Kakav je odnos između stope trošenja oštrice strugača za pomoćne noževe i tvrdoće materijala koji se struže

U industrijskoj i profesionalnoj primjeni pomoćni noževi strugači , stopa istrošenosti noževa ključna je tehnička metrika koja izravno utječe na učinkovitost rada i operativne troškove. Trošenje oštrice složen je tribološki fenomen, ali pokazuje jasnu, mjerljivu fizičku povezanost s tvrdoćom struganog materijala, kojom prvenstveno dominira mehanizam abrazivnog trošenja.

1. Dominantna uloga mehanizama abrazivnog trošenja

Kada oštrica strugača pomoćnog noža dođe u kontakt i primijeni silu na strugani materijal (kao što je osušeni mort, stvrdnuto ljepilo, tvrdokorni slojevi boje ili mrlje na keramičkim površinama), primarni oblik trošenja je abrazivno trošenje.

Definicija: Abrazivno trošenje odnosi se na proces kojim površina oštrice dolazi u kontakt s tvrdim česticama ili grubom površinom. Tvrde čestice djeluju poput sićušnih alata za rezanje, urežući mikro-ogrebotine u oštricu, postupno uklanjajući materijal oštrice.

Kritičnost omjera tvrdoće: Tijekom procesa struganja, ključni faktor koji određuje stopu trošenja leži u omjeru između tvrdoće oštrice (obično mjerene na skali Rockwell C (HRC)) i efektivne tvrdoće materijala sastruganog materijala.

Kada je tvrdoća sastruganog materijala znatno niža od tvrdoće oštrice (na primjer, kada se strugaju mekani ostaci naljepnice), stopa trošenja je izuzetno niska, a vijek trajanja oštrice dug.

Kada se tvrdoća struganog materijala približi ili premaši tvrdoću oštrice (na primjer, kada se strugaju građevinski materijali koji sadrže tvrda punila kao što je kvarc), abrazivni učinak je znatno pojačan, a stopa trošenja oštrice raste nelinearno i eksponencijalno.

2. Mikrostruktura i otpornost na trošenje

Otpornost na trošenje samog materijala oštrice je inherentna obrana od tvrdoće ostruganog materijala.

Faza karbida: Otpornost na habanje profesionalnih oštrica (kao što je visokougljični čelik ili alatni čelik) nije samo određena tvrdoćom matrice. Još važnije, to je vrsta, količina i veličina tvrdih karbida unutar čelika. Posebni karbidi formirani od elemenata poput vanadija i volframa puno su tvrđi od osnovnog čelika, djelujući kao mikroskopske tvrđave koje sprječavaju prodor abrazivnih čestica.

Udarac: Prilikom struganja tvrdih materijala, ako oštrici nedostaje dovoljno tvrdih karbida, njezin rub će se brzo plastično deformirati i otupiti. Nasuprot tome, oštrica s velikim volumenskim udjelom tvrdih karbida, iako potencijalno ima malo grublji početni rub, duže će zadržati svoju geometriju oštrice, učinkovito smanjujući dugotrajno trošenje.

3. Obrnuti odnos između tvrdoće i žilavosti

U znanosti o materijalima za oštrice, tvrdoća i žilavost često predstavljaju kompromis. Ovaj odnos izravno utječe na prikladnost oštrice za zadatke struganja visoke tvrdoće.

Posljedice povećane tvrdoće: Povećanje HRC vrijednosti oštrice povećava njenu otpornost na trošenje. Međutim, pretjerana potraga za tvrdoćom (npr. HRC ≥62) može učiniti oštricu krhijom i smanjiti njenu žilavost.

Rizici korištenja materijala visoke tvrdoće: Kada se strugači koriste za uklanjanje nejednolikih materijala visoke tvrdoće (npr. površine s mikropukotinama ili ugrađenim tvrdim česticama), rub oštrice je izložen udarnom opterećenju. U ovoj situaciji, oštrice visoke tvrdoće, ali niske žilavosti vrlo su osjetljive na lomljenje ili mikrofrakturu, način kvara koji je brži i katastrofalniji od progresivnog trošenja.

Ravnoteža profesionalne razine: Stoga je cilj dizajna oštrica profesionalnih uslužnih strugača pronaći optimalnu ravnotežu između tvrdoće i žilavosti, osiguravajući da je oštrica otporna na habanje dok apsorbira neizbježne koncentracije naprezanja tijekom rada, sprječavajući prijevremeni kvar.

4. Sinergistički učinci površinske obrade i kemijskog trošenja

Uz mehaničko abrazivno trošenje, obrada površine i kemijsko trošenje također sinergistički utječu na stopu trošenja lopatica u složenim okruženjima.

Premazi s niskim trenjem: Premazi kao što su PTFE (politetrafluoroetilen) ili DLC (ugljik sličan dijamantu) mogu smanjiti koeficijent trenja između oštrice i ostruganog materijala. Iako izravno ne povećavaju tvrdoću podloge oštrice, mogu smanjiti trošenje topline i ljepila tijekom procesa struganja, neizravno produžujući vijek trajanja ruba oštrice u okruženjima visoke tvrdoće i trenja.

Korozivna okruženja: pri radu s alkalnim ostacima čišćenja ili određenim kemijskim ljepilima, čak i s umjereno tvrdim materijalima, korozija može oslabiti mikrostrukturu ruba oštrice, čineći je osjetljivijom na naknadno mehaničko trošenje i ubrzati ukupnu stopu trošenja.