การเคลือบผิวเหล็กกล้าด้วยไนโอเบียมคาร์ไบด์โดยกระบวนการ TD

Abstract

ศึกษาการเคลือบผิวไนโอเบียมคาร์ไบด์บนเหล็กกล้าเครื่องมือ D2 และ H13 ในอ่างเกลือบอแรกซ์หลอมเหลวที่สภาวะบรรยากาศด้วยกระบวนการ TD ปริมาณเฟอร์โรไนโอเบียมแปรผันในช่วง 2-32% โดยน้ำหนัก และปริมาณอะลูมิเนียมแปรผันอยู่ในช่วง 0-10% โดยน้ำหนัก อุณหภูมิและเวลาในการเคลือบผิวมีค่าอยู่ในช่วง 900 ถึง 1000 ํC และ 1 ถึง 9 ชั่วโมง ตามลำดับ ความหนาของชั้นเคลือบถูกตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ แบบธรรมดาและแบบส่องกวาด การวิเคราะห์ชั้นเคลือบทำด้วยวิธี EDS วิธี X-ray mapping และวิธี XRD ขนาดที่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากอิทธิพลของอุณหภูมิเคลือบผิว ที่สูงถูกวัดด้วยเครื่องโพรไฟล์โปรเจกเตอร์ พบว่าการเคลือบผิวให้ได้ชั้นเคลือบไนโอเบียมคาร์ไบด์ จำเป็นต้องเติมอะลูมิเนียมและปริมาณอะลูมิเนียม 3% โดยน้ำหนัก เป็นปริมาณที่เหมาะสมในการทำให้เกิดชั้นเคลือบไนโอเบียมคาร์ไบด์ ที่หนาที่สุดในการทดลองนี้ ความหนาชั้นเคลือบไนโอเบียมคาร์ไบด์เพิ่มขึ้น ตามการเพิ่มปริมาณเฟอร์โรไนโอเบียมในช่วง 2-16% โดยน้ำหนักและหนาที่สุดที่ปริมาณเฟอร์โรไนโอเบียม 16% โดยน้ำหนัก ความหนาของชั้นเคลือบไม่เพิ่มขึ้น เมื่อเติมเฟอร์โรไนโอเบียมมากกว่า 16% โดยน้ำหนัก ความหนาชั้นเคลือบมีค่าเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และเวลาในการเคลือบผิว โดยความหนาชั้นเคลือบมีความสัมพันธ์เป็นเส้นตรงกับรากที่ 2 ของเวลาในการเคลือบผิว แสดงได้ว่าความหนาชั้นเคลือบถูกควบคุม ด้วยกระบวนการแพร่ซึม เหล็กกล้า D2 ซึ่งมีคาร์บอนมากกว่าเหล็กกล้า H13 ถูกเคลือบผิวเป็นไนโอเบียมคาร์ไบด์ได้หนากว่าเหล็กกล้า H13 ที่สภาวะการเคลือบผิวเดียวกัน ชิ้นงานพันช์เหล็กกล้า D2 รูปทรงขั้นบันไดมีขนาดของเส้นผ่าศูนย์กลาง และความหนามีค่าเพิ่มขึ้นภายหลังการเคลือบผิว และขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็ก มีค่าเพิ่มขึ้นมากกว่าขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่ ในระยะเวลาการเคลือบผิวเดียวกัน เวลาในการเคลือบผิวที่นานขึ้นทำให้ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลาง และความหนาของชิ้นงานมีค่าเพิ่มขึ้น