科技專案成果

金屬中心 ▶ 開發不鏽鋼耐蝕暨表面硬化系統設備

 技術特色 
瞄準使用最廣泛的沃斯田鐵系不鏽鋼，建置國內唯一不鏽鋼耐蝕暨表面硬化系統設備和製程，使不鏽鋼同時具備高硬度和高耐腐蝕的雙重優勢。

 產業擴散  
2022年協助芳成工業、文生真空、禾新國際、慶達科技等開發新產品，促成廠商投資超過新臺幣10億元。

筷子、碗盤、杯子......，生活中常見的不鏽鋼製品，是運用最廣泛的金屬之一。其中沃斯田鐵系不鏽鋼，也就是大多人熟知的304、316等系列不鏽鋼，其耐蝕性是商用不鏽鋼中最好的，但欲發展成高附加價值產品，須先解決硬度不足、不耐刮也不耐磨的問題。

在經濟部技術司科技專案支持下，金屬中心投入開發沃斯田鐵系不鏽鋼表面硬度提升技術，成功將表面硬度從200Hv提高至1,200Hv，同時保留原有的耐蝕性，技術與國際標竿廠Bodycote、Swagelok同步，榮獲2022年全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)的肯定。

金屬中心精微處處理組工程師鍾育霖表示，提升沃斯田鐵系不鏽鋼硬度的方式，是運用化學熱處理，將碳原子或氮原子滲入不鏽鋼表面，藉此提升硬度。過去產業只能委由國外處理，直到6年前，金屬中心開始投入，從無到有打造臺灣第一套國產化設備和製程，過程歷經不少挑戰。
 

▲ 金屬中心在經濟部技術司支持下，成功開發「不鏽鋼耐蝕暨表面硬化系統設備」，不鏽鋼可同時具備高硬度和高耐腐蝕特性。
 

細火慢燉 兼顧硬度和耐蝕性

鍾育霖指出，不鏽鋼之所以不會生鏽，在於表面有一層緻密的氧化鉻保護，「這是一個防護，同時也是一個阻礙。」當要滲碳或滲氮的時候，得先把這層氧化膜除去，成功滲入不鏽鋼表面後，又不能和鉻產生化合物，否則即使成功提升硬度，但不鏽鋼失去了氧化膜保護層，就會生鏽，因此在製程上，須在兩者之間取得精準平衡。

一般業界滲碳溫度高達800~900度、滲氮溫度大約550度，但金屬中心將熱處理溫度控制在500度以下，慢慢將碳原子或氮原子滲入，鍾育霖比喻，「別人是大火快炒，我們是細火慢燉。」
 

▲ 協助扣件廠慶達科技開發高強度一體式不鏽鋼鑽尾螺絲。
 

▲ 協助澄市設計開發兼具高硬度、高耐蝕性且具工藝美學的精品餐盤。
 

產品高值化 拓展應用範圍

經處理過後的不鏽鋼兼具硬度與耐蝕性，大幅提升材料價值，擴增應用出口。2022年這項技術已導入多家廠商，像是半導體設備大廠帆宣科技，應用在高階半導體設備中的扣件，已獲國外微影設備大廠進行測試，助攻國內廠商切入國際供應鏈。

另技術移轉扣件業者慶達科技，促成開發「高強度一體式不鏽鋼鑽尾螺絲」新品，有別市售碳鋼與不鏽鋼銲接而成的複合螺絲，既能達到原有碳鋼的硬度，運用在建築物外露扣件上，更能減少因曝曬鏽蝕導致銲接處斷裂的風險，未來可望搶攻國際建築市場。

除了應用於工業，也擴散至民生產品，例如專精鐵板燒烹飪板製造的芳成工業，掌握北美80%鐵板燒設備的外銷市場，因應北美廚師常以敲打秀吸引客人目光，需要硬度更高的不鏽鋼餐檯；此外金屬中心也協助澄市設計開發兼具高硬度、高耐蝕性及美學元素的精品餐盤。未來更可廣泛應用於如光電半導體、工具機、航太、電動汽機車、醫療器材等精密零組件，協助產業搶占高階市場。
 

• 成果案例出處：2022科技專案執行年報