Materiais das lâminas de trituradores de metal: um guia prático para usinas de reciclagem de sucata nos EUA

Resposta rápida: quais são os melhores materiais para lâminas de trituradores de metal?

Para a maioria das usinas de reciclagem de sucata dos EUA, o melhor material para as lâminas dos trituradores de metal é um aço-ferramenta de liga forjada com um tratamento térmico projetado tanto para resistência ao desgaste quanto para tenacidade ao impacto. O aço para ferramentas de trabalho a frio do tipo D2 pode ser útil quando a abrasão e a retenção do fio são os principais problemas, enquanto o aço para ferramentas de trabalho a quente do tipo H13 é conhecido por sua tenacidade a quente e resistência ao choque térmico. No trabalho real de trituração, no entanto, o projeto da lâmina, a espessura, o número de dentes, a velocidade do eixo, o controle de sobrecarga e a disciplina de avanço frequentemente determinam a vida útil da lâmina tanto quanto o próprio tipo de aço.

A página da YUXI sobre trituradores de metal descreve o material da lâmina móvel como peças brutas forjadas de aço-ferramenta de liga especial processado por usinagem de precisão, múltiplos tratamentos térmicos e tratamento a baixa temperatura. A mesma página do produto também indica opções de espessura das lâminas substituíveis de 15 mm, 20 mm, 40 mm, 50 mm, 75 mm e 100 mm, sendo que a espessura da lâmina e o número de garras são selecionados de acordo com os diferentes materiais. Essa é a maneira correta de abordar o assunto: o tipo de material e a geometria da lâmina devem ser selecionados em conjunto, e não separadamente.

Por que o material das lâminas é importante em um triturador de metal

Uma lâmina de triturador de metal não funciona como uma ferramenta de corte nova de uma oficina mecânica. Ela puxa, rasga, comprime e corta sucata irregular. Uma única carga pode incluir chapas metálicas pintadas, painéis galvanizados, parafusos soltos, dobradiças, pequenas peças fundidas, peças de alumínio, plástico, borracha e sujeira. Essa mistura gera três tipos de tensão na lâmina:

• Abrasão: A ferrugem, os revestimentos, a sujeira e as partículas duras vão, aos poucos, arredondando a aresta de corte.
• Impacto: Seções grossas, sobras dobradas ou objetos duros inesperados podem lascar uma borda frágil.
• Fadiga: Picos de torque repetidos, ciclos reversos e alimentação irregular podem causar rachaduras ao redor dos dentes ou nas áreas do furo.

É por isso que uma discussão sobre o material da lâmina não deve se limitar à pergunta “qual é o HRC?”. A dureza contribui para a retenção do fio, mas um triturador de sucata também precisa de tenacidade. Uma lâmina muito dura, mas que lasca durante condições reais de alimentação, geralmente custa mais por tonelada processada do que uma lâmina ligeiramente mais macia, porém mais tenaz, cujo desgaste é previsível.

Contexto do projeto da lâmina do triturador de metal YUXI

Da YUXI’s triturador de metal é projetada para materiais leves de sucata metálica, como carrocerias de automóveis, geladeiras, tambores metálicos, telhas de aço colorido descartadas, baldes de metal, sucata de aço e móveis de aço. A câmara de trituração utiliza lâminas para reduzir materiais de grandes dimensões por meio de rasgamento, compressão e cisalhamento antes da descarga pela parte inferior da caixa.

Para a seleção das lâminas, os detalhes importantes do produto YUXI são:

• Material da lâmina móvel: peças brutas forjadas de aço-ferramenta de liga especial.
• Etapas do processo: usinagem de precisão, diversos tratamentos térmicos e tecnologia de tratamento térmico por congelamento a baixa temperatura.
• Flexibilidade na geometria da lâmina: Opções de espessura de lâmina de 15 mm, 20 mm, 40 mm, 50 mm, 75 mm e 100 mm, com espessura e número de garras substituíveis de acordo com o material.
• Proteção da máquina: Em caso de sobrecarga ou quando objetos estranhos entram na unidade de corte, o rotor pode parar e reverter o sentido de rotação automaticamente para reduzir o excesso de alimentação e proteger contra danos.

Para o comprador, esses detalhes são importantes porque indicam que a vida útil da lâmina é determinada por um sistema: aço para ferramentas forjado, precisão de usinagem, controle do tratamento térmico, seleção da geometria e lógica de sobrecarga da máquina. Uma lâmina de reposição deve ser compatível com a máquina e com a estratégia de avanço, e não apenas com o tipo nominal de aço.

