ในอุตสาหกรรมมีดในปัจจุบัน เหล็กผงกำลังมีบทบาทที่สำคัญมากขึ้น ความทนทานต่อการสึกหรอ ความเหนียว และความทนทาน – นี่คือคุณสมบัติที่ผู้บริโภคได้รับจากการใช้ผงประเภทต่าง ๆ วาเนเดียม โลหะสีเทาที่形成ขึ้นจากคาร์ไบด์ที่แข็งแกร่งระหว่างการรักษาอุณหภูมิ เป็นสิ่งสำคัญที่สุดในส่วนประกอบของมัน

แหล่งที่มาของรูปภาพ: https://xlom.ru/spravochnik/vanadij-opisanie-primenenie-cena-vanadiya-za-kg

วาเนเดียมเป็นธาตุเคมีที่มีสัญลักษณ์ว่า V และหมายเลขอะตอม 23 ค้นพบโดยนักแร่ธาตุชาวสเปน A. Del Rio ในปี 1801 และถูกค้นพบอีกครั้งในปี 1830 โดยนักเคมีชาวสวีเดน N. Sefström วาเนเดียมโลหะถูกผลิตขึ้นครั้งแรกในปี 1867 และเหล็กวาเนเดียมชนิดแรกถูกหลอมในอังกฤษในปี 1903 และตลอดศตวรรษที่ 20 บทบาทของวาเนเดียมในโลหะวิทยาค่อยๆ เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ

วาเนเดียมเป็นโลหะที่พบทั่วไปบนโลกของเรา โดยพบได้ในเปลือกโลกของโลก ซึ่งมันจะรวมกับแร่ธาตุต่าง ๆ นอกจากนี้ยังสามารถพบได้ในน้ำทะเล น้ำมันดิน มนุษย์ และสัตว์ วาเนเดียมมีบทบาทในการควบคุมเอนไซม์ฟอสโฟริเลชันและแบคทีเรียใช้สำหรับการตรึงไนโตรเจน แร่ของวาเนเดียม โดยเฉพาะแร่ไททาเนียม-แมกนีไทต์ รวมถึงคาร์โนไทต์และพาทโรไนต์ เป็นแหล่งหลักในการสกัด วาเนเดียมบริสุทธิ์มีความแข็งแรงสูง ความนุ่มนวล และไม่เป็นแม่เหล็ก มันคล้ายกับไทเทเนียมในคุณสมบัติส่วนใหญ่ แร่ของวาเนเดียมพบมากที่สุดในอเมริกาใต้ จีน และรัสเซีย

แหล่งที่มาของรูปภาพ: https://metur74.ru/product/ferrosplavy/ferrovanadi

 

ในกระบวนการผลิต วาเนเดียมถูกใช้ในรูปแบบของโลหะผสมเหล็กวาเนเดียม (เฟอโรวาเนเดียม) โดยมีเนื้อหาวาเนเดียมอย่างน้อย 50% เพื่อสร้างโลหะผสม วาเนเดียมและสแล็กที่มีเหล็กจะถูกลดลงด้วยเฟอรอสิอร์ริโคและปูนขาว การผลิตโลหะนี้ใช้หลายขั้นตอน ในระหว่างการหลอมเบื้องต้นในกระบวนการเตาผลิต วาเนเดียมจะอยู่ในเหล็กหล่อและจะถูกเปลี่ยนไปเป็นสแล็กที่มีออกไซด์ของวาเนเดียมสูงสุด 25% ขั้นตอนถัดไปคือการอบออกซิเดชั่นโดยมีการเติมกรดและเกลือต่าง ๆ วาเนเดียมในรูปโลหะจะได้มาจากการลดออกไซด์ของวาเนเดียม ในกระบวนการนี้ อลูมิเนียมหรือตะกั่วมักจะถูกใช้ เนื่องจากการใช้สารอื่นไม่ให้ความบริสุทธิ์ที่จำเป็นในผลิตภัณฑ์สุดท้าย

