วอชเชอร์แบนทำหน้าที่กระจายแรงจากหัวสกรูหรือบอทไปยังพื้นผิวชิ้นงาน ลดความเค้นจุดและป้องกันความเสียหายของวัสดุฐาน เมื่อผลิตจากซิลิคอนบรอนซ์ จะได้คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง เช่น ทะเลหรือโรงงานเคมี พร้อมทั้งมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรับแรงดึงโดยไม่เกิดการยืดตัวถาวรในช่วงโหลดปกติ
ซิลิคอนบรอนซ์เป็นโลหะผสมทองแดงที่เติมซิลิคอนและดีบุกในสัดส่วนที่ควบคุมได้ การเติมซิลิคอนช่วยเพิ่มความสามารถในการไหลของโลหะหล่อ ทำให้ได้ชิ้นที่มีผิวเรียบและขนาดแม่นยำ ในขณะที่ดีบุกเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบไฟฟ้าเคมี วัสดุนี้จึงเหมาะกับงานที่ต้องการทั้งความทนทานต่อสารเคมีและการนำไฟฟ้าที่ต่ำกว่าทองแดงบริสุทธิ์
โดยทั่วไปซิลิคอนบรอนซ์ที่ใช้ผลิตวอชเชอร์จะมีองค์ประกอบประมาณดังนี้: ทองแดง 88–92%, ดีบุก 3–5%, ซิลิคอน 3–5%, และธาตุเจือปนอื่นๆ เช่น สังกะสีหรือตะกั่วในปริมาณน้อยกว่า 0.5% เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเฉพาะทาง อัตราส่วนเหล่านี้ให้ค่าความต้านทานแรงดึงอยู่ในช่วง 400–550 MPa ขึ้นกับกระบวนการผลิตและการอบอุ่น
การตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีทำโดยใช้สเปกโตรเมเตอร์แบบปล่อยประกาย (OES) หลังหล่อแต่ละล็อต เพื่อให้แน่ใจว่าสัดส่วนของซิลิคอนและดีบุกอยู่ในช่วงที่กำหนด ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนและค่าความแข็ง Brinell ที่วัดได้ประมาณ 80–100 HB
ค่าความต้านทานแรงดึงเฉลี่ยของซิลิคอนบรอนซ์อยู่ที่ประมาณ 480 MPa ค่าความเคดตัวที่ให้การยืดตัว 0.2% (yield strength) อยู่ที่ประมาณ 250 MPa ค่าการยืดตัวที่หักเห (elongation) อยู่ที่ 20–30% ในสภาพอบอ่อน ค่าความแข็ง Brinell วัดได้ประมาณ 90 HB ซึ่งให้สมดุลระหว่างความแข็งแรงและความยืดหยุ่นเพียงพอที่จะป้องกันการแตกหักภายใต้แรงกระแทกเบาๆ
อัตราส่วนแรงดึงต่อความหนาแน่น (specific strength) ของซิลิคอนบรอนซ์อยู่ที่ประมาณ 90 kN·m/kg ซึ่งสูงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปเล็กน้อย แต่ต่ำกว่าไทเทเนียมอัลลอย ทำให้เหมาะกับงานที่ต้องการน้ำหนักเบาพอประมาณแต่ยังคงต้องการความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี
| ขนาดเกลียว (M) | เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (ID) (mm) | เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) (mm) | ความหนา (mm) | ความคลาดเคลื่อนทั่วไป (mm) |
|---|---|---|---|---|
| M3 | 3.2 | 7.0 | 0.5 | ±0.1 |
