บทที่ 1 กรรมวิธีการตกแต่งผิวชิ้นงาน

บทท1่ี กรรมวิธกี าร ตกแตง่ ผวิ ช้นิ งาน (Metallic coating)

หั ว ข้ อ เ ร่ื อ ง ย่ อ ย 1. การชุบดว้ ยไฟฟา้ 2. วธิ อี ะโนไดซ์ (Anodizing) 3. วธิ ีพาร์คเคอร์ไรซ์ (Parkcrizing) 4. การทาให้ผวิ แข็ง 5. การเคลอื บช้นิ งานด้วยน้ายาแกว้ 6. การรมดา 7. การเคลือบผวิ ดว้ ยพลาสติก 8. การขดั 9. การอาบน้ามัน 10. การทาสี

กรรมวิธกี ารตกแตง่ ผวิ ของช้นิ งาน (Metallic coating) กรรมวิธีการตกแต่งผิวของช้ินงาน เป็นส่ิงจาเป็นและยอมรับในวงการ อุตสาหกรรมปัจจุบันเป็นอย่างย่ิง ซ่ึงมีประโยชน์คือเพ่ือความสวยงามของช้ินงาน เพ่ิมคุณค่าให้กับช้ินงาน นอกจากนั้นยังช่วยในการป้องกันการกัดกร่อน ทาให้ ช้ินงานมีความทนทานต่อสภาพการใช้งานยาวนานย่ิงข้ึนกรรมวิธีการตกแต่งผิว ของช้นิ งานนั้นมีหลายวิธีการด้วยกัน ดงั ตวั อยา่ งตอ่ ไปน้ี

1.1 การชบุ ดว้ ยไฟฟา้ (Electroplating) กรรมวิธีนี้เป็นการเคลือบผิวช้ินงานด้วยโลหะอ่ืน เช่น โครเมียม นิกเกิล ทองแดง เงนิ สังกะสีทอง ดีบกุ เป็นต้น โดยการใช้กระบวนการทางไฟฟา้ เพ่ือทาให้ผิวช้ินงานสวยงามทน ตอ่ การกัดกร่อนและมคี วามแขง็ แรงตามชนิดของโลหะท่นี ามาเคลือบผวิ

วิธีการทา ลาดบั แรกนาช้นิ งานท่ตี ้องการชบุ ทาความสะอาดใหเ้ รียบรอ้ ย แขวนลงใน ถงั ชบุ ทม่ี ีน้ายาอเิ ลก็ โทร ไลท์ (Elcctrolye) โดยใหอ้ ยู่ในขวั้ ลบ (Cathodc) จากนน้ั นาแทง่ โลหะ บริสุทธ์ทิ ี่ต้องการใหเ้ คลือบผวิ ช้ินงานแขวนอย่ใู นขว้ั บวก(Anode) แลว้ เปิดกระแสไฟฟา้ ตรง (DC Currcnt)ขนาด 6-24 โวลท์ แท่งโลหะบริสทุ ธ์ิจากขัว้ บวกก็จะละลายในรปู ของอะตอมทีม่ ี ประจไุ ฟฟา้ ว่งิ ไปเกาะผิวช้ินงาน ความหนาของผิวเคลือบจะหนามากหรือนอ้ ยข้ึนอย่กู บั ความเขม้ ของกระแสไฟฟา้ อณุ หภมู ขิ องน้ายาอเิ ลก็ โทรไลท์ ความสะอาดของช้นิ งานและคณุ สมบตั ิของ ช้ินงานเป็นสาคญั การชุบด้วยไฟฟา้

ตวั อย่างการชุบเคลอื บผวิ ซ่งึ มหี ลกั การเช่นเดยี วกับการชุบด้วยไฟฟา้ เชน่ การชุบ ด้วยสงั กะสี (Galvanizing) เป็นวธิ กี ารท่ีใชส้ าหรบั ชุบเหลก็ แผน่ คารบ์ อนต่า เช่นแผ่นเหลก็ สงั กะสี เสาหอสูง แผ่นปา้ ยจราจร เป็นต้น

การชบุ โครเมยี ม (Chromc plating) เป็นวิธีการชุบผิวโลหะเพ่ือประ โยชนข์ องช้ินงาน ทาให้ผวิ ช้นิ งานทนต่อการกดั กร่อน ทนตอ่ การขดี ข่วน เพราะโครเมียมมีคุณสมบตั ิแข็งแรงและทน ต่อการกัดกรอ่ นไดด้ ี และการชบุ เคลือบผิวช้นิ งานให้มคี วามหนาเพยี งแต่ 0.05 มม. ก็เหมาะสมกับ การใช้งานไดแ้ ล้ว

