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2019/03/11

不鏽鋼 SUS 420 SUS 630 醫療骨科刀具的電解拋光及鈍化

不鏽鋼SUS 420 醫療骨科刀具的電解拋光及鈍化
 
SUS420 醫療骨科刀具的電解拋光及鈍化實例
 
把不銹鋼工件掛於陽極,浸漬在特殊的電解液中通電。工件表面因電化學溶解作用而得到平滑光澤的表面,此工法稱之為電解拋光。高潔淨度-清除不銹鋼表面氧化物,獲得光滑清潔的表面。去除毛邊-適用於精密元件及機械處理難以到達的區域。精密加工-可精確的修正工件尺寸,降低表面粗糙度。電解拋光在半導體、光電、生化、醫療、儀器、廚衛、食品等產業上已成為一個關鍵的表面處理技術。


不銹鋼電解拋光的特性及應用範圍:

高潔淨度 :清除不銹鋼表面氧化物,獲得光滑清潔的表面。
去除毛邊 :適用於精密元件及機械處理難以到達的區域。
精密加工 :可精確的修正工件尺寸,降低表面粗糙度。
產生鈍化層:機械處理時所引發的鎳、鉻貧化常是造成工件腐蝕的原因。電解作用則可因鐵的解離而產生鎳、鉻富集的 #鈍化層,提高耐蝕性。
手術器械以電解拋光去除加工所殘留之毛邊。

上述特性使得 #電解拋光 在半導體 、光電、生化、#醫療、儀器、廚衛、食品等產業上已成為一個關鍵的 #表面處理技術。 

不鏽鋼的分類方法很多,若是按室溫下的組織結構(鋼鐵由高溫的鐵水狀態冷卻硬化過程中,因冷卻速 度和方法不同而會形成不同結晶構造)分類,可分為麻田散體系型(Martensite)、奧氏體型(沃斯田鐵系 Austenite)、鐵素體(Ferrite)等;若是按主要化學成分分類,基本上則可分為鉻不鏽鋼和鉻鎳不鏽鋼 兩大系統。其中,奧氏體型不鏽鋼用 200 和 300 系列的數字標示(如 201、304、316 以及 310),鐵素體 主要以以 430 和 446 為標記,#麻田散體系型不鏽鋼 則以 #410 、#420 以及 #440C 來表示。 

不鏽鋼之所以會有不生鏽,耐腐蝕的性質,主要是因為其中含鉻。每種不鏽鋼都含有一定比例的鉻,至 少在 18%以上;迄今為止,還沒有不含鉻的不鏽鋼。鉻之所以成為決定不鏽鋼性能的主要元素,主要的 原因是在鋼中添加鉻作為合金元素以後,其結構會在表面會形成緻密薄膜的鉻氧化物薄膜,可阻擋外界 的氧進一步侵入;另一方面鉻和不鏽鋼中的碳可形成穩定結構,降低腐蝕性。到這邊可以發現,鎳並非 是不鏽鋼的必要元素。實際上,單靠鎳並無法使鋼鐵抗腐蝕和氧化的性質有明顯改變,而不鏽鋼中也並 非全部含鎳;然而,在鋼中添加一定比例的鉻和鎳之後,鎳可幫助原本的鉻鐵結構在性質上有更明顯的 改進,這也是為何在一般的不鏽鋼中仍普遍添加鎳的原因。 

在各種不鏽鋼中,300 系列的不鏽鋼因為在硬度、耐蝕性、加工適合度等方面取得最佳的平衡,因此是 不鏽鋼材中應用最廣的種類。根據 Steel and Metals Market Research 2003 年時的統計,約可佔整體 不鏽鋼應用的七成以上,因此被稱為「標準型」的泛用不鏽鋼。在 300 系列不鏽鋼中,304 系 列成分中含有 18%的鉻和 8%的鎳,是最普遍的不鏽鋼種類;而 316 系列則是添加了鉬,對於抗氯離子腐 蝕的能力更勝於 304 系列,是第二普遍的不鏽鋼種類。200 系列是鎳鉻系不鏽鋼中添加了較高比例的錳, 鎳含量約在 300 系列的一半左右;而 400 系列多為低鎳或是無鎳不鏽鋼,往往另外添加氮、銻等元素, 常具有磁性(300 系列無磁性)。 

#析出硬化型不銹鋼#SUS630#SUS631。 *JIS:日本國家標準,在鉻鎳系不鏽鋼中添加第三種合金元素,經析出處理可得析出硬化型不鏽鋼 (簡稱 PH 型,代表 Precipipation Hardening,析出硬化),最有名的 17-4PH 及 17-7PH 在 JIS 規 格中為 SUS630 及 SUS631。 美國鋼鐵協會 AISI 編號為 600 系不銹鋼。這類不銹鋼除了含鉻與鎳之外,還含有析出硬化的元素 如銅、鋁與鈦,使材料硬化、強度升高。這類不銹鋼的典型用途為:閥件、馬達軸心、石化設備及 高爾夫球頭等。 這類含析出硬化的元素, 也需要特殊技術來施行 #電解拋光及鈍化處理
 
SUS630 醫療骨科刀具的電解拋光及鈍化實例


#麻田散系不銹鋼: 這類不銹鋼的代表性鋼種為 410,其化學成分含 13%鉻、0.15%以下的碳及少量的其他元素合金。原料價格較便宜,具有磁性、可經由熱處理硬化、增加強度。但因不含鎳,其抗腐蝕性劣於一般的 304 不銹鋼,故只能用於輕度腐蝕環境。一般用途有軸承、醫療用具及刀具等。 #SUS420J2: 馬氏體(#麻田散系)代表鋼種,強度高,硬度高(有磁性);耐腐蝕性差,加工成形性差, 耐磨性好;能夠進行熱處理改善機械性能。廣氾用於 #加工刀具、管嘴、閥門、板尺、食具。所以熱處理後的含碳不鏽鋼, 要直接電解跟鈍化有一定的技術需求! 
 
SUS420 醫療骨科刀具的電解拋光及鈍化實例 
SUS420 醫療骨科刀具的電解拋光及鈍化實例
 
 
 
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