为什么粉碎机刀片上线使用不久即断裂
为什么粉碎机刀片上线使用不久即断裂、有的则不会?
案例：
某物质回收公司,回收废旧的绵状玻璃纤维再粉碎利用，该公司将回收的绵状玻纤投入圆桶状的粉碎机，粉碎机的桶底装配有一组四片的粉碎刀，经由电机带动粉碎。初期这组粉碎机刀主要起到搅拌的作用, 此时的玻璃纤维还是绵状,经由快速旋转的粉碎刀与玻璃纤维产生磨擦发热，随着旋转时间的持续，玻纤由于高速磨擦温升至250℃左右，此时玻璃纤维由绵状液化成年糕状，操作人员倒入常温水，已液化成年糕状的玻璃纤维因冷热的瞬间变化引发不规则碎裂，此时继续转动的粉碎刀即将己碎裂的玻璃纤维粉碎成大小均一的小颗粒。
案例背景说明：
到该公司操作现场，经由负责人解说得知，怀疑粉碎机刀片材质不好或是热处理过程不良造成部份刀具开裂或断裂，要求协助改善刀片质量。该公司负责人说:粉碎刀是由粉碎机制造厂提供,材质有Cr12MoV、H13、65Mn三种，且目前有一批65Mn材已经不敢使用,问如何才能改善?
断裂原因分析:
由物质回收公司负责人所说的操作情况得知，玻纤破碎机刀片在上线使用中必须承受初期拌料所需之扭力要求，及后续高温入水冷却，冷热温差持续的粉碎玻璃纤维所需的耐磨耗要求，因此推迟本案使用的钢材必须符合高扭力、抗温差、高耐磨等要求。 该公司负责人说:粉碎刀可能是Cr12MoV、H13、65Mn这三种材质的一种，这问题就大了，因为每一种材质的特性是不同，Cr12MoV是冷作工具钢，65Mn是弹簧钢，只有H13才是热作工具钢。若使用Cr12MoV材质，因是属于冷作工具钢，属高碳、高铬合金钢，在耐磨损的情况下，Cr12MoV是这三种材质的最佳，单本案例须承受高温250℃以及瞬间冷却粉碎的高扭力需求，使用材Cr12MoV材质会出现开裂断裂的情况，如果是使用65Mn弹簧钢材质，因为65Mn弹簧钢适用在高弹力场合，可使用在冷间切纸板刀及汽车的避振器用途才是正确，而且由于65Mn属于高碳高锰合金钢，本案是必须承受高温急冷及扭力需求，将易使65Mn钢因高温引发硬度下降及冷却可能引发开裂。H13材质属于热作工具钢，非常适合本案所需的高扭力、抗高温及瞬间水冷的使用场合，但由于属中碳铬钼合金钢，耐磨性比Cr12MoV要差。玻璃纤维在绵状时是软性的，但是在高温黏状后再水冷会成硬块，因而产生高硬度，而且在高温时会释放酸气，因此粉碎刀将承受酸气侵蚀、高温、强冷等要求。
改善建议:
经过前述的案由分析，适合本案需求的粉碎刀，材质必须是抗高扭力、抗高温及高温急冷、耐磨损及抗酸蚀，因此建议使用H13材质，淬火硬度至HRC52~56之间，必须高温500℃以上回火，因H13材质的抗耐磨性能较差，因此将己热处理的H13材料再施以氮化以提高其表层硬度至HRC70以上，应该可以符合本案例的特殊需求。
该公司负责人所说尚有十五组65Mn弹簧钢的粉碎机刀片，经评估是不适合使用笨场合的，但在新刀具未到之前得先应急使用，因此建议以高于使用温度250℃以上的温度进行保温回火，大约在380℃X2小时，硬度将会下降在HRC50~52区间，再就是粉碎处理量必须减少，以避免因粉碎量大时的高扭力阻抗，引发断裂，将用来冷却的水温提升至25℃以上，可减少刀具断裂的机率。
结论:
粉碎机刀具使用必先了解其使用的环境因素，再依环境需求选择适当的钢材才是上策。
