เรามาเจาะลึกเรื่อง ไฮสปีดสตีล (HSS) ที่ใช้ทำพวกดอกสว่านกัน

ไฮสปีดสตีล (HSS) มีหลายแบบ โดยแบ่งตามส่วนผสมของโลหะผสมที่เพิ่มเข้าไป ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติและการใช้งานที่แตกต่างกัน

ประเภทของ HSS

HSS ทั่วไป (หรือเรียกว่า HSS-T):

• ส่วนผสม: ทังสเตน, โมลิบดีนัม, วาเนเดียม, โครเมียม และคาร์บอน
• คุณสมบัติ: มีความแข็งและทนความร้อนได้ดีในระดับหนึ่ง ราคาไม่แพง
• การใช้งาน: เหมาะสำหรับงานตัดทั่วไป เช่น ดอกสว่าน, ใบเลื่อย, กรรไกรตัดโลหะ, และเครื่องมือตัดอื่น ๆ

HSS โคบอลต์ (HSS-Co)

• ส่วนผสม: เหมือน HSS ทั่วไป แต่เพิ่มโคบอลต์เข้าไปประมาณ 5-8%
• คุณสมบัติ: มีความแข็งและทนความร้อนสูงกว่า HSS ทั่วไป ทนต่อการสึกหรอได้ดี
• การใช้งาน: เหมาะสำหรับงานตัดวัสดุแข็ง เช่น สแตนเลส, เหล็กชุบแข็ง, และโลหะผสมที่มีความแข็งสูง

HSS ผงโลหะ (HSS-PM)

• ส่วนผสม: ผลิตจากผงโลหะ ทำให้มีโครงสร้างที่ละเอียดและสม่ำเสมอ
• คุณสมบัติ: มีความแข็งและทนทานสูงกว่า HSS ทั่วไปและ HSS โคบอลต์ ทนต่อการสึกหรอได้ดีมาก
• การใช้งาน: เหมาะสำหรับงานตัดที่ต้องการความแม่นยำสูง และงานตัดวัสดุแข็งมาก

การเลือกใช้ HSS

• พิจารณาวัสดุที่ต้องการตัด: หากตัดวัสดุอ่อนทั่วไป HSS ทั่วไปก็เพียงพอ แต่ถ้าตัดวัสดุแข็ง ควรเลือก HSS โคบอลต์หรือ HSS ผงโลหะ
• ความถี่ในการใช้งาน: หากใช้งานบ่อยและต้องการความทนทานสูง ควรเลือก HSS โคบอลต์หรือ HSS ผงโลหะ
• งบประมาณ: HSS ผงโลหะมีราคาสูงที่สุด รองลงมาคือ HSS โคบอลต์ และ HSS ทั่วไปมีราคาถูกที่สุด

วัสดุที่ HSS นิยมนำไปทำ

• ดอกสว่าน
• ใบเลื่อย (เช่น ใบเลื่อยวงเดือน, ใบเลื่อยจิ๊กซอว์)
• กรรไกรตัดโลหะ
• ดอกกัด
• ดอกต๊าป
• เครื่องมือตัดอื่น ๆ ที่ต้องการความแข็งและทนความร้อน

ขั้นตอนการผลิตดอกสว่าน HSS

การเตรียมวัตถุดิบ

เช่นเดียวกับการผลิต HSS ทั่วไป เริ่มจากการเตรียมวัตถุดิบ ได้แก่ เหล็ก, ทังสเตน, โมลิบดีนัม, วาเนเดียม, โครเมียม และธาตุอื่นๆ ตามสัดส่วนที่ต้องการ

การหลอม

นำวัตถุดิบไปหลอมรวมกันในเตาหลอมไฟฟ้า ที่อุณหภูมิสูง ควบคุมองค์ประกอบและอุณหภูมิอย่างเข้มงวด

การขึ้นรูป

• การรีดร้อน: รีดแท่ง HSS ให้เป็นเส้นกลมยาวที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าขนาดดอกสว่านที่ต้องการเล็กน้อย
• การตัด: ตัดเส้น HSS เป็นท่อนๆ ตามความยาวที่ต้องการ
• การตีขึ้นรูป: นำท่อน HSS ไปตีขึ้นรูปเป็นรูปทรงใกล้เคียงกับดอกสว่าน (อาจใช้เครื่องตีขึ้นรูปร้อนหรือเย็น)
• การกลึง: ใช้เครื่องกลึง CNC กลึงผิวดอกสว่านให้ได้ขนาดและรูปทรงที่แม่นยำ รวมถึงทำเกลียวและปลายดอกสว่าน

