16.5 งานขึ้นรูปเย็น

      งานขึ้นรูปเย็น (Cold working) คือการนำแรงมากระทำซ้ำ ๆ กันเพื่อให้โลหะเสียรูป และโลหะเกิดความแข็งแกร่งขึ้น เรียกกระบวนการนี้ว่า การเพิ่มความแข็งในงาน (Work hardening) ได้กล่าวโดยย่อใน บทที่ 8 แล้ว งานขึ้นรูปเย็น โดยปกติมักใช้กับกระบวนการ และความแข็งในโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

      ในการขึ้นรูปเย็นนั้น โลหะจะมีความแข็งแกร่งขึ้นได้ ต้องผ่านการทุบ หรือการรีด เทคนิคอยู่ที่ชิ้นงานเล็ก ๆ เช่น ท่อทองแดงบาง ทำโดยการจับด้วยคีม และตีมันด้วยค้อน ตีหลาย ๆ ครั้ง ในการตีแต่ละครั้งรูปร่างจะค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงไป จนในที่สุดโลหะก็ให้ความแข็งตามที่ต้องการ

รูปการดัดท่อทองแดง

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

วิดีโอการดัดท่อทองแดง

      การกระทำซ้ำ ๆ ของแรง ทำให้โลหะแบนจนโลหะเกิดความแข็งแกร่ง และความแข็งขึ้น จากโลหะยังที่เบา และยืดตัวได้น้อย แล้วนำไปทำการขึ้นรูปเย็นทำให้โครงสร้างอะตอมของโลหะการเปลี่ยนแปลงไปยังรูปแบบที่แข็งแกร่งขึ้น อีกทั้งยังทนทานต่อความเค้นได้มากกว่า งานที่ทำให้โลหะแข็ง สามารถทนต่อแรงได้มากกว่าโลหะที่ยังเป็นรูปแบบเดิม งานที่ทำให้โลหะแข็งนี้ถูกกระทำโดยที่ไม่ได้ให้ความร้อนแก่โลหะ กระทำกันในอุณหภูมิห้อง เราจึงเรียกวิธีการนี้ว่า งานขึ้นรูปเย็น

16.5.1 งานรีด

      งานรีด (Rolling) เป็นเทคนิคหนึ่งในงานขึ้นรูปเย็นที่ทำให้โลหะวิ่งผ่านลูกกลิ้ง โดยมีแรงที่ใช้เพื่อรีดให้โลหะจากขนาดเดิม ๆ จนมีขนาดเล็กลงตามขนาดที่ต้องการในขั้นตอนสุดท้าย

รูปตัวอย่างเครื่องรีด

      เครื่องรีด (Rolling mill) จะมีลูกกลิ้งอยู่สองลูก หรือมากกว่า เพื่อทำการลดขนาดของโลหะแผ่น ผลที่ได้จากการรีด ก็คือ โลหะมีความแข็งแกร่งขึ้น

รูปตัวอย่างงานรีดเย็นเป็นหนึ่งในงานขึ้นรูปเย็น

รูปการรีดขึ้นรูป

      เมื่อมีแรงกระทำที่โลหะ โลหะจะเกิดการยืดตัว ที่ตัวโลหะสามารถทนทานต่อแรงได้ค่าหนึ่ง ก่อนที่จะยืดตัวเสียรูปออกไป ถ้าใส่แรงมากเกินไปโลหะก็จะเกิดความเสียหาย ดังนั้นจึงต้องมีการคิดคำนวณค่าเปอร์เซ็นต์งานขึ้นรูปเย็น เพื่อหาความทนทานของโลหะที่จะไม่ทำให้โลหะเกิดความเสียหายได้ สมการดูได้จากข้างล่างนี้

%CW = (t_orig– t_exit) / t_orig´100%

กำหนดให้

                %CW = เปอร์เซ็นต์ของงานขึ้นรูปเย็น

                     t_orig = ความหนาเดิมของแผ่นโลหะ

                     t_exit = ความหนาใหม่ที่ผ่านการรีดแล้ว

รูปการรีดเพื่อลดความหนาของโลหะแผ่น เพื่อให้ขนาดนั้นเล็กลง

      ความหนาเดิมของแผ่นโลหะ และความหนาใหม่ที่ผ่านการรีดแล้วนั้นดูได้จากรูป 16.8 สมมติว่าให้ชิ้นงานก่อนเข้าเครื่องรีด มีความหนา 0.250” และถูกรีดจนลดลงเหลือ 0.150” ดังนั้นเปอร์เซ็นต์ของงานขึ้นรุปเย็นสามารถคำนวณได้ดังนี้

%CW = (t_orig– t_exit) / t_orig´100%

= (0.250²– 0.150²) / 0.250²´100%

= 40 %

      ดังนั้น ความหนาของแผ่นโลหะมีค่าลดลง 40% หลังผ่านการรีดหนึ่งครั้ง โดยทั่วไปแล้ว โลหะส่วนใหญ่จะมีค่าเปอร์เซ็นต์ของการรีดตัวได้ไม่เกิน 75% ถ้ามีค่ามากกว่านี้โลหะจะสูญเสียค่าความยืดตัว และอาจเกิดรอยร้าวได้

ทบทวนงานรีดโลหะได้จากหัวข้อการจัดวางลูกรีด

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“การฝึกคิดบวก

ไม่ได้เป็นการหลอกตัวเราว่า ไม่มีปัญหา

แต่การคิดบวก

มันสอนให้เรามีความสุขได้

ภายใต้ปัญหาที่มีอยู่”