กรรมวิธีการผลิต

44 การผลิตโลหะ

รปู ท่ี 2.17 กรรมวิธกี ารผลิตตะก่ัว (บุญธรรม, 2553)
ค. สงั กะสี (Zn) มจี ดุ หลอมเหลวตาํ่ ท่ี 419 °C ทนตอ การกัดกรอนในสภาพบรรยากาศ
ปกติ เนื่องจากในธรรมชาตสิ ังกะสีสามารถสรางฟล ม ออกไซดเคลอื บผิวไดเชนเดียวกับโครเมียม
แตไมทนกรดและเกลือ เมื่อไดรับความรอนจะขยายตัวมาก มีราคาไมสูงมากนัก จึงมักนํามาใช
เคลือบผิวโลหะชนิดอ่ืน เชน เหล็ก เพื่อปองกันสนิม (Galvanized steel) และใชเปนแผนธาตุ
ในแบตเตอร่ี

การผลติ โลหะ 45

รูปที่ 2.18 แรสังกะสี (ZnS) (คัดมาจาก http://www.johnbetts-fineminerals.com)

สังกะสีผลิตจากแรที่อยูในรูปของสารประกอบซัลไฟต (รูปท่ี 2.18) แรสังกะสีจะถูกบด
จนละเอยี ด จากนัน้ แรจ ะถูกนําไปเผาจนไดเปนสารประกอบของออกไซด สังกะสีออกไซดจะถูก
เผารวมกบั ถานโคกภายในเตาหลอมละลาย ความรอนทําใหสังกะสีระเหยกลายเปนไอ หลังจาก
นนั้ ไอสงั กะสีจะถกู นําไปควบแนนเปนของเหลวในชดุ ควบแนน

อีกวิธีการหนึ่งในการกําจัดออกไซดคือ วิธีการแยกสารประกอบดวยวิธีการทางไฟฟา
เคมี โดยการนําแรท่ีถูกเผาใสเขาไปในกรดกํามะถันซ่ึงเปนสารละลายท่ีเปนตัวนําไฟฟา
(Electrolyte) แลวใชกระแสไฟฟาแยกธาตุสังกะสีออกมา ซึ่งสังกะสีที่ไดจะมีความบริสุทธ์ิถึง
98%

โลหะหนักชนิดอน่ื ๆ อาทเิ ชน
- นิกเกิล (Ni) มีจุดหลอมเหลวที่ 1,455 °C มีความเหนียว ขัดข้ึนมันได มีสมบัติ
ทนทานตอการคืบ (Creep) และมีความแข็งแรง (Strength) ท่ีอุณหภูมิสูง ทนตอการกัดกรอน
มักเปนที่รูจักในอุตสาหกรรมเคร่ืองจักรวาเปนโลหะกลุมซูเปอรอัลลอย ใชเปนธาตุผสมที่สําคัญ
เพื่อชวยเพ่ิมเสถียรภาพของโครงสรางในเหล็กกลาไรสนิม ทําใหไมเกิดความเปนแมเหล็ก จึง
นิยมใชทําเฟองนาฬิกา และชิ้นสวนทางอิเล็กทรอนิกส เปนตน ซึ่งผลิตภัณฑท่ีไดจากนิกเกิลจะ
มีราคาสงู เทียบเทา กับไทเทเนยี ม
- ดบี กุ (Sn) จดุ หลอมเหลวตํ่าที่ 232 °C เนื้อโลหะออน สามารถรีดเปนแผนไดงาย มี
ความล่ืน ทนตอการกัดกรอนในสภาพบรรยากาศปกติ ไมเปนพิษ จึงมักนํามาเคลือบกระปอง
บรรจุอาหาร หรอื ผลิตภณั ฑแ ผนเคลือบดีบุก (Tin plate) นอกจากน้ยี งั ใชทําโลหะบัดกรี และใช
เปนธาตุผสมเพ่ือชวยเพ่ิมสมบัติเฉพาะใหกับโลหะชนิดอ่ืน เชน ผสมกับทองแดงผสม หรือ
บรอนซ ชว ยใหขน้ึ รปู ไดงายขึ้น

46 การผลติ โลหะ

- โครเมียม (Cr) มีจุดหลอมเหลวที่ 1,900 °C มีความแข็งแตเปราะ ทนตอการกัด
กรอน มีลักษณะมันวาว ใชเปนธาตุผสมในเหล็กเกิดเปนเหล็กกลาไรสนิมหรือเหล็กกลาผสม
และใชชบุ เคลอื บผวิ ทําใหสามารถใชงานไดดที ่อี ุณหภมู สิ งู

- แมงกานีส (Mn) มีจุดหลอมเหลวท่ี 1,250 °C มีสมบัติคลายนิกเกิล แข็งแตเปราะ
ใชเปนธาตุผสมหลักในเหล็กกลาและเหลก็ หลอ กลมุ ทนการเสียดสี

- โลหะพิเศษ (Unusual metals) เปนโลหะทีม่ สี มบัติพเิ ศษ มีจุดหลอมเหลวที่สูงมาก
มีสมบัติตานทานการกัดกรอน สามารถนําไปผสมเพ่ือเพ่ิมสมบัติเชิงกลใหกับโลหะชนิดอ่ืนได
โลหะเหลานี้ ไดแก ฮาฟเนียม (Hafnium) ทอเรียม (Thorium) เบริลเลียม (Berylium)
รีเนียม (Rhenium) และเซอรโคเนียม (Zirconium) โดยทั่วไปมักจะถูกใชงานในเครื่อง
ปฏิกรณปรมาณู การทาํ จรวด นิวเคลียร และอปุ กรณอิเลก็ ทรอนิกส

2.4.2 การผลิตโลหะเบา (Light metals)
ก. อะลูมิเนียม (Al) เปนโลหะท่ีทนตอการกัดกรอน มีนํ้าหนักเบา เม่ือเทียบกับเหล็ก
มีคานอ ยกวา ประมาณ 3 เทา นําไฟฟาไดดี มีความเหนียว หลอมงาย ไมมีพิษ มีจุดหลอมเหลว
ตํ่าที่ 660 °C แตข้ึนรูปไดยาก อะลูมิเนียมบริสุทธ์ิจะมีสมบัติเชิงกลต่ํามาก ดังน้ันในการใชงาน
จงึ มักนยิ มนํามาผสมกับโลหะชนิดอื่น ๆ เชน อะลมู เิ นียมอลั ลอย ใชทําชิ้นสวนของเครื่องจักรกล
ลอ แมกซ สายไฟแรงสงู ภาชนะหุงตม และวัสดุหอของ (Aluminium foil) เปน ตน

รูปท่ี 2.19 แรบ อกไซต (Bauxite) (คดั มาจาก http://geology.com)

โดยทั่วไป แรท่ีใชในการถลุงจะอยูในรูปของสารประกอบออกไซด ซึ่งแรที่นิยมนํามาใช
ถลุงมากท่ีสุดคือ แรบอกไซต (Bauxite) ดังแสดงในรูปท่ี 2.19 ซ่ึงมีสูตรทางเคมีวา Al2O3 และ
เน่ืองจากออกไซดของอะลูมิเนียม (อะลูมินา) มีจุดหลอมเหลวสูงถึง 2,048 °C จึงไมสามารถ
หลอมแรดวยเตาหลอมแรเหล็กแบบปกติได ดังนน้ั กรรมวิธที นี่ ยิ มใชใ นการแยกอะลูมินาออกจาก

การผลติ โลหะ 47

แรบอกไซต ไดแก กรรมวิธีเบเยอร (Bayer process) ซึ่งถูกคิดคนโดยนักเคมีชาวเยอรมันชื่อ
คารล โจเซฟ เบเยอร

กรรมวธิ ีการถลุงแรบ อกไซตเร่มิ จากนาํ แรท่ไี ดม าโดยวธิ ีการเปดปากเหมือง (Open pit)
มาบดใหละเอียด ลางใหสะอาด แลวนํามาทําใหแหง จากน้ันนําแรท่ีแหงละเอียดใสลงไปในถังที่
บรรจสุ ารละลายโซเดยี มไฮดรอกไซด ภายใตอุณหภูมิและความดันท่ีสูงกวาจุดเดือด สารละลาย
จะทําปฏิกิริยากับแรจนกลายเปนสารละลายโซเดียมอะลูมิเนต หลังจากปฏิกิริยาสมบูรณแลว
ความดันจะถูกลดลง กากโลหะซ่ึงไดแก เหล็ก ซิลิกอน ไทเทเนียม และสารมลทินอื่น ๆ จะถูก
ดันออกจากถังผานตัวกรองแลวปลอยท้ิงไป สารละลายโซเดียมอะลูมิเนตจะถูกดูดไปยังถัง
ตกตะกอน

ในถงั ตกตะกอนจะมีการเติมผลึกละเอียดของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซดใหไหลเวียนอยาง
ตอเน่ือง สารละลายโซเดียมอะลูมิเนตจะทําใหขนาดผลึกของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซดใหญข้ึน
จนกระท่ังสามารถแยกออกจากสารละลายไดโดยวิธีการกรอง จากนั้นจึงนํามาเผาใหไดเปน
อะลูมินาบริสุทธิ์ ซึ่งมีลักษณะเปนผงสีขาว ในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงกวา 980 °C อะลูมินา
บริสุทธ์ิจะถูกนําไปหลอมละลายจนกลายเปนโลหะอะลูมิเนียม อีกกรรมวิธีหน่ึงซ่ึงทําใหไดโลหะ
อะลูมเิ นยี มจากอะลมู ินาคอื กรรมวิธีแยกสารประกอบทางเคมีดว ยไฟฟา ซึง่ แสดงดังรูปท่ี 2.20

รูปท่ี 2.20 กรรมวิธแี ยกอะลูมเิ นยี มออกจากอะลูมินา (บุญธรรม, 2553)

ข. แมกนีเซียม (Mg) เปนโลหะที่มีน้ําหนักเบาท่ีสุดในจําพวกโลหะท้ังหมด มีจุด
หลอมเหลวต่ําที่ 650 °C แมกนีเซียมบริสุทธ์ิจะมีความออน โดยท่ัวไปมีสมบัติเชิงกลที่สูงกวา
อะลูมิเนียม แตมีขอจํากัดในการใชงานที่อุณหภูมิสูง เน่ืองจากเปนธาตุที่ลุกติดไฟไดงาย ใชทํา
ดอกไมไฟ พลุ และหลอดไฟชนิดวาบ (Flash bulb) เปนตน ธาตุแมกนีเซียมพบไดท้ังในนํ้า
ทะเลและในสนิ แรตาง ๆ เชน แรโดโลไมต แรแมกนีไซต และแรคารนัลไลต ดังแสดงในรูป 2.21

48 การผลิตโลหะ

แมกนีเซียมเปนธาตุผสมสําคัญ ซ่ึงจะเปนตัวกําหนดความกลมของเม็ดกราไฟตในการผลิต
เหล็กหลอเหนียวหรือเหล็กหลอกราไฟตกลม ดังนั้นแมกนีเซียมอัลลอยจึงพบเห็นไดท่ัวไปใน
ชน้ิ สวนของเคร่อื งจักรกล

(ก) (ข) (ค)

รูปท่ี 2.21 (ก) แรโ ดโลไมต (Dolomite) (ข) แรแ มกนไี ซต (Magnesite) และ (ค) แรค าร
นลั ไลต (Carnallite) (คัดมาจาก http://geology.com และ http://en.wikipedia.org)

แมกนีเซียมสามารถผลิตไดจากวิธีการแยกสารประกอบทางเคมีดวยไฟฟา ซึ่งใช
สารละลายแมกนีเซียมคลอไรดเปนสารละลายตัวนําไฟฟา (Electrolyte) โดยสารละลาย
แมกนีเซียมคลอไรดที่ใชจะไดมาจากนํ้าทะเลท่ีมีแมกนีเซียมประมาณ 1,300 ppm กรรมวิธีการ
ผลิตแมกนีเซียมจากนํ้าทะเล แสดงดังรูปที่ 2.22 โดยนํานํ้าทะเลมาผสมรวมกับปูนขาวซ่ึงไดมา
จากการเผาเปลือกหอยในเตาที่มีอุณหภูมิประมาณ 1,320 °C เมื่อปูนขาวทําปฏิกิริยากับนํ้า
ทะเลจะไดสารแมกนีเซียมไฮเดรตที่มีความเขมขนประมาณ 12% ตกตะกอนที่กนถัง ซ่ึง
แมกนีเซียมไฮเดรตจะถูกเปล่ียนเปนแมกนีเซียมคลอไรด โดยการเติมกรดไฮโดรคลอริก กาซ
คลอรีนและและสารละลายคลอไรดจะระเหยไปกับน้ํา จากน้ันนําแมกนีเซียมคลอไรดผานชุด
กรองและอุปกรณทาํ แหง จะไดแ มกนีเซยี มคลอไรดท ่มี ีความเขมขน 68% ซึ่งจะถูกนําไปเทลงใน
ถังที่มีสารละลายตัวนําไฟฟาบรรจุอยูที่อุณหภูมิประมาณ 700 °C โดยมีแทงแกรไฟตเปน
ข้ัวแอโนด (Anode) และตัวถังเปนข้ัวแคโทด (Cathode) ผานไฟฟาตรง 60,000 แอมแปร ทํา
ใหเกิดกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส (Electrolysis) จะไดโลหะแมกนีเซียมลอยขึ้นสูสวนบนของ
ถัง สวนกาซคลอรีนที่ไดจะนําไปใชในการเปลี่ยนแมกนีเซียมไฮเดรตเปนแมกนีเซียมคลอไรด
ตอไป โดยกรรมวธิ ีนีส้ ามารถเปลย่ี นนํ้าทะเลมาเปนโลหะแมกนีเซียมไดประมาณ 90%

