一, Príčiny mikrotrhlín: trojité účinky materiálov, procesov a prostredia
1. Chyby materiálu: chyby zvárania a segregácia karbidu
Vrstvená štruktúra damaškového noža sa spolieha na zváranie pri vysokej teplote- na dosiahnutie roztavenia kovu. Ak je teplota ohrevu počas kovania nedostatočná (napríklad nedosahuje 1200 stupňov alebo viac) alebo je doba zdržania príliš krátka, medzi vrstvami sa môžu vytvoriť kapilárne medzery, ktoré nie sú úplne spojené. Majster ABS Bill Burke poukázal na to, že takéto defekty sa môžu po kyslom umývaní prejaviť ako čierne alebo strieborné jemné čiary a pri hlbokom kyslom umývaní sa môžu dokonca rozšíriť do prasklín. Okrem toho, ak je karbidová segregácia suroviny silná (ako je nedostatočná fragmentácia martenzitovej siete), počas kalenia sa ľahko vytvárajú mikrotrhliny v dôsledku lokálnej koncentrácie napätia.
2. Nekontrolované tepelné spracovanie: kalenie trhlín a nedostatočné temperovanie
Ak je pri kalení rýchloreznej ocele príliš vysoká rýchlosť ochladzovania (napríklad priame kalenie v oleji namiesto stupňovitého kalenia), alebo ak je teplota ohrevu príliš vysoká a spôsobuje hrubnutie austenitového zrna, môže to spôsobiť trhliny pri kalení. Napríklad, keď rýchlosť ochladzovania v teplotnom rozsahu martenzitickej transformácie (Ms MF) prekročí kritickú hodnotu, oceľová vrstva generuje obrovské tepelné napätie v dôsledku rozdielu v objemovom zmrštení, ktoré môže v kombinácii so štrukturálnym napätím ľahko vytvárať mikrotrhliny. Okrem toho, včasné zlyhanie popúšťania po kalení (odporúča sa temperovanie do 30 minút) alebo nedostatočná teplota popúšťania môžu viesť k neschopnosti uvoľniť zvyškové napätie, čo ďalej zhoršuje šírenie trhlín.
3. Prevádzkové prostredie: korózia v slanej vode a mechanické vplyvy
Ak je damaškový nôž vystavený slanej vode dlhší čas, chloridové ióny preniknú cez vrstvu oxidu a vytvoria elektrochemickú koróziu medzi oceľovými vrstvami, čo vedie k lokálnej koncentrácii napätia. Súčasne môžu mechanické nárazy pri rezaní tvrdých predmetov (ako je rezanie kostí alebo kovov) spôsobiť únavové trhliny, najmä na koreni čepele alebo na styku vrstiev.
2, Detekcia mikrotrhlín: od makroskopického pozorovania k mikroskopickej analýze
1. Zrakové a hmatové vyšetrenie
Umývanie a vyvíjanie kyselinou: Namočte čepeľ do 5% roztoku chloridu železitého a neúplné defekty medzivrstvy sa prejavia ako tmavé čiary v dôsledku rozdielov v rýchlosti korózie.
Pozorovanie pomocou lupy: Na kontrolu čepele použite lupu s 10-násobným alebo väčším zväčšením. Mikrotrhlinky sa zvyčajne objavujú ako oddelenie medzivrstvy alebo jemné čiary na povrchu a niektoré môžu byť sprevádzané oxidačným zafarbením.
Hmatová spätná väzba: Jemne pohlaďte čepeľ prstami a praskliny môžu spôsobiť jemný zrnitý pocit v dôsledku nerovného povrchu.
2. Technológia nedeštruktívneho testovania
Ultrazvukové testovanie: Pomocou princípu vysokofrekvenčného odrazu zvukových vĺn{0} je možné lokalizovať vnútorné trhliny s hĺbkou viac ako 0,1 milimetra, čo je vhodné na kontrolu kvality špičkových-prispôsobených rezných nástrojov.
Röntgenová difrakcia: Analýzou zmien v mriežkovej štruktúre oceľových vrstiev možno identifikovať oblasti koncentrácie mikronapätí, ale náklady na zariadenie sú vysoké a väčšinou sa používajú vo vedeckých výskumných scenároch.
3, Oprava mikrotrhlín: Od lokálneho spracovania po celkovú rekonštrukciu
1. Mierne praskliny (šírka<0.1 millimeters)
Mechanické brúsenie: Použite brúsny papier so zrnitosťou 600 na ľahké brúsenie oblasti praskliny v smere stohovania, odstráňte vrstvu oxidu a naneste potravinársky minerálny olej na potlačenie šírenia korózie.
