การประยุกต์ใช้การปรับสภาพผิวเพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอในแม่พิมพ์ตัด (Application of surface modification for Extension tool life in blanking process)
Keywords:
การเคลือบผิว, ฟิล์มแข็งเคลือบผิว, แม่พิมพ์ตัด, การสึกหรอ, เหล็กแผ่นรีดเย็น, Coating, Hard Thin Film Coated, Blanking die, Wear, Cold Rolled SteelAbstract
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอในแม่พิมพ์ตัดด้วยเทคโนโลยีการเคลือบผิวและการปรับสภาพผิว โดยทำการศึกษาความเสียดทานและการสึกหรอโดยวิธีหมุนบอลบนแผ่นจาน (Ball-on-Disk) ด้วยเครื่องไตรบอมิเตอร์ร่วมกับการทำงานปั๊มตัดโลหะโดยใช้แม่พิมพ์ตัดในการยืนยันถึงประสิทธิภาพของฟิล์มแข็งเคลือบผิวแม่พิมพ์และการปรับสภาพผิวเพื่อสามารถใช้เป็นแนวทางช่วยในการตัดสินใจในการเลือกใช้ชนิดของฟิล์มแข็งเคลือบผิว โดยวัสดุที่ใช้ทำพันช์และบอลเป็นเหล็กเครื่องมืองานเย็นเกรด SKD11 ตามมาตรฐาน JIS ทำการชุบแข็งที่ค่าความแข็ง 60±1 HRC. จากนั้นจึงนำไปเคลือบผิวและปรับสภาพผิวได้แก่ TiC-CVD (Chemical Vapour Deposition) TiCN-CVD TiCN-PVD (Physical Vapour Deposition) VC-TD (Thermal Diffusion) และไม่เคลือบผิว ชิ้นงานที่ใช้ในการทดลองการตัดและแผ่นจาน เป็นเหล็กแผ่นรีดเย็น SPCC ตามมาตรฐาน JIS หนา 2 มิลลิเมตร จากการทดลอง พบว่าการเคลือบผิวหรือปรับสภาพผิวช่วยลดการสึกหรอและค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานได้ ทั้งจากการทดลองโดยวิธีหมุนบอลบนแผ่นจาน (Ball-on-Disk) ด้วยเครื่องไตรบอมิเตอร์ ซึ่งสอดคล้องกับผลการปั๊มตัด แม่พิมพ์ที่เคลือบผิวด้วย TiCN-CVD มีแนวโน้มการลดอัตราการสึกหรอได้มากกว่าผิวเคลือบตัวอื่นๆ ซึ่งพบว่าเกิดจากความแข็งแรงในการเกาะยึดของฟิล์ม TiCN บนวัสดุทำแม่พิมพ์มีค่าสูงกว่าตัวอื่น
The objective of this research is to increase of blanking die life by surface technology of coating and surface treatment. Friction and wear phenomenon were investigated by ball on disk technique by using tribometer. Blanking die experiments were also performed to confirm the performance of coated and treated tool surface for a guide line to select the proper types of thin film coating or surface treatment. Punch and ball were produced from cold work tool steel grade SKD11 (JIS) hardened to 60±1 HRC. Four types of hard film coating are TiC-CVD (Chemical Vapour Deposition), TiCN-CVD, TiCN-PVD (Physical Vapour Deposition), VC-TD (Thermal Diffusion) and Non-coating. Workpiece and disk material used in this experiment were made by cold rolled steel sheet JIS; SPCC of 2 mm thickness. It has been found experimentally that the selected types of treatment and coating showed ability to reduce wear and friction under both conditions of ball on disk test and blanking test. Die and ball coated with TiCN using CVD process illustrated maximum reduction of wear. This is due to high adhesion strength between the coated film and substrate.
