ฉันสนุกกับการดูช่างตีเหล็กทำงานเสมอมา นับเป็นงานศิลปะอย่างหนึ่ง และเป็นกระบวนการที่น่าสนใจในการดูพวกเขาตีโลหะที่ร้อนแดงออกมาจากเตา จากนั้นอีกไม่กี่นาทีต่อมาด้วยการตีอย่างชำนาญและขึ้นรูป วัตถุธรรมดาๆ ก็กลายเป็นรูปร่างขึ้นมา มีบางอย่างที่น่าสนใจเกี่ยวกับเรื่องนี้ ตั้งแต่กลิ่นของไฟไปจนถึงโลหะที่ร้อนแดง และเสียงค้อนกระทบกันเป็นจังหวะ
ในสมัยก่อน ช่างตีเหล็กมักทำเครื่องมือ เกือกม้า ชิ้นส่วนเกวียน อุปกรณ์การเกษตร และสิ่งของอื่นๆ ที่ทำจากโลหะ แต่เมื่อถึงเวลาที่รถยนต์เข้ามามีบทบาทและก่อให้เกิดความต้องการช่างยนต์และเครื่องมือเฉพาะด้านยานยนต์ การปฏิวัติอุตสาหกรรมได้เปลี่ยนแปลงโลกไปแล้วด้วยการพัฒนาเครื่องจักรและกระบวนการต่างๆ เพื่อลดการใช้แรงงานคนและเพิ่มผลผลิต และนั่นไม่ใช่สิ่งเดียวที่เปลี่ยนไป
เครื่องมือในปัจจุบันได้รับการสร้างขึ้นให้ทนทานต่อแรงกดดันได้ดีกว่าเมื่อหลายปีก่อน และในฐานะช่างเทคนิคยานยนต์ เราต่างก็พึ่งพาสิ่งนี้ โลกของการผลิตในปัจจุบันแตกต่างไปจากค้อนและทั่งอย่างสิ้นเชิง โดยเป็นหัวข้อที่น่าสนใจที่เชื่อมโยงวิวัฒนาการของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเข้าด้วยกันจนกลายเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
ประแจเป็นเครื่องมือที่เราใช้กันบ่อยที่สุด และสามารถทนต่อการใช้งานหนักได้ ดังนั้น ฉันจึงคิดว่านี่เป็นเวลาที่เหมาะสมที่จะดูวิธีการผลิตประแจด้วยตัวเอง นี่คือรายการสรุป
แต่ละบริษัทมีสูตรและขั้นตอนเฉพาะของตนเอง แต่ขั้นตอนหลักของกระบวนการมักจะเหมือนกัน โดยเริ่มจากวัสดุ
ประแจส่วนใหญ่มักทำจากเหล็กอัลลอยด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็ก 6140 Chrome Vanadium เหตุผลก็คือ 6140 Chrome Vanadium เป็นวัสดุที่พิสูจน์แล้วว่าเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการทั้งความแข็งแรงและความทนทาน แม้ว่าในตอนแรกทั้งสองแง่มุมอาจดูเหมือนเป็นหนึ่งเดียวกัน แต่จริงๆ แล้วทั้งสองแง่มุมนั้นแตกต่างกัน
ความแข็งแกร่งเป็นคุณลักษณะที่ทำให้วัสดุสามารถทนต่อแรงที่สำคัญได้ และความทนทานเป็นคุณลักษณะที่ทำให้วัสดุสามารถทนต่อแรงนั้นๆ ได้ครั้งแล้วครั้งเล่า
“เมื่อคุณเลือกโลหะผสมมาทำเครื่องมือ คุณต้องคิดถึงการใช้งานปลายทาง ประเภทของวัสดุที่คุณจะใช้ทำค้อนนั้นแตกต่างจากประเภทของวัสดุที่คุณจะใช้ทำประแจ”พอล ดีน รองประธานฝ่ายปฏิบัติการ บริษัท Gray Tools กล่าว“คุณต้องเลือกวัสดุที่จะมอบคุณสมบัติตามที่เครื่องมือต้องการ เมื่อคุณนึกถึงประแจ มันจะต้องแข็งแรงเพื่อไม่ให้บิดเบี้ยว และจะต้องทนทานเพื่อไม่ให้สึกหรอ โครเมียมวาเนเดียมเป็นวัสดุที่พบได้ทั่วไป แต่เราทุกคนใช้วัสดุนี้เพราะคุณสมบัติทั่วไปของวัสดุนี้”
เนื่องจากผู้ผลิตประแจได้รับวัสดุจำนวนมาก เช่น แท่งเหล็กยาว ในขั้นตอนก่อนการผลิต แท่งเหล็กเหล่านี้จะถูกตัดเป็นขนาดที่กำหนด จากนั้นมักจะพ่นทรายเพื่อขจัดสิ่งเจือปนที่อาจส่งผลต่อกระบวนการผลิต จากนั้นแท่งโลหะซึ่งเป็นเพียงชิ้นส่วนเดียวจะถูกให้ความร้อนจนเกือบถึงจุดหลอมเหลว
จากนั้นจึงทำการหลอมแบบดรอปฟอร์จ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้แท่งเหล็กร้อนและขึ้นรูปเป็นชิ้นงานแบบหยาบ การหลอมแบบหยาบจะให้รูปร่างที่คุณต้องการ แต่ไม่ได้หมายความว่าจะได้ขนาดทั้งหมดที่คุณต้องการ เมื่อทำประแจ อาจมีการสร้างขนาดมากกว่าหนึ่งขนาดจากการหลอมแบบเดียวกัน กระบวนการหลอมมักจะใช้ขั้นตอนเดียว แต่บางครั้งก็ต้องใช้มากกว่าหนึ่งขั้นตอน ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของประแจ และผู้ผลิตบางรายใช้บรรยากาศไนโตรเจนในชิ้นส่วนต่างๆ เพื่อปกป้องความบริสุทธิ์ของเหล็กจากออกซิเจนโดยรอบ ซึ่งอาจทำให้เกิดการไหม้และตะกรันได้
