今日のナイフ業界では、粉末鋼がますます重要な役割を果たしています。高い耐摩耗性、靭性、耐久性 – これらは、消費者がさまざまな粉末を使用することから得られる品質です。バナジウムは、熱処理中に強力な炭化物を形成する灰色の金属であり、その組成において最も重要な役割を果たします。
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バナジウムは、記号Vと原子番号23で示される化学元素です。1801年にスペインの鉱物学者A.デルリオによって発見され、1830年にスウェーデンの化学者N.セフストロムによって再発見されました。金属バナジウムは 1867 年に初めて生産され、最初のバナジウム鋼は 1903 年にイギリスで製錬されました。そして20世紀を通じて、冶金学におけるバナジウムの役割は絶えず増加していました。
バナジウムは地球上で非常に一般的な金属です。主に地殻に存在し、さまざまな鉱物と結合しています。土壌に加えて、海水、石油、人間、動物にも含まれています。バナジウムはリン酸化酵素の制御に役割を果たし、細菌が窒素固定に使用します。バナジウム鉱石、主にチタンマグネタイト鉱石、カルノタイト、パトロナイトがその抽出の主な供給源です。純粋なバナジウムは強度が高く、柔らかく、磁性がありません。ほとんどの品質においてチタンに似ています。バナジウム鉱石は、南米、中国、ロシアで最も一般的です。
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製造工程では、バナジウムは、その含有量の少なくとも50%を含む鉄 – バナジウム合金(フェロバナジウム)の形で使用されます。合金を作成するために、バナジウムと鉄含有スラグをフェロシリコンと石灰で還元します。この金属の製造にはいくつかのステップがあります。高炉プロセスでの最初の製錬中に、バナジウムは銑鉄に残り、最大25%の酸化バナジウムを含むスラグに変換されます。次のステップは、さまざまな酸と塩を加えた酸化焙煎です。金属の形のバナジウムは、酸化バナジウムの還元によって得られます。このプロセスでは、他の物質を使用しても最終製品に必要な純度が得られないため、アルミニウムまたはカルシウムが最も頻繁に関与します。
粉末鋼製造におけるバナジウムの使用には、黒色結晶の形をした二元化合物である炭化物(VC)が使用されます。合金化の主材料として使用される主な理由は、硬質炭化物の形成であり、硬質炭化物は単独で存在するだけでなく、クロム、タングステン、炭化モリブデンに組み込んで硬度を高めることもできます。鋼に大量に導入できるため、小さな炭化物の分布の均一性に悪影響を与えることはありません。したがって、合金中のバナジウムの量は非常に多くなる可能性があります。その使用により熱処理能力も向上し、温度学者が鋼を最大限に「絞り出す」ことができます。
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鋼に含まれる大量のバナジウムにも欠点があります。まず第一に、それはその粉砕性を複雑にし、スケール形成を増加させます。バナジウムのこれらの特徴により、「粉末」は加工および研ぎが困難になり、組成物中のバナジウム含有量が多いほど、結果を達成することがより困難になります。高バナジウム鋼の機械加工には、プロフェッショナリズム、豊富な経験、および可能な限り厳格な技術の遵守が必要です。
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「通常の」非粉末鋼の場合、制限は最大 12%、粉末鋼の場合、体積の最大 15% です。過去20年間でそのような合金の特性を改善するために、冶金学者はニオブと窒素との合金を使用し始めており、これによりさらなる加工がいくらか容易になりました。耐摩耗性の向上には、特定の合金の他の品質の低下が常に伴うことを覚えておくことも重要です。たとえば、バナジウム含有量が10%の限界にある粉末鋼は、機械的特性を十分に保持しますが、すでに15%では強度が約30〜40%低下し、衝撃靭性は2倍以上になります。
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最も多くのバナジウムは、S390、K390、CPM 15V、Vanadis 10、ASP 2060、S60V、S90V、M398、Maxametなどの現代の粉末鋼に含まれています。最も人気のあるものには、CPM 20CV、M390、CPM S35VN、Elmax が含まれています。したがって、粉末鋼はクロム含有量の高いステンレス鋼に分けることができ、ほとんどの場合、優れた耐摩耗性と強度を備えており、加工が非常に簡単です。しかし同時に、バナジウムの量は6%以内です。また、クロムの量が少なく、耐食性が低く、脆性が増す鋼でも、同時にバナジウム含有量が最大15%であるため、極度の耐摩耗性があります。しかし、「粉末」中のこの金属の割合は、プラスの組成変化をもたらします。粉末加工鋼における「耐摩耗性」の概念は、バナジウム含有量と直接相関しています。現代のナイフ鋼製造技術を前進させるのはこの金属です。
