Aktualności i wydarzenia

Analiza materiału ostrza maszyny do cięcia metalu

Materiał ostrza nożyc do metalu bezpośrednio wpływa na wydajność cięcia, odporność na zużycie, żywotność i wyniki obróbki. Różne zastosowania wymagają różnych parametrów ostrza, dlatego należy dobrać odpowiedni materiał. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza powszechnie stosowanych materiałów na ostrza nożyc do metalu.

1. Typowe rodzaje materiałów ostrzy nożyc do metalu

Do popularnych materiałów na ostrza nożyc należą stal narzędziowa węglowa, stal narzędziowa stopowa, stal wysokowęglowa i wysokochromowa, stal matrycowa do pracy na gorąco oraz stal proszkowa. Poniżej znajduje się szczegółowa klasyfikacja i charakterystyka popularnych typów stali.

1) Przegląd powszechnie stosowanych materiałów ostrzy nożyc

Ostrze Tworzywo	Typy	Cechy	Główny Cięcie Przybory
T8, T10	Stal narzędziowa węglowa	Niski koszt, wysoka twardość, słaba wytrzymałość	Zwykła stal węglowa, miedź, aluminium i inne miękkie materiały
9CrSi	Stal narzędziowa stopowa	Wysoka twardość i odporność na zużycie, wysoka opłacalność	Zwykła stal średnio- i niskowęglowa
6CrW2Si	Stal narzędziowa stopowa	Zawiera wolfram, dobrą twardość i odporność na zużycie	Stal o średniej wytrzymałości, lekka stal nierdzewna
Cr12MoV	Stal wysokowęglowa i wysokochromowa	Doskonała odporność na zużycie i hartowność	Stal nierdzewna, stal krzemowa, stal o wysokiej wytrzymałości
H13 (4Cr5MoSiV1)	Stal do pracy na gorąco	Doskonała wytrzymałość w wysokiej temperaturze i odporność na zmęczenie cieplne	Blacha walcowana na gorąco, blacha żelazna
SKD11/D2	Stal wysokowęglowa i wysokochromowa	Wysoka wytrzymałość, wysoka odporność na zużycie i odporność na odpryskiwanie	Stal nierdzewna, stal o wysokiej wytrzymałości, stal krzemowa
Stal proszkowa (np. ASP23)	Wysokiej jakości stal narzędziowa stopowa	Bardzo wysoka twardość i wyjątkowo długa żywotność	Płyta kompozytowa najwyższej jakości, stal odporna na zużycie

Hydrauliczne nożyce gilotynowe SC są zazwyczaj wykonane z materiałów takich jak 9CrSi, 6CrW2Si, Cr12MoV i H13K. Ostrza mają prostokątny przekrój poprzeczny i twardość od 50 do 62 HRC. Oferują one wysoką precyzję i gładką powierzchnię.

2) Szczegółowe charakterystyki różnych materiałów ostrzy

– Stal narzędziowa węglowa T8 i T10

Cechy:

Wysoka twardość (po obróbce cieplnej osiąga HRC 58-62)
Niski koszt i dobra obrabialność

Wady:

Dość dobra odporność na zużycie, słaba wytrzymałość
Podatne na pękanie, nieodpowiednie do ścinania z dużą prędkością lub ścinania twardych materiałów, takich jak stal nierdzewna

Zastosowania:

Cięcie miękkich materiałów, takich jak zwykła stal węglowa, aluminium i miedź

– Stal narzędziowa stopowa 9CrSi

Cechy:

Wysoka twardość, dobra odporność na zużycie
Średnia wytrzymałość
Wysoka opłacalność

Zastosowania:

Q235, Q345 zwykłe stale węglowe o średniej i niskiej zawartości węgla, stal nierdzewna itp.
Twardość reprezentatywna: HRC 58-60

– Stal narzędziowa stopowa 6CrW2Si

Cechy:

Zawiera wolfram i krzem, dobra twardość czerwieni
Wysoka wytrzymałość i twardość, doskonałe właściwości ścinające
Wytrzymalszy niż 9CrSi

