การพัฒนาวัสดุเชิงประกอบอลูมิเนียม A356-ผงอลูมินา โดยการหล่อแบบทรายชื้น

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ คือ การพัฒนาโลหะเชิงประกอบอลูมิเนียมผสมเกรด A356 กับผงอลูมินา (Al2O3) ขนาด 250 ไมครอน โดยการหล่อแบบทราย ซึ่งแบ่งการทดลองออกเป็น 3 กลุ่มตัวอย่าง คือ อลูมิเนียมผสมเกรด A356 ผสมกับผงอลูมินา ที่สัดส่วนดังนี้ 5%, 10% และ 15% โดยน้ำหนัก การผลิตวัสดุเชิงประกอบเริ่มจากนำอลูมิเนียม A356 เข้าเครื่องกัดเพื่อย่อยเป็นเศษขนาดเล็กขนาดประมาณ 470.1 มิลลิเมตร แล้วนำผงอลูมินาผสมเข้าด้วยกันตามสัดส่วน แล้วอัดใส่แม่พิมพ์รูปทรงกระบอกด้วยไฮดรอลิกส์มาใส่ในเบ้าเซรามิกจากนั้นนำไปอบที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 20 นาที แล้วนำไปใส่ในเตาหลอมอินดักชันทันที อุณหภูมิเตาหลอม 1,350 องศาเซลเซียส ใช้เวลาหลอม 10 นาที นำไปเทลงในบ่อหล่อทราย ชิ้นงานทรงกระบอกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.5 เซนติเมตร สูง 20 เซนติเมตร นำชิ้นงานหล่อไปตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคด้วยกล้องจุลทรรศน์ ทดสอบความแข็งแรงแบบร็อคเวล แล้วจึงนำชิ้นงานตัวอย่างทั้ง 3 กลุ่ม ไปอบชุบวิธี T6 คือ นำชิ้นงานอบในเตาที่อุณหภูมิ 177 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 12 ชั่วโมง แล้วปล่อยให้เย็นตัวในเตาอบอย่างช้า ๆ หลังผ่านกระบวนการทางความร้อนนำชิ้นงานไปทดสอบความแข็งแบบร็อคเวลและทดสอบการสึกหลอ ค่าความแข็งแบบร็อคเวลเฉลี่ยของโลหะเชิงประกอบ A356-Al2O3 สัดส่วนผสม 0%, 5%, 10% และ 15% โดยน้ำหนักก่อนอบชุบเท่ากับ 23.5 HRB, 41.3 HRC, 44 HRC และ 46 HRC ตามลำดับ และค่าความแข็งหลังผ่านการอบชุบวิธี T6 มีค่าเท่ากับ 46 HRB, 46.3 HRC, 48 HRC และ 51.1 HRC ตามลำดับ ค่าความแข็งจะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณสารเสริมแรง Al2O3 เพิ่มขึ้นและเมื่อนำไปทดสอบการสึกหลอโดยวิธี pin-on-disc พบว่า วัสดุเชิงประกอบมีอัตราการสูญเสียน้ำหนักและอัตราการสึกหลอต่ำมาก เนื่องจากการเพิ่มปริมาณอลูมินาในโลหะพื้น เพราะผงอลูมินาเกาะติดกับโลหะพื้นได้ดี ทำให้ประสิทธิภาพการต้านทานการสึกหลอสูง จึงเป็นตัวขัดขวางแรงกระทำของการขัดสี สรุปได้ว่า การหล่อขึ้นรูปโลหะเชิงประกอบด้วยการหล่อทราย สามารถหล่อขึ้นรูปชิ้นงานได้แต่ต้องมีการควบคุมการกระจายตัวของสารเสริมแรงตลอดหน้าตัดแนวตั้ง เพื่อให้ได้เนื้อวัสดุที่มีสมบัติสม่ำเสมอ