พฤติกรรมการสึกหรอของวัสดุผสมอะลูมินา-ไทเทเนียมคาร์ไบด์โดยเทคนิคพินออนดิสก์

Abstract

ในงานวิจัยนี้เราจึงได้ทำการศึกษาพฤติกรรมการสึกหรอที่เกิดขึ้นจากการขัดสีระหว่างวัสดุผสมอะลูมินา-ไทเทเนียมคาร์ไบด์กับวัสดุใบตัดเพชรที่มีนิกเกิลเป็นตัวประสาน ทำการทดสอบการสึกหรอโดยใช้เครื่องทดสอบการสึกหรอแบบพินออนดิสก์ สภาวะทดสอบการสึกหรอที่ใช้มีดังนี้ ความเร็วไถลเชิงเส้น 0.2, 0.3 และ 0.4 เมตรต่อวินาที แรงกดที่ให้ 10, 15 และ 20 นิวตัน ระยะทางไถลมากสุดที่ 5000 เมตร และมีของเหลวในระบบเป็นสารหล่อเย็น Rustlick G-25J พิจารณาผลของการขัดสีที่เกิดขึ้นในเทอมของ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน, มวลที่เปลี่ยนแปลงไปของชิ้นงาน, อัตราการสึกหรอจำเพาะ, ความหยาบผิวหน้าที่เปลี่ยนแปลงไปของชิ้นงาน และลักษณะสัณฐานและโครงสร้างจุลภาคของผิวหน้าชิ้นงาน จากการศึกษาพบว่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของคู่ผิวสัมผัสนี้มีค่าอยู่ในช่วง 0.151 ถึง 0.347 โดยขึ้นกับหลายปัจจัยอย่างเช่น การเพิ่มขึ้นของความเร็วไถลเชิงเส้นส่งผลให้สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีค่าลดลง และยังส่งผลในเทอมของอัตราการสึกหรอจำเพาะมีค่าลดลงด้วยเช่นกัน และพบว่ามีการลดลงของอัตราการสึกหรอจำเพาะเมื่อระยะทางไถลที่ผ่านไปเพิ่มมากขึ้น โดยเมื่อผ่านไป 1000 เมตร อัตราการสึกหรอจำเพาะมีค่าอยู่ในช่วง 345x10-6 ถึง 518x10-6 mm3/Nm จากนั้นเมื่อผ่านไป 5000 เมตร ค่าลดลงมาอยู่ในช่วง 100x10-6 ถึง 170x10-6 mm3/Nm แสดงให้เห็นถึงความรุนแรงของการขัดสีระหว่างวัสดุผสมอะลูมินา-ไทเทเนียมคาร์ไบด์กับใบตัดเพชรลดลงจากการเพิ่มขึ้นของระยะทางไถล และพฤติกรรมการสึกหรอที่เกิดขึ้นนี้ยังแสดงให้เห็นในเทอมของการเปลี่ยนแปลงความหยาบผิวของผิวหน้าร่องการสึกหรอเมื่อระยะทางไถลเปลี่ยนแปลงไป และลักษณะทางสัณฐานของร่องการสึกหรอจากภาพถ่ายจากกล่องจุลทรรศน์แบบแสง ดังจะเห็นได้จากช่วงระยะทางไถล 3000 ถึง 5000 เมตรที่มีความรุนแรงของการขัดสีน้อย ผิวหน้าของร่องการสึกหรอที่ได้จะมีความเรียบที่มากกว่า และสามารถสังเกตเห็นร่องรอยของการหลุดออกของเกรนได้น้อยกว่า ช่วงระยะทางไถล 1000 เมตร ที่มีการขัดสีที่รุนแรง ยังได้ตรวจพบลักษณะของการผลัดผิวใหม่เองของผิวหน้าใบตัดเพชร จากพฤติกรรมการเพิ่มขึ้นและลดลงของความหยาบผิวหน้าใบตัดเพชรในระหว่างการขัดสีกับวัสดุผสมอะลูมินา-ไทเทเนียมคาร์ไบด์อีกด้วย