Odpowiednie zastosowania:

Ciągłe cięcie, cięcie na gorąco i lekkie cięcie stali nierdzewnej
Twardość reprezentatywna: HRC 60-62

– Stal narzędziowa stopowa Cr12MoV o wysokiej zawartości węgla i chromu

Cechy:

Doskonała odporność na zużycie i hartowność
Umiarkowana wytrzymałość, minimalne odkształcenia podczas obróbki cieplnej
Długa żywotność

Zastosowania:

Stal o wysokiej wytrzymałości, stal nierdzewna, blachy ze stali krzemowej i inne materiały o wysokiej twardości
Duże ostrza do nożyc hydraulicznych, ostrza do nożyc CNC
Twardość reprezentatywna: HRC 58-60

– Stal matrycowa H13 (4Cr5MoSiV1) do pracy na gorąco

Cechy:

Doskonała wytrzymałość w wysokiej temperaturze, udarność i odporność na zmęczenie cieplne
Można stosować w urządzeniach do cięcia na gorąco

Zastosowania:

Cięcie na gorąco blachy, np. taśm walcowanych na gorąco i blach żelaznych ciętych na gorąco
Twardość reprezentatywna: HRC 50-55 (po obróbce cieplnej)

– SKD11 (japoński standard JIS)/ D2 (amerykański standard)

Cechy:

Stal stopowa o wysokiej zawartości węgla i chromu, doskonała odporność na zużycie i hartowność
Wysoka odporność na odkształcenia, długa żywotność

Zastosowania:

Cięcie stali o wysokiej wytrzymałości, stali nierdzewnej, stopów tytanu i materiałów kompozytowych
Twardość reprezentatywna: HRC 58-62

– Stal proszkowa (np. ASP23, ASP60)

Cechy:

Bardzo wysoka twardość, doskonała odporność na zużycie i odpryskiwanie
Wysokiej jakości materiał ostrza

Zastosowania:

Operacje cięcia precyzyjnego najwyższej klasy, zastosowania wymagające wysokiej odporności na zużycie
Twardość reprezentatywna: HRC 62-65+

2. Znaczenie materiału ostrza do cięcia metalu

Jakość materiału ostrza nożyc do metalu jest kluczowym czynnikiem decydującym o jakości cięcia, wydajności, kosztach i trwałości urządzenia. Jako bezpośredni „element wykonawczy” nożyc, właściwości materiału ostrza bezpośrednio wpływają na ogólną wydajność całej maszyny. Poniżej przedstawiono szczegółową analizę znaczenia materiału ostrza:

1) Kluczowe czynniki determinujące jakość ścinania

Dobry materiał → Ostra, odporna na zużycie krawędź ostrza → Gładka powierzchnia cięcia bez zadziorów.
Materiał niskiej jakości → Krawędź ostrza łatwo się tępi lub pęka → Rozrywanie i odkształcanie krawędzi arkusza, co skutkuje dużą ilością odpadów w przypadku gotowych produktów.

Przykład zastosowania:

Podczas cięcia materiałów o wysokiej wytrzymałości, takich jak stal nierdzewna czy stal krzemowa, niewłaściwy materiał ostrza może łatwo doprowadzić do poważnych uszkodzeń, takich jak „gryzienie” i „rozrywanie”.

2) Wpływ na żywotność ostrza i częstotliwość jego wymiany

Materiały wysokiej jakości (takie jak Cr12MoV i SKD11) charakteryzują się od 2 do 5 razy dłuższą żywotnością ostrza niż zwykłe materiały (takie jak T10 i 9CrSi), a nawet dłuższą.
Materiał decyduje o odporności ostrza na zużycie, twardości (zachowaniu twardości w wysokich temperaturach) i odporności na wyszczerbienia.
Wysokiej jakości ostrza zmniejszają częstotliwość wymiany ostrzy, co przekłada się na redukcję kosztów pracy, przestojów i uruchomienia.

