Casting

CASTING

การหล่อโลหะ

การหล่อโลหะ

ความหมายของกรรมวิธีการหล่อโลหะกรรมวธิทีการหล่อโลหะ
หมายถึงการทาแบบหล่อ การทากระสวนงานหล่อ การเตรียม
ทรายหล่อการจดั เตรียมเคร่ืองมือและอุปกรณ์ท่ีใช้ในงานหล่อ
การ เตรียมและการหลอมละลายของโลหะก่อนท่ีจะทาการหล่อ
การทาความสะอาด โลหะที่ผา่ นการหล่อ การตรวจสองชิ้นงาน
หล่อ ตลอดจนการควบคุมคุณภาพ กระบวนการขึน้ รูปโลหะ

ทเี่ป็นพืน้ ฐานอาจจาแนกออกเป็น5กล่มุ ดังนี้
นรูปเป็นตน

1. V 1. การหล่อ (Casting) วิธีการน้ีทาโดยการหลอม
โลหะแล้วเทลงแบบ หล่อจากน้ันปล่อยให้แข็งตัว
เพื่อเกิดรูปร่างตามที่ต้องการ วิธีการน้ีเหมาะ สาห
รับการข้ึนรูปชิ้นงานที่มีความซบั ซ้อนหรือโลหะท่ีมี
ความแข็งเปราะเช่น เหล็กหล่อ ซ่ึงไม่สามารถข้ึนรู
ปดว้ ยวธิ อี ่ืนได้





2. การขึ้นรูปทางกล (Mechanical Working) วิธีน้ีใช้

แรงกระทาในการ ข้ึนรูปโลหะในสภาวะของแข็ง อา

ศยั เปล่ียนรูปในสภาวะพลาสติก โดยอาจข้ึน รูปที่

อุณหภูมิสูงหรือต่ากว่าอุณหภูมิเกิดผลึกใหม่

(Recrystallization Temperature) หรือการข้ึนรู

ปร้อนและการข้ึนรูปเยน็ โลหะที่ต้งั ตน้ ในการข้ึนรูป

ด้วยวิธีน้ีมักเป็ นอินกอต(Ingot) บลูม(Bloom)บิล

เล็ต(Billet)หรือสแลบ (Slab)รูปทรงของชิ้นงานที่ผ่า

นการข้ึนรูปด้วยวิธีน้ีมกั มีหน้ าตดั คงที่ เช่น แท่ง

กลมส่ีเหล่ียมแผน่ หรือท่อกลวงกระบวนการข้ึนรูปด

ว้ยวธิีน้ีไดแ้ก่การตีการ รีดการอดั รีดและการดึงข้ึนรูป

เป็ นตน

3. การตัดแต่งด้วยเครื่องจักร (Machining) วิธีน้ีใช้คมของ

เครื่องมือตดั ในการตดั เฉือนส่วนที่ไม่ตอ้ งการออกเพื่อใหเ้

กิดรูปร่างชิ้นงาน ตาแหน่งที่ถูกตดั เฉือนอาจมีตาแหน่งเดียว
หรือหลายตาแหน่งข้ึนอยู่กบั ชนิดของเครื่องมือตดั วิธีการข้ึ
นรูปดว้ ยวิธีน้ี ไดแ้ ก่ การกลึง การกดั การเลื่อย และการ
เจียระไน เป็น ตน้ วธิ กี ารน้ีจะไดค้ วามเที่ยงตรงของขนาด

ชิ้นงานสูงที่สุด
4. การต่อ (Joining) วิธีน้ีเป็ นการนาส่วนประกอบย่อย

หลายๆ ส่วน มา ประกอบเป็นชิ้นงานหรือผลิตภณั ฑ์โดย

การต่อ การต่ออาจอาศยั ความร้อนช่วย ในการหลอมละลาย

และเชื่อมติดกนั หรืออาจอาศยัการใช้หมุดย้าสกรูว์และ สลกั

เกลียวเป็นตวั จบั ยดึ กระบวนการต่อที่มีใชใ้ นอุตสาหกรรม

ประกอบไปดว้ ย การเชื่อม การแล่นประสาน การบดั กรี

การยดึ เหนี่ยวโดยการแพร่ การยดึ เหนี่ยว โดยใชก้ าวและ

การต่อโดยวธิ ีทางกลเป็นต้น

5. โลหะผงวิทยา (Power Metallurgy) วิธีการนี้
ทำการขึ้ นรูปชิ้นงานโดย ใช้ผงโลหะอดั เป็ นรูป
ร่างตามแม่พิมพ์จากน้ นั ให้ความร้อนเพื่ อให้เกิด
การยึด ติดกนั ระหว่างผงโลหะ(Sinter)เป็ นรูป
ทรงของผลิตภณั ฑ์กระบวนการผลิต โลหะผง
ประกอบไปด้วยขั้น ตอนหลกั ๆ คือการผลิตผง
โลหะ การผสมการอดั ขึ้ นรูป การเผาซินเตอร์
และการตกแต่งข้นั สุดท้าย

