為何以SKD-11製成之刀具,上線不久,即因刀口大面積開裂而提早下線?
案由背景詳述:
本公司接獲,新北市某機加工廠老闆詢問,為何以SKD-11製成之刀具上線使用後不久,在刀口端即發生大面積開裂而提早下線?機加工廠老闆表示:本案客製訂單是十件,目前上線是四件已全部開裂,其餘六件未上線,客戶因不良而不敢再使用,全數退回至機加工廠。機加工廠老闆質疑:為何本案硬度要求僅HRC48~50,如此低的硬度要求為何上線使用還是一上線即開裂?是否材質不佳?或熱處理製程不良?
不良原因分析:
本案不良品經肉眼審視,尺寸400mmX150mmX60mm每片刀具平面上端各鑽有約25ψ四個,穿透孔,依先前經驗判定,應是廢五金破碎刀。以肉眼觀察刀口開裂處,呈大面積片剝離,研判在剪切瞬間,刀口無法承受過大的抗衝剪質;也就是刀口在剪切瞬間遭受過負載衝剪應力,導致刀口呈大面積開裂;因此推演,應是,被破碎的廢五金當中含有高硬度或高厚度材,例如:廢冰箱、冷氣的壓縮機、或廢棄馬達。經洛氏硬度機檢測,不良件硬度僅HRC47度比硬度要求還低。依過去經驗及目前業界破碎刀材質選用慨況,推演本案選用SKD-11材製成破碎刀,是特例;也是特案。
改善辦法及建議:
立即改善辦法:破碎刀可兩面使用,目前雖一端刀口開裂,另一面尚可使用,因此將已上線使用之不良品和另六件未使用品取回,利用回火將硬度降低,以提高韌性,可減低開裂可能。建議硬度調降至HRC45度以下。廢五金投入破碎機之前,必須先篩選出超硬、超厚件,可預防刀口大面積開裂。
將來改善辦法:
建議使用SNCM-21材,經機加工後,再進行有效滲碳深度2.5mm以上之滲碳處理,可使用在超重切削場合,此法表面硬度達HRC58~60、心部硬度HRC28~30。或選用SKD-61材,經機加工後,再進行熱處理至HRC52~54,雖然硬度比原先SKD-11,HRC47度還高許多,但韌性和抗開裂比SKD-11材好三倍以上,原因是SKD-61材含碳量僅SKD-11的1/4。
結論:
本案不良原因是,用戶選材不當,並非是熱處理製程不良,也非SKD-11材之材質不佳。改善辦法及建議中所述,若是使用SNCM-21材再進行2.5mm滲碳,此法在30年前就有破碎刀先進使用,且是非常成功案例,但材質取得不易,且滲碳深度大於2.5mm要求,滲碳單價非常高,得考慮材料取得及熱處理成本。若是採用SKD-61材,比較容易取得,且馬上可以驗證它的韌性及抗開裂特質。
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