Wniosek:

Im lepszy materiał ostrza, tym lepiej nadaje się ono do długotrwałego, ciągłego i intensywnego strzyżenia.

3) Zapewnij bezpieczeństwo sprzętu i jego stabilną pracę

Ostrza niskiej jakości mogą:

Nagłe odpryskiwanie lub pękanie podczas cięcia, powodujące uderzenie i uszkodzenie uchwytu ostrza oraz mechanizmu przekładniowego.
Niejednorodny materiał lub niewłaściwa obróbka cieplna mogą prowadzić do koncentracji naprężeń i zmęczenia materiału.
Może to powodować wahania wytrzymałości na ścinanie, wibracje urządzeń, a nawet przeciążenie układu hydraulicznego.

Wysokiej jakości materiał ostrza zapewnia:

Większa wytrzymałość i bardziej równomierny rozkład strukturalny.
Zapobiega to koncentracji naprężeń podczas ścinania, skutecznie chroniąc cały układ.

4) Ma bezpośredni wpływ na koszty produkcji i zyski

Ostrza niskiej jakości, mimo że niedrogie, mogą łatwo prowadzić do:

Częsta wymiana
Marnotrawstwo materiału (słabe ścinanie)
Naprawa i przeróbka gotowych produktów
Nadmierne zużycie sprzętu i zwiększone koszty konserwacji

Wysokiej jakości materiały na ostrza, mimo że początkowo nieco droższe, oferują:

Wyższa wydajność ścinania
Niższe koszty jednostkowe
Dłuższe okresy bezawaryjnej pracy

Porównanie korzyści ekonomicznych:

Jedno wysokiej jakości ostrze = żywotność trzech standardowych ostrzy + Mniej przestojów + Wyższa wydajność

5) Wpływa na bezpieczeństwo produkcji

Ostrza niskiej jakości, wykonane z nierównego materiału i o niewystarczającej wytrzymałości, mogą pękać lub powodować odpryskiwanie fragmentów podczas ścinania pod dużym naprężeniem, co może spowodować obrażenia operatora.
Ostrza niskiej jakości, zwłaszcza te używane do cięcia stali o dużej wytrzymałości lub grubych blach, stanowią poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa.

Wysokiej jakości ostrza posiadają:

Racjonalny stosunek stopu
Właściwa obróbka cieplna
Dobrze wyważona mieszanka wytrzymałości, siły i twardości, zapewniająca większe bezpieczeństwo i niezawodność.

Podsumowanie: Znaczenie materiału ostrza

Jakość cięcia: gładkość, precyzja, kontrola zadziorów
Żywotność: cykle wymiany ostrza, kontrola kosztów
Ochrona sprzętu: odporność na uderzenia, redukcja awarii i dłuższa żywotność
Kontrola kosztów: skróć czas przestojów związanych z przeróbkami i konserwacją
Bezpieczeństwo produkcji: zapobieganie rozpryskom i ryzyku operacyjnemu

Zalecenia:

Cięcie zwykłej stali węglowej → Wybierz ekonomiczne materiały, takie jak T10 i 9CrSi.
Cięcie stali nierdzewnej lub stali o wysokiej wytrzymałości → Należy wybierać stale stopowe o wysokiej wytrzymałości, takie jak Cr12MoV i SKD11.
Do produkcji o wysokiej częstotliwości lub precyzyjnego cięcia → preferowane są stale wytwarzane metodą metalurgii proszkowej (np. ASP23).
Wybrany materiał musi zostać poddany specjalistycznemu procesowi obróbki cieplnej, aby uzyskać jego rzeczywiste parametry.

3. Jak wybrać materiał ostrza nożyc?

Wybór materiału ostrza nożyc do metalu ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wydajności cięcia, jakości cięcia i trwałości ostrza. Różne materiały płyt, grubości, częstotliwości cięcia i warunki pracy wymagają różnych parametrów ostrza. Poniżej znajdują się szczegółowe zalecenia dotyczące wyboru materiału ostrza nożyc.

