การปรับปรุงคุณภาพของงานหล่อเหล็กกล้าสเตนเลส
Improved Quality of Stainless Steel Casting


อ.นุชธนา พูลทอง  (หัวหน้าโครงการ)
Nuchthana Poolthong. (Lecturer)
คุณสุขุม โฆษิตชัยมงคล
Sukum Kositchaimongkkol. (Researcher.)
คุณสันติรัฐ นันสะอาง
Santirat Nansa-Arng.
คุณประเสริฐ ศรีบุญจันทร์
Prasert Sriboonchan.
สาขาวิชาเทคโนโลยีวัสดุ คณะพลังงานและวัสดุ
โทรศัพท์ 424-0039 ต่อ 7250, 7260 โทรสาร 427-9062

ความสำคัญและที่มาของการวิจัย
เหล็กกล้าสเตนเลสหรือที่เรียกกันอีกอย่างหนึ่งว่าเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะกลุ่มเหล็กกลุ่มใหญ่กลุ่มหนึ่งที่มีบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งต่อชีวิตประจำวันและต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของมนุษย์ เหล็กกล้าสเตนเลสได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างมากมายและกว้างขวางในทุกแง่ทุกมุมของสังคมและในปริมาณที่มากเพิ่มขึ้นทุกขณะ ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกล เครื่องยนต์ยานพาหนะ และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ อุตสาหกรรมการก่อสร้าง อุตสาหกรรมปิโตรเคมี อุตสาหกรรมอาหารและยาแทบทุกชนิด ตลอดจนเครื่องใช้ในครัวเรือนและของใช้ในชีวิตประจำวันอีกมากมายล้วนต้องใช้สเตนเลสอย่างน้อยก็เป็นบางส่วนแทบทั้งสิ้น
สเตนเลสมีมากมายหลายสิบชนิดแต่ละชนิดหรือเกรดจะมีส่วนผสมทางเคมีแตกต่างกันไปเหล็กกล้าสเตนเลสออสเตนนิติค (austenitic) นับเป็นกลุ่มที่มีหลายเกรดมากที่สุดและถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางที่สุดในบรรดาสเตนเลสทั้งหลาย เหล็กกลุ่มนี้มีโครงสร้างหลักเป็นออสเตนไนท์ ส่วนผสมทางเคมีนอกจากโครเมียมแล้วสเตนเลสกลุ่มนี้ยังต้องมีนิเกิลและมังกานีสเป็นส่วนผสมที่สำคัญ นอกจากนี้ยังอาจมีธาตุอื่น ๆ อีกหลายชนิดที่เป็นส่วนผสมของสเตนเลสกลุ่มนี้ ธาตุต่าง ๆ เหล่านี้จะทำหน้าที่ในการปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กให้ดีขึ้นซึ่งแต่ละธาตุก็จะทำหน้าที่แตกต่างกันไป เหล็กกล้าสเตนเลสจะมีทั้งกลุ่มที่ผ่านงานหล่อ (cast) และที่ผ่านการขึ้นรูป (wrougth)
เหล็กกล้าสเตนเลสที่ผ่านการหล่อหลอมมักจะเกิดโพรงอากาศและรูพรุนจากแก๊สที่ตกค้างในน้ำโลหะขณะหลอมด้วย Coreless Induction Furnace ที่เรียกว่าอืดหรือฟู ซึ่งหาสาเหตุในการเกิดไม่พบทำให้ชิ้นงานมีข้อบกพร่องและกลายเป็นของเสียซึ่งพบมากในโรงหล่อทั่วไป วิธีการแก้ไขในปัจจุบันคือหล่อเป็นแท่งไว้ในครั้งแรกซึ่งจะมีรูพรุนเป็นจำนวนมาก ต่อจากนั้นนำมาหลอมเป็นชิ้นงานซึ่งปัญหาเรื่องรูพรุนจะหมดไป ซึ่งสามารถแก้ปัญหาได้แต่ทำให้เสียเวลาและเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น ดังนั้นงานวิจัยเรื่องนี้เกิดขึ้นโดยจะศึกษาวิธีในการหลอมเหล็กกล้าสเตนเลส ตั้งแต่การทำแบบหล่อควบคุมวัตถุดิบที่นำมาหล่อ การเติมเฟอร์โร (ferro) ชนิดต่าง ๆ ให้สัมพันธ์กับระยะเวลาในการหลอมและเลือกใช้สารเคมีชนิดต่าง ๆ เพื่อปรับปรุงคุณภาพ
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะพัฒนาเทคโนโลยีในการหลอมเหล็กกล้าสเตนเลสด้วย Coreless Induction furnace เพื่อลดข้อบกพร่องที่เป็นสาเหตุในชิ้นงานกลายเป็นของเสียอันเนื่องมาจากโพรงและรูพรุนจากก๊าซในขณะหลอม โดยการทดลองหลอมขนาด 150 กิโลกรัม ในห้องทดลอง

วัตถุประสงค์ของโครงการ
  1. ศึกษากระบวนการหล่อหลอมเหล็กกล้าสเตนเลส ซึ่งเป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดแก๊สในขณะหลอมและหาวิธีลดแก๊ส
  2. ใช้เทคโนโลยีการหล่อโลหะในการควบคุมอุณหภูมิ ระยะเวลาในการเติมสารเคมี และแก๊สเฉื่อยให้มีความสัมพันธ์ที่เหมาะสมเพื่อลดปริมาณแก๊ส
  3. เพิ่มคุณภาพของงานหล่อให้ปราศจากโพรงอากาศ ลดปริมาณของเสียและต้นทุนการผลิต
ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากการวิจัย
  1. ได้แนวทางในการปรับปรุงคุณภาพของงานหล่อเหล็กกล้าสเตนเลส
  2. ข้อมูลที่ได้จากการวิจัยสามารถนำไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ได้
  3. ข้อมูลทางวิชาการ ข้อมูลทางเทคนิค และกระบวนการผลิตพร้อมที่จะถ่ายทอดให้แก่อุตสาหกรรม
  4. เป็นข้อมูลพื้นฐานของงานวิจัยในขั้นตอนต่อไป


return produce and ind. topic

Revised: 26 August 1999
© 1999 by Research and Intellectual Property Promotion Center.