EDC用不锈钢:304、316L、416和440C对比

不锈钢在EDC中很少是主角,但几乎每个产品里都有它:枢轴、定位钢珠、螺丝、内衬、口袋夹、前圈、尾部弹簧。选错牌号,做出来的零件要么加工成本太高,要么在客户的口袋里生锈。

304:通用的默认选择

奥氏体,不能通过热处理淬硬,耐腐蚀性好,便宜,到处都买得到。

适用于: 一般五金件、不重要的支架、垫片,凡是想要不锈钢又不想为专用牌号付钱的地方。

陷阱: 加工硬化很严重。像加工低碳钢那样去加工它的工厂,会把表面磨出一层硬壳并损坏刀具。它还发黏,所以小特征的表面光洁度可能让人失望。请预计比棒料价格所暗示的更长的加工周期。

316L:耐腐蚀牌号

304加钼。对盐分和汗液明显更好,而这正是EDC实际面对的腐蚀环境。

适用于: 任何贴身携带的东西、沿海或以海洋用途销售的产品、会与钥匙和汗水一起待在口袋里的零件。

陷阱: 比304略难加工,价格也略高。L表示低碳,可在焊接后改善耐腐蚀性,只有在焊接时才有关系。

416:好加工的那个

马氏体易切削钢,添加了硫。切削快,表面光洁度好,并且可以热处理到有用的硬度。

适用于: 枢轴、定位部件、螺纹部件,凡是批量车削的东西。当一家工厂对不锈钢的活感到高兴时,通常就是416。

陷阱: 使它易切削的硫,也使它成为这里耐腐蚀性最差的一种。如果不钝化,它会在出汗的口袋里出现表面锈迹,有时钝化了也会。不要把416用在标榜防锈的产品的外露表面,参见钝化,以及您的不锈钢为什么生锈。

440C:能淬硬的那个

高碳马氏体,可淬硬到约58至60 HRC。

适用于: 必须耐磨、在载荷下不变形、不咬死的零件。定位钢珠、锁定面、耐磨镶件,以及刀片材料,不过刀片与我们在此讨论的五金件属于不同的供应链。

陷阱: 在退火状态下难加工且慢,然后需要热处理,而且由于淬硬时会变形,通常还要磨削或电火花加工才能达到最终尺寸。请多留一到两周。参见EDC零件的热处理。

快速选择

• 需要好看且绝不生锈:316L
• 需要便宜且不关键:304
• 需要批量车削、被遮挡或有镀层:416
• 需要硬:440C

表面处理与腐蚀

四种都受益于机加工后的钝化,而416必须钝化。喷珠会增大表面积,对临界牌号可能使腐蚀略微恶化,所以喷珠的416零件是本文中最糟糕的组合。316L上做滚磨喷砂最安全。

不锈钢上的PVD镀层在EDC的黑色和青铜色五金件中很常见。它是有自己最低起量的外协工序,会增加一到两周,请把它规划进日程,而不是在首件之后才加上。

询价单里该写什么

写明牌号和状态:“316L,退火”,“440C,加工后淬硬到58-60 HRC,标注的尺寸磨削到最终尺寸”。如果成品上有任何面是外露的,请说明是哪一个,因为这会改变牌号建议。发送零件,如果牌号与工作不匹配,我们会告诉您。

磁性,以及客户为什么会问

304和316L是奥氏体,名义上无磁性,不过机加工产生的冷作硬化可能使表面略带磁性。416和440C是马氏体,明显有磁性。

这在两处很重要。折刀中的磁性定位系统依赖磁性部件,所以那里请指定416或440C而不是316L。另外,在对磁敏感的设备附近携带的客户有时会问,为了您自己的产品文案,值得知道答案。

加工硬化,及其隐藏的成本

304和316L加工硬化严重。如果刀具在摩擦而不是切削,因为刀钝了或进给太轻,表面就会变硬,下一刀切削的就是更硬的材料,使刀具更钝。

实际后果是,奥氏体不锈钢会惩罚怯懦的加工。它需要锋利的刀具、正前角、坚定的进给和刚性的夹持。经常加工它的工厂知道这一点;不常加工的工厂会得到较差的表面和较长的周期。

当您看到316L的报价明显高于材料价格所能解释的程度时,通常就是这个原因,而且是正当的。

硫、夹杂物与外观面

416的易切削性来自硫化锰夹杂物,它们在内部起断屑作用。同样的夹杂物在抛光表面上表现为细小条纹,也是腐蚀的起点。

所以即便不谈腐蚀问题,416也不适合用于高度抛光的外露外观面。请把它用在被遮挡、有镀层、或喷珠与滚磨喷砂能掩饰表面的地方,并且始终要钝化。参见钝化。

螺丝和小型紧固件

大多数EDC螺丝是买来的而不是做的,这是正确的决定:加工一颗M2梅花螺丝很贵,购买的则不然。

要指定时:A2大致相当于304,A4相当于316。对于承受真实扭矩的刀具枢轴螺丝,带涂层的淬硬合金钢螺丝,通常以牺牲耐腐蚀性为代价,胜过任何不锈钢。请决定您更在意哪种失效。

成本排序

在EDC批量下,大致从便宜到贵:304、416、316L、440C。请注意416排第二,尽管它是更专用的牌号,因为加工时间占主导,而416加工快。这种倒置让人意外,也是在合适场合使用416的真正理由。

焊接

对EDC很少相关,但如果有:304和316L焊接良好,L牌号专门用于避免焊缝处的碳化物析出。416和440C无法焊出可接受的结构接头。请改为设计成紧固件或压配合。

FAQ

量产折刀的内衬通常是什么牌号? 量产中通常是410或420J2,高端则是钛合金。304出现在低价刀具中。内衬是结构件和弹簧件,所以硬度和状态比牌号名称更重要。

316L能淬硬吗? 不能,热处理不行。奥氏体不锈钢不会以那种方式硬化。您可以通过加工硬化,或指定冷作状态,但如果需要硬度,就需要马氏体牌号。

440C和刀片所用的440C是同一种吗? 名称相同,但刀片材料是按特定状态采购、按刀片专用配方热处理的。对于五金件(定位钢珠、耐磨镶件),通用的440C供货就可以。刀片生产是另一条供应链。

Nitronic或17-4PH呢? 17-4PH对EDC确实有用:沉淀硬化,强度好,耐腐蚀性不错,淬硬时的变形比440C小得多。它更贵,在越南也不太常备货,所以请预计材料交期。对于受力很大的小零件,值得问一问。

零件做PVD镀层,还需要钝化吗? 需要。镀膜厂需要干净、钝化的基材,而且任何镀层最终都会被突破。参见钝化。

如何避免我的不锈钢零件到货时带锈斑? 钝化、干燥包装、使用VCI防锈纸。到货时的锈蚀大多来自机加工带入的游离铁,而不是牌号本身失效。把它写进询价单。