สำหรับการใช้วาเนเดียมในการผลิตเหล็กผง จะใช้คาร์ไบด์ของมัน (VC) ซึ่งเป็นสารประกอบไบนารีในรูปของผลึกสีดำ สาเหตุหลักในการใช้เป็นวัสดุหลักในการผสมคือการก่อตัวของคาร์ไบด์ที่แข็ง ซึ่งไม่เพียงสามารถมีอยู่ด้วยตัวเอง แต่ยังสามารถรวมเข้ากับคาร์ไบด์ของโครเมียม ทังสเตน และโมลิบดีนัมเพื่อเพิ่มความแข็งของพวกมัน มันสามารถนำเข้าสู่วงเหล็กในปริมาณมาก ซึ่งไม่กระทบต่อความสม่ำเสมอของการกระจายของคาร์ไบด์เล็ก ๆ ได้ ดังนั้นปริมาณวาเนเดียมในโลหะผสมจึงสามารถมากได้ มันยังช่วยเพิ่มความสามารถในการอบร้อน ทำให้ผู้เชี่ยวชาญด้านความร้อน “กด” ผลลัพธ์ให้ได้มากที่สุดจากเหล็ก

แหล่งที่มาของรูปภาพ: https://ukrsplav.in.ua/product/karbid-vanadiya/

ปริมาณวาเนเดียมที่มากในเหล็กยังมีข้อเสียของมันเอง ประการแรก มันทำให้ความสามารถในการขัดมีความซับซ้อนและการเกิดขนาดที่เพิ่มขึ้น คุณสมบัติเหล่านี้ของวาเนเดียมทำให้ “ผง” ยากต่อการประมวลผลและตัด ขึ้นอยู่กับปริมาณที่สูงขึ้นในส่วนผสม ยิ่งทำให้ยากต่อการบรรลุผล การประมวลผลเชิงกลของเหล็กวาเนเดียมสูงต้องการความชำนาญ ประสบการณ์ที่กว้างขวาง และการปฏิบัติตามเทคโนโลยีอย่างเคร่งครัด

แหล่งที่มาของรูปภาพ: https://www.zat24.com/2018/02/cpm-15v.html

 

สำหรับเหล็ก “ทั่วไป” ที่ไม่ใช่ผง ขีดจำกัดคือสูงสุด 12% สำหรับเหล็กผง – สูงสุด 15% ของปริมาณ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะผสมประเภทนี้ในช่วงยี่สิบปีที่ผ่านมา โลหะวิทยาเริ่มใช้การผสมกับไนโบเมียมและไนโตรเจน ซึ่งช่วยให้การประมวลผลในระยะถัดไป เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องจำไว้ว่าการเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอมักจะมาพร้อมกับการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติอื่น ๆ ของโลหะผสมเฉพาะ เช่น เหล็กผงที่มีปริมาณวาเนเดียมอยู่ในขอบเขต 10% ยังคงรักษาคุณสมบัติทางกลได้ดี แต่เมื่อถึง 15% ความแข็งแรงของมันจะลดลงประมาณ 30-40% และความเหนียวในการกระแทกจะลดลงมากกว่าครึ่ง

แหล่งที่มาของรูปภาพ: https://masternozh.ru/shop/klinok-89-vanax-75-/

 

ปริมาณวาเนเดียมที่มากที่สุดอยู่ในเหล็กผงสมัยใหม่: S390, K390, CPM 15V, Vanadis 10, ASP 2060, S60V, S90V, M398, Maxamet และอื่น ๆ เหล็กที่มีความนิยมมากกว่าจะมีปริมาณน้อยลงเล็กน้อย: CPM 20CV, M390, CPM S35VN, Elmax ดังนั้นเหล็กผงจึงสามารถแบ่งออกเป็นเหล็กสแตนเลสที่มีความโครเมียมสูง ซึ่งมักจะมีความทนทานต่อการสึกหรอดีและแข็งแรง และสามารถทำงานได้ง่าย แต่ในขณะเดียวกันจะมีปริมาณวาเนเดียมภายใน 6% และยังมีเหล็กที่มีปริมาณโครเมียมต่ำและความทนทานต่อการกัดกร่อนต่ำ รวมถึงความเปราะบางที่สูงขึ้น แต่ในขณะเดียวกันมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงสุด เนื่องจากปริมาณวาเนเดียมถึง 15% อย่างไรก็ตาม ปริมาณของโลหะนี้ใน “ผง” จะส่งผลให้มีการเปลี่ยนแปลงเชิงบวกในส่วนประกอบ คำว่า “ความทนทานต่อการสึกหรอ” ในเหล็กที่ผ่านการปรุงด้วยผงนั้นมีความสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณวาเนเดียมที่อยู่ในนั้น โลหะนี้เป็นตัวผลักดันเทคโนโลยีการผลิตเหล็กมีดสมัยใหม่ไปข้างหน้า