ค. ไทเทเนียม (Ti) มีจุดหลอมเหลวท่ี 1,800 °C มีความแข็งแรง (Strength) และ
ความแข็งแกรง (Stiffness) สูงกวาอะลูมิเนียมแตต่ํากวาเหล็ก ทนความรอนไดดี สามารถคง
ความแข็งแรงไดท่ีอุณหภูมิ 315 °C และเปนธาตุผสมที่สําคัญในการเพิ่มความแข็งแกรงใหกับ

การผลติ โลหะ 49
โลหะชนิดอ่ืน มักนําไปใชทําเปนสวนประกอบของเคร่ืองยนตไอพน ยานอวกาศ และแผนกัน
ความรอ น เปน ตน

รูปท่ี 2.22 กรรมวิธกี ารผลติ แมกนเี ซียมจากน้ําทะเล (บุญธรรม, 2553)

รปู ท่ี 2.23 รไู ทล (TiO2) (คดั มาจาก http://geology.com)

50 การผลติ โลหะ
ไทเทเนียมผลิตไดจากแรรูไทล (รูปที่ 2.23) ซ่ึงมีโลหะไทเทเนียมประมาณ 98-99%

และแรอิลเมไนต (Ilmenite) ผสมรวมกับเหล็กและออกไซดของไทเทเนียม (FeTiO3) เมื่อเติม
กาซคลอรีนเขาไป ไทเทเนียมซ่ึงอยูในรูปของสารประกอบออกไซดจะกลายเปนไทเทเนียม
เททราคลอไรด (TiCl4) นาํ มาผสมกับแมกนีเซียมในหอ งท่มี ีกา ซฮีเลยี มบรรจุอยู เม่ือไทเทเนียม
เททราคลอไรดทําปฏิกิริยากับแมกนีเซียมจะไดแมกนีเซียมคลอไรด (MgCl2) และผงโลหะ
ไทเทเนียม แมกนีเซียมที่เหลือจะถูกลางออกดวยกรดไฮโดรคลอริก และจะถูกนําไปแยกเปน
แมกนเี ซยี มและกา ซคลอรีนดวยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเพ่ือนําไปใชงานตอไป สวนผงโลหะ
ไทเทเนียมจะถกู นาํ ไปหลอมในหนวยสุญญากาศและเตมิ ธาตุผสมตา ง ๆ จากน้ันจึงนําไปหลอใน
แมแ บบ กรรมวิธีการผลติ ไทเทเนยี มแสดงดงั รูปที่ 2.24

รูปท่ี 2.24 กรรมวิธกี ารผลิตไทเทเนยี ม (ชลติ ตและคณะ, 2544)

การผลิตโลหะ 51

คาํ ถามทา ยบทท่ี 2

จงเติมคาํ ตอบลงในชองวา งใหถกู ตองสมบูรณ

1. เหลก็ ดบิ (Pig iron) ผลิตจากกรรมวธิ ีใด จงอธบิ าย
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

2. จงบอกความแตกตางระหวางเหล็กดิบสีขาว (White pig iron) และเหล็กดิบสีเทา (Grey
pig iron) มาอยา งนอย 3 ขอ
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

3. ธาตุทีไ่ มพงึ ประสงคในเหลก็ ดิบมอี ะไรบาง เพราะอะไร
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

4. ปริมาณธาตุคารบ อนในเหลก็ ดบิ มคี วามสําคัญอยางไร จงอธิบาย
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

5. วัตถุดิบที่ใสลงไปในเตาหลอมเพื่อผลิตเหล็กหลอกราไฟตกลม (Nodular cast iron) มี
อะไรบาง
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

6. จงอธบิ ายการทํางานของเตาคิวโปลา (Cupola furnace)
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

52 การผลิตโลหะ

…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
7. จงอธบิ ายการทาํ งานของเตาไฟฟา (Electric furnace)
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
8. จงอธบิ ายการทาํ งานของเตาพนออกซิเจน (Basic-oxygen furnace)
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
9. จงบอกความแตกตางระหวางกรรมวิธีการผลิตโดยใชเตาพนออกซิเจน (Basic-oxygen
furnace) และเตาเบสเซมเมอร (Bessemer furnace) มาอยา งนอ ย 3 ขอ
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
10. จงเลือกอธิบายกรรมวิธีการผลิตโลหะนอกจําพวกเหล็ก (Nonferrous metals) มา 1 ชนิด
และยกตัวอยางผลิตภัณฑทไ่ี ดจากกรรมวธิ ีการผลติ น้ันมาอยางนอ ย 3 ชิน้
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

การผลิตโลหะ 53

เอกสารอา งองิ

ชลติ ต มธุรสมนตรี และคณะ. กระบวนการผลิต. กรุงเทพฯ: ศนู ยสง เสรมิ อาชีวะ, 2544.
บญุ ธรรม ภทั ราจารุกลุ . กรรมวิธกี ารผลติ . กรงุ เทพฯ: ซีเอ็ดยูเคชัน่ , 2553.
กรมทรัพยากรธรณี กระทรวงทรพั ยากรธรรมชาตแิ ละส่ิงแวดลอ ม. ฮมี าไทต 2556. (ระบบ

ออนไลน) แหลง ขอมลู : http://www.dmr.go.th/main.php?filename=hematite
ความรพู ้ืนฐานทางวศิ วกรรม. เตาคิวโปลา 2551. (ระบบออนไลน) แหลง ขอ มูล:

http://engineerknowledge.blogspot.com/2008/10/cupolar.html
สถาบันสง เสริมการสอนเทคโนโลยี. แมกนีไทต 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอ มูล:

http://www3.ipst.ac.th
สภาการเหมอื งแร. แรไพไรต 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอมูล:

http://www.miningthai.org/detailall.asp?id=&pageno=28
สภาวศิ วกร. เหล็กหลอ 2553. (ระบบออนไลน) แหลง ขอมลู :

http://www.coe.or.th/e_engineers/knc_detail.php?id=183
สมาคมสงเสรมิ เทคโนโลยไี ทยญป่ี ุน. ไซเดอไรด 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอ มูล:

http://www.tpa.or.th/writer/read_this_book_topic.php?bookID=1818&pageid=
40&read=true&count=true
สมาคมสงเสรมิ เทคโนโลยไี ทยญปี่ ุน. ไลมอไนต 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอ มูล:
http://www.tpa.or.th/writer/read_this_book_topic.php?bookID=1818&pageid=
40&read=true&count=true
สมาคมสง เสรมิ เทคโนโลยไี ทยญ่ปี ุน. เหล็กหลอ 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอ มูล:
http://www.tpa.or.th/writer/read_this_book_topic.php?bookID=1818&pageid=
38&read=true&count=true
สาขาเทคโนโลยีอตุ สาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏเชียงใหม. เหล็กหลอ 2556. (ระบบออนไลน)
แหลงขอ มูล: http://www.industrial.cmru.ac.th/Civil/wechsawan/materials/
ch06/ch06-4.htm
วชิ าวัสดุศาสตร มหาวทิ ยาลัยราชภัฏธนบรุ .ี เตาถลงุ เหล็กดิบ 2556. (ระบบออนไลน)
แหลงขอมลู : http://dit.dru.ac.th/home/023/matrialNew/furnace.html
วิชาโลหะวทิ ยา. เหลก็ กลาผสม 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอ มลู :
http://sites.google.com/site/metallurgytak/helkkla-phsm-alloy-steels
Geology.com. Bauxite 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอมลู :
http://geology.com/minerals/bauxite.shtml

54 การผลติ โลหะ

Geology.com. Chalcopyrite 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอ มูล:
http://geology.com/minerals/chalcopyrite.shtml

Geology.com. Dolomite 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอ มลู :
http://geology.com/minerals/dolomite.shtml

Geology.com. Magnesite 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอ มลู :
http://geology.com/minerals/magnesite.shtml

Geology.com. Rutile 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอมลู :
http://geology.com/minerals/rutile.shtml

Geology.com. Uses of Lead 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอมลู :
http://geology.com/usgs/lead/

John Betts - Fine Minerals. Sulfide Minerals 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอ มูล:
http://www.johnbetts-fineminerals.com/jhbnyc/gifs/56095.htm

LPN Plate Mill Public Co., Ltd. ความรเู กยี่ วกับเหลก็ 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอ มูล:
http://www.lpnpm.co.th/th/knowledge.php

Wikipedia. Reverberatory furnace 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอมูล:
http://en.wikipedia.org/wiki/Reverberatory_furnace

Wikipedia. Carnallite 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอมลู :
http://en.wikipedia.org/wiki/Carnallite

บทที่ 3

การหลอ โลหะ
(Foundry Processes)

หน่ึงในกระบวนการผลิตที่เกาแกที่สุดคือการหลอโลหะ ซ่ึงถูกคนพบในสมัยอียิปต
โบราณเม่ือ 4,000 ปกอนคริสตกาล ถึงแมวาจุดประสงคเร่ิมแรกของการหลอโลหะคือ เพื่อผลิต
ของใชประดับตกแตง แตตอมาเม่ือมนุษยมีทักษะในการผลิตมากขึ้น จึงไดมีการพัฒนา
กลายเปนการผลิตอาวุธเพื่อใชตอสูกับศัตรู หลังจากน้ันศาสตรของการหลอโลหะก็ไดมีการ
พัฒนาข้ึนอยางเปนลําดับ จนกระท่ังเกิดเปนศาสตรอีกหนึ่งแขนงท่ีมีการศึกษากันอยาง
กวา งขวางในปจ จุบนั นัน่ คือโลหะวทิ ยา (Metallurgy)

กรรมวิธีการหลอ โลหะคือ การนําโลหะมาใหความรอนจนกระทั่งถึงอุณหภูมิหลอมเหลว
จากน้ันเทหรือฉีดโลหะเหลวเขาแบบหลอ (Mold) หรือแมพิมพ (Die) รอใหโลหะเหลวแข็งตัว
เมอื่ โลหะแขง็ ตวั ก็จะไดช้ินงานที่มีลักษณะรูปรางตามแบบหลอหรือแมพิมพน้ัน ๆ อุปกรณท่ีพบ
เห็นไดในชีวิตประจําวันท่ีใชกรรมวิธีการหลอโลหะในการผลิตเปนชิ้นสวน ไดแก อางอาบนํ้า
อางลางมือ ทอนํ้าโสโครก (Soil pipe) อุปกรณทําความรอน และอุปกรณตาง ๆ ท่ีใชในการ
ประกอบอาหารหรือเตรียมอาหาร (Cooking utensils) เปนตน ในปจจุบันกรรมวิธีการหลอ
โลหะถูกนํามาใชในการผลิตชิ้นงานในงานอุตสาหกรรมตาง ๆ มากมาย ซึ่งแตละประเภทการ
ผลิตจะมีกรรมวิธีที่แตกตางกันไป เชน งานหลอช้ินสวนโลหะของรถยนตที่สามารถผลิตไดคร้ัง
ละมาก ๆ และมีความเที่ยงตรงสูง และงานหลอเคร่ืองประดับท่ีมีขนาดเล็ก รูปรางซับซอน และ
มีจํานวนการผลิตนอย เปนตน ซึ่งกรรมวิธีการหลอโลหะท่ีจะเลือกใชนั้น ควรคํานึงถึงชนิดของ
โลหะ ขนาด รูปราง ความซบั ซอนของชิ้นงาน กําลังการผลิต และความคุมคาทางเศรษฐศาสตร
ดงั นั้นในบทนีจ้ ะกลา วถงึ กรรมวธิ ีการหลอโลหะแบบตา ง ๆ ทง้ั หมด 11 วธิ ี ดังน้ี

3.1 การหลอในแบบหลอ ทราย (Sand casting)
3.1.1 ชนดิ ของทรายหลอ
สมบัติหน่ึงที่สําคัญโลหะเหลวในการหลอในแบบหลอทรายคือ โลหะเหลวจะไมซึมเขา

ไปในทรายทใี่ ชทาํ แบบหลอ ทรายท่ีใชในการทําแบบหลอ (ทรายหลอ) สามารถแบงออกไดเปน
2 ชนิดคือ ทรายธรรมชาติและทรายสงั เคราะห

56 การหลอโลหะ

ก. ทรายธรรมชาติ (Natural sand) เปนทรายที่เกิดข้ึนเองตามธรรมชาติ มีท้ังทราย
บกและทรายแมน ํ้า ซ่ึงบางชนดิ สามารถนาํ มาใชงานไดเ ลย แตบางชนิดตองนํามาบดหรือรอนให
ไดขนาด แลว ลางใหส ะอาดกอ นนาํ ไปใชง าน จากนน้ั จงึ ผสมดนิ เหนียวประมาณ 15-20% และน้ํา
เพือ่ ใหเ ปน เสมอื นกาวผสานสว นผสมใหเขา กัน นอกจากน้ีการผสมผงถานหินหรือผงกราไฟตลง
ไปประมาณ 1% จะชว ยใหผ วิ งานหลอ มีความละเอียดและสามารถถอดแบบออกไดงายข้ึน ทราย
ธรรมชาติทนความรอนไดประมาณ 1,400-1,500 °C เหมาะสําหรับหลอโลหะจําพวกเหล็ก และ
นอกจําพวกเหลก็ เชน อะลูมิเนียม ทองแดง ทองเหลือง และบรอนซ เปนตน

