단일 날 면도날에 일반적으로 사용되는 강철 등급은 무엇입니까?

개요: 단일 날 블레이드에 강철 등급이 중요한 이유

강철 등급은 예리한 모서리를 잡고 유지하고, 부식에 저항하고, 충격이나 굽힘을 견디고, 마모에 견디는 블레이드의 용량을 결정합니다. 에 대한 단일 가장자리 면도날 설계자는 경도(가장자리 유지), 내식성(사용 수명 및 위생), 인성(치핑 및 치명적인 파손에 대한 저항성)이라는 세 가지 주요 재료 속성의 균형을 맞춥니다. 미세 구조, 탄소 함량, 합금 원소(크롬, 바나듐, 몰리브덴, 크롬 탄화물 형성제) 및 제조 경로(단조 야금 대 분말 야금)가 이러한 속성에 직접적인 영향을 미칩니다.

사용되는 일반적인 강철 등급과 야금학

다음은 저렴한 스테인리스강부터 고성능 공구강, 분말 야금강에 이르기까지 외날 면도날에 가장 자주 사용되는 등급입니다. 각 재종은 절삭 성능을 좌우하는 금속학적 특성으로 요약됩니다.

420J2 (스테인리스, 저가형)

420J2는 적당한 탄소(~0.15~0.4%)와 약 12~13%의 크롬을 함유한 마르텐사이트계 스테인리스강입니다. 일반 탄소강에 비해 경화가 쉽고 부식에 강해 저가형 그루밍 및 유틸리티 블레이드에 널리 사용됩니다. 일반적인 완전 경화는 50년대 중반 HRC의 경도를 생성합니다. 고탄소강이나 공구강에 비해 가장자리 유지력이 제한됩니다.

440C(고탄소 스테인리스)

440C에는 고탄소(~0.95~1.2%)와 ~16~18%의 크롬이 포함되어 있어 상당한 경화성과 적절한 내식성을 갖춘 미세한 마르텐사이트 구조를 얻을 수 있습니다. 올바르게 열처리하면 HRC 58~61에 도달할 수 있으며, 가장자리 유지력과 내식성의 균형이 잘 잡혀 있으며, 이는 고급 스테인리스 단일 가장자리 블레이드에 일반적으로 선택되는 사항입니다.

1095(고탄소, 비스테인리스)

1095는 우수한 경도(60-64 HRC)와 탁월한 초기 선명도 및 모서리 유지력을 달성하는 고전적인 고탄소강(~0.95% C)입니다. 주요 절충점은 부식 취약성입니다. 1095는 보호 코팅이나 유지 관리 없이 쉽게 녹슬습니다. 이는 부식을 관리할 수 있고 최대 날 수명이 요구되는 산업용 및 특수 면도날에 나타납니다.

52100 / 베어링 등급 강철

52100은 고탄소 및 경화 시 내마모성이 우수한(60-64 HRC) 크롬 함유 베어링 강입니다. 일부 공구강보다 인성이 우수하며, 우수한 내마모성을 요구하는 블레이드에 사용됩니다. 내식성이 낮기 때문에 일반적으로 52100은 건식 또는 코팅 용도로 선택됩니다.

D2(고크롬 공구강)

D2는 상당한 탄화물 형성제(Cr, V, Mo)를 함유한 고크롬, 고탄소 냉간 가공 공구강입니다. 이는 일반적으로 58-62 HRC 경도에서 탁월한 내마모성과 모서리 수명을 제공합니다. D2의 높은 초경량은 인선 수명을 연장하지만 스테인레스 마르텐사이트보다 내식성이 낮고 인성이 낮습니다. 산업용 블레이드와 무거운 긁는 도구에 적합합니다.

AUS-8 및 기타 합금 스테인레스강

AUS-8 및 이와 유사한 중급 스테인리스 합금에는 탄화물을 정제하고 인성을 향상시키기 위해 바나듐과 몰리브덴이 포함되어 있습니다. 일반적인 경도 목표는 57-60 HRC입니다. 이 강철은 내식성과 가장자리 유지력이 모두 중요한 소비자 등급 단일 가장자리 블레이드에 균형 잡힌 성능을 제공합니다.

분말 야금 및 고급 공구강(CPM, PM 시리즈)

분말 야금강(예: CPM 변형) 및 고급 합금 공구강은 매우 미세한 탄화물 분포, 높은 내마모성 및 인성을 동시에 제공할 수 있습니다. 이 재종은 기존 강에서 형성되는 크고 부서지기 쉬운 탄화물 없이 더 높은 탄화물 부피를 허용합니다. 비용이 덜 제한된 프리미엄 특수 블레이드에 사용됩니다.

