可有何種低價材質,施予表面處理後還可與高速鋼SKH-9材匹敵?

可有何種低價材質,施予表面處理後還可與高速鋼SKH-9材匹敵?

案由背景詳述:

新北市三重區某家特殊鋼銷售公司的經理來電詢問:有位客戶是生產針織機,機器中的轉盤上模仁零件是和SK5材製成的織針進行作動,也因為其往返作動就是是織布的進行,轉盤是針織機的主軸,相當於人的心臟,轉盤是以70只~90只的模仁零件組成一圈,四圈組成一個轉盤,因此模仁零件扮演相當重要角色,多年前使用SKD-11材因使用壽命不佳招致客訴,後來改以SKH-9材取代,之後就不在有客訴,但近年來SKH-9材單價飆高至一公斤750元,已不符合成本?又加上SKH-9材不易加工;在進行成型加工時刀具損耗快速,也不易研磨,因以上諸多因素,所以想變更較低價也較好被加工材質,再施予表面強化處理後,是否可與SKH-9材有相同上線使用壽命? 問使用何種材質可取代?何種表面處理不但是價格有競爭力,又能達到本案訴求?

案由訴求分析:

以先前多年和針織機械廠接觸經驗和客訴處理驗證做推演,本案目前是以SKH-9材製成的模仁零件在使用壽命上是OK,但由於材質價格昂貴和不易被加工所形成的高加工成本,造成營收利潤降低,引發必須降低成本的想法; 也是本案主要訴求。

織針是SK-5材製成屬於高碳高錳矽鋼,硬度介於HRC58度至62度,多年前曾使用SKD-11製成之模仁零件與SK-5的織針作動壽命不佳,是由於SKD-11材一般使用在針織模仁其泛用硬度是HRC62~63度,在使用中若是處低速運轉尚可維持使用壽命,若在高速運轉時會產生高溫,此時SKD-11材製的模仁立即因高溫而引發質變與硬度下降,當然也導致提早下線引起的客訴。後來改成SKH-9材製成之模仁零件上線,能獲得客戶信賴,這除了SKH-9材可達到HRC63~65的高硬度,再就是SKH-9材含有高碳及鎢、鉬抗高溫元素可耐受高速運轉所產生的高溫,不會有質變與硬度下降的問題,當然使用壽命優於SKD-11材。因此推演將來要採用的材質,必須能承受高速運轉所產生的高溫還可維持高硬度訴求,才可迎合本案訴求。

改善辦法:

建議使用日本大同公司生產的DC-53材,理由是: DC-53材若是以1040℃ 淬火再進行530℃ 回火硬度可維持在HRC63度,且DC-53材的被加工性優於SKH-9材,也由於較好被加工可省刀具損耗和省工時,它的每公斤單價尚不及SKH-9材的一半,因此對於材料成本和加工成本考量是大加分。經機加工後在施予熱處理製程,再經研磨加工達精度尺寸的針織模仁零件,送回本公司進行專利真空無白層氮化,製程結束後基地硬度還是維持在HRC63度,表面硬度達HV0.3 1050以上,相當於HRC70度,可保證幾何精度不走位。