1) Wybierz materiał ostrza w zależności od materiału tnącego

Rodzaje materiałów ścinanych	Zalecony ostrze przybory	Powody
Zwykła stal węglowa (Q235, Q195, itp.)	T10, 9CrSi	Niski koszt, umiarkowana twardość, wysoka wydajność ścinania
Stale stopowe średnio- i niskostopowe (Q345, 16Mn itp.)	6CrW2Si, Cr12MoV	Wyższa twardość i odporność na zużycie zapobiegające odpryskiwaniu krawędzi
Stal nierdzewna (201, 304, 316)	Cr12MoV, SKD11	Odporność na korozję, właściwości antyadhezyjne i duża odporność na zużycie
Stal o wysokiej wytrzymałości, stal sprężynowa	SKD11, ASP23	Wymagania dotyczące ekstremalnie wysokiej wytrzymałości, zapobiegające odpryskiwaniu krawędzi
Blacha ze stali krzemowej, blacha walcowana na zimno	Cr12MoV, stal proszkowa	Wymagania dotyczące wysokiej precyzji i dużej odporności na zużycie
Metale miękkie, takie jak miedź, aluminium i stopy aluminium	T8, T10	Umiarkowana twardość minimalizująca uszkodzenia powierzchni
Blachy walcowane na gorąco, materiały cięte na gorąco	H13, 5CrNiMo	Doskonała wytrzymałość w wysokich temperaturach i odporność na zmęczenie cieplne

2) Dokonaj wyboru w zależności od częstotliwości użytkowania i intensywności pracy

Częstotliwość użytkowania/środowisko operacyjne	Zalecony ostrze przybory	Opis
Niska częstotliwość, sporadyczne ścinanie	T8, T10, 9CrSi	Priorytetem jest kontrola kosztów i zapewnienie odpowiedniej trwałości.
Średnia częstotliwość, standardowe strzyżenie	6CrW2Si, Cr12MoV	Stabilna wydajność, równowaga między przystępną ceną i długowiecznością.
Cięcie o wysokiej częstotliwości i dużej wytrzymałości	SKD11, ASP23	Wysoka odporność na zużycie, długa żywotność i odporność na pęknięcia.
Środowisko ścinania o wysokiej temperaturze	H13	Wysoka odporność na ciepło i odkształcenia, nadaje się do ścinania na gorąco.
Wymagania wysokiej precyzji	SKD11, stal do metalurgii proszkowej	Doskonała stabilność wymiarowa, odporność na zużycie i stępienie.

3) Wybierz według typu urządzenia

Typy maszyn do strzyżenia	Zalecony ostrze przybory	Cechy
Konwencjonalna mechaniczna maszyna do cięcia	T8, T10	Materiał ostrza ogólnego zastosowania, wysoka opłacalność
Hydrauliczna maszyna do cięcia	9CrSi, 6CrW2Si	Duża ładowność, płynne cięcie
Wysokoprecyzyjna maszyna tnąca CNC	6CrW2Si, Cr12MoV i H13K (4Cr5MoSiV1)	Wysoka precyzja, długa żywotność, zmniejszona częstotliwość wymiany
Maszyna do cięcia na gorąco	H13 (4Cr5MoSiV1)	Wysoka odporność na temperaturę i duża odporność na zmęczenie cieplne

4) Notatki

Twardość ostrza niekoniecznie jest lepsza:

Większa twardość zapewnia większą odporność na zużycie, lecz jednocześnie zmniejsza wytrzymałość i jest podatna na odpryskiwanie.
Im twardszy materiał, tym bardziej rygorystyczna obróbka cieplna i wyższa cena.
Wybór powinien opierać się na równowadze pomiędzy twardością i wytrzymałością.