Laserové zváranie: V kritických oblastiach, ako je koreň čepele, sa na roztavenie rozhrania oceľovej vrstvy používa nízkovýkonný laserový lúč a naplní sa čistým železným práškom, aby sa dosiahlo bezproblémové spojenie. Teplota musí byť prísne kontrolovaná (menej alebo rovná 800 stupňom), aby sa zabránilo zmäknutiu v tepelne ovplyvnenej zóne.
2. Stredné trhliny (šírka 0,1-0,3 milimetra)
Oprava zváraním argónovým oblúkom: Použite zvárací drôt, ktorý zodpovedá zloženiu základného kovu (napríklad rýchlorezná oceľ W18Cr4V), otvorte drážku v tvare V- (uhol drážky 60 stupňov) v trhline, vyplňte a zvarte po vrstvách a synchrónnym kladivom uvoľnite napätie. Po zváraní je potrebné temperovať na 560 stupňov po dobu 2 hodín.
Rekonštrukcia stohovania: Ak prasklina prenikne viacerými oceľovými vrstvami, poškodenú oblasť je potrebné odrezať a vrstvenie je potrebné prekovať. Proces zahŕňa: zahriatie predvalku na 1250 stupňov → dvojité krížové kovanie → päť ubíjania a päť ťahania → umývanie a vyvíjanie kyselinou → jemné leštenie, aby sa zabezpečilo bezproblémové spojenie medzi novým vrstvením a pôvodnou štruktúrou.
3. Severe cracks (width>0,3 milimetra)
Celkové žíhanie a renovácia: Zahrejte nástroj na 850 stupňov a podržte ho 4 hodiny, potom ho ochlaďte v peci, aby ste úplne odstránili zvyškové napätie, a potom ho znova ochladzujte (1280 stupňové kalenie v oleji) a trojnásobné temperovanie (560 stupňov × 1 hodina), aby sa obnovil výkon nástroja.
Výmena materiálu: Ak praskliny spôsobujú stratu štrukturálnej pevnosti (napríklad zlomenie čepele), je potrebné nahradiť oceľový predvalok rovnakým materiálom a znovu ho vykováť a použiť technológiu zvárania vákuovým elektrónovým lúčom na dosiahnutie bezproblémového spojenia.
4, Prevencia mikrotrhlín: Od výberu surovín po štandardy používania
1. Kontrola surovín
Voľba elektrotroskových pretavených oceľových ingotov (ako je prášková oceľ CPM S30V) s vysokou čistotou a jemnými a rovnomernými karbidmi môže znížiť riziko segregácie.
Prísne skontrolujte hĺbku oduhličovacej vrstvy v surovinách (menej alebo rovnajúcej sa 0,1 mm), aby ste sa uistili, že prídavok na rezanie je väčší ako hrúbka oduhličovacej vrstvy.
2. Optimalizácia procesov
Proces kovania: Používa sa metóda dvojitého krížového smerového kovania a karbidy sa jemne dispergujú a rozdeľujú pomocou piatich ubíjacích a piatich ťahaných kovaní s viacerými ohňom, aby sa zvýšila pevnosť spojenia oceľovej vrstvy.
Špecifikácie tepelného spracovania:
Kalenie: Prijatie odstupňovaného procesu kalenia (1280 stupňové zahrievanie → 650 stupňové triedenie soľného kúpeľa → kalenie oleja), riadenie rýchlosti chladenia pod kritickú hodnotu.
Temperovanie: Do 30 minút po kalení sa vykoná temperovanie pri 560 stupňoch počas 1 hodiny. Po troch kolách temperovania je zvyškový obsah austenitu menší alebo rovný 5 %.
Povrchová úprava: Ihneď po kalení vykonajte ošetrenie starnutím pri nízkej teplote pri 190 stupňoch počas 4 hodín, aby ste eliminovali riziko vodíkového skrehnutia; Povrch potiahnutý kompozitným povlakom nano-oxid titaničitý na zvýšenie odolnosti proti korózii slanou vodou.
3. Použitie a údržba
Kontrola prostredia: Vyhnite sa dlhodobému vystaveniu slanej vode alebo vlhkému prostrediu. Čepeľ po použití ihneď utrite handričkou z mikrovlákna a naneste včelí vosk, aby ste zabránili hrdzi.
Normy rezania: Je zakázané rezať tvrdé predmety (ako sú kosti a kovy). Po narezaní kyslých prísad (napríklad citrónov) je potrebné ich okamžite vyčistiť a naolejovať.
Pravidelná kontrola: Vykonajte premývanie kyselinou a testovanie vývoja každých 6 mesiacov so zameraním na kontrolu oblastí koncentrácie napätia, ako je koreň čepele a spojenie vrstiev.
