การแข็งตัวของเคสคืออะไร?

ทําไมต้องเคสฮาร์เดน?

มีสาเหตุหลายประการที่ทําให้วัสดุแข็งตัวแทนที่จะพยายามทําให้วัตถุโลหะทั้งหมดแข็งตัว เหตุผลหนึ่งคือประสิทธิภาพ พลังงานน้อยลงและเวลาน้อยลงจะต้องให้ความร้อนพื้นผิวด้านนอกสุดของโลหะเมื่อเทียบกับส่วนตัดขวางทั้งหมด ประสิทธิภาพเหล่านี้อาจส่งผลให้ประหยัดค่าใช้จ่ายอย่างมากในการดําเนินงานการผลิตขนาดใหญ่ อีกเหตุผลหนึ่งที่ทําให้การแข็งตัวของเคสใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเพราะประสิทธิภาพ มันสามารถเป็นประโยชน์ที่จะมีโลหะที่มีเปลือกนอกแข็งและการตกแต่งภายในที่เหนียวมากขึ้น ตัวอย่างของเรื่องนี้คือเมื่อโลหะจําเป็นต้องต้านทานรอยขีดข่วน แต่ยังคงต้องสามารถดูดซับแรงกระแทกโดยไม่ส่งผลให้เกิดการแตกหักอย่างสมบูรณ์

ประเภทของวิธีการชุบแข็งกรณี

การชุบแข็งของเคสสามารถทําได้หลายวิธี หนึ่งในวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสําหรับเหล็กกล้าคาร์บอนที่สูงขึ้นหรือโลหะที่รักษาความร้อนได้อื่น ๆ คือความร้อนและดับ. ความร้อนและการดับเกี่ยวข้องกับการใช้แหล่งความร้อนบางประเภทเช่นขดลวดเหนี่ยวนําหรือเปลวไฟออกซิเฟลเพื่อให้ได้พื้นผิวด้านนอกของเหล็กขึ้นผ่านอุณหภูมิที่โครงสร้างจุลภาคเริ่มเปลี่ยนไปเรียกว่าอุณหภูมิที่สําคัญ (โดยทั่วไปประมาณ 700 องศาเซลเซียส) เมื่อสําเร็จพื้นผิวเหล็กจะต้องเย็นลงอย่างรวดเร็วโดยการสัมผัสกับสื่อดับ นี่อาจเป็นน้ําเกลือน้ําน้ํามันหรืออากาศ สื่อที่แตกต่างกันจะใช้สําหรับการใช้งานที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับอัตราการระบายความร้อนที่จําเป็น การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วนี้ทําให้เหล็กก่อตัวมาร์เทนไซต์ซึ่งเป็นโครงสร้างจุลภาคที่ทนต่อการขัดถูที่ยากมาก

อีกวิธีหนึ่งในการชุบแข็งคือไนไตรด์. ไนไตรด์ได้รับชื่อจากการก่อตัวของไนไตรด์ที่กระบวนการเกิดขึ้นบนพื้นผิวของโลหะ ในการดําเนินการกระบวนการไนไตรด์โลหะจะถูกทําให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงและสัมผัสกับแอมโมเนียหรือสารพกพาไนโตรเจนอื่น ๆ อุณหภูมิสูงและการสัมผัสกับไนโตรเจนส่งเสริมการก่อตัวของไนไตรด์ซึ่งโดยธรรมชาตินั้นยากมากและทนต่อการเสียดสี กระบวนการนี้ใช้งานได้เฉพาะเมื่อมีองค์ประกอบบนโลหะที่แข็งตัวซึ่งสามารถก่อตัวเป็นไนไตรด์เช่นโครเมียมและโมลิบดีนัม โดยทั่วไปไนไตรด์ต้องการอุณหภูมิที่ต่ํากว่าความร้อนและการดับและไม่จําเป็นต้องใช้กระบวนการดับซึ่งส่งผลให้เกิดการบิดเบือนน้อยลง

คาร์บูไรซ์เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของการแข็งตัวของเคสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการปรับปรุงสมบัติเชิงกลของพื้นผิวเหล็กของ ในระหว่างการคาร์บูไรซ์โลหะผสมเหล็กถูกทําให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงแล้วสัมผัสกับคาร์บอนในปริมาณสูงบนพื้นผิวของมัน แหล่งคาร์บอนภายนอกอาจเป็นก๊าซของเหลวหรือของแข็งขึ้นอยู่กับความต้องการการใช้งาน คาร์บอนภายนอกในปริมาณสูงจะก่อตัวเป็นคาร์ไบด์กับองค์ประกอบอื่น ๆ บนพื้นผิวของเหล็ก คาร์ไบด์เหล่านี้ช่วยเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ คล้ายกับไนไตรด์ข้อกําหนดความร้อนโดยทั่วไปน้อยกว่าซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการบิดเบือนน้อยลง