Confronto tra i due materiali
Una conoscenza approfondita delle caratteristiche e dei vantaggi dell'HSS e del Carburo di Tungsteno è essenziale per effettuare la scelta più adatta.
HSS
L'HSS (High-Speed Steel) è uno speciale acciaio per utensili ottenuto aggiungendo elementi leganti come tungsteno, molibdeno, cromo e vanadio all'acciaio al carbonio ed eseguendo quindi un complesso processo di trattamento termico. Il suo più grande vantaggio è la sua eccellente tenacità, il che significa che è meno soggetto a fratture fragili (scheggiature) sotto impatto o stress, e subisce invece un certo grado di deformazione plastica. Tuttavia, presenta anche una limitazione significativa-addolcimento termico. Nelle applicazioni ad alta-frequenza e ad alto-attrito come il taglio delle aste filtranti, il tagliente accumula rapidamente calore. Quando la temperatura raggiunge una certa soglia (circa 600 gradi), la struttura metallografica interna dell'HSS cambia e la durezza diminuisce in modo significativo, provocando l'ammorbidimento del tagliente e con conseguente qualità di taglio molto scarsa.
Carburo di tungsteno
Il carburo di tungsteno non è un singolo metallo, ma un materiale composito prodotto attraverso la metallurgia delle polveri. È tipicamente costituito da particelle di carburo di tungsteno (WC) e una matrice di cobalto (Co). Questo materiale è caratterizzato da elevata durezza e resistenza all'usura, nonché da una stabilità chimica e termica estremamente elevata, mantenendo la sua elevata durezza anche a temperature elevate. A differenza dei tradizionali carburi cementati che sono fragili, i carburi cementati lavorati con tecniche moderne possiedono sia durezza che tenacità.
Riferimento alle prestazioni effettive
Limitazioni dell'HSS
Su apparecchiature come la KDF2, la "durata effettiva dell'affilatura" di una lama HSS viene generalmente misurata in ore. Per garantire una qualità di taglio minima, sono inevitabili 1-2 tempi morti per turno per cambio lama o affilatura. Il tempo sprecato in tempi di inattività per la sostituzione delle lame è inaccettabile nelle fabbriche moderne che danno priorità all'efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE).
Carburo di tungsteno
Le lame TC di alta-qualità hanno una durata da 5 a 10 volte superiore rispetto alle lame HSS, o anche di più. Ciò significa una riduzione significativa dei tempi di inattività per la sostituzione delle lame, un risparmio di tempo maggiore e, cosa ancora più importante, un notevole miglioramento della stabilità del programma di produzione.
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Acciaio ad alta-rapidità (HSS): Quando una lama smussata in HSS entra in contatto con l'asta del filtro, la sua azione cambia gradualmente da "taglio" a "spinta e strappo". Questa è la ragione fondamentale delle bave sul taglio, della trafilatura del filo sulla faccia terminale e della compressione della densità dell'asta del filtro vicino al taglio.
Carburo (TC): le lame TC mantengono un bordo affilato "a specchio-", garantendo che ogni taglio sia una pura azione di taglio. Soprattutto quando la lama stessa ha una planarità estremamente elevata e una tolleranza di concentricità ridotta (ad esempio, ±0,005 mm), garantisce un taglio assolutamente piatto e perpendicolare, fornendo le condizioni ottimali per un perfetto incollaggio con la carta da sigarette.
Precisione produttiva
Anche utilizzando lo stesso materiale in metallo duro di prima-qualità, gli utensili da taglio di produttori diversi possono presentare differenze significative in termini di prestazioni. Per massimizzare le prestazioni dei materiali, la precisione della produzione è essenziale.
Esaurito-: Se la tolleranza di runout-è troppo grande (ad esempio, supera 0,01 mm), il tagliente oscillerà periodicamente durante la rotazione ad alta-velocità. Ciò porta a tagli irregolari, aumento delle vibrazioni e una durata notevolmente ridotta dei cuscinetti. Hansheng Automation, con i suoi centri di rettifica di precisione, può controllare stabilmente la tolleranza di runout-entro ±0,005 mm.
Finitura superficiale: Una superficie ruvida dell'utensile da taglio aumenta l'attrito, generando un calore eccessivo che provoca la fusione e l'adesione delle fibre. Il nostro processo di finitura a specchio ultra- raggiunge una finitura superficiale di Ra inferiore o uguale a 0,2μm.
Domande frequenti
D: Le lame in metallo duro richiedono pietre per affilare o liquidi refrigeranti speciali per la manutenzione?
R: Sì, se è necessaria un'affilatura secondaria, le lame in metallo duro devono essere affilate con mole diamantate a causa della loro durezza estremamente elevata, che le normali mole non possono affilare efficacemente. Per ottenere risultati ottimali sono necessari anche refrigeranti sintetici specializzati. Consigliamo vivamente la sostituzione. Dopo l'affilatura secondaria, se l'effetto non è buono come prima, sostituire la lama con una nuova lama ad alta-precisione di un produttore professionale è un'opzione più economica e affidabile.
D: Oltre al taglio delle barre filtranti, quali altre applicazioni ha il carburo nelle macchine per il tabacco?
R: Moltissimi. Le proprietà di resistenza all'usura-del carburo lo rendono un materiale ideale per risolvere i problemi di usura. Ad esempio, l'utilizzo del carburo o l'applicazione di un rivestimento superficiale in carburo su componenti critici come il rullo Garnier e il distributore di tabacco nelle macchine per sigarette, nonché su piastre pieghevoli e lame da taglio nelle macchine per l'imballaggio, può prolungare significativamente la durata dei componenti e ridurre la frequenza di manutenzione. Ciò riflette un approccio sistematico alla progettazione "resistente all'usura-".
D: Perché ci sono differenze di prezzo così grandi tra alcuni utensili da taglio in metallo duro?
R: 1) Grado della materia prima: è realizzata con materiali riciclati o con materiale vergine al 100%? Qual è la dimensione e la purezza delle particelle dei granuli del WC?
2) Processo di produzione: viene utilizzato un processo avanzato di sinterizzazione sotto vuoto a bassa-pressione (Sinter-HIP)?
3) Livello di lavorazione di precisione: è in grado di raggiungere tolleranze di precisione a livello di micron-? Esistono test rigorosi di bilanciamento dinamico?
4) Controllo qualità: ispezione completa o campionamento casuale? L'apparecchiatura di prova è calibrata?
Riferimenti
ISO 4957:2018 - Acciai per utensili - Standard ISO attuale per gli acciai per utensili
DIN 50320:1979-06 - Usura; concetti, analisi sistematica dei processi di usura, classificazione dei fenomeni di usura
Manuale ASM, volume 7: Metallurgia delle polveri