W przypadku materiałów podatnych na „gryzienie”, takich jak stal nierdzewna i stal krzemowa, zaleca się stosowanie:

Cr12MoV lub SKD11, które zapobiegają przywieraniu i są mniej podatne na odpryskiwanie.
W zastosowaniach wymagających dużej trwałości narzędzia i niewygodnej, częstej jego wymiany, opcją może być stal proszkowa (ASP23/ASP60), jednak jest ona droższa.

Środowiska ścinania na gorąco:

Zwykłe ostrza, takie jak T10, mogą ulec zniszczeniu wskutek ścinania lub uszkodzenia krawędzi wskutek odkształcenia termicznego lub wyżarzania.
Do pracy na gorąco należy używać stali H13.

4. Rozważania dotyczące wyboru materiału ostrza

Wybierając materiał ostrza do nożyc, należy kompleksowo uwzględnić wiele czynników, w tym charakterystykę ciętego materiału, warunki pracy, kompatybilność z urządzeniem oraz opłacalność. Poniżej przedstawiono kluczowe kwestie przy wyborze materiału ostrza:

1) Nie dąż ślepo do wysokiej twardości

Powszechne błędne przekonanie: Przekonanie, że „im twardsze ostrze, tym lepsze”.

Rzeczywistość:

Mimo że ostrza o wysokiej twardości charakteryzują się doskonałą odpornością na zużycie, charakteryzują się także słabą wytrzymałością, większą kruchością i tendencją do wykruszania się.
Należy znaleźć równowagę między twardością a wytrzymałością, zwłaszcza podczas cięcia stali o wysokiej wytrzymałości lub innych twardych materiałów.

Zalecenia:

Do ciągłego ścinania z wysoką częstotliwością należy wybrać materiał o wysokiej twardości (taki jak Cr12MoV lub SKD11).
Do okazjonalnego cięcia lub cięcia miękkich materiałów należy wybrać materiał o średniej twardości i dużej wytrzymałości (taki jak T10 lub 9CrSi).

2) Dopasuj materiał ostrza do ciętego materiału

Różne materiały mają różne wymagania dotyczące ostrzy. Niewłaściwe użytkowanie może prowadzić do przedwczesnego zużycia ostrzy, pęknięć lub słabego cięcia.

Rodzaj materiału	Materiały niezalecane	Powoduje
Stal nierdzewna	T10, 9CrSi	Podatne na zużycie i odpryskiwanie
Stal o wysokiej wytrzymałości	T10, Cr12	Niezdolny do wytrzymania dużego naprężenia ścinającego
Cięcie na gorąco	Zwykła stal stopowa	Łatwo zmiękczany przez wyżarzanie, traci wytrzymałość na ścinanie

Zalecenie:

Materiały twarde (stal nierdzewna, stal o wysokiej wytrzymałości) → Wybieraj gatunki o wysokiej odporności na zużycie, takie jak Cr12MoV.

Materiały gorące → Wybierz stal do pracy na gorąco, np. H13 (4Cr5MoSiV1).

3) Weź pod uwagę typ i kompatybilność sprzętu

Różne maszyny do strzyżenia mają różne wymagania dotyczące struktury ostrza i jego wydajności:

Nożyce mechaniczne charakteryzują się dużą prędkością i dużą siłą uderzenia, dlatego wymagają ostrzy o większej wytrzymałości.
Nożyce hydrauliczne zapewniają płynne cięcie i są odpowiednie do ostrzy odpornych na zużycie.
Nożyce do blachy CNC charakteryzują się wysoką precyzją i wymagają ostrzy odpornych na odkształcenia i zużycie.

Zalecenie:

Przed wyborem materiału na ostrze należy zapoznać się z typem sprzętu i zalecanymi normami.
Istotna jest zgodność twardości i rozmiaru ostrza oraz systemu regulacji sprzętu.

4) Połącz częstotliwość użytkowania z budżetem kosztów

Wysoka częstotliwość użytkowania → Wybierz materiał o dłuższej żywotności (np. SKD11 lub ASP23).
Niska częstotliwość stosowania → Wybierz materiał o wyższej opłacalności (taki jak T10 lub 9CrSi).