ข. ทรายสังเคราะห (Synthetic sand) เปนทรายที่ตองเติมสวนผสมทางเคมีหรือตัว
ผสานลงไปกอนนําไปใชงาน ทรายสังเคราะหไดจากการผสมทรายแกวที่มีซิลิกามากกวา 95%
ดวยเบนโทไนต (Bentonite) 4-5% หรืออาจใชตัวผสานพิเศษอ่ืน ๆ เติมลงไป เชน นํ้าแกว
(Water glass) เรซิน (Resin) และซีเมนต (Cement) เปนตน ทรายสังเคราะหเหมาะสําหรับ
นํามาใชหลอโลหะทุกชนิด เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและทนความรอนไดสูงกวาทราย
ธรรมชาติ แตการเติมตัวผสานพิเศษมากเกินไปทําใหเกิดผลเสียข้ึนได ดังน้ันทรายหลอท่ีดีควร
มีสมบัติดังตอไปน้ี

- สามารถนํามาข้ึนรูปทําแบบหลอไดงายและสะดวก มีความแข็งแรงในขณะเทโลหะ
เหลว และไมเ กิดความเสยี หายในขณะหลอทัง้ ท่อี ณุ หภูมิหอ งและอุณหภูมิสงู ๆ

- สามารถใหอากาศหรือกาซไหลผานไดสะดวก เพราะถาอากาศหรือกาซไมสามารถ
ไหลผา นออกไดเ รว็ พอในขณะเทโลหะเหลว อาจทาํ ใหแ บบหลอแตกหรือเกิดรูพรนุ ในชน้ิ งานได

- เม็ดทรายตองมขี นาดที่เหมาะสม
- สามารถทนความรอนจากโลหะเหลวที่อุณหภูมขิ ณะเทหลอ ประมาณ 1,500-1,550 °C
- ตัวผสานพเิ ศษทเ่ี ตมิ ลงไปเพ่ือเพ่มิ สมบตั ิของทรายหลอ จะตองไมท ําปฏิกิริยาทางเคมี
กบั โลหะเหลว
- สามารถนํากลบั มาใชงานไดอกี หลายครงั้
- มรี าคาถกู และหาไดง าย

(ก) (ข) (ค)

รูปที่ 3.1 กระสวนลกั ษณะตา ง ๆ (ก) กระสวนชนิ้ เดยี ว (ข) กระสวนแยกชิ้น และ
(ค) กระสวนครง่ึ ของจรงิ (ชลติ ตและคณะ, 2544)

การหลอ โลหะ 57

3.1.2 กระสวน (Pattern)
กระสวน คือชิ้นงานตนแบบท่ีถูกสรางข้ึนเพ่ือใชเปนแมแบบของช้ินงานหลอ มีหลาย
ลักษณะ ดังแสดงในรูปที่ 3.1 เชน กระสวนช้ินเดียว (Single piece pattern) กระสวนแยกช้ิน
(Split pattern) และกระสวนคร่ึงของจริง (Half pattern) เปนตน โดยที่วัสดุที่ใชทํากระสวนมี
หลายชนิด ไดแก
ก. กระสวนไม เปนวัสดุที่หางาย มีราคาถูก ตกแตงขึ้นรูปไดงาย จึงนิยมนํามาใชเปน
วัสดุทํากระสวนมากที่สุด นอกจากนี้ยังมีความทนทาน ไมเสียรูปงาย แตอาจมีการเปลี่ยนแปลง
ขนาดตามความชืน้ เล็กนอย ซึ่งสามารถปองกันไดโดยการทาเชลแล็ก (Shellac) หรือแลกเกอร
(Lacquer) ลงบนกระสวน ไมท่นี ยิ มนาํ มาใชท ํากระสวน ไดแก ไมสัก ไมสน และไมมะฮอกกานี
เปน ตน
ข. กระสวนโลหะ มีความเท่ียงตรง แข็งแรง ทนทาน และทนการเสียดสีดีกวากระสวน
ไม โลหะที่นํามาใชทํากระสวน ไดแก เหล็กกลา เหล็กหลอ อะลูมิเนียม และโลหะผสม เปนตน
โดยการเลือกใชจะตองคํานึงถึงความทนตอการกัดกรอน ตกแตงข้ึนรูปไดงาย มีความทนทาน
และราคาถูก
ค. กระสวนพลาสติก มีนํ้าหนักเบา ไมดูดซับความช้ืน สามารถตกแตงขึ้นรูปไดงาย
กวาโลหะ แตมีความแข็งแรงตํ่ากวา มีราคาถูก พลาสติกท่ีนิยมนํามาใชทํากระสวนคือ อีพอกซี
(Epoxy) ซ่ึงอยูในรูปของเหลว หากจะนํามาใชงานจะตองผสมสารทําใหแข็ง (Hardener) กอน
นาํ ไปเทหรือฉดี ในแบบหลอกระสวน
ง. กระสวนข้ีผึ้ง ใชในกรรมวิธีการหลอแบบอินเวสทเมนทหรือการหลอแบบขี้ผ้ึงหาย
(Investment casting) ซึ่งเปนงานที่ตองการช้ินงานหลอที่มีความประณีต รูปรางซับซอน เชน
งานหลอเคร่ืองประดับและงานหลอพระพุทธรูป เปนตน กระสวนขี้ผึ้งทําไดโดยการหลอข้ีผ้ึง
เหลวลงในแมพิมพยาง ซ่ึงขี้ผ้ึงท่ีนําใชหลออาจนําไปผสมยางสังเคราะหและสารประกอบบาง
ชนิดกอน เพื่อใหส ามารถข้นึ รปู ไดงายขน้ึ
จ. กระสวนปูนปลาสเตอร หรือกระสวนทที่ าํ จากยปิ ซัม จะมีผิวเรียบ มีความตานทาน
การอดั ดี เหมาะสําหรับงานทต่ี อ งการความละเอียดสูง
ฉ. กระสวนโฟม ใชในกรรมวิธีการหลอแบบโฟมหาย (Lost foam process) โฟมที่ใช
ไดแก โพลีสไตรีน (Polystyrene) และโพลีเอทิลีน (Polyethylene) เปนตน เน่ืองจากสามารถ
ตัดแตงขึ้นรูปไดงาย กระสวนโฟมเปนกระสวนแบบชิ้นเดียวที่มีรูปรางและขนาดเหมือนกับ
ชน้ิ งาน ซ่ึงโลหะเหลวจะเขาไปละลายและแทนท่ีกระสวนโฟมขณะทาํ การหลอ แบบช้ินงาน
การเลือกวัสดุเพื่อใชทํากระสวนควรพิจารณาในดานปริมาณช้ินงานท่ีจะผลิต ความ
เที่ยงตรงของกระสวน ขนาดและสมบัติของวัสดุที่ใชทํากระสวน นอกจากน้ี ในการออกแบบ
กระสวน ผูออกแบบจะตองคํานึงถึงชนิดของโลหะที่จะนํามาหลอ ขนาด และรูปรางของชิ้นงาน

58 การหลอโลหะ

หลอ และเน่ืองจากโลหะแตละชนิดในขณะแข็งตัวมีระยะหดตัวในทิศทางตาง ๆ ไมเทากัน
ดังนน้ั กระสวนทใ่ี ชจะตองมกี ารกําหนดขนาดเผ่อื หดโดยพิจารณาจากโลหะท่ีนํามาหลอ ดังแสดง
ในตารางที่ 3.1

นอกจากกระสวนตองออกแบบเพื่อเผื่อการหดตัวแลวของช้ินงานหลอแลว ยังตอง
คาํ นงึ ถึงการเผอ่ื การตกแตงชน้ิ งาน และการเผอ่ื ความลาดเอยี งของช้นิ งานในแนวที่ถอดกระสวน
ออก เพ่อื ชวยในการถอดกระสวนออกจากแบบไดงายขนึ้ ดังแสดงในรปู ที่ 3.2

รูปท่ี 3.2 วธิ ีการถอดกระสวนออกจากแบบหลอทราย (ชลิตตและคณะ, 2544)

ตารางท่ี 3.1 ขนาดเผ่อื หดสาํ หรบั วสั ดุงานหลอ ชนิดตาง ๆ (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)

ขนาดเผื่อหด (นิ้ว) วัสดุท่นี าํ มาทําการหลอ

0.008 เหลก็ หลอ เหล็กเหนยี วหลอ บาง ๆ

0.009 เหล็กหลอ เหลก็ เหนยี วหลอ ที่หดตวั มาก

0.010 เหลก็ หลอ เหล็กเหนียวหลอทห่ี ดตวั มาก และอะลมู ิเนยี ม

0.012 อะลมู ิเนียม บรอนซ เหลก็ เหนียวหลอบาง ๆ

0.014 ทองเหลืองทนความเคนแรงดึงสูง เหลก็ เหนียวหลอ ปานกลาง

0.016 เหล็กเหนียวหลอ หนา

0.020 เหลก็ เหนียวหลอ ขนาดใหญ

0.025 เหลก็ เหนียวหลอ ขนาดใหญและหนา

3.1.3 สว นประกอบแบบหลอ ทราย
การทําแบบหลอมีหลายวิธี ในบทน้ีจะกลาวถึงแบบหลอทรายที่เรียกวา Green sand
mold เน่ืองจากวิธีนี้เปนที่นิยมใชมากที่สุด วิธีการคือการเททรายหลอลงไปในกลองไม แลว

การหลอ โลหะ 59

กระทุงใหทรายอัดแนนกับกระสวน หรือจะใชทรายเปนแกนกลางก็ได ซ่ึงแบบหลอประกอบไป
ดวยสว นตาง ๆ ดังแสดงในรูปที่ 3.3 คอื

ก. แองเท (Basin หรือ Pouring cup) มีรูปรางคลายถวยหรือกรวย อยูเหนือรูเท
ความสูงของแองควรอยูที่ประมาณ 5-6 เทาของเสนผานศูนยกลางรูเท ถาแองเทมีขนาดเล็ก
กวา รเู ทและโพรงของแบบหลอแลว ทาํ ใหโลหะเหลวไหลไมสะดวกเนื่องจากมีความฝดท่ีผนังทอ
มาก จงึ ตองเตมิ โลหะเหลวลงแอง เทหลายครั้งจงึ จะเต็มแบบหลอ ซง่ึ ทาํ ใหเสียเวลาในการผลิต

ข. รูเท (Sprue) เปนรูท่ีใหโลหะเหลวไหลลงสูแบบหลอ รูเทมีลักษณะตรง อยูใน
แนวตง้ั เปน รปู ทรงกระบอกเรยี วเพ่อื ใหโ ลหะเหลวสามารถไหลเขาสูแบบหลอไดงา ย

ค. รูวิ่ง (Runner) สวนมากมีหนาตัดเปนรูปสี่เหล่ียมคางหมูหรือครึ่งวงกลม รูว่ิงท่ีมี
ขนาดใหญจะทําใหโ ลหะเหลวไหลไดสะดวก แตถาใหญเกินไปจะทําใหสิ้นเปลืองโลหะเหลวมาก
และโลหะแข็งตัวชา เกดิ ขนาดเกรนใหญและหยาบ

ง. รูเขา (Gate) มีขนาดเล็กกวารูว่ิง หนาตัดเปนไดทั้งรูปสี่เหลี่ยมมุมฉาก ส่ีเหลี่ยม
คางหมู หรือคร่ึงวงกลม ลักษณะของรูเขามักจะคอดเล็กลงกอนถึงโพรง แลวจึงขยายข้ึนเมื่อถึง
โพรงแบบหลอ

จ. รูลน (Riser) เปนรูที่ใหโลหะเหลวไหลลนออกมา เพื่อทดแทนการหดตัวของโลหะ
เหลวขณะแข็งตัว อาจเปนชองที่อยูดานขางระดับเดียวกับแบบหลอ (Side riser) หรืออยู
ดานบนแบบหลอ (Top riser) ก็ได มีลักษณะเปนรูปทรงกระบอก มักทําไวอยูบนสวนท่ีหนา
ทสี่ ดุ ของช้ินงานโลหะหลอ รลู นทใ่ี หญเ กินไปจะทําใหสน้ิ เปลืองโลหะเหลว แตถาเล็กเกินไปจะทํา
ใหเ กิดโพรงในช้นิ งานเนอ่ื งจากการหดตัวของโลหะเหลวขณะแขง็ ตวั

รูปท่ี 3.3 สวนประกอบตา ง ๆ ของแบบหลอ ทราย (ชลิตตและคณะ, 2544)

60 การหลอ โลหะ

3.1.4 วธิ ีการทําแบบหลอทราย
แบบหลอทรายปกติจะมีหีบหลออยู 2 สวนคือ หีบหลอสวนบน (Cope) และหีบหลอ
สวนลาง (Drag) โดยมสี ลกั ทําหนาทย่ี ึดหบี ท้ังสองใหติดกัน กระสวนที่ใชกับแบบหลอทรายเปน
กระสวนแบบแยกชิ้นได แบบหลอทรายสามารถทําดวยมือ ซ่ึงเหมาะกับการผลิตชิ้นงานท่ีมี
ปริมาณนอย รปู รา งซับซอ น วธิ กี ารทําแบบหลอทรายดวยมือ โดยใชทรายเปยก (Green sand)
ซ่ึงเปนทรายตามธรรมชาติ มขี นั้ ตอนดงั น้ี

