภัณฑ์ปลอมแปลงทั่วไปตามประเภทวัสดุ