| M4 | 4.2 | 9.0 | 0.5 | ±0.1 |
| M5 | 5.2 | 10.0 | 0.5 | ±0.1 |
| M6 | 6.2 | 12.0 | 0.8 | ±0.1 |
| M8 | 8.2 | 16.0 | 0.8 | ±0.1 |
| M10 | 10.2 | 20.0 | 1.0 | ±0.1 |
ค่าความคลาดเคลื่อนที่แสดงเป็นค่ามาตรฐานสำหรับการผลิตแบบปั๊มเย็น (cold stamping) หรือการตัดด้วยเครื่อง CNC ความคลาดเคลื่อนอาจปรับได้ตามความต้องการของลูกค้า โดยใช้กระบวนการกลึงความละเอียดสูงเพื่อให้ได้ tolerance ระดับ ±0.02 mm สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำพิเศษ
ในอุตสาหกรรมต่อเรือและโครงสร้างแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง วอชเชอร์ซิลิคอนบรอนซ์ถูกใช้ร่วมกับบอทสเตนเลสเพื่อป้องกันการกัดกร่อนแบบไฟฟ้าเคมีที่เกิดจากความต่างศักย์ระหว่างโลหะสองชนิด เนื่องจากศักย์ไฟฟ้าของซิลิคอนบรอนซ์อยู่ใกล้กับสเตนเลส จึงลดกระแสไหลที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนของบอท
งานติดตั้งระบบไฟฟ้าแรงสูงในสถานีไฟฟ้าย่อยมักเลือกใช้วอชเชอร์นี้เพราะมีความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่าทองแดงบริสุทธิ์ ลดความเสี่ยงของการเกิดวงจรสั้นเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวโลหะที่มีความชื้น นอกจากนี้ยังทนต่อสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการผลิตกรดและด่างได้ดี จึงเหมาะกับโรงงานผลิตปุ๋ยและสารเคมีพื้นฐาน
ในระบบประปาอุตสาหกรรมที่มีการไหลของน้ำเค็มหรือน้ำกร่อย วอชเชอร์ซิลิคอนบรอนซ์ให้อายุการใช้งานยาวนานกว่าวอชเชอร์เหล็กธรรมดา เพราะไม่เกิดสนิมที่อาจทำให้เกิดการรั่วซึมที่ข้อต่อ ผู้ออกแบบมักระบุให้ใช้คู่กับท่อและข้อต่อทองแดงหรือทองเหลืองเพื่อให้ศักย์ไฟฟ้าใกล้เคียงกันทั่วทั้งระบบ
ขั้นตอนการตรวจสอบเริ่มจากการตรวจสอบวัตถุดิบด้วยสเปกโตรเมเตอร์เพื่อยืนยันองค์ประกอบทางเคมีตามที่ระบุในใบรับรองวัตถุดิบ (Mill Test Report) หลังจากขึ้นรูปแล้ว แต่ละล็อตจะถูกสุ่มตรวจขนาดด้วยเครื่องวัดภาพอัตโนมัติ (vision system) เพื่อตรวจสอบเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน ภายนอก และความหนา ค่าที่ได้จะถูกเปรียบเทียบกับขีดจำกัดที่ระบุในแผนภูมิควบคุมกระบวนการ (SPC)
การตรวจสอบสมบัติทางกลทำโดยการทดสอบแรงดึงบนชิ้นทดสอบที่ตัดจากวัสดุเดียวกันกับผลิตภัณฑ์ เพื่อให้ได้ค่าความต้านทานแรงดึงและความเคดตัวที่เป็นตัวแทนของล็อตการผลิต นอกจากนี้ยังทำการวัดความแข็งด้วยเครื่องวัดความแข็งแบบ Rockwell B บนจุดสุ่มอย่างน้อย 5 จุดต่อล็อต เพื่อให้แน่ใจว่าการอบอุ่นหรือการขึ้นรูปไม่ทำให้เกิดความแข็งที่เปลี่ยนแปลงเกินขอบเขตที่กำหนด
