Dans le broyage industriel, Coût d'usure par tonne Il s'agit d'un indicateur clé de performance (KPI). Un jeu de lames D2 coûtant 2 000 £ et ayant une durée de vie de 500 heures (4 £/h) est bien plus cher qu'un jeu de lames CPM 10V coûtant 6 000 £ et ayant une durée de vie de 4 000 heures (1,50 £/h). Ce guide explore les options métallurgiques avancées autres que l'acier à outils standard.
Équipements associés : broyeur à arbre unique.
1. La ligne de base : D2 / SKD11
- Composition: 1,5% Carbone, 12% Chrome.
- Performance: La norme industrielle pour les plastiques courants.
- LimitationLes grandes structures en carbure présentes dans la matrice d'acier sont sujettes à l'arrachement (micro-écaillage) lors du traitement de matériaux abrasifs comme le nylon chargé de verre ou un film sale.
2. La mise à niveau : CPM 10V (Métallurgie des poudres)
La métallurgie par particules en creuset (CPM) crée un acier avec une distribution uniforme de carbures de vanadium extrêmement fins.
* Composition: 2.45% Carbone, 9,75% Vanadium.
* Performance: Les carbures de vanadium sont plus durs que les carbures de chrome (Rockwell C 82 contre 66 équivalent).
* Wear Life: Typiquement 5x à 10x celui du D2 dans les applications abrasives.
* Idéal pourPlastiques renforcés de fibres de verre, papier (à forte teneur en silice), film contaminé.
* Dureté: Étonnamment performant grâce à sa structure à grain fin, il résiste mieux aux chocs que le D2 standard.
3. L'extrême : les incrustations en carbure cémenté
Le carbure de tungstène n'est pas de l'acier ; c'est un composite céramique-métal.
* Application: Brasage d'une bande de carbure massif sur un corps de support en acier.
* Dureté: 1600 Vickers (~90 HRC).
* Wear LifeExtrêmement longues. Peuvent servir de lames “ permanentes ” dans certaines applications délicates.
* Défaut fatal: fragilité. Si un boulon en acier ou un marteau pénètre dans le broyeur, le carbure peut se briser comme du verre.
* Idéal pour: Recyclage des pneus (sans fil métallique), Recyclage des tapis (support en CaCO3).
4. Rechargement dur : Le rotor “ blindé ”
L'usure ne touche pas seulement les lames ; le corps du rotor s'use également.
* Technique: Souder une matrice de particules de carbure de tungstène sur la surface du rotor.
* ModèleLes motifs “ gaufrés ” ou “ quadrillés ” retiennent la matière, permettant une usure plastique sur plastique au lieu d'une usure plastique sur acier.
* EntretienLe rechargement dur est généralement réappliqué lors des révisions programmées ; l’intervalle dépend de l’abrasion, du temps de fonctionnement et de la stratégie de maintenance.
5. La mise à niveau “ gratuite ” : Traitement cryogénique
Le traitement cryogénique profond (DCT) consiste à refroidir les pales à -196°C (-320°F) pendant plus de 24 heures après le traitement thermique.
* Science: Transforme l'“ austénite résiduelle ” molle en “ martensite ” dure.”
* Résultat: Augmente la résistance à l'usure abrasive par 20-30% et soulage les contraintes internes (réduisant le risque de fissuration).
* Coût: Négligeable (<5% de coût de la lame). Toujours préciser « Cryo ».
Guide de sélection sommaire
| Application | Matériel recommandé | HRC | Coût relatif | Vie relative |
|---|---|---|---|---|
| PE/PP propre | D2 / SKD11 | 58-60 | 1x | 1x |
| Film sale / Papier | CPM 10V | 60-63 | 3x | 8x |
| Pneus / Moquette | Incrustation en carbure | 88-90 | 4x | 15x |
| Déchets de métaux lourds | H13 modifié | 52-54 | 1,5x | 2x (Impact) |
Références
[1] “ Sélection de l’acier à outils pour les applications de travail à froid ”,” Crucible Industries. Sélection des aciers à outils pour les applications de travail à froid
[2] “ Mécanismes d’usure dans le recyclage du plastique ”,” Journal de tribologie. Mécanismes d'usure dans le recyclage du plastique