ความสาคัญของการหล่อโลหะ
(Important of Casting of Metals)

การหล่อเป็ นวิธีการสร้างชิ้นงานโลหะโดยการแข็งตัวในแบบหล่อ รูป
ทรงของชิ้นงานจะเป็นไปตามรูปร่างของโพรงแบบหล่อ กระบวนการ
หล่อ (Casting Process) เป็ นวิธีการหลอมเหลวโลหะและเทลงใน
โพรงแบบหล่อที่มี รูปร่างและขนาดใกลเ้ คียงกบั ขนาดจริงของชิ้น
งานที่ตอ้ งการ การหล่อใชข้ นึ้ รูป ชิ้นงานที่มีความซบั ซ้อนต้งั แต่

งานขนาดเล็กที่มีน้าหนกั เพียงไม่กี่กรัม ดงั แสดง

1.1ไปจนถึงชิ้นงานขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนัก หลายร้อยตัน ดัง
แสดงในรูป

ที่1.2โลหะที่สามารถใชก้ระบวนการหล่อในการข้ึนรูปน้ นัค่
อนขา้งหลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นเหล็กกลา้ เหล็กหล่อ
ทองแดงผสมอะลูมิเนียมผสมแมกนีเซียม ผสม และ

สังกะสีผสม ชิ้นงานโลหะที่ข้ึนรูปจากกระบวนการหล่อมีใช้
ใน อุตสาหกรรมกว่า 90% เมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่ถูกใช้
ท้งั หมดที่ครอบคลุม อุตสาหกรรมในส่วนต่างๆ ไม่วา่ จะ

เป็ นอุตสาหกรรมขนส่ง (อุตสาหกรรมยาน ยนต์
อุตสาหกรรมรถไฟ อุตสาหกรรมการเดินเรือ อุตสาหกรรม
อากาศยาน) อุตสาหกรรมเหมืองแร่ อุตสาหกรรมป่ าไม้
อุตสาหกรรมพลังงาน อุตสาหกรรมปิโตรเคมีอุตสาหกรรม
ก่อสร้าง สินค้าทางการกีฬา เครื่องใช้ ภายในบา้ น รวมถึง

อุตสาหกรรมทางการเกษตรด้วย

ข้อดีของกระบวนการหล่อโลหะ (Advantages of Casting
Process) มีดังนี้

1.ขึ้นรูปชิ้นงานท่ีมีรูปทรงซับซ้อนท้ังภายนอกและภายใน
ได้ใน กระบวนการเดียว โดยไม่ตอ้ งมี การใชก้ ระบวน

การอื่นเขา้ มาช่วย
2.โลหะบางชนิดมีธรรมชาติทางโลหะวิทยาท่ีจะต้องข้ึนรูป
โดย กระบวนการหล่อเท่าน้ นั ไม่สามารถข้ึนรูปไดด้ว้ยกระ
บวนการข้ึนรูปร้อนหรือ ข้ึนรูปเย็น โดยการรีด การตี หรือ

การตดั ได้ ตวั อย่างของโลหะ ชนิดน้ี ได้แก่ เหล็กหล่อ
ชนิดต่างๆ ซ่ึงการใชก้ ระบวนการหล่อสาหรับเหล็กกลุ่มน้ี
จะทาให้มี สมบัติทาง โลหะวิทยาที่เหมาะสมและมีตน้ ทุน
การผลิตที่ต่ากว่าการนาไปขึ้น รูปดว้ยกระบวนการอื่นๆ
3. การหล่อสามารถผลิตชิ้นงานท่ีมีปริมาณมากโดยมีค่าใช้
จ่ายที่ต่าได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชิ้นงานที่มีส่วนประกอบที่
ซับซ้อน เช่น เครื่องยนต์ของ รถยนต์ ซ่ึงมีรูปร่างท่ีซบั ซ้อ
นท้งั ภายนอกและ ภายใน อาจข้ึนรูปดว้ ยวิธีการตดั แต่
งดว้ ยเคร่ืองจกั รกลซีเอน็ ซีได้ แต่จะใช้เวลาและค่าใช้

จ่ายท่ีสูงมาก
4. การหล่อสามารถข้ึนรูปชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่ น้ าหนัก
มากได้ด้วย ตน้ ทุนที่ต่าเช่นโครงเครื่องจกัรขนาดใหญ่ที่มี
น้ าหนกัมากกวา่200ตนัเป็ นต้น 5. การหล่อสามารถตอบสน
องสมบตั ิทางวิศวกรรมบางอย่างได้ดี เช่น • ความสามารถ
ในการตัดเฉือนด้วยเครื่องจักร และความสามารถในการรับ
แรงสั่นสะเทือน ของเหล็กหล่อ • มีสมบัติที่สม่าเสมอตลอด
ท้งั ชิ้นงาน เพราะมี ความเป็ นเน้ือเดียวกนั แตกต่างจาก
กระบวนการอื่นเช่นกระบวนการเชื่อมเน้ือ โลหะจะไม่เป็ น
เน้ือเดียวกนั ทาให้มีโครงสร้างที่แตกต่าง กนั ส่งผลให้มี

