การเพิ่มประสิทธิภาพการต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนความเร็วสูง ด้วยเทคนิคการพ่นเคลือบด้วยความร้อน

บทคัดย่อ

โครงงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการเพิ่มประสิทธิภาพการต้านทานการสึกหรอของชิ้นส่วนที่ทำงานภายใต้สภาวะความเร็วสูง โดยประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการพ่นเคลือบผิวด้วยความร้อน (Thermal Spray Coating) เพื่อยืดอายุการใช้งานและเพิ่มสมรรถนะของชิ้นส่วนทางวิศวกรรม วัสดุฐานที่ใช้ในการศึกษา คือ อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 ซึ่งเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมเนื่องจากมีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงเหมาะสม โดยใช้ลวดพ่นชนิด Ni₉₅Al₅ เป็นชั้นรองประสาน (Bond Coat) และใช้วัสดุเคลือบผิวชนิด WC₁₀Co₄Cr เป็นชั้นเคลือบหลัก (Top Coat) เพื่อเพิ่มความแข็งและความสามารถในการต้านทานการสึกหรอของพื้นผิวกระบวนการเคลือบผิวประกอบด้วยการพ่นชั้นรองประสานด้วยเทคนิค Wire Arc Spray และการพ่นชั้นเคลือบหลักด้วยเทคนิค High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) ซึ่งเป็นกระบวนการที่สามารถสร้างชั้นเคลือบที่มีความหนาแน่นสูงและมีการยึดเกาะกับวัสดุฐานได้ดี หลังจากการพ่นเคลือบ ได้ทำการวิเคราะห์ลักษณะทางจุลภาคของชั้นเคลือบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) พร้อมทั้งตรวจวัดความหนาของชั้นเคลือบ และทดสอบค่าความแข็งของผิวเคลือบเพื่อประเมินคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุที่ได้ผลการศึกษาพบว่า การเคลือบผิวด้วยระบบ Ni₉₅Al₅/WC₁₀Co₄Cr สามารถเพิ่มค่าความแข็งของพื้นผิวได้อย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ชิ้นงานมีศักยภาพในการต้านทานการสึกหรอและเหมาะสมต่อการประยุกต์ใช้งานในชิ้นส่วนที่ต้องรับแรงเสียดทานหรือทำงานภายใต้สภาวะที่รุนแรง นอกจากนี้ โครงสร้างของชั้นเคลือบมีการยึดเกาะกับวัสดุฐานอยู่ในเกณฑ์ที่ดี และมีความต่อเนื่องของชั้นเคลือบตลอดพื้นที่การพ่น