1.2 วิธอี ะโนไดช์ (Anodizing) เป็นวิธีการชุบเคลือบผิวอะลูมิเนียม โดยการนาช้ินงานอะลูมิเนียมมาแขวนที่ข้ัวบวก และใชแ้ ทง่ ตะก่วั เป็นข้วั ลบ สาหรับน้าชาอเิ ลก็ โทรไลท์จะเป็นกรดกามะถันเจือจาง กรดออกชะลิก (Oxalic)หรือกรดโครมิก แล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าไประยะเวลาหน่ึงก็จะทาให้ผิวช้ินงาน เปลี่ยนเป็นอลูมิเนียมออกไซค์คือเป็นแผ่นฟิล์มบางๆ ปกคลุมและมีรูพรุนเล็กๆ จากน้ันทาให้ ช้ินงานแห้งและนาไปพ่นสหี รือข้อมสี สาหรบั รูพรนุ เล็กๆ จะทาใหส้ ตดิ แน่นมากข้นึ

วิธีการนี้ทาให้ช้ินงานอลูมิเนียมออกไซค์ทนต่อการกัดกร่อน มีความเเข็งกว่าเน้ือ อะลูมิเนียมท่ีอยู่ภายในและเป็นตัวนาไฟฟา้ สาหรับการปอ้ งกันการกัดกร่อนของโลหะที่ใช้งาน ในความร้อนสูงๆ เช่น เตาเผา เตากล่ันน้ ามันและอุปกรณ์เตาผาโลหะ ก็จะใช้ฟลิมของ อะลูมิเนียมออกไซด์ปกคลมุ ผิวโลหะซ่ึงวธิ กี ารนี้เรียกวา่ เคโลไลซ์

1.3 วิธพี าร์คเคอร์ไรซ์ (Parkerizing) เป็นวิธีการชุบเคลือบผิวโลหะด้วยน้ายาฟอสเฟต (Phosphatc coating) วิธีการทาโดยการ นาช้ินงานจุ่มลงในน้ ายาฟอสเฟตที่มีส่วนผสมของกรดฟอสเฟต แมงกานีส หรือฟอสเฟต ท่ีความร้อน อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียสท้ิงไว้นานประมาณ 45 นาที ก็จะทาให้เกิดปฏิกิริยาท่ีผิวโลหะและโลหะจะ เปลี่ยนเป็นฟิล์มสีเทาดา และมีรูพรุนเล็กๆสามารถปอ้ งกันการกัดกร่อนได้ในระยะเวลาส้ันๆดังนั้นเวลา นาช้ินงาน ไปใช้งาน จึงจาเป็นจะต้องทาสีเพ่ิมเติม เพ่ือประโยชน์ต่อการใช้งานได้ยาวนานข้ึน เช่น ฝา ตูเ้ ยน็ ตู้โลหะตา่ งๆ เป็นต้น

ตวั อย่างช้ินงานดว้ ยวธิ ีพารค์ เคอรไ์ รซ์

1.4 การทาให้ผิวแขง็ (Hard surfacing) เป็นการชุบเข็งเฉพาะบริเวณผิวหนา้ ช้ินงานเท่านั้น ส่วนเน้ือโลหะภายในใต้ ผวิ ช้นิ งานจนถงึ ใจกลางยงั คงสภาพเดมิ เพ่ือประโยชน์ทาให้ผิวช้ินงานทนต่อการกัดกร่อน ทน แรงบิด หรือกระแทกอย่างรุนแรงได้โดยไม่แตกหรือหัก เช่น ข้อเหวี่ยง เพลา เฟือง รางเล่ือน ของเคร่ืองจกั รกลหรอื เคร่ืองมอื วัดและตรวจสอบ การทาให้ ผวิ ช้ินงานแข็งสามารถทาได้หลายวิธี ดงั น้ี 1.4.1 การชุบโลหะ (Hcat treatment) มีวธิ ตี ่างๆ ดังนี้ 1) วิธีเหนี่ยวนาไฟฟา้ (Induction hardening) วิธีการนี้เป็น การให้ความร้อนกับช้ินงานด้วยไฟฟ้า จากน้ันก็นาช้ินงานจุ่มลงในสารตัวกลางอย่าง รวดเรว็ การชุบแข็งด้วยวิธเี หนี่ยวนาไฟฟา้