1) นาํ แผนไม (Plate) วางบนพน้ื ท่ีมผี วิ เรยี บ สะอาด และแหง
2) วางหีบสําหรับแบบสวนลางลงบนแผนไม และวางกระสวนซีกแรกลงตรง
กลางหบี โดยทห่ี ีบหลอจะตอ งมีขนาดใหญก วา กระสวนและมีขนาดความหนาของทรายหลอรอบ
กระสวนไมน อยกวา 3-5 เซนตเิ มตร
3) เททรายละเอียดหรือทรายผิวหนา (Surface sand) ลงไปในหีบใหคลุม
ผิวหนากระสวน โดยใหมีความหนาประมาณ 3 เซนตเิ มตร ดังรปู ที่ 3.4
ทรายยนั หลงั

ทรายผวิ หนา้

แผน่ ไมร้ องแบบ

รูปท่ี 3.4 การเททรายผิวหนาลงบนกระสวน (ชลติ ตและคณะ, 2544)

4) เททรายหลอ ที่เตรียมไวลงบนทรายผิวหนา แลวกระทุงดวยเครื่องมือกระทุง
หรอื กดอดั ดว ยมือ เพ่อื อัดทรายหลอ ใหแ นนเต็มหีบ แลว ปาดผวิ ใหเรยี บ ดงั รูปท่ี 3.5

หีบหล่อส่วนล่าง

รปู ท่ี 3.5 การกดอดั ทรายหลอ ใหแ นนเต็มหบี หลอ สวนลาง (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

การหลอโลหะ 61

5) พลิกกลับดานหีบหลอ โดยนําสวนลางหงายข้ึนดานบน แลวนํากระสวนอีก
ซีกหนึ่งมาประกบลงบนกระสวนซีกแรก ดังรูปที่ 3.6 จากน้ันจึงวางหีบสวนบนทับหีบสวนลาง
ครอบกระสวนไว

กระสวนชินบน ทรายรอยผา่
กระสวนชินล่าง

รูปที่ 3.6 การวางกระสวนช้ินบน (ชลติ ตและคณะ, 2544)

6) วางกระสวนรูเทและกระสวนรูลน แลวเททรายผิวหนาและทรายหลอลงใน
หีบหลอใหเต็ม ดังรูปที่ 3.7 จากน้ันกระทุงทรายใหพอแนน และยกแบบหลอสวนบนออกจาก
แบบหลอสว นลา งเพื่อนาํ กระสวนออกจากแบบหลอ ดงั รูปที่ 3.8

กระสวนรูลน้ กระสวนรูเท

รูปที่ 3.7 การวางกระสวนรูเทและกระสวนรลู น (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

รปู ท่ี 3.8 การถอดแบบหลอ สว นบนเพอื่ นํากระสวนออกแบบหลอ (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)

62 การหลอโลหะ

7) ทํารูวิ่งและรูเขา จากนั้นวางไสแบบลงในโพรงของแบบ จากน้ันประกบแบบ
หลอสว นบนและสวนลางเขา ดว ยกนั ดงั รปู ท่ี 3.9

รปู ท่ี 3.9 การประกบแบบหลอสวนบนและสว นลางเขาดวยกนั (ชลิตตและคณะ, 2544)

3.2 การหลอ ในแบบหลอ เปลอื ก (Shell-mold casting)
การหลอแบบเปลือกเปนกรรมวิธีการหลอที่พัฒนาข้ึนเพื่อใหสามารถหลอโลหะไดอยาง

รวดเร็วและมีความแมนยําสูง แบบหลอท่ีใชทําจากโลหะ (Metal mold) จึงไดช้ินงานหลอท่ีมี
ผิวเรียบ โดยไมตองใชเครื่องจักรในการตกแตงผิวชิ้นงาน นิยมใชกับช้ินงานหลอจําพวก
เหลก็ หลอ ทองแดงผสม และอะลูมิเนียม ซ่ึงวิธีการสรางแบบหลอเปลือก (รูปท่ี 3.10) มีข้ันตอน
ดังนี้

1) นําทรายซิลิกามาผสมกับฟโนลิกเรซิน (Phenolic resin) แลวเทลงไปในหีบ
เท (Dump box) จากน้ันนํากระสวนโลหะไปเผาใหรอนจนถึงอุณหภูมิประมาณ 200-250 °C
แลว พน ดว ยสารละลายซิลโิ คน (Silicone) ลงบนกระสวนรอนเพ่ือชวยใหสามารถถอดแบบหลอ
ไดงาย นาํ กระสวนมายดึ ติดบนหบี เทใหแนนเพือ่ ทําเปนฝาหีบเท

2) จับหีบเทพลิกกลับจากบนลงลาง เพ่ือใหทรายท่ีเตรียมไวคลุมกระสวนรอน
โดยใชเวลาประมาณ 2-3 วินาที หรือตามความเหมาะสม จนกระท่ังเรซินท่ีผสมกับทรายหลอม
ละลายเกาะตดิ กบั กระสวน

3) พลิกหีบกลับสูตําแหนงเดิม ทรายท่ีไมเกาะติดกระสวนจะตกลงสูกนหีบเท
ตามเดิม สวนทรายผสมเรซินท่ีหลอมละลายเกาะติดกับกระสวนจะมีความหนาประมาณ 5-7
มิลลเิ มตร ทาํ ซํ้าในข้นั ตอนที่ 1-3 จนกระท่ังไดแ บบหลอ เปลือกจาํ นวน 2 ชิ้น

4) นํากระสวนที่มีเปลือกติดอยูใสในเตาอบท่ีมีอุณหภูมิประมาณ 200-300 °C
ประมาณ 2-3 นาที จะทําใหเปลือกแข็งขึ้น เนื่องจากเรซินหลอมละลายเขากับทรายจนเกาะติด
แนน

5) นํากระสวนที่มีเปลือกแข็งติดอยูออกจากเตา และแกะแบบหลอเปลือกออก
จากกระสวน

การหลอ โลหะ 63

6) นําแบบหลอเปลือกท้ัง 2 ช้ิน ประกบเขาดวยกันดวยตัวยึด (Clamp) แลว
นําไปใสไวในหีบหลอ จากน้ันเททรายหยาบหรือเม็ดเหล็กเหนียว (Metal shot) ลงไปในหีบ
หลอ บรเิ วณรอบ ๆ เปลอื กจนแนน จะไดแบบหลอเปลือกทเี่ สรจ็ ส้นิ สมบรู ณ

7) นําโลหะเหลวเทลงไปในแบบหลอเปลือก รอจนแข็งตัว เม่ือถอดแบบหลอ
ออกจะไดช น้ิ งานหลอ ตามแบบหลอ ท่ีตอ งการ

อีกวิธีการหนึ่งท่ีมีลักษณะการสรางแบบหลอที่คลายกับแบบหลอเปลือกคือ การหลอ
แบบหีบรอน (Hot box method) โดยใชแ บบหลอ ฟูราน (Furan mold) ซงึ่ ไดจากการนําทราย
เปยก (Green sand) มาผสมกับฟูรานเรซิน (Furan resin) และใสกรดฟอสฟอริกเพ่ือชวยเรง
ปฏิกิริยาใหทรายแข็งตัว จากน้ันนําทรายท่ีผสมแลวเปาเขาไปในหีบโลหะที่รอนประมาณ 200-
250 °C ทรายทถ่ี ูกเปา เขาไปจะเกาะตวั ในหีบหลอ ท่ีรอนและแข็งตวั ทันที

รูปท่ี 3.10 ข้ันตอนการหลอ ในแบบหลอ เปลอื ก (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)
3.3 การหลอในแบบหลอสุญญากาศ (Vacuum-mold casting)

แบบหลอที่ใชทํามาจากทราย แตไมผสมนํ้าและตัวผสานเคมี เน่ืองจากความชื้นจะมี
ผลกระทบตอช้นิ งานหลอ ดังนน้ั ทรายหลอจากวธิ ีการนี้จงึ สามารถนํากลับมาใชใหมได แบบหลอ
ชนดิ นีส้ ามารถทําดวยมือเชน เดียวกับแบบหลอทราย ซ่ึงวิธีการสรางแบบหลอสุญญากาศ (รูปท่ี
3.11) มขี ้นั ตอนดังนี้

64 การหลอ โลหะ
1) คลมุ กระสวนดว ยแผน พลาสตกิ ที่ผา นการอบดว ยความรอนจนน่ิม กระสวนท่ี

ใชใ นกรรมวธิ ีนี้จะมีการเจาะรูเล็ก ๆ เพื่อใหส ามารถดูดอากาศที่อยรู ะหวางพลาสติกและกระสวน
ออกได ดูดอากาศออกจนพลาสตกิ แนบติดกับกระสวน

2) นําหบี หลอ มาครอบกระสวน ใสทรายเขา ไปจนเต็ม แลวทาํ แอง เทและรูเท
3) นําแผนพลาสติกมาคลุมทับทรายไวอีกชั้นหนึ่ง จากนั้นดูดอากาศออกให
แผนพลาสติกแนบกับทราย และดูดอากาศท่ีแทรกระหวางเม็ดทรายออกเพื่อทําใหทรายยึด
ติดกันจนแนน และแขง็ แรง
4) คอย ๆ ยกหีบหลอออกจากกระสวน จะไดแบบหลอครึ่งแบบ และทําซ้ําใน
ข้ันตอนท่ี 1-3 กจ็ ะไดแ บบหลอคร่ึงท่เี หลือ
5) นําหีบหลอทั้ง 2 ช้ินมาประกบกันแลวยึดใหแนน นําโลหะเหลวเทลงไปใน
แบบหลอ รอจนแข็งตัว เมื่อถอดแบบหลอออกจะไดชิ้นงานหลอตามแบบหลอท่ีตองการ และ
ชนิ้ งานหลอ ที่ไดจะมีผวิ เรียบ

รูปท่ี 3.11 ข้ันตอนการหลอในแบบหลอสุญญากาศ (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)
3.4 การหลอ ในแบบหลอคารบอนไดออกไซด (CO2-mold casting)

กรรมวิธีน้ีเปนการหลอแบบทรายอีกชนิดหนึ่ง แตตางกันท่ีวิธีนี้จะใชกาซ CO2 อัดผาน
ทรายหลอ กาซ CO2 จะทําปฏิกิริยากับสารผสมในทรายหลอ ซ่ึงก็คือน้ําแกว (Water glass)

การหลอโลหะ 65

ทําใหแบบหลอ ทรายแข็งตัวอยางรวดเร็ว ช้นิ งานหลอท่ีไดจากวิธีการนี้จะมีผิวเรียบ โดยขั้นตอน
การทําแบบหลอ คารบ อนไดออกไซด (รูปที่ 3.12) มดี ังน้ี

1) ทําแบบหลอสวนลาง จากทรายซิลิกาที่ผสมกับนํ้าแกวประมาณ 3-7% โดย
นํ้าแกวท่ีใชควรมีความช้ืนไมเกิน 50% และมีความหนืดตํ่า และทําชองสําหรับระบายกาซไว
ดานลางของหบี หลอ

2) อัดกาซ CO2 ที่มีความดันประมาณ 1-1.5 kg/cm2 ผานทรายหลอ กาซ
CO2 จะทาํ ปฏิกิริยากับน้ําแกวทําใหแ บบหลอ ทรายแขง็ ตัวอยา งรวดเรว็

3) ทําแบบหลอสวนบน เชนเดียวกับแบบหลอสวนลาง ทําแองเทและรูเท
จากนั้นนํากระสวนออกจากแบบหลอ

4) นําแบบหลอสวนลางและแบบหลอสวนบนประกบเขาไวดวยกัน จะไดแบบ
หลอคารบ อนไดออกไซดท่ีมขี นาดและรปู รางตามตองการ

รูปที่ 3.12 ข้นั ตอนการทาํ แบบหลอคารบอนไดออกไซด (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

3.5 การหลอ ในแบบหลอโฟม (Lost-foam casting)
การหลอดวยวิธีน้ีจะใชกระสวนท่ีทํามาจากโฟม มีแองเท รูเท และรูว่ิงเปนชิ้นเดียวกัน

กับกระสวน ลักษณะกระสวนเปนแบบช้ินเดียว ทรายหลอท่ีใชบรรจุบริเวณรอบกระสวนจะผสม
ตัวผสานและสามารถนํากลับมาใชไดใหม โดยกรรมวิธีการหลอในแบบหลอโฟม (รูปที่ 3.13) มี
ขั้นตอนดงั นี้

1) นํากระสวนโฟมมาพนเคลือบดวยสารเคลือบผิวเรียบและสารปองกันความ
รอ น

66 การหลอโลหะ

2) ใสกระสวนโฟมลงในหีบหลอ จากน้ันบรรจุทรายหลอรอบ ๆ กระสวนจน
แนนเต็มหบี หลอ

3) เทโลหะเหลวลงไปในหีบหลอ ความรอ นของโลหะเหลวจะทําใหกระสวนโฟม
ระเหิดกลายเปนไอออกไปตามรูพรุนของทรายหลอ รอจนโลหะเหลวแข็งตัว จากนั้นถอดหีบ
หลอ ออก จะไดชิ้นงานหลอตามแบบหลอที่ตองการ

รปู ที่ 3.13 ขั้นตอนการหลอ ในแบบหลอ โฟม (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)

3.6 การหลอ แบบอินเวสทเ มนท (Investment casting)
หรือเรียกอีกชื่อหน่ึงวาการหลอแบบข้ีผ้ึงหาย (Lost-wax casting) เนื่องจากการหลอ

