ผลกระทบของกระบวนการแก็สไนโตรคาร์เบอไรซิงต่อการชุบแข็งเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงเกรด SKH51
Effect of Gas Nitrocarburizing Process on Hardening of High Speed Tool Steel Grade SKH51
Abstract
ในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการศึกษาผลกระทบของกระบวนการแก๊สไนโตรคาร์เบอไรซิง (Gas Nitrocarburizing) ต่อเหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูง (SKH51) ที่ผ่านกระบวนการอบชุบแข็ง (Hardening) และอบคืนไฟ (Tempering) ด้วยขั้นตอนการอบชุบที่แตกต่างกัน (มีจำนวนการอบคืนไฟ 2 รอบ และ 3 รอบ) ก่อนกระบวนการไนโตรคาร์เบอไรซิง จากผลการทดลองพบว่า กระบวนการไนโตรคาร์เบอไรซิงสามารถเพิ่มความแข็งที่ผิวของชิ้นงานได้ 4.4 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับค่าความของชิ้นงานที่ไม่ผ่านกระบวนการอบชุบหรือประมาณ 1.4 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับค่าความแข็งผิวของชิ้นงานหลังการอบชุบแข็งและอบคืนไฟ นอกจากนี้ ยังพบว่าอุณหภูมิที่ใช้ในกระบวนการไนโตรคาร์เบอไรซิงยังสามารถใช้เพื่อทดแทนการอบคืนไฟได้ ทำให้ขั้นตอนในการอบชุบและต้นทุนในการผลิตลดลง
In this study, effect of nitrocarburizing process on hardened and tempered high speed tool steel (SKH51) by difference heat treatment processes (tempering 2 cycles and 3 cycles before nitrocarburizing process) were studied. The results showed that nitrocarburizing process gave a higher surface hardness approximately 4.4 times compare to non-heat treatment or approximately 1.4 times compare to hardened and tempered specimen. In addition, the nitrocarburizing process can be used instead of a tempering process. Therefore, heat treatment process and the production cost can be reduced by nitrocarburizing process.
Keywords
[1] V. Leskovsek, B. Ule, and B. Liscic, “The influence of microstructure on fracture toughness of vacuum heat treated HSS AISI M2,” Materiali in Technologije, vol.35, no. 5, pp. 211–217, 2001.
[2] J. Slycke and L. Sproge, “Kinetics of the gaseous nitrocarburizing process,” Surface Engineering, vol.5, no.2, pp. 125–140, 1989.
[3] L. H. Chiu, C. H. Wu, and H. Chang, “Wear behavior of nitrocarburized JIS SKD61 tool steel,” Wear, vol. 253, no. 7–8, pp. 778–786, 2002.
[4] J. W. Zhang, L. T. Lu, K.Shiozawa, W. N. Zhou, and W. H. Zhang, “Effects of nitrocarburizing on fatigue property of medium carbon steel in very high cycle regime,” Materials Science and Engineering A, vol. 528, no. 22–23, pp. 7060–7067, 2011.
[5] R. L. Liu and M. F. Yan, “Improvement of wear and corrosion resistance of 17-4PH stainless steel by plasma nitrocarburizing,” Material and Design, vol. 31, no. 5, pp. 2355–2359, 2010.
[6] Otai Special Steel. (2019). SKH51 Steel/JIS G 4403 High Speed Tool Steels. [Online]. Available: http://www.otaisteel.com/products/skh51-steel-jis-g4403/
[7] Steel-macroscopic examination by etchin, JIS G 0553: 2008, 2001.
[8] Method of measuring case depth hardened by carburizing treatment for steel, JIS G 0057, 2006.
[9] N. Taweejun and C. Kanchanomai, “Effects of carbon and nitrogen on microstructure and mechanical properties of carbo-nitrided lowcarbon steel,” Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 24, pp. 4853–4862, 2015.
[10] D. C. WEN, “Effect of nitrocarburizing time on the microstructures and erosion behavior of cold-work tool steel,” ISIJ International, vol. 49, no. 11, pp. 1762–1768, 2009.
[11] A. Ciski, T. Babul, K. Lankiewicz, Z. Obuchowicz, and P. Šuchmann, “New method of nitrocarburizing of X37CrMoV5-1 hot working tool steel in chemically active fluidized bed,” Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, vol. 62, no. 2, pp. 81–87, 2014.
DOI: 10.14416/j.kmutnb.2021.03.001
ISSN: 2985-2145
Email this article 
Hide
Show all