1, Oksidacijos mechanizmas: cheminė dangos gedimo šaknis
Damasko peilių dangos rūšys daugiausia apima fizinio garų nusodinimo (PVD) keramines dangas (pvz., TiN, CrN) ir mikro lanko oksidacijos (MAO) keramikos oksido dangas. Šios dangos sudaro tankų barjerinį sluoksnį, kad izoliuotų koroziją sukeliančias terpes, tokias kaip deguonis, drėgmė ir chlorido jonai, tačiau jų gedimas dažnai atsiranda dėl šių oksidacijos mechanizmų:
Elektrocheminis korozijos pagreitis
Kai dangoje atsiranda mikro įtrūkimų ar porų, aplinkoje esantys elektrolitai (pvz., prakaitas, druskos purslai) prasiskverbs į pagrindo ir dangos sąsają, sukeldami pirminę akumuliatoriaus reakciją. Pavyzdžiui, anglinio plieno sluoksnis (anodas) ir nerūdijančio plieno sluoksnis (katodas) drėgnoje aplinkoje sudaro korozijos mikrobateriją. Geležies atomai anodo srityje praranda elektronus, kad sukurtų Fe ²⁺, o katodo srityje esantis deguonis sumažinamas, kad susidarytų OH⁻. Jie abu susijungia ir sudaro Fe (OH) 2, kuris toliau oksiduojamas, kad atsilaisvintų Fe ₂ O3 (rūdys). Eksperimentiniai duomenys rodo, kad po dangos pažeidimo anglinio plieno sluoksnio korozijos greitis gali padidėti 5-8 kartus.
Aukštos temperatūros oksidacinis šveitimas
PVD dangos reaguoja su tokiais elementais kaip titanas ir chromas su deguonimi, sudarydamos oksido plėveles (pvz., TiO ₂, Cr ₂ O3) aukštos temperatūros aplinkoje (pvz., pjaustant ar kepant liepsnoje). Jei oksido plėvelės augimo įtempis viršija dangos sukibimo stiprumą, danga nulups. Pavyzdžiui, 2 valandas nepertraukiamai kaitinant virš 500 laipsnių, TiN dangos sukibimas sumažėja 30%, atidengdama pagrindo medžiagą.
Sinergetinis mechaninio nusidėvėjimo ir oksidacijos poveikis
Naudojant pjovimo įrankius, dangos paviršius dėl trinties susidėvės, todėl susidaro mikro įbrėžimai. Šie įbrėžimai tampa deguonies ir drėgmės prasiskverbimo kanalais, pagreitina vietinę oksidaciją. Pavyzdžiui, jei Damasko virtuvinis peilis nėra laiku išvalytas po rūgščių ingredientų, pavyzdžiui, citrinų, supjaustymo, likusios sultys suardys dangos defektus, todėl per 24 valandas atsiras rūdžių dėmės.
2, Veikimo poveikis: nuo mikro degradacijos iki makrokomandos gedimo
Pernelyg didelės dangų oksidacijos įtaka Damasko peilių veikimui pasižymi įvairiomis skilimo charakteristikomis:
Kietumas ir atsparumas dilimui patiria kaip uolos nuosmukį
PVD dangos kietumas gali siekti daugiau nei 2000 HV, o tai yra 3-5 kartus didesnis nei pagrindinio plieno. Tačiau dėl oksidacijos atsiradęs dangos lupimasis tiesiogiai paveiks įrankį susidėvėjusiai aplinkai. Pavyzdžiui, atliekant druskos purškimo bandymą, tam tikros markės 67 sluoksnių Damasko virtuvinio peilio atsparumas dilimui yra 8 kartus didesnis nei įprasto anglinio plieno peilio, kai danga nepažeista; Po dangos oksidacijos ir nusilupimo atsparumas dilimui smarkiai sumažėja, kad būtų galima palyginti su nepadengtais pjovimo įrankiais.
