Novinky a události

Analýza materiálu čepele kovového střihacího stroje

Materiál čepele nůžek na kov přímo ovlivňuje její řezný výkon, odolnost proti opotřebení, životnost a výsledky zpracování. Různé aplikace vyžadují různý výkon čepele, proto je nutné zvolit vhodný materiál. Níže je uvedena podrobná analýza běžně používaných materiálů pro čepele nůžek na kov.

1. Běžné typy materiálů čepelí pro střihací stroje na kov

Mezi běžné materiály střižných nožů patří uhlíková nástrojová ocel, legovaná nástrojová ocel, vysoce uhlíková ocel s vysokým obsahem chromu, ocel pro práci za tepla a ocel pro práškovou metalurgii. Níže je uvedena podrobná klasifikace a charakteristiky běžných typů.

1) Přehled běžně používaných typů materiálů čepelí stříhacích strojů

Čepel Materiál	Typy	Funkce	Hlavní Řezání Materiály
T8, T10	Uhlíková nástrojová ocel	Nízká cena, vysoká tvrdost, nízká houževnatost	Běžná uhlíková ocel, měď, hliník a další měkké materiály
9CrSi	Legovaná nástrojová ocel	Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení, vysoká cenová efektivita	Běžná středně a nízkouhlíková ocel
6CrW2Si	Legovaná nástrojová ocel	Obsahuje wolfram, dobrou tvrdost v červené barvě a odolnost proti opotřebení	Středně pevná ocel, lehká nerezová ocel
Cr12MoV	Vysokouhlíková ocel s vysokým obsahem chromu	Vynikající odolnost proti opotřebení a kalitelnost	Nerezová ocel, křemíková ocel, vysokopevnostní ocel
H13 (4Cr5MoSiV1)	Ocel pro práci za tepla	Vynikající pevnost za vysokých teplot a odolnost proti tepelné únavě	Za tepla stříhaný za tepla válcovaný plech, litinový plech
SKD11/D2	Vysokouhlíková ocel s vysokým obsahem chromu	Vysoká pevnost, vysoká odolnost proti opotřebení a odolnost proti odštěpování	Nerezová ocel, vysokopevnostní ocel, křemíková ocel
Prášková metalurgie oceli (např. ASP23)	Vysoce legovaná nástrojová ocel	Ultra vysoká tvrdost a extrémně dlouhá životnost	Vysoce kvalitní kompozitní deska, ocel odolná proti opotřebení

Hydraulické gilotinové nůžky SC se obvykle vyrábějí z materiálů jako 9CrSi, 6CrW2Si, Cr12MoV a H13K. Čepele mají obdélníkový průřez a tvrdost mezi HRC50 a 62. Nabízejí vysoce přesný povrch bez otřepů.

2) Podrobné charakteristiky různých materiálů čepelí

– Uhlíková nástrojová ocel T8 a T10

Vlastnosti:

Vysoká tvrdost (po tepelném zpracování dosahuje HRC 58-62)
Nízké náklady a dobrá obrobitelnost

Nevýhody:

Dobrá odolnost proti opotřebení, nízká houževnatost
Náchylné k praskání, nevhodné pro vysokorychlostní smyk nebo smyk tvrdých materiálů, jako je nerezová ocel

Aplikace:

Stříhání měkkých materiálů, jako je běžná uhlíková ocel, hliník a měď

– Nástrojová ocel 9CrSi

Vlastnosti:

Vysoká tvrdost, dobrá odolnost proti opotřebení
Střední houževnatost
Vysoká nákladová efektivita

Aplikace:

Q235, Q345 běžné středně a nízkouhlíkové oceli, nerezová ocel atd.
Reprezentativní tvrdost: HRC 58-60

– Nástrojová ocel slitiny 6CrW2Si

Vlastnosti:

Obsahuje wolfram a křemík, dobrá červená tvrdost
Vysoká pevnost a tvrdost, vynikající smykový výkon
Odolnější než 9CrSi

Vhodné aplikace:

Kontinuální stříhání, stříhání za tepla a stříhání lehké nerezové oceli
Reprezentativní tvrdost: HRC 60-62

– Nástrojová ocel Cr12MoV s vysokým obsahem uhlíku a chromu

Vlastnosti:

Vynikající odolnost proti opotřebení a kalitelnost
Střední houževnatost, minimální deformace při tepelném zpracování
Dlouhá životnost

Aplikace:

