การขึ้นรูปด้วยความร้อนสูงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของตัวดอกกัดแบบปุ่มกดได้สองเท่าอย่างไร
ประสิทธิภาพของตัวหัวดอกสว่านมีผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของดอกสว่าน และเป็นส่วนประกอบสำคัญในการเจาะหิน กระบวนการผลิตตัวหัวดอกสว่านในปัจจุบัน ได้แก่ การกลึง การอัดขึ้นรูปเย็น การอัดขึ้นรูปอุ่น และการตีขึ้นรูปด้วยความร้อน ในบรรดากระบวนการเหล่านี้ การตีขึ้นรูปด้วยความร้อนถือเป็นทางเลือกหลักของอุตสาหกรรม เนื่องจากให้ประโยชน์ที่ดีที่สุดทั้งในด้านคุณสมบัติทางกล ประสิทธิภาพการผลิต และความคุ้มค่า
การเปรียบเทียบกระบวนการผลิตหลักแต่ละกระบวนการมีลักษณะทางเทคนิค ผลลัพธ์ที่ได้ และขอบเขตการใช้งานที่แตกต่างกัน:
การกลึง: ใช้งานง่ายและไม่จำเป็นต้องปรับแต่งอุปกรณ์ที่ซับซ้อน แต่มีข้อเสียร้ายแรง การใช้ประโยชน์จากวัสดุต่ำมาก และกระบวนการนี้ไม่สามารถปรับโครงสร้างโลหะภายในให้เหมาะสมที่สุด ส่งผลให้สมรรถนะเชิงกลอ่อนแอ ชิ้นงานที่ผ่านการกลึงมีแนวโน้มที่จะแตกหักภายใต้แรงกระแทกจากการเจาะหิน ซึ่งจำกัดการใช้งาน
การอัดขึ้นรูปเย็น: ช่วยเพิ่มความหนาแน่นและคุณสมบัติเฉพาะจุดของโลหะ แต่มีความต้านทานต่อการเสียรูปสูง จึงต้องใช้อุปกรณ์และเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงและแข็งแรงสูง ทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น ดังนั้น การอัดขึ้นรูปเย็นจึงเหมาะสำหรับผลิตในปริมาณน้อยหรือชิ้นงานขนาดเล็กเท่านั้น
การอัดขึ้นรูปด้วยความร้อน: มีความต้านทานต่อการเสียรูปต่ำกว่าการอัดขึ้นรูปด้วยความเย็น แต่ต้องควบคุมอุณหภูมิความร้อนอย่างเข้มงวดมาก ความผันผวนของอุณหภูมิจะทำให้คุณภาพการขึ้นรูปเสื่อมลงได้ง่าย ความสามารถในการขึ้นรูปจึงจำกัดอยู่เฉพาะตัวปุ่มที่มีโครงสร้างเรียบง่ายและน้ำหนักเบา และไม่สามารถตอบสนองความต้องการสำหรับการใช้งานที่ซับซ้อนหรือหนักหน่วงกว่าได้
การขึ้นรูปด้วยความร้อน: กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่ชิ้นงานโลหะจนถึงอุณหภูมิ 1100–1250 องศาเซลเซียส และขึ้นรูปภายใต้แรงดันโดยใช้แม่พิมพ์เฉพาะ การขึ้นรูปด้วยความร้อนเป็นกระบวนการที่ให้ความสมดุลระหว่างสมรรถนะเชิงกลและต้นทุนการผลิต และปัจจุบันครองส่วนแบ่งตลาดมากกว่า 80% ทำให้เป็นกระบวนการหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย
ข้อได้เปรียบทางเทคนิคหลักของการตีขึ้นรูปด้วยความร้อน การตีขึ้นรูปด้วยความร้อนอาศัยหลักการของการเปลี่ยนรูปพลาสติกที่อุณหภูมิสูงร่วมกับการควบคุมแม่พิมพ์ที่แม่นยำ ทำให้ได้ประสิทธิภาพและประสิทธิผลที่เพิ่มขึ้นพร้อมกันในสองด้านหลัก:
การปรับโครงสร้างจุลภาคของโลหะให้เหมาะสมเพื่อเสริมสร้างคุณสมบัติทางกล:
การกำจัดข้อบกพร่องภายในและการเพิ่มความหนาแน่น: การตีขึ้นรูปที่อุณหภูมิสูงจะบีบอัดรูพรุนและสิ่งเจือปนภายในของชิ้นงานโลหะ ทำให้ลดความเสี่ยงต่อความเสียหายและเพิ่มเสถียรภาพของโครงสร้างได้อย่างมาก
