ลองนึกภาพเครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงทำงานด้วยความเร็วที่น่าทึ่ง ตัดผ่านโลหะแข็งด้วยประกายไฟที่พุ่งออกมา อะไรที่ทำให้เครื่องมือตัดเหล่านี้ทนทานต่อสภาวะที่รุนแรงเช่นนี้ ในขณะที่ยังคงความคมและความทนทาน? คำตอบมักจะอยู่ในองค์ประกอบของวัสดุ—เหล็กกล้าความเร็วสูงหรือเหล็กทังสเตน ทั้งสองเป็นเหล็กกล้าเครื่องมือที่จำเป็นในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ แต่สิ่งใดที่แยกแยะพวกมันอย่างแท้จริง และคุณควรเลือกระหว่างพวกมันอย่างไรสำหรับการใช้งานเฉพาะ? บทความนี้ให้การวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติ การใช้งาน และเกณฑ์การเลือกของพวกมัน
เหล็กกล้าความเร็วสูง (HSS) เป็นเหล็กกล้าผสมที่ซับซ้อนซึ่งมีชื่อเสียงในด้านความแข็ง ความทนทานต่อการสึกหรอ และความทนทานต่อความร้อนเป็นพิเศษ ไม่ใช่วัสดุส่วนประกอบเดียว แต่เป็นโลหะผสมที่มีองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นคาร์ไบด์หลายชนิด เช่น ทังสเตน โมลิบดีนัม โครเมียม วานาเดียม และโคบอลต์ โดยมีปริมาณโลหะผสมทั้งหมดโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10% ถึง 25% การผสมผสานองค์ประกอบเหล่านี้อย่างมีกลยุทธ์ทำให้ HSS มีคุณสมบัติเฉพาะตัว
HSS ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตเครื่องมือขอบบางที่ซับซ้อน อุปกรณ์ตัดโลหะที่ทนต่อแรงกระแทก แบริ่งที่อุณหภูมิสูง และแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปเย็น รวมถึง:
HSS แก้ไขข้อจำกัดของเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอน ซึ่งสูญเสียความแข็งอย่างรวดเร็วเหนือ 200°C (392°F) และไม่มีประสิทธิภาพที่ 500°C (932°F) ด้วยความแข็งสีแดงที่เหนือกว่า HSS ยังคงความสามารถในการตัดที่อุณหภูมิสูง ทำให้สามารถตัดเฉือนด้วยความเร็วสูงได้
เหล็กทังสเตน หรือคาร์ไบด์ซีเมนต์ เป็นวัสดุคอมโพสิตแบบเผาผนึกซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) มีความแข็ง ความทนทานต่อการสึกหรอ ความแข็งแรง ความเหนียว ความทนทานต่อความร้อน และความต้านทานการกัดกร่อนเป็นพิเศษ—รักษาความเสถียรได้ถึง 500°C (932°F) และยังคงรักษาความแข็งได้อย่างมากแม้ที่ 1000°C (1832°F)
เหล็กทังสเตนประกอบด้วยทังสเตนคาร์ไบด์ (70%-95%) และโลหะตัวประสาน เช่น โคบอลต์ (5%-30%) อาจมีการเพิ่มคาร์ไบด์เพิ่มเติม (ไทเทเนียม แทนทาลัม หรือไนโอเบียม) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
เป็นที่รู้จักกันในนาม "ฟันของอุตสาหกรรมสมัยใหม่" เหล็กทังสเตนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายใน:
| คุณสมบัติ | เหล็กกล้าความเร็วสูง | เหล็กทังสเตน (คาร์ไบด์ซีเมนต์) |
|---|---|---|
| ความแข็ง & ความทนทานต่อการสึกหรอ | ความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิสูง | ความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอสูงมาก แต่เปราะ |
| ต้นทุน | ประหยัดกว่า ประมวลผลง่ายกว่า | ต้นทุนสูงกว่า ต้องใช้การผลิตแบบพิเศษ |
| ความเหนียว | ความเหนียวสูงกว่าเหล็กทังสเตน | มีแนวโน้มที่จะบิ่นมากกว่า |
| การใช้งาน | สว่าน ก๊อก และเครื่องมือที่ต้องการความทนทานต่อแรงกระแทก | เครื่องมือตัด แผ่นสึกหรอ ดอกสว่านเจาะหิน |
| ความเร็วในการตัด | ต่ำกว่า | สูงกว่า |
| วัสดุที่เหมาะสม | วัสดุที่มีความแข็งต่ำ/ปานกลาง (เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าผสม) | วัสดุแข็ง (เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าชุบแข็ง) |
พิจารณาปัจจัยเหล่านี้เมื่อเลือกระหว่าง HSS และเหล็กทังสเตน:
ทั้งเหล็กกล้าความเร็วสูงและเหล็กทังสเตนเป็นวัสดุเครื่องมือที่สำคัญที่มีคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกัน HSS ให้ความเหนียวที่ดีและต้นทุนที่ต่ำกว่าสำหรับเครื่องมืออเนกประสงค์ ในขณะที่เหล็กทังสเตนให้ความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอสูงสำหรับการใช้งานที่ต้องการ ด้วยการประเมินข้อกำหนดในการดำเนินงานอย่างรอบคอบ ผู้ผลิตสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือนและประสิทธิภาพด้านต้นทุนได้
