อิทธิพลของความเร็วเลื่อนไถลและความดันสัมผัสที่ส่งผลต่อพฤติกรรมทางไตรบอโลยีของผิวคู่สัมผัสเหล็กกล้าเครื่องมือ SKD11 และเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก 430 HL
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาอิทธิพลของความเร็วเลื่อนไถลและความดันสัมผัสที่ส่งผลต่อพฤติกรรมทางไตรบอโลยีของผิวสัมคู่ผัสวัสดุเหล็กกล้าเครื่องมือ SKD11 ชุบแข็ง กับวัสดุชิ้นงานเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ริติก 430 HL ภายใต้สภาวะไม่ใช้สารหล่อลื่น การศึกษาใช้การจำลองการทดสอบ Pin-on-Disk ตามมาตรฐาน ASTM G99-95a ความเร็วในการเลื่อนไถลของวัสดุผิวคู่สัมผัสมี 3 ระดับ คือ 50 100 และ 150 mm/s ภายใต้แรงกระทำตั้งฉากกับการเคลื่อนที่เท่ากับ 2 5 และ 8 N ผลการศึกษาพบว่าลักษณะความเสียหายของผิวเหล็กกล้าเครื่องมือที่เคลื่อนสัมพัทธ์บนวัสดุชิ้นงานมี 2 รูปแบบ คือ การสึกหรอแบบขัดถูและการยึดติดของวัสดุชิ้นงาน ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างผิวคู่สัมผัสมีค่าอยู่ในช่วง 0.707 ถึง 0.904 ความเร็วในการเลื่อนไถลและความดันสัมผัสไม่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานระหว่างผิวคู่สัมผัสของวัสดุเครื่องมือกับวัสดุชิ้นงาน การยึดติดของวัสดุชิ้นงานบนผิววัสดุเครื่องมือไม่ส่งผลต่อค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานที่สูงขึ้น ปริมาณการสึกหรอของวัสดุเครื่องมือกับระยะทางการเคลื่อนที่มีความสัมพันธ์ในทิศทางเดียวกันและแปรผันตามความดันที่เกิดระหว่างผิวคู่สัมผัส ในขณะที่จะแปรผกผันกับความเร็วในการเลื่อนไถลบนวัสดุชิ้นงาน
Article Details
ลิขสิทธิ์เป็นของวารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ
เอกสารอ้างอิง
K. Lange, Handbook of Metal Forming. New York, McGraw-Hill, 1985.
V. Premanond, “Tribological Behavior of tool materials against stainless steel workpiece material in a ball-on-disk model wear device,” in the 18th Conference of Mechanical Engineering Network of Thailand, Khon Kaen, 2004, p. 5.
J. Sriprasird, A. Khantachawana, V. Premanond and P. Kaewtatip, “Wear behavior of contacting between thin film coating on SKD11 ball and 304 stainless steel disk,” (in Thai), Songklanakarin J. Sci. Technol., vol. 29, no. 6, pp. 1591-1598, 2007.
K. Lawanwong, B. Sresomroeng and V. Premanond, “The study type of hard film coating and strength of materials to wear volume by ball-on-disk technique,” (in Thai), Engineering Journal of Research and Development, vol. 20, no. 4, pp. 85-91, 2009.
B. Sresomroeng and N. Angsuseranee, “Ball-on-Disk simulation to study tribological behavior in sheet metal forming,” in the 1st Rajamangala University of Technology Suvarnabhumi National Conference, Phranakhon Si Ayutthaya, 2016, pp. 96-103.
L. Wang, J. Cai, J. Zhou and J. Duszczyk, “Characteristics of the friction between aluminium and steel at elevated temperatures during ball-on-disc tests,” Tribol Lett., Vol. 36, pp. 183–190, 2009.
L. Wang, Y. He, J. Zhou and J. Duszczyk, “Effect of temperature on the frictional behavior of an aluminium alloy sliding against steel during ball-on-disc tests,” Tribology International, vol. 43, pp. 299–306, 2010.
R. Wang, H. J. Mei, R. S. Li, Q. Zhang, T. F. Zhang and Q. M. Wang, “Friction and wear behavior of AlTiN-coated carbide balls against SKD11 hardened steel at elevated temperatures,” Acta Metallurgica Sinica (English Letters), vol. 31, pp. 1073–1083, 2018.
L. Yan, Y. Liu and E. Liu, “Wear behavior of martensitic NiTi shape memory alloy under ball-on-disk sliding tests,” Tribology International, vol. 66, pp. 219–224, 2013.