Mimo że ostrza wysokiej jakości są droższe, nie wymagają częstej wymiany, co sprawia, że są bardziej ekonomiczne w dłuższej perspektywie.

Zalecenie:

Wybierz ostrze na podstawie kompleksowej oceny „ceny jednostkowej materiału × częstotliwości wymiany × strat spowodowanych przestojem”.

5) Jakość obróbki cieplnej jest również ważna

Nawet w przypadku tego samego materiału, różne procesy obróbki cieplnej mogą znacząco różnić się wydajnością. Niewłaściwa obróbka cieplna może prowadzić do niewystarczającej twardości ostrza, nadmiernej kruchości i skrócenia jego żywotności.

Zalecenie:

Kupuj ostrza renomowanych marek lub doświadczonych producentów.
Upewnij się, że zostały poddane rygorystycznej obróbce cieplnej i hartowaniu.

6) Zwróć uwagę na jakość powierzchni strzyżonej

Jeżeli masz wysokie wymagania odnośnie krawędzi cięcia (np. brak zadziorów i odkształceń):

Wybierz materiał ostrza cechujący się dobrą wytrzymałością, ostrą krawędzią i równomierną twardością.

Do powszechnie stosowanych materiałów należą Cr12MoV, SKD11 i stal proszkowa.

5. Podsumowanie

Tabela porównawcza materiałów i wydajności ostrzy nożyc do metalu:

Przybory	Twardość (HRC)	Odporność na ścieranie	Wytrzymałość	Stabilność termiczna	Stabilność termiczna
T10	58-62	Średni	Niski	Słaby	Słaby
9CrSi	58-60	Dobry	Średni	Średni	Średni
6CrW2Si	60-62	Dobry	Średni	Dobry	Dobry
Cr12MoV	58-60	Bardzo dobry	Stosunkowo dobry	Dobry	Dobry
H13	50-55	Średni	Dobry	Doskonały	Doskonały
SKD11	58-62	Bardzo dobry	Doskonały	Bardzo dobry	Bardzo dobry
ASP23	62-65+	Doskonały	Wytrzymałość	Doskonały	Doskonały

Tabela podsumowująca wybór materiałów:

Priorytet wymagań	Zalecane materiały
Priorytet kosztów	T10, 9CrSi
Priorytet odporności na zużycie	Cr12MoV, SKD11
Priorytet wytrzymałości	6CrW2Si, H13
Odporność na wysoką temperaturę	H13, 5CrNiMo
Wymagania dotyczące ekstremalnego życia	ASP23, stal proszkowa

Podsumowanie rozważań dotyczących wyboru materiału ostrza:

Kluczowe punkty	Zalecenia
Nie dąż ślepo do twardości	Twardość i wytrzymałość wymagają równowagi
Dopasuj materiał do cięcia	Niewłaściwe dopasowanie może prowadzić do odprysków
Dopasuj sprzęt	Struktura, precyzja i szybkość muszą być kompatybilne
Weź pod uwagę kompleksowe rozważania dotyczące kosztów	Materiały wysokiej jakości są droższe, ale trwalsze
Zapewnij jakość obróbki cieplnej	Określa rzeczywistą wydajność ostrza
Przestrzegaj wymagań jakościowych dotyczących cięcia	Aby uzyskać większą precyzję, wybierz materiał o wyższej wydajności

Materiał ostrza nożyc do metalu odgrywa kluczową rolę w jakości cięcia, trwałości ostrza, stabilności urządzenia i wydajności produkcji. Wybór odpowiedniego materiału nie tylko zapewnia płynne, precyzyjne i dokładne cięcie, ale także znacznie zmniejsza częstotliwość wymiany ostrza i przestojów.

Jeśli kupujesz lub wymieniasz ostrza, podaj nam materiał, grubość, model i rysunki urządzenia oraz częstotliwość cięcia. Mogę udzielić bardziej szczegółowych zaleceń dotyczących materiałów.