Beim industriellen Zerkleinern, Verschleißkosten pro Tonne ist ein wichtiger Leistungsindikator (KPI). Ein Satz D2-Sägeblätter zum Preis von 2.000 £ mit einer Lebensdauer von 500 Stunden (4 £/Std.) ist deutlich teurer als ein Satz CPM-10V-Sägeblätter zum Preis von 6.000 £ mit einer Lebensdauer von 4.000 Stunden (1,50 £/Std.). Dieser Leitfaden untersucht die fortschrittlichen metallurgischen Optionen jenseits von Standardwerkzeugstahl.
Zugehörige Ausrüstung: Einwellen-Häcksler.
1. Die Basislinie: D2 / SKD11
- Zusammensetzung: 1.5% Kohlenstoff, 12% Chrom.
- LeistungDer Industriestandard für allgemeine Kunststoffe.
- EinschränkungGroße Karbidstrukturen in der Stahlmatrix neigen bei der Bearbeitung abrasiver Materialien wie glasfaserverstärktem Nylon oder verschmutzten Filmen zum Herauslösen (Mikroausbrechen).
2. Das Upgrade: CPM 10V (Pulvermetallurgie)
Bei der Tiegelpartikelmetallurgie (CPM) wird ein Stahl mit einer gleichmäßigen Verteilung von extrem feinen Vanadiumcarbiden hergestellt.
* Zusammensetzung: 2.45% Carbon, 9.75% Vanadium.
* LeistungVanadiumcarbide sind härter als Chromcarbide (Rockwell C 82 gegenüber 66).
* Wear Life: Typischerweise 5x bis 10x die von D2 in abrasiven Anwendungen.
* Am besten für: Glasfaserverstärkte Kunststoffe, Papier (hoher Siliziumdioxidgehalt), kontaminierte Folie.
* Zähigkeit: Überraschend gut aufgrund der feinen Kornstruktur, stoßfester als Standard-D2.
3. Die extreme Variante: Hartmetalleinlagen
Wolframcarbid ist kein Stahl; es ist ein Keramik-Metall-Verbundwerkstoff.
* Anwendung: Auflöten eines Vollhartmetallstreifens auf einen Stahlträgerkörper.
* Härte: 1600 Vickers (~90 HRC).
* Wear LifeExtrem lang. Können in einigen weichen Anwendungen als “permanente” Klingen dienen.
* Schwerwiegender Fehler: Sprödigkeit. Wenn eine Stahlschraube oder ein Hammer in den Schredder eintritt, kann das Hartmetall wie Glas zerspringen.
* Am besten für: Reifenrecycling (drahtlos), Teppichrecycling (CaCO3-Rückseite).
4. Hartauftragung: Der “gepanzerte” Rotor
Der Verschleiß beschränkt sich nicht nur auf die Messer; auch der Rotorkörper verschleißt.
* Technik: Aufschweißen einer Matrix aus Wolframcarbidpartikeln auf die Rotoroberfläche.
* Muster: “Waffel”- oder “Kreuzschraffur”-Muster fangen Material auf und ermöglichen so einen Kunststoff-auf-Kunststoff-Verschleiß anstelle eines Kunststoff-auf-Stahl-Verschleißes.
* WartungDie Hartauftragung wird typischerweise im Rahmen planmäßiger Überholungen erneuert; das Intervall hängt vom Abrieb, der Betriebszeit und der Wartungsstrategie ab.
5. Das “kostenlose” Upgrade: Kryogene Behandlung
Bei der Tiefkältebehandlung (DCT) werden die Schaufeln nach der Wärmebehandlung für mehr als 24 Stunden auf -196°C (-320°F) abgekühlt.
* Wissenschaft: Wandelt weichen “Restaustenit” in harten “Martensit” um.”
* ErgebnisErhöht die Abriebfestigkeit um 20-30% und reduziert innere Spannungen (wodurch das Risiko von Rissen verringert wird).
* Kosten: Vernachlässigbar (<5% der Klingenkosten). Immer Kryo angeben.
Auswahlhilfe (Zusammenfassung)
| Anwendung | Empfohlenes Material | HRC | Relative Kosten | Relative Lebensdauer |
|---|---|---|---|---|
| Sauberes PE/PP | D2 / SKD11 | 58-60 | 1x | 1x |
| Schmutziger Film / Papier | CPM 10V | 60-63 | 3x | 8x |
| Reifen / Teppich | Hartmetalleinlage | 88-90 | 4x | 15x |
| Schwermetallschrott | Modifiziertes H13 | 52-54 | 1,5x | 2x (Aufprall) |
Referenzen
[1] “Werkzeugstahlauswahl für Kaltumformungsanwendungen”,” Crucible Industries. Werkzeugstahlauswahl für Kaltumformungsanwendungen
[2] “Verschleißmechanismen beim Kunststoffrecycling”,” Zeitschrift für Tribologie. Verschleißmechanismen beim Kunststoffrecycling