การปรับปรุงโครงสร้างผลึกและความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความเหนียว: การตีขึ้นรูปจะสลายผลึกหยาบให้กลายเป็นโครงสร้างจุลภาคละเอียดแบบสมมาตร ทำให้ได้ความแข็งที่คงที่ในช่วง ร็อคเวลล์ C ที่ เอชอาร์ซี35–45 ในขณะที่ยังคงรักษาความเหนียวทนแรงกระแทกได้ดีเยี่ยม ซึ่งเป็นการแก้ปัญหาความขัดแย้งแบบดั้งเดิมระหว่าง "แข็งแต่เปราะ" และ "เหนียวแต่นิ่ม"
การก่อตัวของแนวการไหลของโลหะอย่างต่อเนื่อง: ภายใต้แรงดันของแม่พิมพ์ โลหะจะไหลไปตามเส้นทางของแรงกดเพื่อสร้างโครงสร้างการไหลของเกรนอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยเพิ่มอายุการใช้งานจากการล้าในบริเวณรับน้ำหนักที่สำคัญได้อย่างมาก ทำให้ตัวเรือนเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีแรงกระแทกสูงและต่อเนื่องเป็นเวลานาน
การขึ้นรูปที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพ ช่วยควบคุมต้นทุนการผลิต:
การขึ้นรูปขั้นตอนเดียวที่แม่นยำช่วยลดขั้นตอนการกลึงในขั้นตอนถัดไป: สามารถผลิตรูปทรงเรขาคณิตที่สำคัญด้วยความแม่นยำสูงในแม่พิมพ์ โดยต้องการเพียงการกลึงเก็บรายละเอียด เช่น เกลียวเท่านั้น ซึ่งช่วยลดแรงงานในการตัดและกลึงลงกว่า 60% เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม และเพิ่มผลผลิตได้อย่างมาก
การใช้ประโยชน์จากวัสดุที่ดีขึ้น: การขึ้นรูปพลาสติกที่อุณหภูมิสูงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ประโยชน์จากแผ่นโลหะและลดเศษวัสดุ ทำให้ต้นทุนวัสดุต่อชิ้นลดลง
เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่: ความเสถียรและความสามารถในการทำซ้ำของกระบวนการขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ร้อนช่วยสนับสนุนการผลิตแบบมาตรฐานในปริมาณมาก ตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมในการผลิตจำนวนมาก
ข้อควรพิจารณาในการนำการขึ้นรูปด้วยความร้อนมาใช้ เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากการขึ้นรูปด้วยความร้อน จำเป็นต้องควบคุมสองด้านที่สำคัญอย่างเข้มงวด เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อคุณภาพและต้นทุน:
การควบคุมอุณหภูมิความร้อนอย่างแม่นยำ: ต้องกำหนดตารางการให้ความร้อนตามเกรดของเหล็ก อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้โครงสร้างผลึกหยาบขึ้นและลดคุณสมบัติ ในขณะที่อุณหภูมิที่ต่ำเกินไปจะเพิ่มความต้านทานต่อการเสียรูปและเร่งการสึกหรอของแม่พิมพ์
ควบคุมอุณหภูมิการทำงานของแม่พิมพ์อย่างเข้มงวด: ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำหมุนเวียนเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิของแม่พิมพ์ให้อยู่ในช่วง 200–300°C ซึ่งจะช่วยรักษาความแม่นยำในการขึ้นรูป ยืดอายุการใช้งานของแม่พิมพ์ และลดต้นทุนการสึกหรอของอุปกรณ์
สรุป การปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของโลหะ การเพิ่มความแม่นยำในการขึ้นรูป และการลดต้นทุนการผลิต ทำให้การตีขึ้นรูปด้วยความร้อนกลายเป็นวิธีการหลักในการผลิตตัวดอกสว่านแบบปุ่ม วิธีนี้ช่วยแก้ปัญหาความขัดแย้งระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุนของวิธีการแบบดั้งเดิม และให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงคุณภาพของดอกสว่านและประสิทธิภาพการเจาะ ทำให้เป็นวิธีการที่ขาดไม่ได้ในการผลิตอุปกรณ์เจาะหิน
