วิธีวัดประสิทธิภาพการหล่อเย็นของน้ำมันชุบแข็ง
น้ำมันชุบแข็ง (Quenching oil) คือสารหล่อเย็นเฉพาะ (process oil) สำหรับกระบวนการชุบแข็งด้วยความร้อนของโลหะ ส่วนใหญ่ผลิตจากน้ำมันพื้นฐานแร่ที่ผสมกับสารเติมแต่ง เช่น สารเร่งการเย็นตัว สารต้านอนุมูลอิสระ และสารเพิ่มความเงา
หลังจากเหล็กถูกให้ความร้อนถึงบริเวณออสเทนไนท์ที่อุณหภูมิสูง จะถูกจุ่มลงในน้ำมันชุบแข็งเพื่อควบคุมอัตราการเย็นตัว ซึ่งจะช่วยให้เหล็กเกิดโครงสร้างมาร์เทนไซท์ และปรับปรุงความแข็งและความแข็งแรง เมื่อเทียบกับการชุบน้ำ น้ำมันจะให้การเย็นตัวที่อ่อนโยนกว่าในอุณหภูมิต่ำ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการแตกร้าวและการเสียรูปของชิ้นงาน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ เช่น เหล็กกล้าอัลลอยด์ เหล็กกล้าแม่พิมพ์ เฟือง และตลับลูกปืน
วัตถุประสงค์ของการทดสอบ
เพื่อกำหนดประสิทธิภาพการหล่อเย็นของน้ำมันชุบแข็ง และได้พารามิเตอร์สำคัญ รวมถึงเส้นโค้งการเย็นตัว อุณหภูมิที่สำคัญ และอัตราการเย็นตัว
เพื่อประเมินความสามารถในการหล่อเย็นของน้ำมันชุบแข็ง และยืนยันว่าตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนหรือไม่
เพื่อสนับสนุนข้อมูลสำหรับการเลือกน้ำมันชุบแข็ง การยอมรับน้ำมันใหม่ การตรวจสอบอายุของน้ำมันที่ใช้งาน และการปรับกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน เพื่อให้แน่ใจว่าความแข็งของชิ้นงานที่ผ่านการชุบตรงตามข้อกำหนด และลดข้อบกพร่อง เช่น การเสียรูป การแตกร้าว และจุดที่อ่อน
ตัวอย่างและอุปกรณ์ทดสอบ
ตัวอย่างทดสอบ: น้ำมันชุบแข็ง
อุปกรณ์ทดสอบ: เครื่องทดสอบประสิทธิภาพการหล่อเย็นของน้ำมันชุบแข็ง SH0220 ตามมาตรฐาน SH/T 0220
ขั้นตอนการทดสอบ
การเตรียมตัวอย่างและอุปกรณ์
เตรียมตัวอย่างน้ำมันชุบแข็ง 300 มล. และเทลงในถ้วยตัวอย่างมาตรฐาน ตรวจสอบหัววัดเงินและทำความสะอาดพื้นผิวด้วยเอทานอลปราศจากน้ำเพื่อขจัดคราบน้ำมันและคราบออกไซด์ ตรวจสอบเตาอบ อุณหภูมิระบบเก็บข้อมูล และกลไกยกหัววัด เพื่อยืนยันว่าเครื่องทำงานได้อย่างถูกต้อง ปรับอุณหภูมิน้ำมันให้อยู่ในอุณหภูมิที่กำหนดสำหรับการทดสอบ
การติดตั้งหัววัดและการปรับตำแหน่ง
ยึดหัววัดเงินเข้ากับกลไกยกและปรับตัวหยุดจำกัด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมื่อหัววัดตกลง ปลายด้านล่างจะอยู่เหนือพื้นถ้วยตัวอย่างประมาณ 10 มม. หัววัดจะต้องจุ่มลงในตัวอย่างน้ำมันในแนวตั้งโดยไม่สัมผัสผนังถ้วย