ดวยวิธีนี้จะใชกระสวนที่ทํามาจากขี้ผ้ึงและจะหลอมละลายหายไปในระหวางข้ันตอนการหลอ
เหมาะสําหรับงานหลอที่มีขนาดเล็ก ตองการความประณีต และความเที่ยงตรงสูง กรรมวิธีการ
หลอ แบบอินเวสทเ มนท (รูปท่ี 3.14) มีข้นั ตอนดงั น้ี

1) นํากระสวนข้ีผึ้งไปจุมลงในนํ้ายางเหลว รอจนกระทั่งยางท่ีหุมกระสวน
แข็งตัว จึงแกะกระสวนออก จะไดแมพิมพยางที่เปนโพรง จากนั้นนําแมพิมพยางมาเจาะชองรู
เท แลวเทข้ีผึ้งเหลวเขาไปผานชองรูเท จะไดกระสวนขี้ผึ้งที่มีขนาดและรูปรางเหมือนช้ินงาน
ตนแบบท่ีตอ งการ

2) นํากระสวนขผ้ี ึ้งหลาย ๆ ชิน้ ท่ีไดจ ากข้นั ตอนที่ 1 มาจัดเรียงใหมีลักษณะเปน
ก่ิงกาน ที่มีระยะหางตามความเหมาะสม โดยทําชองรูเท รูวิ่ง และรูเขา ซ่ึงเชื่อมตอกับกระสวน
ข้ผี ึง้ แตละชิน้ เขาไวด ว ยกนั

3) นํากระสวนข้ีผ้ึงที่ไดในข้ันตอนที่ 2 ไปชุบเคลือบดวยวัสดุเหลวท่ีทนความ
รอ น ซึ่งโดยทั่วไปวัสดทุ ่นี ิยมนาํ ใชเ คลอื บคือเซรามิก

4) ชุบเคลือบหลาย ๆ ครงั้ หากตองการความหนา และรอจนกระทั่งวัสดุเคลือบ
แข็งตัว

การหลอ โลหะ 67

5) นํากระสวนข้ีผ้ึงไปอบในเตาทม่ี ีอณุ หภูมทิ ี่สูงกวา จุดหลอมเหลวของขี้ผ้ึง โดย
ควาํ่ กระสวนไวเพอื่ ใหข ้ีผึ้งทีห่ ลอมเหลวแลวไหลออกจากแมพ มิ พ

6) นาํ โลหะเหลวท่ตี องการหลอ เปนชน้ิ งาน เทใสเ ขา ไปในโพรงแมพิมพเซรามิก
แลว รอจนกระท่งั โลหะเหลวแขง็ ตัว

7) ทบุ แมพ มิ พเ ซรามิกออก จะไดช น้ิ งานหลอตามตอ งการ

รปู ที่ 3.14 ข้ันตอนการหลอ แบบอินเวสทเมนท (ชลิตตและคณะ, 2544)
3.7 การหลอแบบในแบบหลอเซรามิก (Ceramic-mold casting)

กรรมวิธีนี้คลายกับการหลอแบบอินเวสทเมนท กลาวคือใชเซรามิกเปนแมพิมพในการ
หลอ ชน้ิ งาน แตเซรามิกทใี่ ชในกรรมวธิ นี ี้จะสามารถทนความรอนท่อี ุณหภมู ิสูง ๆ ได เนื่องจากมี
สว นผสมของเซอรค อน (ZrSiO4) อะลูมิเนียมออกไซด และซิลิกา ซึ่งเหมาะสําหรับชิ้นงานหลอ
จําพวกเหลก็ กลาสแตนเลส เหลก็ กลาเครื่องมอื และโลหะผสม โดยช้ินงานหลอท่ีไดจะมีผิวเรียบ
และมีความเที่ยงตรงสูง แตดวยสมบัติพิเศษนี้จึงทําใหแบบหลอชนิดน้ีมีราคาแพง ข้ันตอนการ
ทาํ แบบหลอ เซรามกิ (รูปที่ 3.15) มีดงั น้ี

1) นํากระสวนวางลงในกระบะ (Flask) จากนั้นเทสวนผสมของเซรามิกลงไป
จนอัดแนนเต็มกระบะ

2) แกะช้ินสวนกระบะเพือ่ แยกแบบหลอเซรามิกออกจากกระสวน
3) เผาแบบหลอ เซรามกิ ดว ยหัวเผาจนแหง จะไดแ บบหลอคร่ึงแบบ

68 การหลอโลหะ
4) ทําซํ้าในข้ันตอนท่ี 1-3 จนกระทั่งไดแบบหลอครึ่งท่ีเหลือ จากน้ันจึงนําแบบ

หลอท้ัง 2 สวน ประกบเขาไวดวยกันดวยเหล็กพืด (Steel band) จะไดแบบหลอเซรามิกท่ีมี
ขนาดและรูปรางตามตอ งการ

รปู ท่ี 3.15 ขนั้ ตอนการทําแบบหลอเซรามิก (ชลติ ตและคณะ, 2544)

รูปที่ 3.16 ขัน้ ตอนการหลอแบบสญุ ญากาศ (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)

การหลอ โลหะ 69

จากกรรมวิธีการหลอโลหะตาง ๆ ขางตน นอกจากการเทโลหะเหลวลงไปในแบบหลอ
โดยตรงแลว ยังสามารถใชวิธีการหลอแบบสุญญากาศ (Vacuum casting) หรืออาจเรียกวา
Counter-gravity low-pressure process เพอื่ ชว ยใหก ารหลอ โลหะมีความรวดเรว็ และแมนยํา
ยิ่งข้นึ โดยวธิ ีการดงั แสดงในรูปท่ี 3.16 ดังน้ี

1) นําชุดสุญญากาศมายึดเขากับแบบหลอที่ตองการทางดานบนเพื่อทําหนาท่ี
ดูดอากาศออก

2) นําแบบหลอที่ติดต้ังเขากับชุดสุญญากาศจุมลงไปในเตาเหนี่ยวนําทางดาน
ลา งทมี่ ีโลหะเหลวอยู โดยใชแขนกลของหุนยนตเปนตัวควบคุมการจุม เมื่อโลหะเหลวทวมรูเขา
(Gate) โลหะเหลวจะถูกดูดเขาไปจนเต็มโพรงของแบบหลอ จากนั้นกลไกจะยกแบบหลอข้ึน
เหนอื เตาหลอม รอจนโลหะเหลวแข็งตัว แลว จึงนาํ ชิน้ งานออก

นอกจากน้ียังมีการข้ึนรูปโลหะโดยวิธีการฉีดโลหะเหลวดวยความดันสูง (Die casting)
เขาไปในแบบหลอหรือแมพิมพอีกดวย ซึ่งการหลอวิธีนี้นิยมใชหลอช้ินงานที่มีจุดหลอมเหลวตํ่า
จําพวกเหล็กและอะลูมิเนียม เหมาะสําหรับงานหลอท่ีมีขนาดเล็กและรูปรางซับซอนที่ตองการ
ความเท่ียงตรงและอัตราการผลิตจํานวนมาก แมพิมพชนิดน้ีจึงมีราคาสูงเน่ืองจากตองผลิตจาก
วัสดุทท่ี นตอแรงดันสูง

3.8 การหลอแบบฉีด (Die casting)
การหลอดวยวิธีน้ีจะใชระบบไฮดรอลิก (Hydraulic) หรือนิวแมติก (Pneumatic) ใน

การฉีดโลหะเหลวแรงดนั สงู เขา สูแมพิมพด ว ยระบบควบคุมอตั โนมัติ (Automation) แมพิมพทํา
มาจากโลหะ มี 2 สวนคือ สวนท่ียึดติดกับแผนหนา (Front platen) ซึ่งจะไมเคลื่อนที่ และอีก
สวนหนึ่งจะยึดติดกับแผนท่ีเคลื่อนที่ได (Moving platen) ซ่ึงทําหนาที่เคลื่อนเปดและปด
แมพิมพ การหลอแบบฉีดสามารถแบงออกไดเปน 2 ประเภทคือ แบบอางรอน (Hot chamber
process) และแบบอา งเย็น (Cold chamber process)

3.8.1 แบบอางรอน (Hot chamber process) ดงั แสดงในรูปที่ 3.17 อางหลอมโลหะ
จะอยูต ดิ กับตัวเครอ่ื งจักร มลี ูกสูบ (Plunger) ทําหนาท่อี ดั ฉีดโลหะเหลวเขาสูแมพิมพดวยความ
ดันสูงประมาณ 7-35 MPa มีอัตราการผลิต 500 ช้ินตอชั่วโมง เหมาะสําหรับการหลอชิ้นงาน
จําพวกโลหะนอกกลุมเหล็กท่ีมีจุดหลอมเหลวตํ่ากวาแบบอางเย็น (Cold chamber process)
และจะตองไมทําปฏิกิริยาทางเคมีกับลูกสูบหรืออุปกรณของเครื่องจักร โดยการหลอแบบอาง
รอนมีข้ันตอนดงั นี้

1) ระบบปดแมพิมพจนสนิท ลูกสูบถูกดึงข้ึนเพื่อใหโลหะเหลวไหลเขาสูอาง
หลอมโลหะ (Chamber)

70 การหลอโลหะ
2) ลูกสูบเคล่ือนท่ีลงเพื่ออัดโลหะเหลวเขาสูแมพิมพ โดยควบคุมความดัน

อณุ หภูมิของแมพ มิ พ และอณุ หภูมิของโลหะเหลวใหสมาํ่ เสมอ
3) ระบบนํ้าหลอเย็นในแมพิมพจะทําใหโลหะเหลวแข็งตัวอยางรวดเร็ว ลูกสูบ

เคล่ือนทข่ี ้ึนกลับสตู ําแหนง เดมิ แมพิมพเ ปดออก และชิ้นงานหลอ ถูกนําออกจากแมพ ิมพ

รปู ท่ี 3.17 ข้ันตอนการหลอฉีดแบบอา งรอน (ชลติ ตและคณะ, 2544)

รปู ท่ี 3.18 ขนั้ ตอนการหลอ ฉีดแบบอา งเย็น (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)
3.8.2 แบบอางเย็น (Cold chamber process) ดังแสดงในรูปที่ 3.18 อางหลอม
โลหะจะอยูแยกตางหากออกจากเครื่องจักร ความดันที่ใชในการฉีดโลหะเหลวเขาสูแมพิมพมี
คาประมาณ 14-140 MPa อัตราการผลิตต่ํากวาแบบอางรอน เนื่องจากตองใชเวลาในการขน
ถายโลหะเหลวจากเตาหลอมทีอ่ ยูภายนอกเครอ่ื งจักร ซึง่ การหลอ แบบอางเยน็ มีข้นั ตอนดังนี้

การหลอ โลหะ 71

1) ระบบปดแมพิมพจนสนิท ลูกสูบถูกดึงอยูในตําแหนงเตรียมพรอม ภาชนะ
ทนความรอน (Ladle) ลาํ เลียงโลหะเหลวจากอางหลอมโลหะเพื่อเทลงในกระบอกฉีด

2) ลูกสบู เคล่อื นท่เี ขา เพ่ืออัดฉดี โลหะเหลวเขา สแู มพ ิมพ
3) รอใหโลหะเหลวแข็งตัว ลูกสูบเคลื่อนท่ีกลับสูตําแหนงเดิม จากนั้นแมพิมพ
จะเปดออก และชิน้ งานหลอถูกนาํ ออกจากแมพิมพ

การหลอดวยกรรมวิธีอืน่ ๆ มีดงั นี้
3.9 การหลอ แบบเหวย่ี ง (Centrifugal casting)

วิธีการนี้เหมาะสําหรับชิ้นงานท่ีมีลักษณะเปนทรงกระบอกหรือมีรูปทรงท่ีสมมาตร โดย
โลหะเหลวจะถูกเหวี่ยงภายในแมพิมพท่ีหมุนดวยความเร็วรอบสูง จนกระทั่งโลหะเหลวแข็งตัว
จึงหยุดหมุนแมพิมพ สามารถควบคุมความหนาของชิ้นงานหลอจากปริมาณของโลหะเหลวท่ี
เตมิ เขา ไป ซึง่ ลกั ษณะการหลอเหวยี่ งสามารถแบง ออกไดเ ปน 3 แบบคือ

3.9.1 แบบหนีศูนยกลางโดยตรง (True centrifugal casting) แมพิมพจะ
หมุนรอบแกนหมุนในแนวนอนดวยความเร็วรอบสูง แมพิมพมีลักษณะเปนทรงกระบอก ดัง
แสดงในรูปท่ี 3.19 จะไดชิ้นงานหลอทรงกระบอกกลวงที่อาจมีเสนรอบรูปของผนังดานนอกเปน
วงกลม หกเหล่ียม หรือแปดเหล่ียมไดตามตองการ

รูปที่ 3.19 การหลอแบบเหว่ียงแบบหนีศนู ยกลางโดยตรง (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)

3.9.2 แบบก่ึงหนีศูนยกลาง (Semi-centrifugal casting) แมพิมพจะหมุนรอบ
แกนหมุนในแนวต้ัง โดยใชความเร็วรอบในการหมุนเหว่ียงนอยกวาแบบหนีศูนยกลางโดยตรง
แมพิมพมีลักษณะรูปทรงสมมาตร โลหะเหลวจะถูกเติมจากตรงกลางทางดานบนของแมพิมพ
ดังแสดงในรูปที่ 3.20 นิยมใชสําหรับการหลอชิ้นงานแบบเต็มแมพิมพ เชน ลอ เฟอง และรอก
เปน ตน