열처리 목표 및 경도 영향

효과적인 열처리는 등급 선택만큼 중요합니다. 단일 날 면도날의 경도 목표는 일반적으로 HRC 50년대 중반부터 60년대 초반까지입니다. 경도가 낮을수록 인성이 증가하고 치핑이 감소합니다. 경도가 높을수록 내마모성과 날 유지력이 향상되지만 취성과 연삭 난이도가 높아집니다. 스테인리스 마르텐사이트 등급은 일반적으로 55-60 HRC를 목표로 합니다. 고탄소강과 공구강은 일반적으로 60~64HRC로 경화됩니다. 템퍼링 일정과 극저온 처리(사용 시)는 잔류 오스테나이트를 정제하고 경도를 안정화시킵니다.

코팅, 마감 및 부식 제어

코팅은 블레이드 수명을 연장하고 마찰을 줄입니다. 일반적인 표면 처리에는 물리적 기상 증착(DLC, 질화 크롬), 전기 도금 크롬, PTFE/테플론 탑 코팅이 포함됩니다. 코팅은 비스테인레스강을 녹으로부터 보호하고 초기 절단 마찰을 줄입니다. 표면 마감(광택/호닝)은 인지된 선명도에 큰 영향을 미칩니다. 거울 광택 가장자리는 초기 절삭력을 감소시키지만 기질이 부드러울 경우 마모를 가속화할 수 있습니다.

성적 성과를 검증하는 테스트 방법

제품 개발 계획에는 선택한 등급과 처리가 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위한 야금 및 기능 테스트가 포함되어야 합니다.

야금 및 실험실 테스트

테스트에는 로크웰 경도 검사, 마르텐사이트 및 카바이드 분포 확인을 위한 미세 구조 검사(광학 현미경 또는 SEM), 구성 확인을 위한 화학 분석, 염수 분무 부식 테스트(부식이 중요한 응용 분야)가 포함됩니다. 치수 제어 및 모서리 반경 측정도 필수적입니다.

성능 및 수명주기 테스트

기능 테스트에서는 모서리 유지력(연마지, 폴리프로필렌 또는 로프와 같은 표준화된 매체의 절단 주기), 초기 절단력 및 대표 하중 하에서의 마모율을 측정합니다. 산업용 블레이드의 경우 충격 및 굽힘 피로 테스트를 포함합니다. 그루밍 블레이드의 경우 반복적인 습식 사용 주기와 필요한 경우 멸균 호환성을 포함합니다.

적용분야별 실제 선택 가이드라인

사용 환경, 유지 관리 계획, 요구 수명을 기준으로 강종을 선택하세요.

• 정리 및 위생: 경도가 약 55~60HRC이고 부식 방지 코팅 또는 마감 처리된 스테인리스 등급(440C, AUS-8, 420J2)을 선호합니다.
• 산업용 절단/스크래핑: 최대 내마모성을 위해 D2, 52100 또는 60-64 HRC로 경화된 고탄소강을 선호합니다. 코팅이나 유지 관리를 통해 부식으로부터 보호하십시오.
• 특수성/정밀성: 비용이 정당화되는 긴 수명의 고성능 모서리를 위해 분말 야금강을 고려하십시오.
• 일회용/저비용: 420 시리즈 스테인리스 또는 저합금 탄소강은 빈번한 교체가 허용되는 경우 저렴한 비용으로 허용 가능한 성능을 제공합니다.

단계별 등급 비교

주요 시사점 및 선택 체크리스트

우선순위에 따라 등급을 선택하십시오: 젖은 사용이나 위생이 중요한 경우 내식성(스테인레스); 마모 수명이 중요한 경우 최대 경도 및 탄화물 함량(공구 또는 고탄소강); 마모와 인성의 프리미엄 균형을 위한 분말 야금. 열처리 및 코팅 공정을 확인하고, 경도 및 가장자리 유지 테스트를 통해 검증하고, 마감/연마 형상을 선택한 기판에 일치시켜 조기 실패를 방지합니다.

• 습식 사용 소비자 블레이드의 경우: 55-60 HRC 및 부식 방지 마감 처리된 스테인리스(440C, AUS-8)를 선택하십시오.
• 수명이 긴 산업용 블레이드의 경우: HRC 60 이상으로 경화된 D2, 52100 또는 CPM 강철을 선호하고 보호 코팅이나 정기 유지 관리를 고려하십시오.
• 항상 최종 용도와 관련된 절단 주기 테스트와 염수 분무 테스트 또는 화학 물질 노출 테스트를 통해 검증하십시오.