2) การชบุ ด้วยเปลวไฟ (Flamc hardening) วิธีการนี้เป็นการให้ความร้อนกับช้ินงานด้วย เปลวไฟจากนน้ั ก็นาช้นิ งานจุ่มลงในสารตวั กลางอยา่ งรวดเรว็ การชบุ แขง็ ดว้ ยเปลวไฟ

3) วธิ ีทาผวิ แข็งพเิ ศษ (Spccial casc-hardening) วิธกี ารนี้เป็นการให้ความร้อนกับช้ินงานท่ี ใสไ่ ว้ภายในกล่องเหลก็ ท่ีบรรจขุ องเหลวหรือแกส๊ ไนโตรเจนหรอื คาร์บอน 4) วธิ เี ติมคารบ์ อน (Carburizing วธิ กี ารนี้เป็นการให้ความร้อนกับช้นิ งานที่ ใส่ไว้ภายในกลอ่ งเหลก็ ที่บรรจธุ าตคุ ารบ์ อนทเ่ี ป็นของเเข็ง ของเหลวหรือแก๊ส

1.5 การเคลอื บช้ินงานด้วยน้ายาแกว้ (Glass enameling) วิธีการทาเร่ิมต้นด้วยการทาความสะอาดผิวช้ินงานให้ปราศจากไขมัน ด้วย วิธีการใช้เปลวไฟหรืออบไล่ความช้ืนและไขมัน จากนั้นนาช้ินงานจุ่มลงในกรดเพ่ือกัด ผวิ ช้ินงานใหส้ ะอาดแลว้ ปลอ่ ยให้ช้ินงานแห้ง แลว้ นาช้ินงานไปจมุ่ พ่น หรอื ทาดว้ ยน้ายา แก้ว แล้วนาช้ินงานไปอบด้วยความร้อนประมาณ 600-900 องศาเซลเซียส น้ ายาแก้ว จะแข็งตัวเคลือบติดช้ินงานการเคลือบช้ินงานด้วยน้ ายาแก้ว ส่วนมากนิยมใช้คลือบ ภาชนะตา่ งๆ เช่น ถ้วย อ่าง ป่ ินโตท่ีทาจากแผ่นเหล็ก ภาชนะที่เคลือบน้ายาแก้วแลว้ จะมี ความใสเหมอื นแก้ว มีคณุ สมบตั ทิ นตอ่ ความรอ้ นและทนตอ่ ปฏกิ ิรยิ าคมีตา่ งๆ ได้ดี แต่ก็มขี อ้ เสีย คือ เปราะ ตวั อย่างของการเคลือบช้ินงานด้วยน้ายาแกว้

1.6 การรมดา (Metal blackening) วธิ ีการทารมดา เร่ิมตน้ ด้วยการทาความสะอาดช้ินงาน ด้วยวิธีการขัดผิว หรือการพ่น ทรายจากน้ันนาช้ินงานจุ่มลงในสารละลายของโซเดียมไฮครอกไซค์(โซดาไฟ) หรือโซเดียม คารบ์ อนเนต (โซดาแอช) แล้วนาช้ินงานมาตม้ ในน้าเดือดและลา้ งในน้าสะอาดและทาให้แห้ง วิธีการนี้ นิยมใช้กับช้ินงานที่มีราคาแพงและมีคุณค่า เช่น เหรียญท่ีระลึก อาวุธปืน ช้ินงานท่ีผ่านการรมดาแล้วจะมีสีดาคล้าเพราะเกิดเป็นฟิล์มดาบางๆ ปกคลุมผิวช้ินงานไว้ เพ่ือ เป็นการปอ้ งกนั ผวิ เหลก็ มใิ หถ้ กู การกดั กรอ่ นได้งา่ ย ตัวอยา่ งช้ินงานการรมดา

1.7 การเคลือบผิวด้วยพลาสตกิ (Plastic coating) วิธีการทาเร่ิมต้นด้วยการทาความสะอาดช้ินงานให้ปราศจากไขมันหรือสนิม จากน้ันก็ นาช้ินงานไปอบที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเชียส แล้วนาช้ินงานเข้าถังเคลือบพลาสติกที่มีเม็ด พลาสติกอย่แู ลว้ ใชล้ มเปา่ เมด็ พลาสติก เพ่อื ใหเ้ ม็ดพลาสตกิ ตดิ ผิวช้ินงานพรอ้ มกับกาหนดเวลาใน การแช่ช้ินงานในถังเคลือบ เพ่ือให้ได้ความหนาพลาสติกตามที่ต้องการ ความหนาของพลาสติกที่ พอเหมาะจะอยู่ประมาณ 0.8-1.2 มม. จากน้ันนาข้ึนงานออกจากถังเคลือบและนาไปอบที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเชียส เพ่ือทาใหพ้ ลาสติกเคลอื บผิวเป็นไปอยา่ งสม่าเสมอตลอดช้ินงาน แสดงข้นั ตอนการเคลอื บผิวด้วยพลาสติก

