Apakah gred keluli yang biasa digunakan dalam pisau cukur tepi tunggal

Gambaran keseluruhan: mengapa gred keluli penting untuk bilah tepi tunggal

Gred keluli menentukan kapasiti bilah untuk mengambil dan memegang kelebihan yang tajam, menahan kakisan, bertolak ansur dengan hentaman atau lenturan, dan bertahan dari haus yang melelas. Untuk pisau cukur tepi tunggal pereka bentuk mengimbangi tiga sifat bahan utama: kekerasan (pengekalan tepi), rintangan kakisan (hayat perkhidmatan dan kebersihan), dan keliatan (rintangan kepada kerepek dan kegagalan bencana). Struktur mikro, kandungan karbon, unsur mengaloi (kromium, vanadium, molibdenum, pembentuk kromium karbida), dan laluan pengilangan (logam tempa vs serbuk) secara langsung mempengaruhi sifat ini.

Gred keluli biasa digunakan dan metalurginya

Di bawah ialah gred yang paling kerap ditemui untuk pisau cukur tepi tunggal, daripada tahan karat bajet kepada alat berprestasi tinggi dan keluli metalurgi serbuk. Setiap gred diringkaskan dengan ciri metalurgi yang mengawal prestasi pemotongan.

420J2 (tahan karat, kos rendah)

420J2 ialah keluli tahan karat martensit dengan karbon sederhana (~0.15–0.4%) dan kromium sekitar 12–13%. Ia mudah untuk mengeras dan tahan kakisan berbanding dengan keluli karbon biasa, menjadikannya biasa dalam dandanan kos rendah dan bilah utiliti. Pengerasan melalui biasa menghasilkan kekerasan pada pertengahan 50-an HRC; pengekalan tepi adalah terhad berbanding dengan keluli karbon atau alat yang lebih tinggi.

440C (tahan karat karbon tinggi)

440C mengandungi karbon yang lebih tinggi (~0.95–1.2%) dan ~16–18% kromium, membenarkan struktur martensitik yang halus dengan kebolehkerasan yang ketara dan rintangan kakisan yang munasabah. Apabila dirawat haba dengan betul ia boleh mencapai 58–61 HRC, menawarkan keseimbangan pengekalan tepi dan rintangan kakisan yang baik — pilihan biasa untuk bilah tepi tunggal tahan karat yang lebih tinggi.

1095 (karbon tinggi, bukan tahan karat)

1095 ialah keluli karbon tinggi klasik (~0.95% C) yang mencapai kekerasan yang sangat baik (60–64 HRC) dan ketajaman awal yang luar biasa dan pegangan tepi. Pertukaran utama ialah kerentanan kakisan: 1095 mudah berkarat tanpa salutan pelindung atau penyelenggaraan. Ia muncul dalam pisau cukur industri dan khusus di mana kakisan boleh diurus dan hayat tepi maksimum diperlukan.

52100 / keluli gred galas

52100 ialah keluli galas yang mengandungi kromium dengan karbon tinggi dan rintangan haus yang baik apabila dikeraskan (60–64 HRC). Ia menawarkan keliatan yang lebih baik daripada beberapa keluli alat dan digunakan untuk bilah yang memerlukan rintangan lelasan yang unggul. Rintangan kakisan adalah rendah, jadi 52100 biasanya dipilih untuk aplikasi kering atau bersalut.

D2 (keluli alat kromium tinggi)

D2 ialah keluli alat kerja sejuk berkromium tinggi, karbon tinggi yang mengandungi pembentuk karbida yang besar (Cr, V, Mo). Ia memberikan rintangan haus yang sangat baik dan hayat tepi pada kekerasan biasanya 58–62 HRC. Isipadu karbida yang tinggi D2 memberikan hayat tepi yang panjang tetapi mengurangkan rintangan kakisan dan keliatan yang lebih rendah daripada martensitik tahan karat; ia sesuai dengan bilah industri dan alat mengikis berat.

AUS-8 dan keluli tahan karat aloi lain

AUS-8 dan aloi tahan karat jarak pertengahan yang serupa termasuk vanadium dan molibdenum untuk menapis karbida dan meningkatkan keliatan. Sasaran kekerasan biasa ialah 57–60 HRC. Keluli ini menawarkan prestasi seimbang untuk bilah tepi tunggal gred pengguna di mana rintangan kakisan dan pengekalan tepi kedua-duanya penting.

Metalurgi serbuk dan keluli alat premium (CPM, siri PM)

Keluli metalurgi serbuk (contohnya varian CPM) dan keluli alat aloi termaju boleh memberikan taburan karbida yang sangat halus, rintangan haus yang tinggi dan keliatan secara serentak. Gred ini membenarkan isipadu karbida yang lebih tinggi tanpa karbida besar dan rapuh yang terbentuk dalam keluli konvensional. Ia digunakan dalam bilah khusus premium di mana kos kurang terhad.

