Vilket är förhållandet mellan knivslitagehastigheten för en verktygsknivskrapa och hårdheten på materialet som skrapas

I industriella och professionella tillämpningar av bruksknivskrapor , är bladslitagehastigheten ett centralt tekniskt mått som direkt påverkar arbetseffektiviteten och driftskostnaderna. Bladslitage är ett komplext tribologiskt fenomen, men det uppvisar ett tydligt, kvantifierbart fysiskt samband med hårdheten hos det skrapade materialet, främst dominerat av den abrasiva förslitningsmekanismen.

1. Slipande slitagemekanismers dominerande roll

När bladet på en verktygsknivskrapa kommer i kontakt med och utövar kraft på det skrapade materialet (såsom torkat bruk, härdat lim, envisa färgskikt eller fläckar på keramiska ytor), är den primära slitageformen abrasivt slitage.

Definition: Slitande slitage hänvisar till den process genom vilken bladets yta kommer i kontakt med hårda partiklar eller en grov yta. De hårda partiklarna fungerar som små skärverktyg, plöjer mikrorepor i bladet och tar gradvis bort bladmaterialet.

Hårdhetsförhållandets kritik: Under skrapningsprocessen ligger nyckelfaktorn som bestämmer förslitningshastigheten i förhållandet mellan bladets hårdhet (vanligtvis mätt på Rockwell C Scale (HRC)) och den effektiva materialhårdheten hos det skrapade materialet.

När det skrapade materialets hårdhet är betydligt lägre än bladets hårdhet (till exempel vid skrapning av mjuka klistermärken), är slitagehastigheten extremt låg och bladets livslängd är lång.

När det skrapade materialets hårdhet närmar sig eller överstiger bladets hårdhet (till exempel vid skrapning av konstruktionsmaterial som innehåller hårda fyllmedel såsom kvarts), förstärks den nötande effekten avsevärt och klingans slitagehastighet ökar olinjärt och exponentiellt.

2. Mikrostruktur och slitstyrka

Slitstyrkan hos själva bladmaterialet är ett inneboende försvar mot det skrapade materialets hårdhet.

Hårdmetallfas: Slitstyrkan hos verktygsblad av professionell kvalitet (som högkolstål eller verktygsstål) bestäms inte bara av matrisens hårdhet. Ännu viktigare är att det är typen, kvantiteten och storleken på de hårda karbiderna i stålet. Speciella karbider som bildas av element som vanadin och volfram är mycket hårdare än basstålet, och fungerar som mikroskopiska fästningar för att förhindra att slipande partiklar tränger in.

Stöt: Vid skrapning av hårda material, om ett blad saknar tillräckligt med hårda karbider, kommer dess egg snabbt att plastiskt deformeras och mattas. Omvänt kommer ett blad med en hög volymfraktion av hårda karbider, även om det potentiellt har en något grövre initial egg, att behålla sin skäreggsgeometri längre, vilket effektivt minskar långvarigt slitage.

3. Det omvända förhållandet mellan hårdhet och seghet

Inom bladmaterialvetenskap representerar hårdhet och seghet ofta en avvägning. Detta förhållande påverkar direkt ett blads lämplighet för skrapningsuppgifter med hög hårdhet.

Konsekvenser av ökad hårdhet: Att öka ett blads HRC-värde ökar dess slitstyrka. Men överdriven strävan efter hårdhet (t.ex. HRC ≥62) kan göra bladet mer skört och minska dess seghet.

Risker med att använda material med hög hårdhet: När skrapor används för att ta bort ojämna material med hög hårdhet (t.ex. ytor med mikrosprickor eller inbäddade hårda partiklar), utsätts bladeggen för stötbelastningar. I denna situation är blad med hög hårdhet men låg seghet mycket känsliga för flisning eller mikrofraktur, ett felläge som är snabbare och mer katastrofalt än progressivt slitage.

Balans i professionell kvalitet: Därför är designmålet för professionella skrapblad att hitta den optimala balansen mellan hårdhet och seghet, vilket säkerställer att bladet motstår slitage samtidigt som det absorberar de oundvikliga spänningskoncentrationerna under drift, vilket förhindrar för tidigt fel.

4. Synergistiska effekter av ytbehandling och kemiskt slitage

Förutom mekaniskt abrasivt slitage påverkar ytbehandling och kemiskt slitage också slitagehastigheten på bladen i komplexa miljöer synergistiskt.

Lågfriktionsbeläggningar: Beläggningar som PTFE (polytetrafluoretylen) eller DLC (diamantliknande kol) kan minska friktionskoefficienten mellan bladet och det skrapade materialet. Även om de inte direkt ökar bladets substrathårdhet, kan de minska värme och limslitage under skrapningsprocessen, vilket indirekt förlänger bladets egglivslängd i miljöer med hög hårdhet och hög friktion.

Korrosiva miljöer: När man arbetar med alkaliska rengöringsrester eller vissa kemiska lim, även med måttligt hårda material, kan korrosion försvaga bladets eggmikrostruktur, vilket gör det mer känsligt för efterföljande mekaniskt slitage och accelererar den totala slitagehastigheten.