วิธกี ารน้ีปัจจบุ ันนิยมทากันมาก เชน่ ไม้แขวนเส้อื ชั้นวางของ นอกจากให้ ความสวยงามแลว้ ยงั สามารถปอ้ งกนั สนิมไดอ้ กี ด้วย พลาสติกท่ีใชใ้ นการเคลอื บจะเป็น พลาสตกิ แบบเทอร์โมพลาสติกหรอื พลาสตกิ อ่อนทเ่ี ป็นเม็ดหรอื ผงผสมแมส่ แี ละ สารประกอบอ่นื ๆ ตัวอยา่ งการเคลือบผวิ ด้วยพลาสต

1.8 การขดั (Brushing) กรรมวิธีนี้ เป็นการทาให้ผิวงานเรียบร้อยสวยงาม ก่อนที่จะนาช้ินงานไปชุบ เคลือบหรือทาสีหรือนาช้ินงานออกจาหน่าย การขัดสามารถทาได้หลายวิธี เช่น การขัดด้วย กระดายทราย สาหรับผิวงานที่ผ่านการปาดหนา้ ด้วยเคร่ืองจักรมาแล้ว หรือการขัดด้วยแปรง ลวดสาหรับผิวงาน ทเี่ ป็นผวิ ดบิ หรอื ผิวหล่อ แต่สาหรับในงานอุตสาหกรรมนิยมใช้ เคร่อื งพ่น ทรายถงั หมนุ การขัดดว้ ยกระดาษทรายดว้ ยเคร่อื งเล่อื ยสารพาน

1.9 การอาบน้ามัน วธิ กี ารนี้เร่ิมตน้ ดว้ ยการทาความสะอาดช้นิ งานให้ปราศจากไขมัน จากนัน้ ชโลม ผวิ ช้ินงานดว้ ยน้ามนั เคร่ือง ไขพาราฟีน วาสลนี น้ามนั กนั สนิม ให้ทว่ั ผิวเพ่ือปอ้ งกนั ผวิ ช้นิ งาน ไม่ให้เกิด การกดั กรอ่ นไมเ่ ป็นสนิม ตวั อยา่ งช้นิ งานที่ต้องทาการชโลมน้ามนั ทกุ คร้งั หลงั จาก การใช้งาน เชน่ เคร่อื งมือวัดและตรวจสอบ สลักเกลยี ว และช้ินสว่ นเคร่อื งมอื กล เป็นต้น แสดงการชโลมน้ ามัน

1.10 การทาสี (Spraying) วธิ กี ารนี้เป็นการทาสีเพ่ือปอ้ งกันผวิ โลหะไม่ใหเ้ กิดการกัดกร่อนและเพ่ิมความสวยงาม วิธีการทาสี

แบบฝึกหัด บทท่ี 1 ตอนท่ี 1 จงตอบคาถามตอ่ ไปนี้ถกู ตอ้ ง 1. วัตถปุ ระสงค์ของการตกแต่งผวิ ช้ินงานคืออะไร 2. จงบอกกรรมวิธีการตกแต่งผิวข้ึนงานมา 3 วธิ ี 3. การชุบดว้ ยไฟฟา้ จะใชก้ ระแสไฟฟา้ ประเภทไหน 4. การใหค้ วามร้อนกับช้นื งานด้วยเปลวไฟจากแก๊สแล้วจุม่ ลงในสารตัวกลางอย่างรวดเรว็ เรยี กกรรมวธิ ีน้ีวา่ 5. การชุมโครเมยี ม ข้ึนงานทตี่ อ้ งการเคลอื บจะต้องแขวนอยใู่ นข้ัวไฟฟา้ ขวั้ ใด. 6. จงยกตวั อย่างช้นิ งานท่ีทาการชบุ ผวิ แข็ง มา 2 ตัวอยา่ ง 7. ปืน อาวธุ หรอื เหรยี ญทรี่ ะลึก จะใชก้ รรมวธิ กี ารตกแต่งผวิ ช้ินงานด้วยกรรมวธิ อี ะไร. 8. จงยกตวั อยา่ งช้นิ งานการเคลอื บผวิ ดว้ ยพลาสตกิ มา 3 ตวั อย่าง 9. ประโยชนข์ องการทาสีคืออะไร