Vysokopevnostní ocel, nerezová ocel, plechy z křemíkové oceli a další materiály s vysokou tvrdostí
Velké nože hydraulických nůžek, nože CNC nůžek
Reprezentativní tvrdost: HRC 58-60

– Ocel pro práci za tepla H13 (4Cr5MoSiV1)

Vlastnosti:

Vynikající pevnost za vysokých teplot, houževnatost a odolnost proti tepelné únavě
Lze použít v zařízeních pro střihání za tepla

Aplikace:

Stříhání plechů za tepla, jako jsou pásy válcované za tepla a litinové plechy stříhané za tepla
Reprezentativní tvrdost: HRC 50-55 (po tepelném zpracování)

– SKD11 (japonská norma JIS) / D2 (americká norma)

Vlastnosti:

Vysoce uhlíková, vysoce chromová legovaná ocel, vynikající odolnost proti opotřebení a kalitelnost
Silná odolnost proti deformaci, dlouhá životnost

Aplikace:

Stříhání vysokopevnostní oceli, nerezové oceli, titanových slitin a kompozitních materiálů
Reprezentativní tvrdost: HRC 58-62

– Prášková metalurgická ocel (jako například ASP23, ASP60)

Vlastnosti:

Ultra vysoká tvrdost, vynikající odolnost proti opotřebení a odolnost proti odštěpování
Špičkový materiál čepele

Aplikace:

Vysoce přesné stříhací operace, aplikace vyžadující vysokou odolnost proti opotřebení
Reprezentativní tvrdost: HRC 62-65+

2. Důležitost materiálu čepele pro střihání kovů

Kvalita materiálu čepele nůžek na kov je klíčovým faktorem určujícím kvalitu stříhání, efektivitu, náklady a životnost zařízení. Materiál čepele, která je přímým „výkonným prvkem“ nůžek, má přímý vliv na celkový výkon celého stroje. Následuje podrobná analýza významu materiálu čepele:

1) Klíčové faktory určující kvalitu smyku

Dobrý materiál → Ostrá, odolná čepel proti opotřebení → Hladké řezné plochy bez otřepů.
Špatný materiál → Ostří čepele se snadno otupuje nebo praská → Okraj plechu se trhá a deformuje, což má za následek vysokou míru zmetkovitosti hotových výrobků.

Příklad aplikace:

Při stříhání vysoce pevných materiálů, jako je nerezová ocel a křemíková ocel, může nesprávný materiál čepele snadno vést k vážným vadám, jako je „zakousnutí“ a „natržení“.

2) Dopady na životnost čepele a frekvenci výměny čepele

Vysoce kvalitní materiály (jako Cr12MoV a SKD11) mají životnost čepele 2–5krát delší než běžné materiály (jako T10 a 9CrSi), nebo i delší.
Materiál určuje odolnost čepele proti opotřebení, tvrdost v červené barvě (udržuje tvrdost i při vysokých teplotách) a odolnost proti odštěpování.
Vysoce kvalitní čepele snižují frekvenci výměn čepelí, čímž se snižují náklady na práci, prostoje a uvedení do provozu.

Závěr:

Čím lepší je materiál čepele, tím lépe se přizpůsobí dlouhodobému, nepřetržitému a intenzivnímu stříhání.

3) Zajistěte bezpečnost zařízení a stabilní provoz

Nekvalitní čepele mohou:

Náhlé odštípnutí nebo zlomení během procesu stříhání, což může způsobit náraz a poškození držáku čepele a převodového mechanismu.
Nehomogenní materiál nebo nedostatečné tepelné zpracování může vést ke koncentraci napětí a únavovému porušení.
To může způsobit kolísání smykové odolnosti, vibrace zařízení a dokonce i přetížení hydraulického systému.

Vysoce kvalitní materiál čepele nabízí:

Vyšší houževnatost a rovnoměrnější strukturální rozložení.
Tím se zabrání koncentraci napětí během smykového rázu a účinně se tak chrání celý systém.

