1, Vlastnosti materiálu: Rozdíly v genech prevence koroze mezi uhlíkovou ocelí a nerezovou ocelí
Slabina uhlíkové oceli v oblasti prevence koroze pochází z jejího chemického složení - slitina železa a uhlíku je náchylná k elektrochemickým reakcím s molekulami kyslíku a vody ve vlhkém prostředí, při nichž vzniká volný oxid železa (rez). Ačkoli může ocel s vysokým obsahem uhlíku (jako je 1095, T10) dosáhnout vysokou tvrdostí 62HRC nebo vyšší procesem kalení, karbidy na hranicích zrn urychlí proces koroze, když obsah uhlíku překročí 0,6 %. Například tradiční japonské samurajské meče jsou vykovány z jediné oceli s vysokým obsahem uhlíku a pro udržení hladkého povrchu vyžadují „lakované pouzdro“ a „pravidelné otírání čajovým olejem“. Jakákoli lehká neopatrnost může mít za následek rezavé skvrny.
Odolnost nerezové oceli proti korozi závisí na „samo{0}}uzdravovacím“ mechanismu prvku chrom. Když obsah chrómu dosáhne 10,5 %, vytvoří se na povrchu oceli hustý pasivační film oxidu chrómu (Cr ₂ O3), a dokonce i místní poškození lze automaticky opravit nepřetržitou oxidací chrómu. Srovnávací experiment mezi nerezovou ocelí 304 (18 % Cr-8 % Ni) a nerezovou ocelí 440C (17 % Cr-1 % Mo) ukázal, že nerezová ocel neměla po 72 hodinách při testování solnou mlhou žádnou korozi, zatímco druhá měla vyšší obsah uhlíku (1,1 %) a vyžadovala kryogenní úpravu, aby se snížila energie na hranicích zrn, aby se potlačila důlková koroze. Tato vlastnost dělá z nerezové oceli preferovaný materiál pro scénáře s vysokou vlhkostí, jako jsou kuchyňské nože a potápěčské vybavení.
2, Návrh procesu: Strategie optimalizace prevence koroze pro vrstvené konstrukce
Antikorozní výkon damaškového nože s hybridní strukturou je v podstatě „kompromisním uměním“ mezi vrstvou uhlíkové oceli a vrstvou nerezové oceli v mikroskopickém měřítku. Moderní technologie výroby nožů dosahuje vyváženého výkonu prostřednictvím následujících tří aspektů:
Zlatý řez materiálového poměru
Běžné řešení využívá „sendvičovou“ strukturu: nerezová ocel VG10 (12,8 % Cr-0,3 % V) je použita jako jádrová vrstva a vysoce uhlíková ocel (jako je 1084, 0,84 % C) je naskládána na obou stranách jako materiál řezné hrany. Přestože je obsah chrómu ve VG10 nižší než 440C, přidání prvku vanadu zjemňuje jeho zrnitost a udržuje dobrou houževnatost při tvrdosti 60HRC. Experimentální data ukazují, že rychlost koroze tohoto typu struktury v 5% roztoku NaCl je pouze 1/5 rychlosti čisté uhlíkové oceli, zatímco zachování ostrosti řezné hrany je zlepšeno o 30%.
Mikroskopická kontrola skládacího kování
Opakovaným překládáním a kováním (obvykle 8-16x) se formují střídající se vrstvy uhlíkové oceli a nerezové oceli o tloušťce 0,01-0,1mm. Tato struktura vytváří nejen ikonický vzor Mokume gane, ale také zvyšuje odolnost proti korozi prostřednictvím následujících mechanismů:
Fyzikální bariérový efekt: Vrstva nerezové oceli působí jako „přirozený povlak“, zpomaluje pronikání korozivních médií do vrstvy uhlíkové oceli.
Elektrochemická ochrana: Když je poškozen místní pasivační film, vrstva nerezové oceli funguje jako katoda a přednostně spotřebovává korozní proud k ochraně substrátu z uhlíkové oceli.
Rozptyl napětí: Rozhraní mezivrstvy účinně blokuje šíření trhlin a snižuje riziko vzniku trhlin způsobených korozí napětí.
Přesná kontrola procesu tepelného zpracování
Teplota kalení musí brát v úvahu vlastnosti obou materiálů: vrstva uhlíkové oceli se musí zahřát na kritickou teplotu (nad Ac3), aby se dosáhlo austenitizace, zatímco vrstva nerezové oceli musí být řízena teplotou, aby se zabránilo hrubnutí zrna. Například při použití stupňovitého procesu kalení (nejprve při 850 stupních, poté kalení olejem a nakonec popouštění při 200 stupních) může tvrdost vrstvy uhlíkové oceli dosáhnout 60 HRC při zachování odolnosti vrstvy nerezové oceli proti korozi. Kryogenní úprava (-196 stupňů kalení kapalným dusíkem) může dále eliminovat zbytkový austenit a zvýšit tvrdost o 2-3HRC, ale čas je třeba přísně kontrolovat, aby se zabránilo zkřehnutí vrstvy nerezové oceli.
