随着人们生活水平的提高，肉类食品的消耗量日渐增加，在当今快节奏、高 度紧张的工作环 境下，速食、即食食品无疑给人们带来很大的方便。例如，各种肉肠、火腿肠就是人们乐于 食用的高营养方便食品。为了满足市场的需要，近年来，国内进口了若干条肉类加工机械化 生产线。这些进口设备机械化、自动化程度高，生产稳定、规范、效率高，既保证了食品生 产的卫生要求，又保证了有大批量即食肉类食品上市。肉类加工实现机械化生产后，使国内 各类肉肠制品、切制肉类食品市场非常繁荣。在肉类加工业中，自动化生产线的建立， 随之带来的是肉类加工用刀具的大量耗损和更换问题。为了降低产品成本，有的厂家使用国 产肉类加工刀具代替进口生产线原配刀具，结果发现，国产刀具使用寿命远不及进口刀具。 刀具的售价虽然便宜了，但额外增加了刀具刃磨工序及拆装刀具工序，工时大为增加。在进 口生产线原配刀具备件耗尽的情况下，如何解决刀具的配置问题，就显得格外重要。为了查 明国产与进口刀具寿命差距之大的原因，本文对两种刀具进行了成分、组织、性能的分析对比。
1 国产与进口肉类斩拌机刀具材质比较分析
加工肉类斩拌机用刀形状如图1所示，不同规格刀系由3～6mm厚不锈钢类板材加工制成。 使用中均因磨损刃部钝化多次重磨而失效。
图1 斩拌机用刀示意图
1．1 化学成分测试分析
经分析测试，发现国产刀具，从化学成分上看，属牌号为4Cr13的中碳不锈钢，而进口刀具 为高碳Cr13型不锈钢。
国产刀具含碳量为0．4%，含铬量为13%。含碳量相当于40号碳钢，属中碳结构钢。由于含铬 量高，属马氏体型不锈钢，有良好的强韧性，主要用于在腐蚀环境中工作的零件及构件上。 但由于含碳量远达不到工具钢的程度，不宜作工具使用。
进口刀具含碳量为11%，含铬量为13%，含碳量相当于T10钢或高速钢，属高碳工具钢。从含 铬量看属Cr13型不锈钢。国产钢种无相应的牌号。与之相类似的是Cr12。与国产Cr12工具钢 相比，含碳量稍低，而含铬量稍高(Cr12的含碳量为1．4～2．3%，平均含铬量为12%)。国产 Cr12钢多用于金属加工用模具，而进口刀具的含碳量作为加工肉类的工具使用是适合的。
1．2 显微组织测试分析
金相试验结果表明，国产刀具显微组织以板条状回火马氏体为主，还有很少量的碳化物(图2 )，而进口刀具为隐晶的回火马氏体加大量细小均匀的碳化物(图3)。
图2 国产肉刀显微组织
图3 进口肉刀显微组织
国产刀具从组织上看，是经过淬火并低温回火处理的。4Cr13这类马氏体型不锈钢，可通过 淬火产生马氏体转变，通过热处理工艺的控制来获得不同的组织。在通常作结构钢在腐蚀环 境中使用时，多采用淬火加高温回火工艺，即调质处理。但作为肉类加工用刀，要求具有高 的硬度和耐磨性，不能采用高温回火，否则会导致硬度降低。而采用淬火加低温回火工艺可 获得以板条状回火马氏体为主的组织。
进口刀具组织中含有大量的碳化物，而且碳化物颗粒细小，且分布均匀，这是国产Cr12钢都 难以达到的。正是这种细小弥散的碳化物分布在隐晶的回火马氏体基体上，因此进口刀具具 有高的耐磨性。
1．3 硬度测试分析
国产刀具硬度为HRC50，而进口刀具硬度为HRC56。这种硬度差别是由钢的碳含量因素所决定 的 。从金属学原理可知，钢的淬硬性主要取决于钢的含碳量。如图4所示。对上述两种刀的分 析测试结果表明正符合图4所示的规律。还应指出，即使在硬度相同的情况下，有大量的细 、小、匀、园的碳化物存在，其耐磨性会大为增加，这正是进口刀具寿命高的重要原因。
图4 淬火钢的硬度与钢中含碳量的关系
2 国产刀选材分析
2．1 肉类加工刀具对材料的要求
食品工业用具应采用不锈钢制成，特别是不能含有对人体有毒的砷、铅、汞、镉、铊等金属 杂质 。肉类加工刀具除耐蚀性要求外，尚要求有高的硬度和耐磨性。因而肉类加工刀具应选用高 碳、高铬不锈工具钢。
2．2 国内无相应牌号钢种供货
目前国内没有与进口刀具钢相同牌号的钢种，因而肉类加工刀用材料在国产钢中只能在不锈 钢及高铬工具钢中选择。高铬工具钢中有牌号为Cr12或Cr12Mo的钢种与之相近似。肉类刀具 仅3～6mm厚，宜选用板材毛坯，否则加工量大，成本太高。而与之相近似的 Cr12等高铬 工具钢通常用作模具钢使用，因而国内高铬模具钢均以棒材或锻坯供货，没有单为肉刀薄板 供货者。专门为生产量较小的肉刀轧制高铬模具钢板材，显然钢铁厂是难以承受的。因而国 内既无相同牌号钢种，也无相近牌号钢种的板材供货。
2．3 以不锈钢4Cr13作为代用钢
各类不锈结构钢中均有以板材供货者。为满足刀具高硬耐磨要求，奥氏体型、铁素体型不锈 钢显然由于硬度不高，不能入选。而马氏体不锈钢可热处理硬化，以4Cr13含碳量较高，可 获得较高硬度，只好以这种结构钢代替工具钢使用了。可能有人以为肉类质地柔软，对刀具 要求不高，孰不知在高生产率、快速切削中，摩擦抗力是很大的，对刀具磨损相当严重，因 而以结构钢代工具钢使用，其耐磨性是远远不足的。
3 进口肉用刀具材料特点
进口刀具用高碳高铬不锈工具钢是以横轧型板材为毛坯。在德国专有各种规格肉用 刀具专用板材供应，这就为批量生产肉用刀具带来方便。
进口刀用材料含碳量适中，且采用横轧工艺，是保证碳化物分布弥散均匀的前提，因而有高的耐磨性。国产Cr12型工具钢，为保证模具在500℃下使用仍保持高的硬性，要求增加C和 Cr的浓度，因而有莱氏体组织形成，碳化物不易均匀。而肉用刀具使用温度一般不超过100 ℃，只在低温回火态热处理就可使用，因而可减少碳量，这就从成分上保证了减少碳化物不 均的现象。
综合上述分析可见：
(1)国产肉类加工刀具所用4Cr13不锈钢从含碳量上属结构钢，硬度为HRC50，其显微组织 以回火马氏体为主，其耐磨性远不如工具钢。
(2)国内无进口肉类加工刀用不锈工具钢同种品牌，相近牌号中的Cr12等不仅含碳量高，碳 化物分布不均，且无板材供货。
(3)进口刀具用钢为含碳量偏下限的高碳高铬不锈工具钢，硬度HRC>58。显微组织内有大量 的细小均匀弥散分布的碳化物存在，是耐磨性高的主要原因。
(4)采用德国进口横轧钢板，引入德国专家技术，在国内生产高质量肉类刀具，是既达到进 口刀具切削寿命水平，又可降低成本的有效途径。
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