สมบัติ ทางวศิ วกรรมที่แตกต่างกนั ไปด้วย

6. เทคโนโลยีทางด้านการหล่อที่ก้าวหน้า
สามารถหล่อโลหะที่มีความ บางมากๆ ได้
เช่น การ หล่อผนังบาง (Thin–wall–
casting) ทาให้นักออกแบบ สามารถลดน้า

หนกั ของชิ้นงานหล่อลงไดม้ าก

การหล่อโลหะกึ่งแข็ง(Semi-
SolidMetalCasting;SSM)

งานหล่อถือเป็นกระบวนการที่สาคญั มากอย่างหนึ่งใกระ
บวนการผลิต

โลหะ ผลิตภณัฑ์ทางโลหะส่วนมากมัก ผา่นกระบวนการ
ผลิตที่มาจากกรรมวิธี การหล่อข้ึนรูป โดยที่การหล่อแบ
บด้้ง เดิม คือ การข้ึนรูปโลหะเหลวและปล่อย ให้แข็งตัวใน
แม่พิมพ์ ซ่ึงทาให้กรรมวิธีการหล่อสามารถผลิตชิ้นงานได้
หลากหลายรูปร่าง และผลิตชิ้นงานที่มีความซับซ้อนของชิ้น

งานได้สูง1

กระบวนการผลิต โลหะกึ่งแข็ง

จากการศึกษาลกั ษณะของโลหะก่ึงแขง็ ดงั ที่กล่าวมาข้างต้น
จะพบว่าปัจจัย หลัก ท่ีส่งผลต่อโครงสร้างของโลหะกึ่งแข็ง คือ
อัตราของแรงเฉือนที่ให้กับ ระบบขณะทาการผลิต โดยพบวา่
เมื่อเพิ่ม อัตราของแรงเฉือนมากขึ้น ความหนืด ของระบบจะมี
ค่าลดลง (Thixotropic property)(Jan Mewis,2009) เนื่องจาก
การ สลายตวั ของตะกอน และอนุภาคทรงกลมที่เกิดข้ึนใหม่
เกิดการเล่ือนไหล ซ่ึงใน ปัจจุบนัมีการศึกษาและพฒันาเพ่ือนาค

วามรู้พ้ืนฐานเหล่าน้ีไปใชใ้น
กระบวนการผลิตโลหะก่ึงแข็งอยา่งต่อเนื่ องในปั จจุบนัมีกา
รพฒันา กระบวนการผลิตโลหะก่ึงแข็งท่ีแตกต่างกัน ขึ้นมา

มากกว่า 20 วิธี

กระบวนการผลิต จากของเหลว(Rheo-
route)เป็นกระบวนการที่เตรียม น้าโลหะก่ึงแขง็

(Slurry)จากโลหะหลอมเหลวโดยการให้แรงเฉือน
ระหวา่งเกิด การแขง็ ตวั และส่งผา่ นน้าโลหะก่ึง

แข็งที่ได้สู่แม่พิมพเ์พี่อขึ้นรูปรูปโดยตรง

· กระบวนการผลติ จากของแข็ง (Thixo-route) เป็

นกระบวนการที่ แบ่งเป็น 2 ขั้นตอน คือขั้น ตอน

การเตรียมวัสดุ ที่มีสมบัติธิโซโทรปิค และ ข้้น ตอน
การนาวัสดุที่ได้ไปให้ความร้อนอีกคร้ังให้อยใู่นช่วง
อุณหภูมิที่วัสดุกึ่งแข็งเพื่อให้ได้น้าโลหะกึ่งแข็งที่พร้อม

สาหรับกระบวนการขึ้นรูป

วิธีการหล่อทใีช้กัน ในปัจจุบันมีอยู่หลายวิธิ ี
เ ช่ น

1.ถ้าใช้ทรายทาแบบจะเรียกว่า Sand
Casting

2 . ถ้ า ใ ช้ โ ล ห ะ ท น ค ว า ม ร้ อ น ใ น ก า ร ท า แ บ บ
หล่อจะเรียกว่า (Gravity Die Casting)
3.ถ้า ใช้แบบ หล่อทาด้วยโลหะและมีการใช้

ค ว า ม ร้ อ น ค ว า ม ดั น ช่ ว ย ใ น ก า ร ฉี ด โ ล ห ะ
หลอมเหลวให้ไหลเข้า ไปแบจะเรียกว่า

(HIgh Pressure) Die Casting

4 . ถ้ า น า แ บ บ ห ล่ อ ม า ห มุ น เ ห วี่ ย ง ใ ห้ ล ห ะ เ ข้ า ไ ป ใ น
แบได้ดีจะเรียกวา่ Centifugal Casting

จัดทำโดย

วิศวกรรมเกษตร
นาย ธวัชชัย พลายพู่ 016
นาย อภิสิทธิ์ ธรรมศรีชอบ 015
นาย ศศิลป์ คำปลิว 011