การตีขึ้นรูปจะเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วด้วยตัวเอง แต่จากนั้นจะเข้าสู่ขั้นตอนต่อไปของการอบอ่อน การอบอ่อนเป็นรูปแบบหนึ่งของการอบชุบด้วยความร้อนซึ่งจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะเพื่อให้โลหะอ่อนตัวลงเพื่อเตรียมสำหรับขั้นตอนการตกแต่ง
ขั้นตอนต่อไปคือการกลึง ซึ่งเป็นกระบวนการกลึงเฉพาะที่เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการกำหนดขนาดปลายเปิดและปลายกล่องของประแจ การกลึงเป็นเครื่องมือโลหะที่มีฟันเรียงกันซึ่งจะค่อยๆ เพิ่มขนาดขึ้นทีละน้อย การกลึงแบบดึงเป็นกระบวนการที่ใช้กันทั่วไปสำหรับประแจ โดยดึงฟันจนได้ขนาดที่ต้องการ
ตอนนี้ถึงเวลาปั๊มประแจ ซึ่งรวมถึงขนาด หมายเลขชิ้นส่วน และชื่อบริษัท ซึ่งโดยปกติจะทำบนแท่นปั๊ม หลังจากการตีขึ้นรูป ประแจจะได้รับการอบอ่อนเพื่อให้เพียงพอที่จะรับการกำจัดวัสดุและการปั๊ม แต่หลังจากปั๊มแล้ว โลหะไม่จำเป็นต้องมีการทำงานเพิ่มเติมอีกจากมุมมองระดับโมเลกุลของการเคลื่อนย้ายหรือขึ้นรูปโลหะ
ปัจจุบันได้ดำเนินการไปสู่กระบวนการอบชุบด้วยความร้อน ประแจทั้งหมดได้รับการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานความแข็งที่กำหนดโดยสมาคมกำกับดูแลทั้งของอเมริกาและนานาชาติ ระดับความแข็งขั้นต่ำและขั้นสูงนั้นมีความเฉพาะเจาะจงมาก ประแจไม่ควรอ่อนเกินไปจนอาจเกิดการมนเมื่อใช้งาน และไม่ควรแข็งเกินไปจนเปราะ กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนซึ่งเป็นส่วนสำคัญและเป็นวิทยาศาสตร์มากในการผลิต มักปฏิบัติตามและรวมเข้ากับการชุบแข็งและการอบชุบแข็ง
ตัวอย่างได้แก่ การอบชุบด้วยความร้อนซึ่งจะทำให้ประแจร้อนขึ้นและคาร์บอนจะถูกดูดซับเข้าไปในชั้นผิว ตามด้วยกระบวนการทำความเย็นที่เรียกว่า การดับ ซึ่งจะจุ่มประแจลงในน้ำมันที่ได้รับความร้อนเพื่อควบคุมเวลาในการทำความเย็นอย่างแม่นยำ จากนั้นการอบชุบด้วยความร้อนจะเป็นกระบวนการทำความร้อนและทำความเย็นตามหลังทันทีโดยมีพารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน การอบชุบด้วยความร้อนจะทำให้ประแจแข็งแรงขึ้น การอบชุบด้วยความร้อนจะช่วยป้องกันไม่ให้ประแจเปราะเกินไป
หลายๆ คนมองว่าการอบชุบด้วยความร้อนเป็นส่วนที่ซับซ้อนที่สุดของกระบวนการผลิต "วัสดุแต่ละชนิดมีสูตรการอบชุบด้วยความร้อนที่แตกต่างกัน" ดีนกล่าว "คุณบอกผู้อบชุบด้วยความร้อนว่าวัสดุคืออะไรและความแข็งที่ต้องการคืออะไร จากนั้นพวกเขาจะให้เส้นโค้งออกมา ปัญหาที่แท้จริงคือคุณไม่สามารถทำให้เย็นลงได้เร็วเกินไป เพราะโลหะอาจเกิดการแยกชั้นหรือรอยแตกร้าวเล็กๆ ได้ โดยทั่วไปแล้วจะทำในน้ำมันที่ร้อนกว่าเพื่อให้การเย็นลงช้าลง"
กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนอาจใช้เวลานานหลายชั่วโมง และเป็นสูตรเฉพาะมากที่อาจทำได้ยาก ดังนั้นจึงมีค่าคลาดเคลื่อนได้เสมอ หลังจากอบชุบด้วยความร้อนแล้ว ประแจจะถูกตรวจสอบด้วยเครื่องทดสอบความแข็งเพื่อให้แน่ใจว่าอยู่ในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่ต้องการ
