การกำหนดคุณลักษณะของผงอะลูมิเนียมอัดที่ผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมา

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาถึงผลของกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมาที่อุณหภูมิ 550 ํC และ 600 ํC เป็นเวลา 100 ชั่วโมงในโลหะผงอะลูมิเนียมที่ขึ้นรูปด้วยวิธีอัดขึ้นรูปเย็นและโลหะผสมอะลูมิเนียมไทเทเนียม ร้อยละ 1 โดยน้ำหนักซึ่งขึ้นรูปจากวิธี BMA โดยใช้ความดันในการอัดขึ้นรูปต่างกันและศึกษาผลทางกายภาพอันได้แก่ โครงสร้างมหภาค โครงสร้างจุลภาค ความหนาแน่นสัมพัทธ์ และสมบัติทางกล คือ ความแข็งของโลหะผงะอะลูมิเนียมและอะลูมิเนียมผสมไทเทเนียมร้อยละ 1 โดยน้ำหนักอ่อนและหลังผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมา ผลการทดลองพบว่า ความหนาแน่นสัมพัทธ์ หลังจากผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมาแล้ว ความแข็งผิวเพิ่มสูงขึ้นอย่างชัดเจนเนื่องจากเกิดสารประกอบอะลูมิเนียมไนตรายด์ ซึ่งเป็นเซรามิกส์ที่มีความแข็งสูงที่ผิวชิ้นงานชั้นของสารประกอบอะลูมิเนียมไนตรายด์ที่เกิดจากกระบวนการไนตรายดิ่งแบบพลาสมาที่อุณหภูมิ 600 ํC เกิดรอยแตกเนื่องจากความเค้นจากความร้อนแต่ไม่เกิดรอยแตกในชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมาที่อุณหภูมิ 550 ํC อย่างไรก็ตามความแข็งภายในของชิ้นงานหลังจากผ่านกระบวนไนไตรดิงแบบพลาสมาแล้วมีค่าลดลงเนื่องจากเกิดการตกผลึกใหม่ที่ทำให้จำนวนของดิสโลเคชันลดลง สำหรับชั้นผิวแข็งที่เกิดขึ้นในงานที่ผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมามีความหนาต่ำกว่า 5 ไมโครเมตรแต่ยังคงมีผลทำให้ความแข็งของผิวเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ผลของไทเทเนียมและวิธีการขึ้นรูปทำให้ความแข็งภายในชิ้นงานสูงขึ้นเนื่องจากขนาดเกรนเล็กกว่าชิ้นงานที่ขึ้นรูปจากการอัดขึ้นรูปเย็น แต่ไม่พบว่าไทเทเนียมและวิธีการขึ้นรูปแบบ BMA มีผลชัดเจนต่อการเกิดชั้นของสารประกอบอะลูมิเนียมไนตรายด์ที่ผิวหลังจากผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมา นอกจากนี้ยังพบอะลูมินาที่สลายตัวไม่สมบูรณ์มีสัณฐานกลมที่ผิวของชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมา และโครงสร้างจุลภาคภายในชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมาแสดงถึงการเกิดซินเตอริงอย่างชัดเจนเนื่องจากอุณหภูมิของชิ้นงานระหว่างกระบวนการไนไตรดิงแบบพลาสมามีค่าสูงเพียงพอ