72 การหลอโลหะ

รูปที่ 3.20 การหลอแบบเหวี่ยงแบบก่งึ หนศี นู ยก ลาง (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)
3.9.3 การหลอโดยการเหว่ียงจากศูนยกลาง (centrifuge casting) ลักษณะการ
ทํางานคลายกับแบบก่ึงหนีศูนยกลาง กลาวคือแมพิมพจะหมุนรอบแกนหมุนในแนวต้ัง โลหะ
เหลวจะว่งิ เขาจากจุดศูนยกลางการหมุนและเหว่ียงเขาแมพิมพตามแนวรัศมี แมพิมพมีลักษณะ
รูปทรงสมมาตร ดังแสดงในรูปที่ 3.21 นิยมใชส าํ หรบั งานหลอ ทมี่ ขี นาดเล็กและรูปรางซับซอ น

รูปท่ี 3.21 การหลอ แบบเหวี่ยงจากศนู ยก ลาง (ชลิตตและคณะ, 2544)
3.10 การหลอแบบบีบอัด (Squeeze casting)

หรอื อาจเรยี กวา Liquid metal forging เนอ่ื งจากการใชความดันสูงในการกดอัดโลหะ
เหลวท่ีอยูในแมพิมพ เพ่ือไลกาซในโลหะเหลวและสามารถถายเทความรอนไดอยางรวดเร็ว
ช้ินสวนประกอบดวย แมพิมพสวนลาง (Die) แมพิมพสวนบน (Punch) และชุดหัวฉีดใหความ

การหลอโลหะ 73
ดัน (Injector pin) ดังแสดงในรูปท่ี 3.22 ชิ้นงานหลอที่ไดจะมีผิวเรียบ ขนาดและรูปราง
เที่ยงตรง เหมาะสาํ หรบั การหลอ ช้ินงานจําพวกโลหะนอกกลุมเหล็กและโลหะผสม

รูปที่ 3.22 การหลอแบบบบี อดั (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)
3.11 การหลอ แบบโพรง (Slush casting)

เปนวิธีการหลอแบบงาย ใชตนทุนต่ํา ใชสําหรับการหลอช้ินงานกลวงที่มีผนังบาง ๆ
เชน กระปุกออมสิน ของเลน และของใชตกแตง เปนตน วิธีการหลอคือ เทโลหะเหลวเขาไปใน
โพรงของแบบหลอ แลว พลิกแบบหลอเพอื่ เทโลหะเหลวออกจากโพรงแบบหลออยางรวดเร็ว รอ
จนกระทั่งช้ินงานแหง จึงแกะออกจากแบบหลอ วิธีน้ีเหมาะสําหรับการหลอโลหะท่ีมีจุด
หลอมเหลวต่ํา เชน สงั กะสีและบรอนซ เปนตน ช้ินงานหลอท่ีไดจากวิธีการหลอแบบโพรงแสดง
ดังรปู ท่ี 3.23

รูปท่ี 3.23 ช้นิ งานหลอ ท่ไี ดจากวิธีการหลอแบบโพรง (คัดมาจาก http://mold-making.com;
http://www.thepartsbox.com; http://www.vectis.co.uk และ http://detravoid.com)

74 การหลอ โลหะ

คาํ ถามทา ยบทท่ี 3

จงเตมิ คําตอบลงในชอ งวา งใหถูกตอ งสมบูรณ

1. การหลอ หมายถึงอะไร
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

2. จงบอกกรรมวธิ กี ารหลอ โลหะมา 5 วิธี
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

3. จงบอกชนดิ แบบหลอ โลหะมา 5 ชนดิ
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

4. วัสดุท่ีใชท ํากระสวนมกี ชี่ นดิ แตละชนิดใชใ นกรรมวิธกี ารหลอ แบบใดบา ง
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

5. จงบอกสว นประกอบและหนาที่ของระบบการหลอในแบบหลอ ทราย
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

6. การออกแบบกระสวนจะตองคาํ นงึ ถึงอะไรบาง
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

การหลอโลหะ 75

7. การหลอโลหะแบบฉีด (Die casting) มีก่ีประเภท อะไรบาง แตละวิธีมีความแตกตางกัน
อยางไร
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

8. จงบอกขอแตกตางระหวางการหลอในแบบหลอเปลือก (Shell-mold casting) และการ
หลอในแบบหลอ สุญญากาศ (Vacuum-mold casting)
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

9. หากตองการหลอ กระทะลอ รถยนตค วรใชก รรมวธิ กี ารหลอแบบใด เพราะอะไร
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………

76 การหลอโลหะ

เอกสารอางอิง

ชลติ ต มธุรสมนตรี และคณะ. กระบวนการผลติ . กรงุ เทพฯ: ศนู ยสง เสริมอาชวี ะ, 2544.
บุญธรรม ภทั ราจารกุ ลุ . กรรมวธิ กี ารผลติ . กรงุ เทพฯ: ซเี อด็ ยูเคชั่น, 2553.
Sherif D. El Wakil, Processes and Design for Manufacturing, 2nd edition,

Waveland Pr Inc 2002, 10-digit ISBN: 1-57766-255-5, 13-digit ISBN: 978-
1-57766-255-6.
Mold-making.com. Slush casting 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอ มลู :
http://mold-making.com/hollow_cast_plaster.htm
Thepartsbox.com. Slush casting 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอมลู :
http://www.thepartsbox.com/BB/viewtopic.php?f=193&t=78
Vectis Auctions Ltd. Slush casting 2556. (ระบบออนไลน) แหลง ขอมูล:
http://www.vectis.co.uk/Page/ViewAuctionLots.aspx?AuctionId=31&DayNo
=1&Section=471&Start=20
WordPress.com. Slush casting 2556. (ระบบออนไลน) แหลงขอมลู :
http://detravoid.com/tag/casting/

บทท่ี 4

การขึ้นรปู โลหะ
(Metal Forming)

กรรมวิธีการขึ้นรูปโลหะเปนการผลิตเหล็กขั้นปลาย ซ่ึงเปนการนําโลหะภัณฑก่ึง
สําเรจ็ รปู (Ingot) ที่ไดจากกรรมวิธีการผลิตที่อธิบายไวในบทที่ 2 ไปขึ้นรูปดวยวิธีทางงานรอน
(Hot working) หรือเย็น (Cold working) จากนั้นจึงนําเหล็กที่ขึ้นรูปเสร็จแลวไปเขา
กระบวนการตกแตงผิวสําเร็จ (Finishing) ในขั้นตอนสุดทาย โดยโลหะภัณฑก่ึงสําเร็จรูปแบง
ออกเปน 3 ชนิดคือ บลูม (Bloom) บิลเล็ต (Billet) และสแลบ (Slab) ซ่ึงมีขนาดมาตรฐาน
ดังนี้

1. บลูม (Bloom) เปนแทงเหล็กยาว ท่ีมีพ้ืนที่หนาตัดเปนรูปส่ีเหล่ียมจัตุรัส ขนาดไม
ตา่ํ กวา 150×150 มลิ ลเิ มตร ซ่ึงเหมาะสําหรับนําไปขึ้นรูปเปนเหล็กโครงสรางตาง ๆ
และเหลก็ รางรถไฟ เปนตน

2. บิลเล็ต (Billet) เปนแทงเหล็กยาว ท่ีมีขนาดพ้ืนท่ีหนาตัดนอยกวาบลูม โดยจะมี
ขนาดตั้งแต 40×40 ถงึ 150×150 มิลลิเมตร เหมาะสําหรบั นาํ ไปข้ึนรูปเปนเพลา ทอ
และดึงเปน เสน เปน ตน

3. สแลบ (Slab) เปนแทงเหล็กแบน ท่ีมีพื้นท่ีหนาตัดเปนรูปส่ีเหลี่ยมผืนผา มีความ
กวางตํ่าสุด 250 มิลลิเมตร และมีความหนา 40 มิลลิเมตร ซ่ึงเหมาะสําหรับนําไป
ขน้ึ รูปเปน เหล็กแผน และทอขนาดตา ง ๆ เปนตน

ผลิตภณั ฑท ่ไี ดจ ากการขนึ้ รูปโลหะภัณฑก่ึงสําเร็จรูปเหลาน้ี แสดงไดดังรูปที่ 4.1 โดยใน
บทน้ีจะแยกอธิบายกรรมวิธีการข้ึนรูปโลหะภัณฑกึ่งสําเร็จรูปออกเปน 2 หัวขอหลักคือ การข้ึน
รปู งานรอ น (Hot working) และการขน้ึ รปู งานเยน็ (Cold working)

4.1 การข้ึนรูปงานรอน (Hot working)
ก า ร ขึ้ น รู ป ง า น ร อ น จ ะ ก ร ะ ทํ า ที่ อุ ณ ห ภู มิ เ ห นื อ จุ ด ข อ ง ก า ร เ รี ย ง ผ ลึ ก ใ ห ม

(Recrystallization) ซ่งึ โดยปกติชว งอุณหภูมกิ ารเรยี งผลึกใหมของโลหะจะมีคาประมาณ 500-
700 °C แตใ นโลหะบางชนิด เชน ตะกั่ว ดีบุก และ สังกะสี จะมีชวงอุณหภูมิการเรียงผลึกใหมที่
มีคาต่ํา จึงสามารถข้ึนรูปงานรอนไดท่ีอุณหภูมิใกลเคียงกับอุณหภูมิหอง โดยในระหวาง

78 การขึ้นรูปโลหะ

กระบวนการขึ้นรูปรอน โลหะจะอยูในสถานะของการเสียรูปแบบพลาสติก ซ่ึงทําใหสามารถขึ้น
รูปไดงายจากการใชวิธีการทางงานกล ขอดขี องการข้ึนรปู งานรอนคอื

- สามารถขจัดรูพรุนทเี่ กิดขึ้นในโลหะภณั ฑก ่งึ สําเร็จรูปได
- โลหะมีความเหนยี วเพ่ิมขึน้ เน่อื งจากโครงสรา งเกรนมีความละเอียดขึน้
- ใชพลงั งานในการเปลีย่ นรูปรางของโลหะนอย (ข้ึนรปู ไดงาย)
- สารมลทนิ และสิ่งแปลกปลอมตาง ๆ ในโลหะจะถกู แยกออกและกระจายท่วั ทงั้ โลหะ
- โลหะมีความเปน เนื้อเดยี วกัน มคี วามแข็งแรง และทนตอ การกระแทก
แตอยางไรก็ตาม การใชอุณหภูมิสูงในการขึ้นรูปจะทําใหเกิดออกซิเดชันและความไม
สมํ่าเสมอที่พ้ืนผิวของโลหะ สามารถควบคุมความเที่ยงตรงของชิ้นงานไดยาก และเครื่องมือท่ี
ใชในการข้ึนรูปมีราคาแพง เน่ืองจากตองสามารถทนความรอนไดดี การขึ้นรูปงานรอนท่ีใชใน
งานอุตสาหกรรมทั่วไปมี 5 วิธีคือ การรีด (Rolling) การตี (Forging) การอัดไหล
(Extrusion) การผลิตทอแบบมตี ะเข็บ (Electric resistance welding) และการผลิตทอแบบไร
ตะเข็บ (Piercing)

Strmuicltlusral Structural shapes Beams Angles Tees Zees Channels Piling

Bloom fHurenaaticnegs mRialills Rails and joint bars Standard rails Crane rails Joint bars
Billet fHurenaaticnegs
Slab fHurenaaticnegs mBialrls Bars Flat Triangular Haft round
Wire and Round Square Hexagonal Octagonal
mRoildls Rods Wmiilrles wire products

tSPueibapememlaenisldlss Wire Wire rope Nails Wire fabric
Smkielllsp Cbpouipnttet-iwnmueiolldlus Pipe and tubes

Pmlailtles Plates
Homt-ilsltsrip
Hot-rolled sheets and strip

biHnreocatok-irdlooflowlerdnms redCmuoicllltdsion Cold-rolled sheets and strip Sheets Coils

รูปที่ 4.1 ผลิตภัณฑท่ไี ดจากการข้ึนรูปโลหะภัณฑก ง่ึ สําเร็จรปู (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)

การขึ้นรูปโลหะ 79
4.1.1 การรดี (Rolling)
เปนกรรมวิธีการขึ้นรูปท่ีสามารถทําไดทั้งแบบงานรอนและงานเย็น โลหะภัณฑก่ึง
สําเร็จรูปที่ผานการใหความรอนจะถูกนําไปผานลูกรีด 2 ตัวหรือมากกวา ลูกรีดจะหมุนในทิศ
สวนทางกัน ลูกรีดจะถูกเซาะรองใหมีลักษณะตาง ๆ ตามการออกแบบ และโลหะจะถูกรีดไป
ตามชอ งวางระหวา งลูกรดี เพือ่ ลดขนาดพน้ื ทีห่ นาตดั ลง จนกระท่ังไดขนาดความกวางและความ
หนาตามตอ งการ ซ่งึ อาจอยูในลกั ษณะแผนเรียบ ทรงกระบอก ทรงกรวย หรือรูปทรงอ่ืน ๆ เปน
ตน ดงั แสดงในรูปที่ 4.2