4) Přímo ovlivňuje výrobní náklady a zisky

Nekvalitní čepele, i když jsou levné, mohou snadno vést k:

Častá výměna
Plýtvání materiálem (špatné stříhání)
Opravy a přepracování hotových výrobků
Nadměrné opotřebení zařízení a zvýšené náklady na údržbu

Vysoce kvalitní materiály čepelí, i když zpočátku o něco dražší, nabízejí:

Vyšší účinnost smyku
Nižší jednotkové náklady
Delší bezproblémová období

Porovnání ekonomických přínosů:

Jeden vysoce kvalitní nůž = životnost tří standardních nůžek + kratší prostoje + vyšší výtěžnost

5) Dopady na bezpečnost výroby

Nekvalitní čepele, charakterizované nerovnoměrným materiálem a nedostatečnou pevností, mohou při smykovém řezání s vysokým namáháním způsobit praskání nebo odlétávání úlomků, což může způsobit zranění obsluhy.
Nekvalitní čepele, zejména při stříhání vysokopevnostní oceli nebo silného plechu, představují značné bezpečnostní riziko.

Vysoce kvalitní čepele mají:

Racionální poměr slitin
Správné tepelné zpracování
Dobrá rovnováha mezi houževnatostí, pevností a tvrdostí, což vede k větší bezpečnosti a spolehlivosti.

Shrnutí: Důležitost materiálu čepele

Kvalita řezu: Hladkost, přesnost, kontrola otřepů
Životnost: Cykly výměny čepele, kontrola nákladů
Ochrana zařízení: Odolnost proti nárazu, snížení poruch a delší životnost
Kontrola nákladů: Snižte dobu přepracování a prostoje z důvodu údržby
Bezpečnost výroby: Zabraňte postřiku a provozním rizikům

Doporučení:

Řezání běžné uhlíkové oceli → Vyberte cenově dostupné materiály, jako jsou T10 a 9CrSi.
Řezání nerezové oceli nebo vysokopevnostní oceli → Musí být vybrány vysoce výkonné legované oceli, jako například Cr12MoV a SKD11.
Pro vysokofrekvenční výrobu nebo přesné řezání → Preferovány jsou oceli pro práškovou metalurgii (například ASP23).
Vybraný materiál musí být pro dosažení jeho skutečného výkonu kombinován se specializovaným procesem tepelného zpracování.

3. Jak vybrat materiál střižné čepele?

Výběr materiálu čepele střihacího stroje na kov je klíčový pro zajištění účinnosti stříhání, kvality stříhání a životnosti čepele. Různé materiály plechů, tloušťky, frekvence stříhání a provozní podmínky vyžadují různý výkon čepele. Níže jsou uvedena podrobná doporučení pro výběr materiálu čepele střihacího stroje.

1) Vyberte materiál čepele podle řezaného materiálu

Typy stříhacích materiálů	Doporučeno čepel materiály	Důvody
Obyčejná uhlíková ocel (Q235, Q195 atd.)	T10, 9CrSi	Nízká cena, střední tvrdost, vysoká smyková účinnost
Středně legovaná a nízkolegovaná ocel (Q345, 16Mn atd.)	6CrW2Si, Cr12MoV	Vyšší tvrdost a odolnost proti opotřebení zabraňují odlupování hran
Nerezová ocel (201, 304, 316)	Cr12MoV, SKD11	Odolnost proti korozi, antiadheze a silná odolnost proti opotřebení
Vysokopevnostní ocel, pružinová ocel	SKD11, ASP23	Extrémně vysoké požadavky na pevnost, aby se zabránilo odštípnutí hran
Plech z křemíkové oceli, plech válcovaný za studena	Cr12MoV, prášková metalurgická ocel	Vysoké požadavky na přesnost a silná odolnost proti opotřebení
Měkké kovy, jako je měď, hliník a hliníkové slitiny	T8, T10	Střední tvrdost pro minimalizaci poškození povrchu
Za tepla válcované plechy, materiály stříhané za tepla	H13, 5CrNiMo	Vynikající pevnost za vysokých teplot a odolnost proti tepelné únavě

2) Vyberte podle četnosti používání a intenzity práce

Četnost používání/provozní prostředí	Doporučeno čepel materiály	Popis
Nízká frekvence, občasné smykové opotřebení	T8, T10, 9CrSi	Upřednostňuje kontrolu nákladů a zajišťuje dostatečnou trvanlivost.
Střední frekvence, standardní smyk	6CrW2Si, Cr12MoV	Stabilní výkon, vyvážení cenové dostupnosti a dlouhé životnosti.
Vysokofrekvenční, vysoce výkonné smyky	SKD11, ASP23	Vysoká odolnost proti opotřebení, dlouhá životnost a odolnost proti praskání.
Vysokoteplotní střihové prostředí	H13	Vysoká tepelná a deformační odolnost, vhodné pro smykové řezání za tepla.
Vysoké požadavky na přesnost	SKD11, ocel práškové metalurgie	Vynikající rozměrová stálost, nenáchylná k opotřebení a otupování.