Sasaran rawatan haba dan implikasi kekerasan

Rawatan haba yang berkesan adalah sama pentingnya dengan pemilihan gred. Sasaran kekerasan untuk pisau cukur tepi tunggal biasanya berkisar antara HRC pertengahan 50an hingga 60an rendah. Kekerasan yang lebih rendah meningkatkan keliatan dan mengurangkan kerepek; kekerasan yang lebih tinggi meningkatkan rintangan haus dan pengekalan tepi tetapi meningkatkan kerapuhan dan kesukaran mengisar. Gred martensit tahan karat biasanya bertujuan untuk 55–60 HRC; keluli karbon tinggi dan perkakas biasanya dikeraskan kepada 60–64 HRC. Jadual pembajaan dan rawatan kriogenik (apabila digunakan) menapis austenit yang tertahan dan menstabilkan kekerasan.

Salutan, kemasan, dan kawalan kakisan

Salutan memanjangkan hayat bilah dan mengurangkan geseran. Rawatan permukaan biasa termasuk pemendapan wap fizikal (DLC, kromium nitrida), kromium bersalut elektrik dan lapisan atas PTFE/Teflon. Salutan melindungi keluli bukan tahan karat daripada karat dan mengurangkan geseran pemotongan awal. Kemasan permukaan (menggilap/mengasah) sangat mempengaruhi persepsi ketajaman; tepi yang digilap cermin mengurangkan daya pemotongan awal tetapi boleh mempercepatkan haus jika substratnya lembut.

Kaedah ujian untuk mengesahkan prestasi gred

Pelan pembangunan produk harus merangkumi ujian metalurgi dan kefungsian untuk mengesahkan gred dan rawatan yang dipilih memenuhi keperluan.

Ujian metalurgi dan makmal

Ujian termasuk pemeriksaan kekerasan Rockwell, pemeriksaan mikrostruktur (mikroskop optik atau SEM) untuk mengesahkan taburan martensit dan karbida, analisis kimia untuk mengesahkan komposisi, dan ujian kakisan semburan garam (untuk aplikasi kritikal kakisan). Kawalan dimensi dan ukuran jejari tepi juga penting.

Ujian prestasi dan kitaran hayat

Ujian fungsional mengukur pengekalan tepi (kitaran pemotongan pada media piawai seperti kertas kasar, polipropilena atau tali), daya pemotongan awal dan kadar haus di bawah beban perwakilan. Untuk bilah industri, sertakan ujian keletihan hentaman dan lenturan; untuk bilah dandanan, sertakan kitaran penggunaan basah berulang dan keserasian pensterilan jika diperlukan.

Garis panduan pemilihan praktikal mengikut aplikasi

Pilih gred keluli berdasarkan persekitaran operasi, pelan penyelenggaraan, dan seumur hidup yang diperlukan.

• Dandanan dan kebersihan: pilih gred tahan karat (440C, AUS-8, 420J2) dengan kekerasan sekitar 55–60 HRC dan salutan atau kemasan kalis kakisan.
• Memotong/mengikis industri: lebih suka D2, 52100, atau keluli karbon tinggi yang dikeraskan kepada 60–64 HRC untuk rintangan haus maksimum; melindungi daripada kakisan dengan salutan atau penyelenggaraan.
• Keistimewaan/kepersisan: pertimbangkan keluli metalurgi serbuk untuk tepi yang tahan lama dan berprestasi tinggi di mana kos adalah wajar.
• Boleh guna/kos rendah: Keluli karbon tahan karat atau aloi rendah 420 siri memberikan prestasi yang boleh diterima pada kos rendah apabila penggantian kerap boleh diterima.

Perbandingan gred sebelah menyebelah

Ambilan utama dan senarai semak pilihan

Pilih gred dengan mengutamakan: rintangan kakisan (tahan karat) jika penggunaan basah atau kebersihan penting; kekerasan maksimum dan kandungan karbida (alat atau keluli karbon tinggi) jika hayat haus adalah utama; dan metalurgi serbuk untuk keseimbangan premium haus dan keliatan. Sahkan proses rawatan haba dan salutan, sahkan dengan ujian kekerasan dan pengekalan tepi, dan padankan geometri kemasan/kisar dengan substrat yang dipilih untuk mengelakkan kegagalan pramatang.

• Untuk bilah pengguna guna basah: pilih tahan karat (440C, AUS-8) dengan 55–60 HRC dan kemasan kalis kakisan.
• Untuk bilah industri tahan lama: pilih keluli D2, 52100 atau CPM yang dikeraskan melebihi 60 HRC dan pertimbangkan salutan pelindung atau penyelenggaraan rutin.
• Sentiasa sahkan melalui ujian kitaran pemotongan dan semburan garam atau ujian pendedahan kimia yang berkaitan dengan penggunaan akhir.