ทำไมพวกเขาถึงเรียกมันว่าเหล็กความเร็วสูง?

เหล็กความเร็วสูงคืออะไร?

เหล็กความเร็วสูง (HSS) เป็นกลุ่มย่อยของเหล็กกล้าเครื่องมือซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องความสามารถในการตัดวัสดุด้วยความเร็วสูง เหล็กประเภทนี้ใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดเป็นหลัก เช่น ดอกสว่าน ดอกต๊าป และหัวกัด เหล็กความเร็วสูงมีลักษณะพิเศษคือความสามารถในการรักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดงานที่ต้องสร้างความร้อนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

โดยทั่วไปองค์ประกอบของเหล็กความเร็วสูงจะประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ เช่น ทังสเตน โมลิบดีนัม โครเมียม วาเนเดียม และโคบอลต์ องค์ประกอบเหล่านี้ส่งผลให้เหล็กมีความแข็ง ความเหนียว และความทนทานต่อการสึกหรอและการเสียดสี องค์ประกอบที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทเฉพาะของเหล็กกล้าความเร็วสูง แต่เป้าหมายโดยรวมคือการสร้างวัสดุที่สามารถทนทานต่อความเข้มงวดของการตัดเฉือนความเร็วสูงได้

เหตุผลเบื้องหลังชื่อ 'เหล็กความเร็วสูง'

คำว่า 'เหล็กความเร็วสูง' มาจากความสามารถในการตัดวัสดุได้เร็วกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนสูงแบบเดิมมาก ความสามารถนี้เกิดจากองค์ประกอบเฉพาะของ HSS ซึ่งช่วยให้สามารถรักษาความแข็งได้แม้ในอุณหภูมิสูง เหล็กกล้าคาร์บอนสูงแบบดั้งเดิมมักจะสูญเสียความแข็งเมื่อสัมผัสกับความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการตัด ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพน้อยลงสำหรับการใช้งานที่ความเร็วสูง

การค้นพบที่สำคัญประการหนึ่งที่นำไปสู่การพัฒนาเหล็กความเร็วสูงคือการเติมทังสเตนและโครเมียมให้กับโลหะผสมของเหล็ก องค์ประกอบเหล่านี้ช่วยปรับปรุงความสามารถของเหล็กในการรักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งทังสเตนจะสร้างฮาร์ดคาร์ไบด์ที่ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของเหล็ก ในขณะที่โครเมียมมีส่วนทำให้มีความเหนียวโดยรวมและต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน

ความสามารถในการทำงานที่ความเร็วสูงขึ้นโดยไม่สูญเสียความแข็งหรือเปราะคือสิ่งที่ทำให้เหล็กกล้าความเร็วสูงแตกต่างจากเหล็กกล้าเครื่องมือประเภทอื่นๆ คุณลักษณะนี้ทำให้ HSS เหมาะสำหรับการใช้งานที่ความเร็วตัดและประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ เช่น ในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์และอวกาศ

ประเภทของเหล็กความเร็วสูง

เหล็กกล้าความเร็วสูงมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีองค์ประกอบและคุณสมบัติเฉพาะของตัวเอง ประเภทที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่:

ทังสเตนเหล็กความเร็วสูง (T1): HSS ประเภทนี้มีทังสเตนในเปอร์เซ็นต์สูง โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 18% เหล็กทังสเตนความเร็วสูงขึ้นชื่อในด้านความต้านทานการสึกหรอที่ยอดเยี่ยมและความสามารถในการรักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูง นิยมใช้ในการผลิตเครื่องมือตัด เช่น สว่านและหัวกัด

เหล็กความเร็วสูงโมลิบดีนัม (M2): เหล็กกล้าความเร็วสูงโมลิบดีนัมเป็นหนึ่งในประเภท HSS ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ประกอบด้วยโมลิบดีนัม ทังสเตน และโครเมียมผสมกัน ซึ่งให้ความสมดุลที่ดีระหว่างความเหนียว ทนต่อการสึกหรอ และทนความร้อน เหล็กความเร็วสูง M2 มักใช้ในการผลิตต๊าป แม่พิมพ์ และเครื่องมือตัดอื่นๆ

เหล็กความเร็วสูงโคบอลต์ (M42): เหล็กกล้าความเร็วสูงโคบอลต์หรือที่เรียกว่าเหล็กกล้าความเร็วสูง 'ซุปเปอร์' มีเปอร์เซ็นต์โคบอลต์สูงกว่า โดยทั่วไปประมาณ 8% การเติมโคบอลต์จะช่วยเพิ่มความแข็งและทนความร้อนของเหล็ก ทำให้เหมาะสำหรับงานตัดที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิสูงและงานหนัก เหล็กความเร็วสูง M42 มักใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดประสิทธิภาพสูง

เหล็กกล้าความเร็วสูงวาเนเดียม (V3): เหล็กกล้าความเร็วสูงวานาเดียมประกอบด้วยวาเนเดียมในปริมาณมาก ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและความเหนียวของเหล็ก วาเนเดียมก่อให้เกิดฮาร์ดคาร์ไบด์ที่ช่วยเพิ่มความสามารถของเหล็กในการทนต่อการเสียดสีและรักษาคมตัดให้คม เหล็กความเร็วสูง V3 มักใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดที่มีความแม่นยำ

เหล็กกล้าความเร็วสูงแต่ละประเภทมีข้อดีที่แตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะและสภาวะการตัด การเลือกประเภท HSS ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุที่ตัด ความเร็วในการตัด และอายุการใช้งานเครื่องมือที่ต้องการ

โดยสรุป เหล็กความเร็วสูงเป็นวัสดุที่โดดเด่นที่ได้ปฏิวัติอุตสาหกรรมการผลิต ความสามารถในการรักษาความแข็งและความทนทานที่อุณหภูมิสูงทำให้เหมาะสำหรับงานตัดที่ความเร็วสูง ชื่อ 'เหล็กความเร็วสูง' สะท้อนถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนสูงแบบดั้งเดิม ช่วยให้กระบวนการตัดเฉือนเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ด้วยเหล็กความเร็วสูงหลายประเภทที่มีจำหน่าย ผู้ผลิตสามารถเลือกวัสดุที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการเฉพาะของตน เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยาวนานของเครื่องมือตัด