:::

科技專案成果

不鏽鋼硬起來! 助不鏽鋼產業搶占高階市場
發佈日期:2023-11-08
單位:財團法人金屬工業研究發展中心
案例年度:2022
簡介:
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。

特色:

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。

R&D 100與愛迪生銅獎

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。

▲ 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。

▲ 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。
 


* 點閱數382

回上一頁 回首頁