D. Toboła, W. Brostow, K. Czechowski and P. Rusek, “Improvement of wear resistance of some cold working tool steels,” Wear, vol. 382-383, pp. 29–39, 2017.
J. Moravčíková, R. Moravčík, M. Kusý and M. Necpal, “Influence of laser surface texturing on tribological performance of tool steels,” Journal of Materials Engineering and Performance, vol. 27, pp. 5417–5426, 2018.
M. Alvarez-Vera, J. C. Torres-Méndez, H. M. Hdz-García, R. Muñoz-Arroyo, A. I. Mtz-Enriquez, J. L. Acevedo-Dávila, M. A. L. Hernandez-Rodriguez, “Wear resistance of TiN or AlTiN nanostructured Ni-based hardfacing by PTA under pin on disc test,” Wear, vol. 426-427, pp. 1584–1593, 2019.
F. Hernández, N. Demas, K. Gonzales and A. Polycarpou, “Correlation between laboratory ball-on-disk and full-scale rail performance tests,” Wear, vol. 270, pp. 479–491, 2011.
H. Kim, S. Han, Q. Yan and T. Altan, “Evaluation of tool materials, coatings and lubricants in forming galvanized advanced high strength steels (AHSS),” CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 57, pp. 299–304, 2008.
A. Gåård, P. V. Krakhmalev, J. Bergström and N. Hallbäck, “Galling resistance and wear mechanisms – cold work tool materials sliding against carbon steel sheets,” Tribol Lett., Vol. 26 no. 1, pp. 67–72, 2007.
P. Karlsson, A. Gåård and P. Krakhmalev, “Influence of tool steel micro structure on friction and initial material transfer,” Wear, vol. 319, pp. 12–18, 2014.
Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-Disk Apparatus, ASTM G 99 – 95a, 2000.
T. Altan, S. Oh and H. Gegel, Metal Forming: Fundamentals and Applications, Ohio, ASM International, 1995.
V. Boljanovic, Sheet Metal Stamping Sies: Die Design and Die-Making Practice. New York, Industrial Press Inc., 2013.
Outokumpu, Handbook of Stainless Steel, Espoo, Outokumpu Oyj, 2013.
JFE Steel Corporation. (2020, September 9). Stainless Steels [Online]. Available: https://www.jfe-steel.co.jp/en/products/stainless/catalog/g1e-001.pdf
Juthawan. (2020, September 9). Stainless Steel [Online]. Available: https://www.juthawan.co.th/product-group/stainless-steel/
Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials, ASTM E8/E8M − 13a, 2013.
Standard components for press dies 2007.9 – 2008.8 catalog, Misumi Corporation, 2008.
Y. Abe, W. Daodon, N. Takahashi and K. Mori, “Improvement of seizure resistance by roughening surface of stainless steel drawn cup in ironing using die having lubricant pockets,” Production Engineering Research and Development, vol. 10, pp.551–562, 2016.
T. Altan and A.E. Tekkaya, Sheet Metal Forming Processes and Applications, Ohio, ASM International, 2012.
B. Bhushan, Modern tribology handbook, Florida, CRC Press LLC, 2001.
F. Vollertsen and F. Schmidt, “Dry metal forming: definition, chances and challenges,” International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, vol. 1 no. 1, pp. 59–62, 2014.
G. W. Stachowiak, Wear – Materials, Mechanisms and Practice, Hoboken, John Wiley & Sons Ltd., 2005.
S. Kataoka, M. Murakawa, T. Aizawa and H. Ike, “Tribology of dry deep-drawing of various metal sheets with use of ceramics tools,” Surface and Coatings Technology, vol. 177-178, pp. 582–590, 2004.
B. Podgornik, S. Hogmark and O. Sandberg, “Influence of surface roughness and coating type on the galling properties of coated forming tool steel,” Surface and Coatings Technology, vol. 184, no. 2-3, pp. 338–348, 2004.
B. Podgornik, S. Hogmark and O. Sandberg, “Proper coating selection for improved galling performance of forming tool steel,” Wear, vol. 261, no. 1, pp. 5–21, 2006.
W. Dong, L. Xu, Q. Lin and Z. Wang, “Experimental and numerical investigation on galling behavior in sheet metal forming process,” Int J Adv Manuf Technol, vol. 88, pp. 1101–1109, 2017.
G. W. Stachowiak and A. W. Batchelor, Engineering Tribology, 3rd ed., Massachusetts, Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005.
N. Angsuseranee, B. Watcharasresomroeng, P. Bunyawanichkul and S. Chartniyom, “Tribological behavior of tool steel substrate and solid films against 304 BA austenitic stainless steel under dry sliding,” Advances in Tribology, vol. 2020, pp. 1–11, 2020.