รปู ท่ี 4.2 การรดี ในลกั ษณะตา ง ๆ (ชลติ ตและคณะ, 2544)
- บลูม มักถูกนํามารีดเพ่ือใชทําเหล็กโครงสรางและเหล็กรางรถไฟ ข้ันตอนการรีด
เหล็กโครงสรางรูปพรรณแสดงดังรูปที่ 4.3 ซึ่งลูกรีดจะถูกออกแบบใหมีลักษณะตาง ๆ กัน
เพ่ือใหไ ดล กั ษณะโครงสรางตามตองการ

80 การข้ึนรูปโลหะ

รปู ท่ี 4.3 ข้นั ตอนการรีดเหล็กโครงสรา งรปู พรรณ (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)
- บิลเล็ต สามารถไดมาจากการรีดบลูม แตถาบลูมมีขนาดใหญเกินไปจะไมนิยมนํามา
รีด เพราะวามีคาใชจายในการรีดสูง การรีดบิลเล็ตใหเปนทอ แทง หรือเสน จะตองใชลูกรีด 6
ชุดหรือมากกวาเพื่อใหไดขนาดตามตองการ โดยขั้นตอนของการรีดเหล็กเพลากลมแสดงดังรูป
ท่ี 4.4

รูปท่ี 4.4 ขัน้ ตอนการรีดเหล็กเพลากลม (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

การข้ึนรูปโลหะ 81
- สแลบ ท่ีผานการรีดมี 3 ลักษณะคือ Plate Sheet และ Strip ซ่ึง Plate เปนเหล็ก
แผนที่มีความหนามากกวา 6 มิลลิเมตร สวน Sheet และ Strip จะมีความหนานอยกวา 6
มิลลเิ มตรเหมือนกัน แตตางกันท่ี Sheet จะมคี วามกวา งมากกวา Strip ซ่ึงโดยปกติ Sheet จะมี
ความกวางมากกวา 600 มลิ ลเิ มตรขึ้นไป
การรีดเหล็กแผนดวยวิธีทางงานรอนนี้จะสามารถปรับปรุงโครงสรางของโลหะภัณฑก่ึง
สําเร็จรูปที่ไดมาจากกรรมวิธีการหลอ ซ่ึงเดิมมีลักษณะโครงสรางคลายก่ิงไม เกรนหยาบ ไม
เปนระเบียบ และมีรูพรุน ใหกลายเปนเกรนใหมท่ีละเอียดขึ้น ดังแสดงในรูปท่ี 4.5 ซึ่งการรีดที่
ไมเหมาะสมมักจะทําใหช้ินงานเกิดจุดบกพรองไดในหลายลักษณะ ดังแสดงในรูปที่ 4.6 (ก)
เปนคลนื่ (ข) แตกบริเวณดานขา ง (ค) แตกบรเิ วณสว นกลาง และ (ง) เกดิ การแยกชั้น

รปู ท่ี 4.5 เกรนของโลหะทเ่ี กดิ จากการรีดทางงานรอ น (ชลติ ตและคณะ, 2544)
(ก) (ข)

(ค) (ง)

รูปที่ 4.6 ลักษณะของชิ้นงานท่มี คี วามบกพรอ งจากการรดี ทไ่ี มเ หมาะสม
(ชลิตตและคณะ, 2544)

ในการออกแบบเครื่องรีด ชุดลูกรีดที่ใชจะมีลักษณะที่แตกตางกันไป ข้ึนอยูกับลักษณะ
ของชน้ิ งาน ดงั แสดงในรปู ท่ี 4.7 (ก) การรดี แบบทั่วไปซึ่งมีลูกรีด 2 ตัว (Two-high reversing
mill) หมุนในทิศสวนทางกัน ซึ่งโลหะจะถูกรีดผานลูกรีดซํ้าไปมาหลาย ๆ คร้ัง จนกระทั่งได

82 การขึ้นรูปโลหะ

ขนาดตามตองการ (ข) ชุดลกู รดี 3 ตัว (Three-high mill) ทาํ หนาทสี่ าํ หรบั การรีดช้ินงานแบบ
เดนิ หนาและถอยกลับ สามารถรดี ไดอยางตอเน่ือง ทําใหลดระยะเวลาในการรีด (ค) ชุดลูกรีด 4
ตัว (Four-high mill) โดยมีลูกรีดขนาดใหญอยูทั้งดานบนและลางของลูกรีดที่มีขนาดเล็กกวา
ทําหนาท่ีหนุนลูกรีดขนาดเล็กไมใหเกิดการโกงงอในขณะรีด ซึ่งจะมีผลทําใหความหนาของ
ชิ้นงานไมเทากัน (ง) ชุดลูกรีด 6 ตัว (Six-high mill) คลายกับการทํางานของชุดลูกรีด 4 ตัว
แตมีการเพิ่มลูกรีดขนาดใหญอีก 2 ตัว ทั้งดานบนและลางของลูกรีดที่มีขนาดเล็กกวาเพ่ือเสริม
ความแข็งแรง หากตองการความแข็งแรงเพิ่มมากข้ึน สามารถออกแบบโดยการเพิ่มลูกรีดที่มี
ขนาดใหญกวาหนุนลูกรีดขนาดเล็กกวาไดอีกตามตองการ ซึ่งเรียกชุดลูกรีดที่มีจํานวนลูกรีด
มากกวา 6 ตัววา Cluster mill และ (จ) ชดุ ลูกรีดหลายชุด (Tandem mill) เหมาะสําหรับงาน
ท่ีตอ งการอัตราการผลติ สูง

(ก) (ข) (ค)

(ง) (จ)
รปู ท่ี 4.7 ลกั ษณะของชดุ ลกู รีดที่มลี กั ษณะการใชง านแตกตางกนั (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

นอกจากน้ียังสามารถออกแบบลูกรีดใหสวนกลางของลูกรีดมีขนาดเสนผานศูนยกลาง
มากกวาสวนหัวและสวนทายของลูกรีด ดังแสดงในรูปท่ี 4.8 เพื่อแกปญหาความหนาของ
ชิ้นงานทีไ่ มเทา กันจากการโกงงอของลกู รดี

สรุปการรีดโลหะดว ยวิธีทางงานรอนน้ี มขี อควรปฏบิ ตั ใิ นการรีดคือ
- ควรลดขนาดความหนาของชิ้นงานทีละนอ ย
- ใชอณุ หภมู ิที่เหมาะสมสําหรบั การรดี โลหะแตละชนิด ไมใชอ ณุ หภมู ิสงู เกนิ ไป
- ตองลดความฝดระหวางช้ินงานกับลูกรดี โดยใชลูกรีดท่ีมีเสนผานศูนยกลางขนาดเล็ก
เพ่ือลดพนื้ ทีผ่ วิ สัมผัส

การขึ้นรูปโลหะ 83





รปู ที่ 4.8 การออกแบบลกู รีดทเ่ี หมาะสม (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)
นอกจากนี้ยงั มีการรดี ข้ึนรูปในลักษณะอน่ื ๆ เชน
- การรีดแหวน หรือหวง (Ring rolling) เปนวิธีการลดความหนาและเพ่ิมขนาด
เสนผานศูนยกลางของช้ินงาน ซึ่งเปล่ียนรูปไปเน่ืองจากการยืดตัวเม่ือไดรับความรอน ในรูปท่ี
4.9 แสดงชนิ้ งานกอนและหลงั การรดี

รูปที่ 4.9 ช้นิ งานกอ นและหลงั การรีดแหวน (ชลิตตและคณะ, 2544)

84 การขึ้นรูปโลหะ

- การรีดเกลียว (Thread rolling) เปนวิธีการทําเกลียวภายนอก เชน สลักเกลียว
ซึ่งสกรูแมพมิ พ (Die) ทีใ่ ชทําเกลยี วภายนอกมี 2 แบบ คือ แบบแผน (Flat die) และแบบกลม
(Round die) ดังแสดงในรูปท่ี 4.10 (ก) และ 4.10 (ข) ตามลําดับ

(ก)

(ข)

รูปที่ 4.10 วิธกี ารรีดเกลียว (ชลติ ตและคณะ, 2544)
4.1.2 การตี (Forging)
เปนกรรมวิธีการขึ้นรูปที่เกาแกท่ีสุด พบในการผลิตอาวุธสมัยโบราณ เชน มีด ขวาน
หอก และดาบ เปนตน ซึ่งในปจจุบันการตีข้ึนยังเปนที่นิยมใชกันอยางกวางขวาง เนื่องจาก
สามารถผลิตชิ้นงานไดอยา งรวดเรว็ มขี นาดเที่ยงตรง และใชตนทุนตํา่
การตีเปนกรรมวิธีการข้ึนรูปแบบไมมีเศษโลหะ โดยใชแรงตีหรือกดอัดชิ้นงาน ทําให
ช้ินงานท่ีไดมีความแข็งแรง เนื่องจากโครงสรางเสนใยจะไมขาดออกจากกันและเม็ดเกรนจะถูก
อัดแนนเขาไวดวยกัน การตีสามารถแบงออกเปน 3 ประเภทหลัก ๆ คือ การตีแบบปลอยตก
(Drop forging) การตยี น (Upset forging) และการตีรีด (Roll forging)
ก. การตีแบบปลอยตก (Drop forging) เปนการตีข้ึนรูปโลหะรอนในโพรงแบบหรือ
แมพ มิ พ (Die) ซงึ่ แบงยอยออกเปนการตีขึ้นรูปในแมพิมพชนิดเปด (Open-die forging) การ
ตีข้ึนรูปในแมพิมพชนิดปด (Closed-die forging) และการตีขึ้นรูปแบบไรครีบ (Flashless
forging)

การขึ้นรูปโลหะ 85
ก.1 การตีข้ึนรูปในแมพิมพชนิดเปด (Open-die forging) ช้ินงานท่ีถูกตี
จะอยรู ะหวางแมพิมพแผนราบ 2 แผน แรงท่ีใชกดอัดชิ้นงานจะทําใหชิ้นงานเกิดการเปลี่ยนรูป
โดยมีขนาดเสนผานศูนยกลางเพิ่มขึ้นแตความสูงลดลง กระบวนการน้ีอาจเรียกอีกอยางหน่ึงวา
Flat-die forging ดังแสดงในรูปท่ี 4.11 แมพิมพชนิดเปดนี้ชวยลดความรอนท่ีเกิดขึ้นในขณะ
การตขี ึ้นรูปไดด ี

รปู ท่ี 4.11 ขัน้ ตอนการตขี ้ึนรูปชิ้นงานโดยใชแ มพ มิ พชนิดเปด (ชลติ ตและคณะ, 2544)
ก.2 การตีข้ึนรูปในแมพิมพชนิดปด (Closed-die forging) ช้ินงานที่ถูกตี

จะอยูระหวางแมพิมพท่ีมีโพรงอยูภายใน ดังแสดงในรูปที่ 4.12 ในระหวางการตี ชิ้นงานจะ
เปล่ียนรูปรางไปตามรูปรางของแมพิมพอยางคอยเปนคอยไป และจะเกิดครีบ (Flash) ยื่น
ออกมารอบขอบชิ้นงานเนื่องจากการเผ่ือระยะระหวางแมพิมพ แตในขณะเดียวกันจะทําใหเกิด
ความฝดสูงระหวางช้ินงานกับแมพิมพดวย ซึ่งภายหลังจากการตีขึ้นรูปจะตองตัดครีบดังกลาว
ออกไปจากช้นิ งาน

รปู ที่ 4.12 ข้ันตอนการตขี ้ึนรูปช้นิ งานโดยใชแมพ ิมพชนิดปด (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)

86 การขึ้นรูปโลหะ
ก.3 การตีขึ้นรูปแบบไรครีบ (Flashless forging) การตีขึ้นรูปแบบน้ีตอง

คาํ นวณปริมาตรของโลหะใหพ อดีกบั โพรงของแมพิมพ มิฉะน้ันชิ้นงานที่ไดจะมีขนาดและรูปราง
ผิดไป การตีข้ึนรูปแบบไมมีครีบนิยมใชกับงานที่มีความเท่ียงตรงสูง (Precision forging) ซ่ึง
เครอ่ื งจักรและเครื่องมอื ทีใ่ ชตอ งมคี วามเทย่ี งตรงดวย ดังแสดงในรปู ที่ 4.13

รปู ที่ 4.13 ข้นั ตอนการตขี ้ึนรูปช้นิ งานแบบไรครบี (ชลติ ตและคณะ, 2544)
การตีแบบปลอยตกอาจใชคอน (Hammer) หรือชุดกระทุง (Ram) ในการกระแทก
ชิ้นงาน โดยการออกแบบเครื่องจักรท่ีใชในการตีน้ัน คอนจะถูกบังคับใหยกข้ึนและกระแทกลง
ดวยแรงดันไอน้ําที่ถูกควบคุมดวยวาลวควบคุม และในกรณีที่ออกแบบชุดกระทุงใหตกลงมา
กระแทกโดยอาศัยแรงโนมถวง ชุดกระทุงจะมีการออกแบบใหสามารถปรับระดับความสูงได
เพอ่ื ใหไ ดแรงตีตามตองการ

รปู ที่ 4.14 ข้นั ตอนการตีขึ้นรูปหัว (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