3, Povrchová úprava: od pasivní ochrany po aktivní opravu
I při optimalizaci procesu vyžaduje damaškový nůž se smíšenou strukturou povrchovou úpravu, aby vytvořil dokonalou ochrannou bariéru. Mezi současné mainstreamové technologie patří:
Moření a leptání kyselinou
Po selektivní korozi vrstvy uhlíkové oceli roztokem chloridu železitého a vystavení vrstvené struktury okamžitě proveďte neutralizační ošetření (jako je čištění čpavkem) a naneste antikorozní olej. Tento proces vyžaduje přísnou časovou kontrolu - nedostatečné leptání může způsobit rozmazané vzory, zatímco nadměrné leptání může vést ke korozi vrstvy nerezové oceli. Profesionální výrobci nožů použijí techniku „segmentovaného leptání“, nejprve mělké leptání vrstvy uhlíkové oceli a poté mikroleštění vrstvy nerezové oceli, aby vytvořili trojrozměrnější texturu.
Povlak pro fyzikální depozici z plynné fáze (PVD).
Depozice keramických povlaků v nanoměřítku (jako je TiN, CrN) na povrchu čepele s tloušťkou řízenou na 2-}5 μm. Tento typ povlaku má tvrdost přes 2000 HV s odolností proti opotřebení třikrát vyšší než tradiční chromování a vynikající odolností proti korozi. Experimenty ukázaly, že PVD povlak může prodloužit dobu odolnosti proti korozi damaškových nožů se smíšenou strukturou při testování solnou mlhou na více než 1000 hodin, ale je třeba věnovat pozornost pevnosti spojení mezi povlakem a substrátem - pokud je povrchová drsnost vrstvy uhlíkové oceli nedostatečná, je snadné způsobit odlupování povlaku.
Technologie mikro obloukové oxidace (MAO).
Proces povrchové úpravy vyvinutý pro vrstvu nerezové oceli vytváří na kovovém povrchu keramický oxidový film prostřednictvím elektrického-výboje vysokého napětí. Tloušťka filmové vrstvy může dosahovat 20-50 μm, s tvrdostí srovnatelnou s PVD povlaky, ale se silnější přilnavostí k podkladu. Hustota korozního proudu vrstvy nerezové oceli ošetřené MAO v 3,5% roztoku NaCl se snížila na řádově 10 ⁻⁶ A/cm2 a přiblížila se úrovni slitiny titanu.
4, Denní údržba: neustálé posilování výkonu prevence koroze
I po precizní výrobě a povrchové úpravě vyžaduje damaškový nůž se smíšenou strukturou vědeckou údržbu, aby byl zachován optimální stav. Základní princip lze shrnout jako „tři obrany a tři pečlivost“:
odolný proti vlhkosti-
Po použití čepel ihned osušte utěrkou z mikrovlákna, abyste zabránili zbytkovým skvrnám od vody. Při skladování se doporučuje používat návleky na nože- odolné proti vlhkosti (jako jsou silikonové návleky) nebo vysoušedla a udržovat vlhkost pod 50 % relativní vlhkosti. Experimenty ukázaly, že po skladování v prostředí 30 stupňů a 80% relativní vlhkosti po dobu 24 hodin budou nechráněné čepele vykazovat viditelné rezavé skvrny pouhým okem, zatímco čepele s opatřeními odolnými proti vlhkosti mohou zůstat bez koroze po dobu 30 dnů.
Odolný vůči kyselinám
Vyhněte se krájení kyselých přísad, jako jsou citrony a rajčata, aniž byste je dlouho myli. Při kontaktu s kyselými látkami okamžitě opláchněte teplou vodou a vytřete dosucha. Je-li to nutné, použijte potravinářský minerální olej (jako je kokosový olej), aby se vytvořil dočasný ochranný film. Kyselé prostředí může poškodit pasivační film nerezové oceli, což vede k 3-5násobnému zvýšení rizika důlkové koroze.
Zabraňte mechanickému poškození
K čištění čepele nepoužívejte drsné nástroje, jako jsou kuličky z ocelového drátu a brusný papír, abyste zabránili poškrábání povrchové vrstvy. Pokud se objeví mírná rez, můžete použít stříbrný tampon (obsahující mikroprášek oxidu hlinitého) k jemnému vyleštění a poté nanesení oleje odolného proti korozi. Silná koroze by měla být zaslána odborné organizaci pro ošetření elektrolytickým leštěním. Nepoužívejte kyselé odstraňovače rzi sami.
Buďte opatrní při tankování
Doporučuje se jednou týdně nanést antikorozní olej (jako je Ballistol, olej 3{5}}v-1), aby se vytvořil olejový film o tloušťce 0,5-1 μm. Olejový film dokáže izolovat kyslík a vlhkost, přičemž maže čepel a snižuje ztráty třením během používání. U dlouhodobě skladovaných řezných nástrojů lze kolem olejového filmu ovinout vrstvu nerezového papíru (jako je papír VCI), aby se dosáhlo dvojí ochrany.
Často kontrolujte
Pravidelně kontrolujte spojení mezi čepelí a rukojetí, okolí nýtů a další místa, která jsou náchylná k hromadění vody. Pokud se objeví rez, je třeba to okamžitě řešit. Každé 3 měsíce se doporučuje podstoupit komplexní údržbu, včetně demontáže rukojeti, čištění vnitřku a opětovného nanesení antikorozního oleje.
