304不銹鋼衛生管經常會因為不耐磨、摩擦系數大等因素發生咬合或粘滯現象。Cu是典型的fcc結構金屬,其合金具有導熱性和韌性好、摩擦系數低、摩擦相容性好等突出優點。在不銹鋼表面制備含Cu改性層可以提高304衛生級不銹鋼管的摩擦學性能。
304奧氏體不銹鋼的磨損機理主要是粘著磨損和磨粒磨損。但是摩擦不是材料的固有特性,而是摩擦副的一種系統響應。不銹鋼管廠將它與GCr15鋼球組成配副時,不銹鋼表面的磨損以粘著磨損為主,而與Al2O3陶瓷球組成配副時,不銹鋼表面的磨損則以磨粒磨損為主。滲Cu后與GCr15鋼球對摩時,不銹鋼表面改性層中的Cu同鋼球中的Fe、Cr互溶性差,表面高含量的Cu可以阻止金屬間發生冷焊。同時,由于Cu較軟,容易發生塑性變形,因此在摩擦過程中可以起到固體潤滑的作用。此外,Cu的導熱性好,可降低摩擦表面溫度,使粘著傾向進一步減緩。
304精密不銹鋼管經等離子表面滲Cu處理后可形成均勻、連續的滲C改性層。滲Cu處理的奧氏體不銹鋼與GCr15鋼球組成配副時,可以有效降低不銹鋼的粘著磨損,明顯提高基體的摩擦學性能。而與Al2O3陶瓷球組成配副時,滲Cu不銹鋼的磨粒磨損反而加劇,穩定時的摩擦系數與比磨損率都比基材略高。