การชุบแข็งด้วยสูญญากาศ การชุบแข็งแบบสว่างสำหรับโลหะผสมสแตนเลส การอบชุบด้วยความร้อน การชุบแข็งสำหรับโลหะผสมสแตนเลส

การชุบแข็ง หรือที่เรียกว่า การชุบแข็ง คือกระบวนการให้ความร้อนและความเย็นแก่เหล็ก (หรือโลหะผสมอื่นๆ) ด้วยความเร็วสูง จนทำให้ความแข็งเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทั้งบนพื้นผิวหรือทั่วทั้งชิ้น ในกรณีของการชุบแข็งแบบสุญญากาศ กระบวนการนี้จะทำในเตาสุญญากาศซึ่งสามารถทำอุณหภูมิสูงถึง 1,300°C วิธีการชุบแข็งจะแตกต่างกันไปตามวัสดุที่ชุบแข็ง แต่การชุบแข็งด้วยก๊าซไนโตรเจนเป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุด

การดับก๊าซสูญญากาศ：

ในระหว่างการชุบแข็งด้วยก๊าซสุญญากาศ วัสดุจะถูกให้ความร้อนในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจนโดยการพาความร้อนในตัวกลางของก๊าซเฉื่อย (N₂) และ/หรือการแผ่รังสีความร้อนภายใต้ความดันต่ำ เหล็กจะถูกชุบแข็งด้วยกระแสไนโตรเจน ซึ่งอัตราการเย็นตัวสามารถกำหนดได้โดยการเลือกแรงดันส่วนเกิน นอกจากนี้ยังสามารถเลือกทิศทางและเวลาของการเป่าไนโตรเจนได้ตามรูปร่างของชิ้นงาน การปรับเวลาและอุณหภูมิของเหล็กให้เหมาะสมที่สุดจะดำเนินการในระหว่างกระบวนการโดยใช้เทอร์โมคัปเปิลนำร่องซึ่งสามารถติดตั้งบนชิ้นงานในห้องทำความร้อน เหล็กที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนในเตาสุญญากาศจะให้คุณสมบัติด้านความแข็งแรงและความแข็งตามที่กำหนดตลอดหน้าตัดทั้งหมด โดยไม่ต้องผ่านกระบวนการสลายคาร์บอนบนพื้นผิว เกรนออสเทนนิติกมีความละเอียดและเป็นไปตามมาตรฐานสากล

ในทางปฏิบัติ โลหะผสมเหล็กที่น่าสนใจทางเทคนิคเกือบทั้งหมด เช่น เหล็กสปริง เหล็กขึ้นรูปเย็น เหล็กชุบแข็งและอบคืนรูป เหล็กรับแรงเสียดทาน เหล็กขึ้นรูปร้อน และเหล็กเครื่องมือ รวมไปถึงสแตนเลสอัลลอยด์สูงและโลหะผสมเหล็กหล่อจำนวนมาก สามารถชุบแข็งได้ด้วยวิธีนี้

การดับน้ำมันสูญญากาศ

การชุบแข็งด้วยน้ำมันสุญญากาศคือการทำให้วัสดุที่ได้รับความร้อนเย็นลงด้วยน้ำมันสุญญากาศ เนื่องจากการถ่ายโอนประจุเกิดขึ้นภายใต้ระบบป้องกันด้วยสุญญากาศหรือก๊าซเฉื่อย หลังจากที่เราล้างด้วยสุญญากาศแล้ว พื้นผิวของชิ้นส่วนจะได้รับการปกป้องอยู่เสมอจนกระทั่งจมลงไปในน้ำมันอย่างสมบูรณ์ การป้องกันพื้นผิวมีความคล้ายคลึงกันมาก ไม่ว่าจะชุบแข็งด้วยน้ำมันหรือก๊าซ

ข้อได้เปรียบหลักเมื่อเทียบกับโซลูชันดับน้ำมันในบรรยากาศทั่วไปคือการควบคุมพารามิเตอร์การทำความเย็นที่แม่นยำ เตาสุญญากาศช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์การดับมาตรฐาน ได้แก่ อุณหภูมิและการกวน รวมถึงปรับความดันเหนือถังดับได้อีกด้วย

การปรับความดันเหนือถังจะทำให้เกิดความแตกต่างของความดันภายในอ่างน้ำมัน ซึ่งจะเปลี่ยนเส้นโค้งประสิทธิภาพการระบายความร้อนของน้ำมันที่กำหนดที่ความดันบรรยากาศ อันที่จริงแล้ว โซนเดือดคือช่วงที่ความเร็วในการระบายความร้อนสูงสุด การเปลี่ยนแปลงของความดันน้ำมันจะเปลี่ยนแปลงการระเหยเนื่องจากความร้อนของโหลด

การลดความดันจะกระตุ้นปรากฏการณ์การระเหย ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของขั้นตอนการเดือด ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพการระบายความร้อนของของเหลวดับและเพิ่มความสามารถในการแข็งตัวเมื่อเทียบกับสภาพบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม การเกิดไอน้ำปริมาณมากอาจทำให้เกิดปรากฏการณ์ปลอกหุ้มและอาจทำให้เกิดการเสียรูปได้

การเพิ่มแรงดันในน้ำมันจะยับยั้งการเกิดไอและชะลอการระเหย ปลอกหุ้มจะยึดติดกับชิ้นส่วนและเย็นตัวลงอย่างสม่ำเสมอมากขึ้นแต่ไม่รุนแรงมากนัก ดังนั้นการดับน้ำมันในสุญญากาศจึงสม่ำเสมอมากขึ้นและเกิดการบิดเบี้ยวน้อยลง

การดับน้ำสูญญากาศ

กระบวนการเช่นการดับน้ำมันสูญญากาศ ถือเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการชุบแข็งด้วยความร้อนของอลูมิเนียม ไททาเนียม หรือวัสดุอื่นๆ ที่จำเป็นต้องได้รับการทำความเย็นในอัตราที่รวดเร็วเพียงพอ