การพัฒนาพื้นผิวไททาเนียมไนไตรด์ด้วยเครื่องกัดอาร์คด้วยไฟฟ้าผสมคลื่นอัลตร้าโซนิค

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นพัฒนาพื้นผิวไททาเนียมไนไตรด์ด้วยเครื่องกัดอาร์คด้วยไฟฟ้าผสมคลื่นอัลตร้าโซนิคครื่องอัลตร้าโซนิคประกอบไปด้วย วงจรกำเนิดความถี่ 25-120 กิโลเฮิรตซ์ โดยทำการกัดสปาร์คชิ้นงานด้วยเครื่องกัดอาร์คด้วยไฟฟ้า ในสารละลายยูเรีย ให้เกิดผิวไนไตรด์ใหม่ ซึ่งไททาเนียมได้จากการแตกตัวของอิเล็กโตรดไททาเนียม เกรด 1 โดยที่ปฏิกิริยาทางความร้อนจะเกิดขึ้นเมื่อมีการกัดอาร์คด้วยไฟฟ้า และความร้อนจากการกัดอาร์คจะส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยาทางเคมี เมื่อได้รับความร้อนจะแตกตัวเป็นแอมโมเนีย รวมกับคาร์บอนไดออกไซด์ในของเหลวตัวกลาง และไททาเนียมเมื่อผ่านการกัดอาร์คด้วยไฟฟ้าจะเกิดความร้อนและแตกตัวเป็นไททาเนียมไออน และรวมตัวกับไนโตรเจนของแอมโมเนีย เกิดเป็นไททาเนียมไนไตรด์ และบางส่วนเกิดเป็นไททาเนียมคาร์โบไนไตรด์ ผลการทดลองพบว่า กระบวนการ EDM/USV ทำให้ค่าความหนาของชั้นที่ดัดแปลงมากกว่าวิธีธรรมดา และเมื่อสปาร์คในยูเรียจะได้พื้นผิวเป็นชั้นหลอม 2 ชั้น มีสีเข้มต่างกัน ให้ค่าความแข็งเฉลี่ยที่ 1257 HV ซึ่งเป็นความแข็งที่เกิดจากสารประกอบ (TiO) และ ไททาเนียมไนไตรด์ (TiN) และสารประกอบไททาเนียมคาร์บอไนไตร์ด (TiCN) มีลักษณะเป็นโครงสร้างเดนดริติค และออสเตนไนท์ตกค้าง และเมื่อกัดอาร์คด้วยความถี่ 40 kHz จะให้ชั้นหลอมที่หนามากขึ้น โดยเฉพาะชั้นหลอมสีดำที่เกิดขึ้นบนชั้นบนสุด อย่างไรก็ตามการกัดอาร์คร่วมกับความถี่อัลตร้าโซนิคในสารละลายยูเรียจะไม่สามารถลดรอยแตกร้าวที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวได้

คำสำคัญ