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客訴處理分享

SKH-9材降低淬火温度韌性會比SKD-61好嗎?

案由背景說明:

某機械零件製造廠廠長來電:說他原先是以SKD-61材製成圓棒頂針,是使用在塑膠射出用途,使用壽命不理想;也就是未達使用者預期要求,因此以SKH-9材取代,又擔心SKH-9材硬度太硬,因此突發其想將SKH-9材製成之圓棒頂針與SKD-11材一起淬火,再以低温回火一次即精加工至完成尺寸,經用戶上線使用後不久,就發生斷裂。本案以SKH-9製成之圓棒頂針總共約100支,己上線使用的全數提早下線,不良品12支剩下約80餘支客戶不敢使用問可有立即改善方法?斷裂原因為何?

不良原因分析:

SKH-9材屬於高速鋼系列,一般使用在切削刀具,含碳量0.9%屬於高碳高合金鋼,相較於SKD-61材屬於熱作工具鋼,一般使用在壓鑄、熱鍛、塑膠射出含碳量僅0.38%屬於中碳合金鋼，以韌性比較SKD-61遠遠大於SKH-9,且可承受在上線使用時的側向受力,主要原因在於含碳量與合金成分，以耐磨麾比較SKH-9卻遠遠大於SKD-61,但上線使用時只要垂直度偏移;稍為側向受力即引發斷裂,主要原因也是含碳量與合金含量，以含碳量和合金含量論述:含碳量愈高合金量含愈多,強度愈高硬度也跟著增高當然韌性也隨之降低。

本案雖然將SKH-9以SKD-11材一起淬火;也就是降低淬火温度Under hardening以求得較高韌性,方法是對的,但選擇材質不適當,雖然低淬火温度可得較好的延展性,但還是在上線使用不久就斷裂,因此判定本案失效原因,在於選材不當。

對應辦法:

立即改善辦法:將尚未使用的80餘支圓棒頂針,利用高温回550℃X2H,硬度將降至HRC52度,先取幾支上線使用若改善了,可全部上線使用,若繼續發生斷裂,再提高回火温度降低硬度應可立即改善。

將來對策:

還是選擇SKD-61材經調質處理至HRC55度→精加工至完成尺寸→氮化→上線,經此製程圓棒頂針心部硬度HRC55度表面硬度HV1000,應可達到本案所要求的高韌性與耐磨要求。

                                              謝朝陽