Principais tipos de materiais utilizados nas lâminas de trituradores de metal

1. Aço-ferramenta de liga forjado

Este é o ponto de partida mais prático para sucata mista. O aço-ferramenta ligado pode ser ajustado para alcançar um equilíbrio entre dureza, tenacidade e resistência ao desgaste. O forjamento pode ajudar a criar uma estrutura interna mais resistente do que práticas inadequadas de fundição, e o tratamento térmico controlado pode reduzir a chance de rachaduras prematuras. A YUXI segue essa orientação geral para suas lâminas móveis, em vez de alegar que um único tipo de aço serve para todas as aplicações.

2. D2 / aço para ferramentas de trabalho a frio com alto teor de carbono e cromo

O D2 é frequentemente mencionado no contexto de ferramentas de corte industriais e matrizes devido ao seu alto teor de carbono e cromo, à excelente resistência ao desgaste e à dureza após o tratamento térmico. A Xometry classifica o D2 como um aço para ferramentas de trabalho a frio da série D, com alto teor de carbono e cromo, que oferece resistência excepcional ao desgaste; A AZoM lista a composição química do D2: o teor de carbono varia de aproximadamente 1,4% a 1,6%, o teor de cromo é de 11–13%, e ela indica uma dureza Rockwell C em torno de 62 em sua tabela de referência.

Para trituradores, isso significa que o material do tipo D2 pode ser útil quando o arredondamento das arestas é o principal problema. Mas não se trata de uma solução universal. A alta dureza pode vir acompanhada de menor tolerância a choques, lascas e dificuldade de usinagem. No caso de carcaças de eletrodomésticos, sucata de carroceria de automóveis ou metais leves misturados com inclusões desconhecidas, o operador deve verificar se a lâmina está falhando por abrasão ou por impacto antes de passar para um material mais duro.

3. H13 / aço para ferramentas de trabalho a quente

O H13 é um aço para ferramentas de trabalho a quente frequentemente associado à tenacidade a quente, à resistência ao desgaste e à resistência ao choque térmico. As notas técnicas da MatWeb sobre o material H13 descrevem alta temperabilidade, excelente resistência ao desgaste e tenacidade a quente, ao mesmo tempo em que observam que a nitretação pode aumentar a dureza, mas pode reduzir a resistência ao choque térmico se a camada endurecida for muito espessa.

Em um triturador de metal, o material do tipo H13 costuma ser mencionado quando a temperatura, o impacto e a tenacidade são fatores importantes. Ele pode ser mais relevante para ferramentas de cisalhamento a quente ou de alto impacto do que para todas as lâminas de trituradores de eixo duplo de baixa velocidade. A lição principal não é “escolha o H13”, mas sim “adapte a família de aços ao modo de falha”.”

4. Tratamentos de superfície ou lâminas nitretadas

Os tratamentos de superfície podem melhorar a resistência ao desgaste da camada externa, mas a escolha incorreta do aço de base e do tratamento térmico não pode ser corrigida. Uma superfície dura sobre um núcleo fraco ou frágil ainda pode rachar. Uma camada superficial muito frágil pode lascar quando o triturador encontrar metal dobrado, inserções duras ou objetos estranhos. Considere o aprimoramento da superfície como uma opção de acabamento somente após a escolha correta do material de base e do tratamento térmico.

5. Aços resistentes ao desgaste por fundição e materiais do tipo manganês

Alguns equipamentos de reciclagem utilizam peças de desgaste fundidas ou aços do tipo manganês em áreas de impacto. Esses materiais podem funcionar bem em martelos, revestimentos ou zonas de impacto, mas não são automaticamente a melhor opção para lâminas de triturador de engate preciso. As lâminas de trituradores de eixo duplo exigem controle dimensional, precisão dos dentes e folga de encaixe previsível. É por isso que o aço-ferramenta de liga forjado e usinado é frequentemente preferido para conjuntos de lâminas.

Como escolher o material da lâmina de acordo com o tipo de sucata

O tratamento térmico é tão importante quanto o nome do material

Dois fornecedores podem dizer “aço para ferramentas”, mas as lâminas podem apresentar um desempenho muito diferente. Pergunte sobre todo o processo de fabricação: peça bruta forjada, usinagem de desbaste, tratamento térmico, revenimento, usinagem final, inspeção dimensional e qualquer tratamento a baixa temperatura. A página de produtos publicada pela YUXI destaca a usinagem de precisão, os múltiplos tratamentos térmicos e o tratamento a baixa temperatura para a lâmina móvel, que é exatamente o tipo de informação sobre o processo que os compradores devem solicitar.