การอบชุบด้วยความร้อน

• การอบอ่อน: เพื่อลดความแข็งและเพิ่มความเหนียว ทำให้เหล็กขึ้นรูปได้ง่าย
• การชุบแข็ง: เพื่อเพิ่มความแข็งของดอกสว่าน โดยการให้ความร้อนสูงแล้วลดอุณหภูมิลงอย่างรวดเร็ว
• การคืนไฟ: เพื่อลดความเปราะของดอกสว่านที่ผ่านการชุบแข็ง และปรับความแข็งให้เหมาะสมกับการใช้งาน

การเจียรคม

ใช้เครื่องเจียร เจียรคมปลายดอกสว่านและคมตัด ให้ได้มุมคมและความคมที่ถูกต้อง

การเคลือบผิว (ถ้ามี)

บางครั้งอาจมีการเคลือบผิวดอกสว่านด้วยสารต่างๆ เช่น ไทเทเนียมไนไตรด์ (TiN) เพื่อเพิ่มความแข็ง ทนทานต่อการสึกหรอ และลดการเสียดสี

HSS-G

HSS-G หมายถึง High-Speed Steel Ground หรือ ไฮสปีดสตีลที่ผ่านกระบวนการเจียร (Ground) ซึ่งเป็นการปรับแต่งรูปร่างและคมตัดของดอกสว่านหรือเครื่องมือตัดอื่นๆ ที่ทำจาก HSS ให้มีความแม่นยำและคมชัดมากยิ่งขึ้น

ข้อดีของ HSS-G:

• ความคมชัดสูง: กระบวนการเจียรทำให้คมตัดของดอกสว่านมีความคมชัดมาก ช่วยให้เจาะหรือตัดวัสดุได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว
• อายุการใช้งานยาวนาน: ความคมชัดและความแม่นยำของคมตัด ช่วยลดการสึกหรอและยืดอายุการใช้งานของดอกสว่าน
• ลดแรงเสียดทาน: ผิวสัมผัสที่เรียบเนียนจากการเจียร ช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างดอกสว่านกับวัสดุ ทำให้เจาะหรือตัดได้ง่ายขึ้น และลดความร้อนที่เกิดขึ้น
• เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำ: เนื่องจากมีความคมชัดและแม่นยำสูง HSS-G จึงเหมาะสำหรับงานที่ต้องการความละเอียด เช่น งานเจาะรูเล็กๆ หรือ งานตัดที่ต้องการผิวงานเรียบร้อย

ข้อเสียของ HSS-G:

• ราคาสูงกว่า: ดอกสว่าน HSS-G มักมีราคาสูงกว่าดอกสว่าน HSS ธรรมดา เนื่องจากต้องผ่านกระบวนการเจียรเพิ่มเติม
• อาจเปราะกว่าเล็กน้อย: ในบางกรณี HSS-G อาจมีความเปราะมากกว่า HSS ธรรมดาเล็กน้อย เนื่องจากกระบวนการเจียรอาจทำให้เกิดความเค้นภายในเนื้อวัสดุ

HSS-R

HSS-R ย่อมาจาก High-Speed Steel Rolled ซึ่งหมายถึง ไฮสปีดสตีลที่ผ่านกระบวนการรีด (Rolled) เป็นการขึ้นรูปดอกสว่านหรือเครื่องมือตัดอื่นๆ จากเหล็ก HSS โดยใช้ลูกกลิ้งรีดร้อนเพื่อให้ได้รูปร่างที่ต้องการ

ข้อดีของ HSS-R:

• ราคาประหยัด: กระบวนการรีดร้อนเป็นวิธีการผลิตที่มีต้นทุนต่ำ ทำให้ดอกสว่าน HSS-R มีราคาถูกกว่า HSS-G ที่ผ่านกระบวนการเจียร
• ทนทานต่อการสึกหรอ: โครงสร้างของ HSS-R ที่ได้จากการรีดร้อนมีความแข็งแรงและทนทานต่อการสึกหรอได้ดี
• เหมาะสำหรับงานทั่วไป: สามารถใช้งานได้กับวัสดุหลากหลายชนิด เช่น เหล็ก ไม้ พลาสติก
• หาซื้อง่าย: ดอกสว่าน HSS-R เป็นที่นิยมและหาซื้อได้ง่าย

ข้อเสียของ HSS-R:

• ความคมชัดน้อยกว่า: เนื่องจากไม่ได้ผ่านกระบวนการเจียร คมตัดของ HSS-R อาจมีความคมชัดน้อยกว่า HSS-G
• ความแม่นยำต่ำกว่า: รูปร่างและขนาดของ HSS-R อาจมีความคลาดเคลื่อนมากกว่า HSS-G เล็กน้อย
• ไม่เหมาะกับงานที่ต้องการความละเอียดสูง: เนื่องจากความคมชัดและความแม่นยำอาจไม่เท่า HSS-G จึงไม่เหมาะกับงานที่ต้องการความละเอียดมากนัก

ข้อมูลสรุปจาก https://en.wikipedia.org/wiki/High-speed_steel