3) Vyberte podle typu zařízení

Typy stříhacích strojů	Doporučeno čepel materiály	Funkce
Konvenční mechanický stříhací stroj	T8, T10	Univerzální materiál čepele, vysoká cenová efektivita
Hydraulické nůžky	9CrSi, 6CrW2Si	Velká nosnost, hladké řezání
CNC vysoce přesný střihací stroj	6CrW2Si, Cr12MoV a H13K (4Cr5MoSiV1)	Vysoká přesnost, dlouhá životnost, snížená frekvence výměn
Stroj na stříhání za tepla	H13 (4Cr5MoSiV1)	Odolnost vůči vysokým teplotám a silná odolnost proti tepelné únavě

4) Poznámky

Tvrdost čepele nemusí být nutně lepší:

Vyšší tvrdost poskytuje větší odolnost proti opotřebení, ale také snižuje houževnatost a je náchylná k odštípnutí.
Čím tvrdší je materiál, tím přísnější je tepelné zpracování a tím vyšší je cena.
Volba by měla být založena na rovnováze mezi tvrdostí a houževnatostí.

U materiálů náchylných k „kousání“, jako je nerezová ocel a křemíková ocel, se doporučuje použít:

Cr12MoV nebo SKD11, které zabraňují zalepování a jsou méně náchylné k odštípnutí.
Pro aplikace vyžadující vysokou životnost nástroje a nepraktické časté výměny nástrojů je možností ocel vyrobená práškovou metalurgií (ASP23/ASP60), ale je dražší.

Prostředí pro smykové práce za tepla:

Běžné čepele, jako například T10, mohou způsobit smykové selhání nebo poškození ostří v důsledku tepelné deformace nebo žíhání.
Měla by být použita ocel pro práci za tepla H13.

4. Úvahy o výběru materiálu čepele

Při výběru materiálu čepele pro stříhací stroj je důležité komplexně zvážit několik faktorů, včetně vlastností stříhaného materiálu, provozních podmínek, kompatibility se zařízením a nákladové efektivity. Následují klíčové faktory, které je třeba při výběru materiálu čepele zvážit:

1) Nesnažte se slepě o vysokou tvrdost

Častý omyl: Přesvědčení, že „čím tvrdší čepel, tím lepší“.

Realita:

Přestože čepele s vysokou tvrdostí nabízejí vynikající odolnost proti opotřebení, trpí také nízkou houževnatostí, zvýšenou křehkostí a sklonem k odštípnutí.
Je třeba najít rovnováhu mezi tvrdostí a houževnatostí, zejména při smykovém dělení vysokopevnostní oceli nebo jiných tvrdých materiálů.

Doporučení:

Pro kontinuální vysokofrekvenční smykové řezání zvolte materiál s vysokou tvrdostí (například Cr12MoV nebo SKD11).
Pro občasné smykové namáhání nebo smykové namáhání měkčích materiálů zvolte materiál se střední tvrdostí a vysokou houževnatostí (například T10 nebo 9CrSi).

2) Přizpůsobte materiál čepele řezanému materiálu

Různé materiály mají různé požadavky na čepele. Nesprávné použití může vést k předčasnému opotřebení čepele, praskání nebo špatnému řezání.

Typ materiálu	Nedoporučené materiály	Příčiny
Nerez	T10, 9CrSi	Náchylné k opotřebení a odštípnutí
Vysokopevnostní ocel	T10, Cr12	Neodolává vysokému smykovému napětí
Horké smykové práce	Běžná legovaná ocel	Snadno změkčuje žíháním, ztrácí smykovou pevnost

Doporučení:

Tvrdé materiály (nerezová ocel, vysokopevnostní ocel) → Zvolte vysoce odolné jakosti proti opotřebení, jako je Cr12MoV.

Horké materiály → Zvolte oceli pro práci za tepla, jako je H13 (4Cr5MoSiV1).

3) Zvažte typ a kompatibilitu zařízení

Různé stříhací stroje mají různé požadavky na strukturu a výkon čepele:

Mechanické nůžky mají vysoké rychlosti a vysoké rázové síly, což vyžaduje čepele s vyšší houževnatostí.
Hydraulické nůžky nabízejí hladké stříhání a jsou vhodné pro čepele odolné proti opotřebení.
CNC řezací stroje na plechy nabízejí vysokou přesnost a vyžadují nože, které odolávají deformaci a vykazují větší odolnost proti opotřebení.