Para compradores dos EUA que estejam comparando facas de reposição, solicitem as seguintes informações antes de aprovar um grande pedido de peças de reposição:

• Material de base ou família de materiais, e não apenas “aço-liga”.”
• Faixa de dureza alvo e onde a dureza é medida.
• Etapas do processo de tratamento térmico e se a lâmina é totalmente temperada ou tem o endurecimento superficial.
• Erros dimensionais admissíveis de espessura, diâmetro interno, ranhura de chaveta e contorno dos dentes.
• Limitações recomendadas para alimentação e itens conhecidos que não podem ser triturados.
• Prática prevista de reafiação ou rotação, se aplicável ao projeto da faca.

Um material que apresenta bom desempenho em um teste em ambiente limpo pode apresentar falhas em um pátio onde os operadores alimentam cilindros selados, peças fundidas grossas, parafusos de alta resistência ou pedras. A boa seleção da lâmina envolve, em parte, engenharia e, em parte, disciplina na alimentação.

Manutenção e segurança das lâminas nas instalações dos EUA

A substituição e a inspeção de lâminas expõem os trabalhadores a energia armazenada, arestas afiadas, cargas suspensas, pontos de esmagamento e movimentos inesperados da máquina. A norma de bloqueio e sinalização (lockout/tagout) da OSHA, 29 CFR 1910.147, aplica-se a serviços de manutenção e reparos em que a energização inesperada, a partida ou a liberação de energia armazenada possam causar ferimentos aos trabalhadores. A norma da OSHA sobre proteção de máquinas, 29 CFR 1910.212, exige proteção contra riscos como pontos de operação, pontos de aperto de entrada, peças rotativas, lascas e faíscas.

A reciclagem de sucata também apresenta riscos mais amplos. A página temática da OSHA sobre reciclagem de sucata de metal destaca peças móveis, partida inesperada, poeira combustível, incêndio e explosão, além de outros riscos. Quando uma instalação gera poeira durante o corte de alumínio, magnésio ou outros metais combustíveis, consulte a norma NFPA 484 juntamente com os códigos locais de incêndio e os requisitos das seguradoras. Quanto ao ruído no local de trabalho, o NIOSH recomenda um limite de exposição de 85 dBA, calculado como média de oito horas; o tempo de exposição permitido diminui à medida que os níveis de ruído aumentam.

O material das lâminas faz parte da linha completa de reciclagem

Uma lâmina de triturador não funciona sozinha. Em uma linha completa de reciclagem de sucata, o desempenho da lâmina afeta o tamanho das partículas nas etapas posteriores, a separação magnética, a separação por correntes parasitas, a peneiração e a carga de poeira. A YUXI’s Linha de reciclagem de sucata de alumínio UBC, por exemplo, descreve um processo que inclui trituração com eixo duplo, separação magnética, peneiramento vibratório, separação por correntes parasitas e um sistema de controle central. Para eletrodomésticos, a YUXI descreve linhas de reciclagem de geladeiras que utilizam um triturador de eixo duplo, um britador de metal, um separador por correntes parasitas e equipamentos de remoção de poeira.

É por isso que uma fábrica nos EUA que esteja montando uma nova linha não deve se limitar a perguntar: “Que material vocês usam para as lâminas?”. Uma pergunta mais adequada seria: “Considerando meu material de alimentação, o tamanho de saída desejado, o método de classificação posterior e os requisitos de segurança, qual espessura de lâmina, número de dentes, velocidade do eixo, tratamento térmico e plano de peças de reposição vocês recomendam?”.”

Lista de verificação do comprador: perguntas a fazer antes de encomendar lâminas para triturador

1. Que tipo exato de resíduos as lâminas irão processar: carrocerias de automóveis, tambores, eletrodomésticos, sucata de chapas, alumínio, metais misturados ou algo mais?
2. Qual é o maior tamanho de alimentação e a espessura típica da parede?
3. Quais contaminantes são possíveis: parafusos, dobradiças, peças fundidas, pedras, borracha, plásticos, recipientes vedados?
4. Qual será o tamanho de saída pretendido e quais equipamentos de classificação a jusante serão utilizados na linha?
5. Qual é a espessura da lâmina e o número de garras recomendados para esse material?
6. Qual é a faixa de dureza alvo e o método de tratamento térmico?
7. Como os eventos de sobrecarga serão detectados, revertidos e registrados?
8. Quantos conjuntos de facas sobressalentes devem ser mantidos em estoque para o seu cronograma de operações?
9. Quais procedimentos de bloqueio/sinalização e de içamento são necessários para uma substituição segura?

Perguntas frequentes: Materiais das lâminas dos trituradores de metal