用于电动剃须刀刀头的不锈钢材料
技术领域
本发明属于对不锈钢合金材料各物质成分的改进，具体涉及一种用于电动剃须刀刀头的不锈钢材料。
背景技术
中国专利CN1861826A于2006年11月15日公开了一种耐腐蚀且耐磨损的工具钢制品，该制品是通过对氮气雾化的预合金粉末颗粒进行热等静压成型而制得的，以重量百分数计，所述粉末颗粒基本上由以下物质组成：C：2.0-3.5；SI：至多为1.0；MN：至多为1.0；CR：12.0-16.0.；MO：2.0-5.0；V：6.0-11.0；NB：2.0-6.0；CO：1.5-5.0；N：0.05-0.30；并且余量基本上是铁和附带的杂质。该制品是通过对氮气雾化的预合金的高铬、高钒、高铌粉末颗粒进行热等静压成型而制得。该合金的特征为耐磨损腐蚀性很高，这使其特别适合用于制造暴露于严酷的磨损和腐蚀条件(例如在塑料注射成型工业和食品工业等中所经历的条件)下的用于高级轴承配置中的零件以及机械部件。
中国专利CN1428451A于2003年07月09日公开了一种以铁作为主要组分的铁铸件，包括C、SI、MN、CR、MO和NI，其中所述铸铁在高温下提供良好的耐热性和抗氧化性。铸铁有利地含有2.5-3.0％的C；2.0-3.0％的SI；0.8-1.2％的MN；1.7-3.0％的CR；0.025-0.06％的MG；0.15-0.4％的MO；和17.0-20.0％的NI；但是少于0.1％的P；和少于0.02％的S。该铸铁适用于非常苛刻的高温条件下，并且能够用于歧管温度达到850℃的发动机的排气歧管。
刀头是电动剃须刀的核心零件。长期以来，国内没有适合剃须刀刀头的材料，国内的剃须刀公司只能使用类似SUS420J2的不锈钢材料制作刀头，由于刀头的材质不佳，强度、耐磨损、耐腐蚀性等都无法符合高速运动的剃须刀刀头的品质要求。另外，国外虽然有日本安来、德国SANDVIK等钢材，但供货时间长、价格昂贵，无法满足大批量、低成本的国内刀头制造厂家的要求，因此急需寻求一种综合性能较佳，材料价格合理的剃须刀刀头用材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适合于电动剃须刀刀头用的具有合适强度、硬度，且材料韧性、耐磨损性及耐腐蚀性方面综合性能较佳的不锈钢材料。
为了解决上述技术问题，本发明提供的用于电动剃须刀刀头的不锈钢材料，由常规冶炼方法冶炼而成，再通过电解分离去除材料不纯物，其特征在于，以重量百分比计，该材料含有以下元素成份：C(碳)0.40～0.50％，Si(硅)≤1.00％，Mn(锰)≤1.00％，P(磷)≤0.04％，S(硫)≤0.030％，Cr(铬)12.00～14.00％，Fe(铁)余量。
优选地，以重量百分比计，本发明不锈钢材料含有以下元素成份：C(碳)0.45％，Si(硅)0.28％，Mn(锰)0.30％，P(磷)0.025％，S(硫)0.002％，Cr(铬)13.53％，其余成分为Fe(铁)。
为了得到适度的材料强度、硬度，有必要限定C的含量，作为刀头材料C的含量必须要在3％以上，这样通过对材料的热处理，能得到合适的材料硬度。但是C含量过高，会造成耐腐蚀性能降低，因此，本发明限定为0.40～0.50％。
Si(硅)作为钢的脱氧剂使用。考虑到韧性，Si含量要在1.00％以下，最好是在0.20％～0.35％之间。
Mn(锰)具有提高钢强度的效果。与Si相似具有脱氧作用。含量不满0.3％时没有效果，而超过1.00％时韧性劣化。
P(磷)是钢中存在的一种杂质，高含量时，热处理后制品的韧性降低。因此，其允许上限值是0.04％以下。
S(硫)是一种降低热加工性的杂质，含量越少越好，其允许上限值是0.03％以下。
Cr(铬)是不锈钢中最主要的元素，是钢获得不锈性、耐腐蚀性的重要元素。本发明的不锈钢的Cr含量12.00～14.00％，过度添加Cr将会增加制造成本。
本发明的不锈钢材料由常规冶炼方法冶炼而成，再通过电解分离的方法去除材料不纯物，合理调整合金元素的组份和含量来制作成为满足剃须刀刀头使用特性要求的材料。
后续的实施例将证明，该材料具有优良的机械加工性能，能满足刀头复杂形状的加工要求，且经对比试验测量，其耐磨性、抗腐蚀性、热处理特性等综合性能较优，部分性能优于国外优质刀头材料，符合电动剃须刀刀头的要求。
附图说明
图1是POVOS2的淬火特性曲线图。
图2是POVOS2的回火特性曲线图。
图3是POVOS2热处理后的金相结构图。
图4是POVOS2与日本安来6的耐腐蚀性能比较图。
图5是电动剃须刀刀头材料耐磨损试验方法的图示。
图6是各种常见电动剃须刀刀头材料和POVOS2耐磨损体积比较图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
通过常规冶炼方法如通过非真空感应炉、电弧炉冶炼；并通过电解分离的方法去除材料不纯物，制作出以下合金元素成份的钢坯。以重量百分比计，其组成为：C(碳)0.40～0.50％，Si(硅)≤1.00％，Mn(锰)≤1.00％，P(磷)≤0.04％，S(硫)≤0.030％，Cr(铬)12.00～14.00％，Fe(铁)余量。
另一优选实施例中，经测定，以重量百分比计，其组成为：C(碳)0.45％，Si(硅)0.28％，Mn(锰)0.30％，P(磷)0.025％，S(硫)0.002％，Cr(铬)13.53％，其余成分为Fe(铁)。
本发明上述实施例制得的马氏体不锈钢材料命名为POVOS2(奔腾2号)。
上述实施例制得的不锈钢材料经1025℃～1100℃淬火处理(淬火特性曲线如图1所示)，200℃左右回火处理后(回火特性曲线如图2所示)，按照通常方法测定，其硬度为HV540～620，金相组织为马氏体晶体结构(如图3所示)。该材料具有优良的机械加工性能，能满足刀头复杂形状的加工要求，且经对比试验测量，其耐磨性、抗腐蚀性、热处理特性等综合性能较优，部分性能优于国外优质刀头材料。
图4是POVOS2与日本安来6进行的耐腐蚀性能比较。日本安来6号称世界最好的刀头材料，其前身广泛应用于日本武士刀。从图可知，经中性盐雾(浓度3％～5％)在35℃时测试结果，在216小时，POVOS2(标号为4-3、4-4)无生锈(未出现点状锈斑现象)，而安来6(标号为6-3、6-4)已全面出现点状锈斑现象。
图5是耐磨损测试的试验图示。把材质SUJ2、硬度HV700的轴承滚珠钢球进行500次往复(速度为50mm/s)运动，然后对各种试验材料的磨损部位的最大深度和体积进行比较评价。
深度越浅，体积越小![]()
耐磨损性好
深度越深，体积越大![]()
耐磨损性差
图6是各种常见电动剃须刀刀头材料和POVOS2耐磨损体积比较。从图6的统计情况可知，POVOS2与各种常见刀头专用材料相比，POVOS2具有高耐磨性，9.8N SUJ2钢球测试磨损体积0.0055mm3以下，并略优于日本安来6。
从以上的对比评价情况说明，POVOS2是一种优良的剃须刀刀头材料。