การข้ึนรูปโลหะ 87

ข. การตียน (Upset forging) เปนการตีข้ึนรูปดวยกานกระทุง (Punch) ลักษณะ
ชิน้ งานจะเกดิ เปนบา หรือขอบ เชน สลักเกลียว หมุดย้าํ และสกรู เปน ตน หรอื เรียกอีกอยางหน่ึง
วาการตีข้ึนรูปหัว (Heading) โดยท่ัวไปเคร่ืองจักรที่ใชในการตีเปนแบบอัตโนมัติซ่ึงสามารถตี
ไดท้ังในแนวด่ิงและแนวนอน ข้ึนรูปไดเร็ว และใชตนทุนตํ่า โลหะท่ีใชเปนวัตถุดิบจะมีลักษณะ
เปนแทงทรงกระบอก เมื่อผานการตีแลวจะเปล่ียนรูปไป โดยมีขนาดเสนผานศูนยกลางเพ่ิมข้ึน
แตค วามยาวลดลง ดังแสดงในรูปท่ี 4.14 นอกจากนี้ การตีขึ้นรูปหัวสามารถทําไดหลายลักษณะ
ดังแสดงในรปู ท่ี 4.15 (ก) การข้ึนรูปหัวตะปูโดยใชแมพิมพเปด (ข) การข้ึนรูปดวยแมพิมพตัวผู
(ค) และ (ง) การขึน้ รปู ดว ยแมพ ิมพต วั เมยี และ (จ) การขึน้ รปู ดวยแมพ มิ พตวั ผูแ ละตวั เมยี

(ก) (ข)

(ค) (ง) (จ)
รูปที่ 4.15 การตขี ้ึนรูปหัวในลักษณะตา ง ๆ (ชลติ ตและคณะ, 2544)

ค. การตีรีด (Roll forging) เปนการขึ้นรปู ในลักษณะอดั รดี ลักษณะการทํางานคลาย
กบั การรีดแบบงานรอ น แตตางกันท่ีลูกรีดท่ีใชในการตีขึ้นรูปจะมีลักษณะเปนคร่ึงวงกลมหรือลูก
เบี้ยว (Cam) ดังแสดงในรูปที่ 4.16 ลูกรีดจะหมุนแบบตอเน่ือง และจะเคล่ือนที่หมุนบนช้ินงาน
เฉพาะบริเวณที่ตองการข้ึนรูปเทาน้ัน การตีรีดนิยมใชในการทําเรียว (Tapering) และการลด
ขนาดบนแทงช้นิ งาน

นอกจากนย้ี ังมีการตขี ึ้นรปู ในลกั ษณะอ่นื ๆ เชน
ง. การตอกขึ้นรูป (Swaging) เปนการตีข้ึนรูปเพ่ือลดขนาดเสนผานศูนยกลางของ
ทอ หรอื แทงทรงกระบอก ดงั แสดงในรปู ท่ี 4.17 โลหะท่ีมีลักษณะเปนแทงทรงกระบอกจะถูกตอก
ผานเขาไปในแมพิมพที่มีขนาดเสนผานศูนยกลางที่คอย ๆ ลดลง ซึ่งช้ินงานท่ีไดสามารถมีได
หลายลักษณะข้ึนอยูกับขนาดเละรูปรางของแมพิมพ ทําไดท้ังชิ้นงานขนาดเล็กและขนาดใหญ
และสามารถทาํ ไดท ั้งแบบงานรอนและงานเย็น

88 การขึ้นรูปโลหะ
รปู ท่ี 4.16 การตขี ึ้นรูปแบบรีด (ชลิตตและคณะ, 2544)
รปู ที่ 4.17 การตอกข้นึ รปู (ชลิตตและคณะ, 2544)

รปู ท่ี 4.18 การตขี ้ึนรูปแบบโคจร (ชลติ ตและคณะ, 2544)

การขึ้นรูปโลหะ 89

จ. การตีขึ้นรูปแบบโคจร (Orbital forging) เปนกรรมวิธีที่ชวยลดแรงกด โดยการ
ใชแมพมิ พต ัวบนท่ีมีลักษณะเปน รปู ทรงกรวย ทาํ ใหแรงกดสามารถถายจากแมพิมพตัวบนลงมา
บนผิวของชิน้ งานไดเ ปน บางสวนเทานั้น ช้ินงานจะถูกขึ้นรูปเพียงดานเดียว สวนอีกดานหน่ึงจะ
มผี วิ ทรี่ าบเรยี บ ดงั แสดงในรปู ที่ 4.18

4.1.3 การอดั ไหล (Extrusion)
เปนกรรมวิธีการข้ึนรูปโลหะโดยใชแรงดันโลหะที่รอนใหไหลผานแมพิมพ (Die)
โดยท่ัวไปจะใชระบบไฮดรอลิก (Hydraulic) ในการควบคุมการอัดไหล ทําใหไดแรงอัดและ
ความเร็วที่สมํ่าเสมอ ลักษณะการอัดไหลมี 2 แบบคือ การอัดไหลโดยตรง (Direct extrusion)
และการอดั ไหลโดยออ ม (Indirect extrusion)

ก. การอัดไหลโดยตรง (Direct extrusion) เปนการดันขึ้นรูปช้ินงานท่ีมีลักษณะ
เปนแทงทรงกระบอกตัน ซึ่งผานกระบวนการใหความรอนมาแลว โดยใชตัวกระทุง (Ram) ดัน
โลหะใหไหลผานแมพิมพออกมาเปนรูปรางท่ีตองการ โดยทิศทางของช้ินงานจะไหลไปใน
ทิศทางเดียวกันกับทิศทางของแรงที่กระทํา ดังแสดงในรูปท่ี 4.19 การอัดไหลดวยวิธีนี้มักจะมี
ความฝด (Friction) เกิดขึ้นระหวางช้ินงานที่ถูกอัดไหลและภาชนะบรรจุ (Container) ซ่ึง
สามารถแกปญหานี้ไดโดยการใชระบบท่ีมีของเหลวบรรจุอยูรวมกับตัวกระทุง หรือท่ีเรียกวา
Hydrostatic extrusion (รปู ท่ี 4.20)

รูปที่ 4.19 การขน้ึ รปู แบบอดั ไหลโดยตรง (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

ข. การอัดไหลโดยออม (Indirect extrusion) เปนการดันขึ้นรูปช้ินงานโดยใช
แมพิมพที่ติดอยูตรงปลายตัวกระทุงดันโลหะท่ีรอนใหไหลผานแมพิมพออกมาเปนรูปรางที่
ตองการ โดยทิศทางของชิ้นงานจะไหลไปในทิศทางตรงกันขามกับทิศทางของแรงท่ีกระทํา ดัง

90 การข้ึนรูปโลหะ
แสดงในรูปที่ 4.21 วิธีนี้จะใชกับงานท่ีคอนขางมีขนาดเล็กและแรงดันที่ใชจะนอยกวาวิธีการอัด
ไหลโดยตรง

รูปท่ี 4.20 การข้ึนรูปแบบ Hydrostatic extrusion (ชลติ ตแ ละคณะ, 2544)
การอัดไหลโดยใชแรงกระแทกลงบนเน้ือโลหะรอน หรือเรียกอีกอยางหนึ่งวา Impact
extrusion จะทําใหเน้ือโลหะขยายตัวและยกขึ้น สามารถใชผลิตช้ินงานที่มีผิวบางมาก ๆ ไดดี
โดยท่ัวไปวัสดุท่ีนํามาอัดไหลจะมีความออน เชน ตะก่ัว อะลูมิเนียม แมกนีเซียม ดีบุก และ
สังกะสี ซ่ึงลักษณะของการอัดไหลโดยใชแรงกระแทกมี 3 แบบ ดังแสดงในรูปท่ี 4.22 (ก) การ
อัดไหลไปขางหนา (Forward) (ข) การอัดไหลยอนกลับ (Backward) และ (ค) การอัดไหล
แบบผสม (Combination) การอัดไหลไปขางหนาและการอัดไหลยอนกลับจะคลายกับการอัด
ไหลโดยตรงและการอัดไหลโดยออม ตามลําดับ สวนการอัดไหลแบบผสมจะมีท้ังทิศทางของ
ช้ินงานทไ่ี หลไปในทิศทางเดียวกนั และตรงกันขามกบั ทศิ ทางของแรงทีก่ ระทํา

รูปท่ี 4.21 การขนึ้ รูปแบบอดั ไหลโดยออ ม (ชลิตตแ ละคณะ, 2544)

การขึ้นรูปโลหะ 91

(ก) (ข)

(ค)
รปู ท่ี 4.22 ลักษณะของการอัดไหลโดยใชแรงกระแทก (ชลิตตและคณะ, 2544)
4.1.4 การผลติ ทอแบบมตี ะเขบ็ (Electric resistance welding)
เปนกรรมวิธกี ารผลติ ทอ ที่ทําไดโดยการเชื่อมมวนโลหะแผนท่ีรอนใหมีพื้นที่หนาตัดเปน
วงกลม วิธีการเช่ือมท่ีพบโดยท่ัวไปในการผลิตทอมีอยู 2 แบบคือ การเช่ือมแบบตอชน (Butt
welding) และการเชื่อมแบบเกย (Lap welding)

รปู ที่ 4.23 วิธกี ารผลิตทอโดยการเชือ่ มแบบตอชนดวยวธิ ี Bell drawing (Wakil, 2002)
ก. การเชื่อมแบบตอชน (Butt welding) เปนการนําโลหะแผนที่รอนมามวนเปน

ทรงกระบอก แลวดึงผานหัวเชื่อมที่มีลักษณะเปนรูประฆัง (Welding bell) ดังแสดงในรูปที่

92 การขึ้นรูปโลหะ
4.23 จากน้ันจะนําทอท่ีไดไปผานการดัดกับลูกกล้ิงเพื่อปรับขนาดใหมีความเท่ียงตรงขึ้น และ
นําไปเขาสูกระบวนการตกแตงผิวสําเร็จเพื่อใหไดทอท่ีมีผิวสะอาดและราบเรียบ วิธีการเช่ือม
แบบตอชนนี้สามารถทําใหตอเน่ืองได โดยการใชชุดลูกรีดในการเชื่อม วิธีการคือนําโลหะแผน
ผานเขาเตาเผาจนมีอุณหภูมิที่สามารถเช่ือมติดกันได จากนั้นแผนเหล็กท่ีรอนจะผานเขาไปใน
ชุดลูกรีดเพ่ือทําการมวนขึ้นรูปเปนทอ โดยการทําใหรอยตอชนของแผนเหล็กมวนเชื่อมติดกัน
ดังแสดงในรปู ที่ 4.24

รูปที่ 4.24 วธิ กี ารผลติ ทอ โดยการเช่ือมแบบตอ ชนดวยวธิ ีการแบบตอเนื่อง (Wakil, 2002)
นอกจากน้ี การเชื่อมแบบตอชนอีกลักษณะหนึ่งท่ีคลายกันเรียกวา Electric butt

welding ดังแสดงในรูปท่ี 4.25 ซ่ึงโลหะแผนจะถูกนํามามวนใหมีลักษณะเปนทอโดยใชชุดลูก
รีดเชนเดียวกับการเช่ือมแบบตอชน แตตางกันท่ีในการเช่ือมแบบ Electric butt welding จะ
ใชชดุ อิเลก็ โทรดที่มีลักษณะเปนลูกรีดตอเขากับข้ัวไฟฟาท่ีทําหนาท่ีจายกระแสไฟฟา ติดตั้งเขา
กับชวงปลายของชุดลูกรีด ทําใหเกิดความรอนขึ้นที่รอยตอ และเกิดการหลอมละลายจนเชื่อม
รอยตอ เขาหากัน

รูปที่ 4.25 วธิ กี ารผลติ ทอ โดยการเชื่อมแบบตอ ชนดวยวธิ ี Electric butt welding
(Wakil, 2002)

การขึ้นรูปโลหะ 93
ข. การเชื่อมแบบเกย (Lap welding) เปนการนําโลหะแผนที่รอนมามวนข้ึนรูปเปน
ทรงกระบอกในชดุ ลกู รดี โดยใหร อยตอของโลหะแผนอยูในลักษณะซอนทับกันเล็กนอย จากน้ัน
นําโลหะแผนที่ขึ้นรูปแลวไปใหความรอนอีกครั้ง แลวจึงนําไปผานชุดลูกรีดเพ่ือทําการเช่ือม
รอยตอใหติดกัน โดยรอยตอเกยจะตองทํามุมเอียงกับลูกรีดเช่ือม ซ่ึงในขณะการเช่ือมจะมีการ
สอดแกนบังคับขนาด (Mandrel) เขา ไปในทอเพอ่ื ปรับขนาดของทอ ตามตอ งการ ดังแสดงในรูป
ท่ี 4.26

รปู ท่ี 4.26 วิธกี ารผลติ ทอโดยการเชือ่ มแบบเกย (Wakil, 2002)

รูปที่ 4.27 วธิ ีการผลิตทอแบบไรตะเข็บโดยการรีดแบบแทงทะลุ (Wakil, 2002)
4.1.5 การผลติ ทอ แบบไรตะเข็บ (Piercing)
เปนกรรมวิธีการรีดแบบแทงทะลุ ซ่ึงใชลูกรีดทรงกรวย 2 ตัว ที่มีมุมเอียงประมาณ 6
องศา รีดแทง โลหะทรงกระบอกที่ผานกระบวนการใหความรอนมาแลว โดยลูกกล้ิงจะหมุนไปใน
ทิศทางเดียวกันเพ่ือบีบ (Squeezing) และดันนูน (Bulging) เพ่ือเปดแนวศูนยกลาง ใน
ระหวางการรีดจะมีการสอดแกนบังคับแทง (Piercing mandrel) ที่ตําแหนงจุดศูนยกลางของ
แทงโลหะ เพอื่ ทาํ ใหเกิดความเคนดึงจนเกิดเปนรูกลวงข้ึนภายในแทง ดังแสดงในรูปที่ 4.27 ซ่ึง