การให้ความร้อนและการคงอุณหภูมิ
ส่งหัววัดเงินเข้าเตาอบ ให้ความร้อนถึง 810 °C และคงอุณหภูมิไว้ 2-3 นาที เพื่อให้ได้อุณหภูมิหัววัดที่สม่ำเสมอและคงที่
การชุบลงในตัวอย่างและการเก็บข้อมูล
เมื่อสิ้นสุดการคงอุณหภูมิ ให้จุ่มหัววัดเงินลงในตัวอย่างน้ำมันชุบแข็งในแนวตั้งอย่างรวดเร็ว และเริ่มเก็บข้อมูลพร้อมกัน บันทึกการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของหัววัดตามเวลาอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งอุณหภูมิหัววัดลดลงต่ำกว่า 200 °C จากนั้นหยุดการเก็บข้อมูล
การถอดและทำความสะอาดหัววัด
หลังการทดสอบ ให้ยกหัววัด เมื่อเย็นลงแล้ว ให้เช็ดให้สะอาดด้วยเอทานอลปราศจากน้ำเพื่อใช้ในครั้งต่อไป
การประมวลผลข้อมูล
พลอตเส้นโค้งการเย็นตัวตามข้อมูลอุณหภูมิ-เวลาที่รวบรวมได้ คำนวณอัตราการเย็นตัวสูงสุด อุณหภูมิที่อัตราการเย็นตัวสูงสุด และเวลาการเย็นตัวที่สอดคล้องกับอุณหภูมิ 600 °C, 400 °C และ 200 °C
การทดสอบแบบขนาน
ทำการทดสอบซ้ำอย่างน้อยสองครั้งสำหรับตัวอย่างเดียวกัน หากผลลัพธ์เป็นไปตามข้อกำหนดความแม่นยำ ให้ใช้ค่าเฉลี่ยเป็นผลการทดสอบสุดท้าย
การออกรายงาน
บันทึกข้อมูลตัวอย่าง อุณหภูมิน้ำมัน เส้นโค้งการเย็นตัว และพารามิเตอร์ลักษณะการเย็นตัวทั้งหมด จากนั้นออกรายงานการทดสอบ
ผลการทดสอบ
การทดสอบนี้ดำเนินการตามมาตรฐาน SH/T 0220-1992 วิธีทดสอบประสิทธิภาพการหล่อเย็นของน้ำมันอบชุบด้วยความร้อน อุณหภูมิน้ำมันที่ใช้ทดสอบคือ 80 °C ผลการทดสอบแบบขนานสองครั้งเป็นไปตามข้อกำหนดความแม่นยำที่ระบุในมาตรฐาน ดังนั้นข้อมูลจึงถูกต้อง
อุณหภูมิที่สำคัญของตัวอย่าง: 612 °C, 620 °C; ค่าเฉลี่ย: 616 °C
เวลาการเย็นตัวจาก 800 °C ถึง 400 °C: 3.4 วินาที, 3.6 วินาที; ค่าเฉลี่ย: 3.5 วินาที
อัตราการเย็นตัวสูงสุด: 82 °C/วินาที ที่ 525 °C
เวลาการเย็นตัวจาก 800 °C ถึง 600 °C: 1.2 วินาที
เวลาการเย็นตัวจาก 800 °C ถึง 200 °C: 11.6 วินาที
เส้นโค้งการเย็นตัวแสดงรูปร่างปกติ โดยไม่มีความผันผวนผิดปกติหรือช่วงที่ยาวเกินไป
ประเมินได้ว่าน้ำมันชุบแข็งแบบรวดเร็วและเงา (fast bright quenching oil) นี้ตรงตามข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับประสิทธิภาพการหล่อเย็น และเหมาะสำหรับกระบวนการชุบแข็งเฟืองและตลับลูกปืนที่มีความแข็งต่ำ