การตรวจสอบผิวทำภายใต้แสงสว่างความเข้มสูงและกล้องจุลทรรศน์ขยาย 20 เท่า เพื่อมองหารอยร้าว รอยพับ หรือสิ่งแปลกปลอมที่อาจเกิดจากแม่พิมพ์หรือกระบวนการตัด หากพบข้อบกพร่องจะทำการแยกชิ้นนั้นออกและตรวจสอบสาเหตุก่อนดำเนินการผลิตต่อไป
ลูกค้าสามารถระบุขนาดที่อยู่นอกเหนือจากมาตรฐานได้ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่มากกว่า 25 mm หรือความหนาที่น้อยกว่า 0.3 mm โดยใช้กระบวนการตัดด้วยเลเซอร์หรือการกลึง CNC ซึ่งทำให้ได้ความคลาดเคลื่อนที่ต่ำกว่า ±0.02 mm และผิวเรียบที่ค่า Ra น้อยกว่า 0.8 μm
การเคลือบผิวเพิ่มเติมเช่น การพาสซิเวต (passivation) ด้วยสารโครเมตฟรี หรือการเคลือบด้วยซิลิโคนสามารถทำได้ตามคำขอ เพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง การเคลือบเหล่านี้ไม่เปลี่ยนแปลงขนาดอย่างมีนัยสำคัญ แต่เพิ่มชั้นป้องกันที่มีความหนาประมาณ 5–10 μm
สำหรับงานที่ต้องการน้ำหนักเบามากขึ้น สามารถขอผลิตจากซิลิคอนบรอนซ์ที่มีสัดส่วนทองแดงลดลงและเพิ่มสัดส่วนซิลิคอนได้ ซึ่งจะให้ค่าความหนาแน่นลดลงประมาณ 5–8% แต่ยังคงรักษาค่าความต้านทานแรงดึงไว้ที่เหนือ 400 MPa ทั้งนี้การเปลี่ยนองค์ประกอบจะต้องทำการทดสอบยืนยันสมบัติทางกลก่อนผลิตจำนวนมาก
วอชเชอร์แต่ละชิ้นจะถูกวางบนกระดาษกันสนิม (VCI paper) ที่ดูดซับความชื้นและปล่อยไอออนป้องกันการเกิดออกซิเดชัน จากนั้นจัดเรียงเป็นชั้นๆ ในถุงพลาสติก PE ที่ปิดผนึกด้วยความร้อน เพื่อป้องกันการสัมผัสกับน้ำและฝุ่นระหว่างการจัดเก็บและขนส่ง
ถุงบรรจุจะถูกวางลงในกล่องกระดาษลูกฟูกชนิดสองชั้น (double wall) ที่มีการเสริมมุมเพื่อรับแรงกระแทก กล่องแต่ละใบจะมีน้ำหนักบรรจุไม่เกิน 20 kg เพื่อให้ง่ายต่อการเคลื่อนย้ายด้วยรถเข็นพาเลท ป้ายกล่องจะแสดงข้อมูลผลิตภัณฑ์ หมายเลขล็อต และวันที่ผลิต เพื่อความสะดวกในการตรวจสอบย้อนกลับ
การขนส่งทางเรือใช้ตู้คอนเทนเนอร์แบบแห้ง (dry container) พร้อมใส่สารดูดความชื้น (silica gel) ภายในเพื่อควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ให้อยู่ต่ำกว่า 50% ตลอดการเดินทาง สำหรับการขนส่งทางอากาศจะใช้กล่องเดียวกันแต่ลดปริมาณการบรรจุต่อกล่องให้ไม่เกิน 10 kg เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดน้ำหนักของสายการบิน
หากต้องการทราบราคา ระยะเวลาการผลิต หรือรายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม กรุณากรอกแบบฟอร์มติดต่อผ่านปุ่มด้านล่าง ทีมวิศวกรของเราจะตอบกลับภายในหนึ่งวันทำการเพื่อช่วยคุณกำหนดสเปคที่เหมาะสมกับโครงการของคุณ
ติดต่อขอใบเสนอราคา