Doporučení:

Před výběrem materiálu čepele si prostudujte typ zařízení a doporučené normy.
Kompatibilita tvrdosti a velikosti čepele a systému nastavení zařízení je klíčová.

4) Kombinujte frekvenci používání s rozpočtem nákladů

Vysoká frekvence používání → Zvolte materiál s delší životností (například SKD11 nebo ASP23).
Nízká frekvence použití → Zvolte materiál s vyšší nákladovou efektivitou (například T10 nebo 9CrSi).

Přestože jsou špičkové čepele dražší, vyžadují méně častou výměnu, což je z dlouhodobého hlediska činí ekonomičtějšími.

Doporučení:

Vyberte čepel na základě komplexního vyhodnocení „ceny materiálu za jednotku × frekvence výměn × ztrát z důvodu prostojů“.

5) Důležitá je také kvalita tepelného zpracování

I u stejného materiálu se mohou různé procesy tepelného zpracování výrazně lišit ve výkonu. Nesprávné tepelné zpracování může vést k nedostatečné tvrdosti čepele, nadměrné křehkosti a zkrácení životnosti čepele.

Doporučení:

Nakupujte čepele od renomovaných značek nebo zkušených výrobců.
Ujistěte se, že prošly přísným tepelným zpracováním a popouštěním.

6) Věnujte pozornost kvalitě opracovaného povrchu

Pokud máte vysoké požadavky na opracovanou hranu (např. bez otřepů a deformací):

Vyberte materiál čepele s dobrou houževnatostí, ostrým ostřím a rovnoměrnou tvrdostí.

Mezi běžné materiály patří Cr12MoV, SKD11 a prášková metalurgická ocel.

5. Shrnutí

Tabulka srovnání materiálu a výkonu čepelí střihacích strojů na kov:

Materiály	Tvrdost (HRC)	Odolnost proti oděru	Houževnatost	Tepelná stabilita	Tepelná stabilita
T10	58-62	Střední	Nízký	Chudý	Chudý
9CrSi	58-60	Dobrý	Střední	Střední	Střední
6CrW2Si	60-62	Dobrý	Střední	Dobrý	Dobrý
Cr12MoV	58-60	Velmi dobré	Relativně dobré	Dobrý	Dobrý
H13	50-55	Střední	Dobrý	Vynikající	Vynikající
SKD11	58-62	Velmi dobré	Vynikající	Velmi dobré	Velmi dobré
ASP23	62-65+	Vynikající	Houževnatost	Vynikající	Vynikající

Souhrnná tabulka výběru materiálu:

Priorita požadavků	Doporučené materiály
Priorita nákladů	T10, 9CrSi
Priorita odolnosti proti opotřebení	Cr12MoV, SKD11
Priorita odolnosti	6CrW2Si, H13
Odolnost vůči vysokým teplotám	H13, 5CrNiMo
Extrémní požadavek na život	ASP23, Ocel pro práškovou metalurgii

Shrnutí úvah o výběru materiálu čepele:

Klíčové body	Doporučení
Nehoňte se slepě za tvrdostí	Tvrdost a houževnatost vyžadují rovnováhu
Přizpůsobte řezaný materiál	Nesprávné sladění může vést k odštípnutí
Přizpůsobte vybavení	Struktura, přesnost a rychlost musí být kompatibilní
Zvažte komplexní úvahy o nákladech	Luxusní materiály jsou dražší, ale odolnější
Zajistěte kvalitu tepelného zpracování	Určuje skutečný výkon čepele
Dodržujte požadavky na kvalitu řezu	Pro vyšší přesnost zvolte materiál s vyšším výkonem

Materiál čepele nůžek na kov hraje klíčovou roli v kvalitě stříhání, životnosti čepele, stabilitě zařízení a efektivitě výroby. Výběr správného materiálu nejen zajišťuje plynulé, přesné a precizní stříhání, ale také výrazně snižuje četnost výměny čepele a prostoje.

Pokud kupujete nebo vyměňujete čepele, sdělte mi prosím informace o použitém materiálu pro stříhání, tloušťce, modelu zařízení a výkresech a frekvenci stříhání. Mohu vám poskytnout konkrétnější doporučení ohledně materiálu.