Atsparumo korozijai praradimas sukelia grandininę reakciją
Nerūdijančio plieno sluoksnių (tokių kaip VG10) atsparumas korozijai priklauso nuo tankios chromo oksido pasyvavimo plėvelės ant paviršiaus. Kai danga yra pažeista, chlorido jonai (pvz., NaCl prakaite) prasiskverbs į pasyvavimo plėvelę ir sukels taškinę koroziją. Kaip įtempių koncentracijos šaltinis, duobės gali paspartinti įtrūkimų plitimą, todėl smūgio metu įrankis gali trapus. Pavyzdžiui, 3 mėnesius laikant Damasko peilį lauke, drėgnoje aplinkoje, dangos oksidacijos zonoje atsirado 0,5 mm skersmens įdubimas, dėl kurio 40 % sumažėjo ašmenų lūžio stiprumas.
Dviguba žala pjovimo našumui ir estetikai
Oksidacijos sukeltas dangos šiurkštumo padidėjimas padidins atsparumą pjovimui. Pavyzdžiui, Damasko peilio, padengto oksidacija, pjaustant mėsą trintis padidėja 25%, palyginti su nauju peiliu, todėl norint pasiekti tokį patį pjovimo efektą, reikia didesnio slėgio. Tai ne tik pagreitina įrankio susidėvėjimą, bet ir paveikia pjaunamo maisto paviršiaus lygumą. Tuo tarpu rūdžių dėmės, susidarančios dėl oksidacijos, gali pažeisti vizualinį ašmenų rašto darną ir sumažinti jo kolekcionuojamą vertę.
3, Apsauginė technologija: nuo pasyviojo barjero iki aktyvaus remonto
Šiuolaikinės peilių gamybos ir priežiūros technologijos sukūrė kelių{0} lygių sprendimus, skirtus dangos oksidacijos problemai spręsti
Gradiento dangos dizainas
Pritaikius „Funkcinio gradiento dangos“ (FGM) technologiją, veikimo perėjimas pasiekiamas koreguojant dangos sudėtį ir struktūrą. Pavyzdžiui, pridėjus metalinį pereinamąjį sluoksnį (pvz., NiCr) tarp pagrindo ir PVD dangos, galima sumažinti įtempių koncentraciją, kurią sukelia šiluminio plėtimosi koeficientų skirtumai, todėl dangos sukibimo stiprumas padidėja 50%. Aukštos-prekės ženklo Damasko peilis padengtas trijų sluoksnių gradientu (NiCr pereinamasis sluoksnis + CrN tarpinis sluoksnis + TiN paviršiaus sluoksnis), kuri padidina atsparumo korozijai laiką iki daugiau nei 2000 valandų atliekant druskos purškimo bandymus.
Savaime gydančių dangų kūrimas{0}}
Sukurkite pažangias dangas, kuriose yra mikrokapsulių, kurios išskiria korozijos inhibitorius (pvz., molibdatą), kad automatiškai atstatytų pasyvavimo plėveles, kai atsiranda vietinių pažeidimų. Pavyzdžiui, CrN danga, kurioje yra nanokonteinerių, kurią sukūrė laboratorija Vokietijoje, gali pasiekti 85 % savaiminio gijimo greitį imituojamoje jūros vandens aplinkoje, todėl oksidacijos procesas žymiai sulėtėja.
Mokslinės priežiūros sistemos sukūrimas
Išvalykite iš karto po naudojimo: Supjaustę rūgščius arba daug druskos turinčius ingredientus, nuplaukite šiltu vandeniu ir išdžiovinkite, kad likučiai nerūdytų dangos.
Reguliarus rūdims atsparios alyvos naudojimas: Kartą per mėnesį patepkite maistine mineraline alyva (pvz., kokosų aliejumi), kad susidarytų 0,5–1 μm storio aliejaus plėvelė, izoliuojanti deguonį ir drėgmę.
Laikymo aplinkos kontrolė: naudokite drėgmei{0}}atsparius peilių gaubtus (pvz., VCI garų fazės rūdijimui atsparų popierių) ir laikykite aplinkos drėgmę žemiau 50 % RH, kad išvengtumėte ilgalaikio -natūralios odos peilių apvalkalo apvyniojimo (dėl to gali lengvai sugerti drėgmę ir rūdyti peilio korpusas).
Venkite kontakto su aukšta temperatūra: nedėkite įrankio į liepsną ar aukštą temperatūrą, kad išvengtumėte dangos oksidacijos ir nusilupimo.
