不銹鋼與手表外觀件（二）

手表行業(yè)是不銹鋼材料使用總量較少而產(chǎn)品功能提升顯著，亦能輔助提高產(chǎn)品附加值的民生鋼鐵應(yīng)用領(lǐng)域之一，歷史上瑞士高級(jí)制表品牌就曾有過“鋼比金貴”的故事。手表外觀件通常使用的不銹鋼材料304、316L、904L都是奧氏體不銹鋼。

奧氏體不銹鋼(austenitic stainless steel)指室溫組織為穩(wěn)定的面心立方結(jié)構(gòu)的不銹鋼。奧氏體不銹鋼具有較高的耐腐蝕性和較好的綜合力學(xué)性能，包括適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、良好的塑性、韌性及延展性，其冷、熱加工及成型性能都不錯(cuò)。奧氏體不銹鋼無冷脆現(xiàn)象，具有良好的低溫性能和焊接性能，且一般情況下不具鐵磁性。奧氏體不銹鋼強(qiáng)度不高、切削性能不好的不足，可通過添加其他元素的辦法，以及冷作加工或金屬間化合物沉淀析出等工藝來改善和提高。

304不銹鋼是典型的18-8型鉻鎳奧氏體不銹鋼，也是最常用的工業(yè)品級(jí)不銹鋼，上世紀(jì)90年代起我國手表行業(yè)開始用其制造手表外觀件。304不銹鋼低碳（0.07%）、高鎳（8-10.5%）、高鉻（17.5-19.5%）的合金設(shè)計(jì)，使之具有良好力學(xué)性能和耐腐蝕性能，包括不銹、耐酸堿鹽等化學(xué)侵蝕性腐蝕和抗晶間腐蝕能力。

隨著超低碳316L不銹鋼的大量進(jìn)口和國產(chǎn)化替代，千禧年后我國手表品牌也逐漸開始使用316L不銹鋼。316L不銹鋼以18-8型鉻鎳合金成分為基，降低碳含量（0.03%），略降鉻含量（16-18%），加大鎳含量（10-14%），增加鉬元素（2-3%），以增強(qiáng)其力學(xué)性能和耐點(diǎn)腐蝕、間隙腐蝕能力。1972年瑞士愛彼皇家橡樹面市，開創(chuàng)高級(jí)制表品牌使用316L優(yōu)質(zhì)不銹鋼替代貴金屬制作手表外觀件的先河，也間接傳播和提升了優(yōu)質(zhì)不銹鋼的價(jià)值。

業(yè)內(nèi)也有稱優(yōu)質(zhì)不銹鋼為“精鋼”的，實(shí)際上精鋼與優(yōu)質(zhì)不銹鋼無關(guān)。歷史上“精鋼”之稱始于西域。漢朝張騫出使西域時(shí)帶回了制作精鋼用的碳粉等物質(zhì)，漢朝工匠使用當(dāng)時(shí)領(lǐng)先于西方的煉鐵技術(shù)和鐵器鍛造技術(shù)，在鑄鐵時(shí)按比例添加碳粉等元素，去除無用雜質(zhì)得到比西域更優(yōu)良的精鋼，制作兵器裝備軍隊(duì)輔佐漢朝強(qiáng)盛于世。古時(shí)所說的精鋼就是鐵碳元素混合的、品質(zhì)優(yōu)于純鐵的合成金屬?，F(xiàn)代鋼鐵和學(xué)術(shù)領(lǐng)域也無“精鋼”之術(shù)語，工程上亦不用此稱。精鋼是對(duì)碳素工具鋼、碳素合金鋼的俗稱，而非指優(yōu)質(zhì)不銹鋼。

被稱為超級(jí)不銹鋼的904L則進(jìn)一步降低碳含量（0.02%），加大鎳（24-26%）、鉻（19-21%）、鉬（4-5%）含量，同時(shí)增加銅（1-2%）、氮（0.1%）元素，減少磷、硫等雜質(zhì)，從而進(jìn)一步提升材料的力學(xué)性能和耐腐蝕能力，并使之具有抗菌功能。

瑞士勞力士品牌自1985年起使用904L全面替代316L制造手表外觀件，30多年來勞力士表超強(qiáng)的耐腐蝕性能和優(yōu)異的表面處理效果已成為品牌的重要特點(diǎn)和賣點(diǎn)，而含銅不銹鋼具有的抗菌功能則是在1996年日本致病性大腸桿菌0-157肆虐后才被發(fā)現(xiàn)的。銅作為合金元素加入不銹鋼中，不僅可提高強(qiáng)度和沖擊韌性，還能增強(qiáng)耐腐蝕性和抗菌性。理論上奧氏體不銹鋼的抗菌機(jī)制是在冶煉過程中通過合金化方式，添加銅元素并均勻彌散于材料中，再經(jīng)過時(shí)效熱處理析出富銅相而產(chǎn)生抗菌作用。

盡管316L和904L同屬18-8型奧氏體不銹鋼的衍生鋼種，但其內(nèi)涵和功能還是有區(qū)別的。前者隨著合金設(shè)計(jì)技術(shù)和精煉裝備的進(jìn)步，有針對(duì)性地提升不銹鋼材料性能。而后者則在進(jìn)一步提升不銹鋼材料性能的同時(shí)，賦予其全新的抗菌功能。作為與人體皮膚直接且長時(shí)間接觸的手表外觀件若能具備抗菌功能，更符合可穿戴產(chǎn)品的安全、環(huán)保需求，含銅抗菌超級(jí)不銹鋼具有巨大的潛在價(jià)值。

近十年來國內(nèi)外手表外觀件實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用過的高氮鋼也屬于奧氏體不銹鋼。高氮鋼具有比300系不銹鋼更高的硬度和耐腐蝕性，更好的耐磨性和拋光效果，特別是其低鎳（1.8%-2%）或不含鎳的合金成分，使其具有良好的生物相容性和環(huán)境友好性。高氮鋼用于手表外觀件、首飾、皮帶扣和背包帶扣等與人體皮膚直接且長時(shí)間接觸的產(chǎn)品不易引發(fā)皮膚過敏現(xiàn)象，無鎳高氮鋼制品則完全不致敏，是一種應(yīng)用前景可期的BIO不銹鋼材料。

竊以為，含銅超級(jí)不銹鋼、高氮鋼等目前還沒被國內(nèi)手表行業(yè)完整認(rèn)知和積極應(yīng)用的主要原因及應(yīng)對(duì)有四點(diǎn)。其一，這些僅為少數(shù)國際品牌使用過，或尚處應(yīng)用實(shí)驗(yàn)階段的鋼種與316L等常用不銹鋼相比價(jià)格不具優(yōu)勢，而傳統(tǒng)手表企業(yè)對(duì)原材料價(jià)格的敏感遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對(duì)其性能的關(guān)注。這些材料的價(jià)格不僅與鎳、鉬等元素價(jià)格以及進(jìn)口鋼材昂貴有關(guān)，也與其應(yīng)用的廣泛性，即產(chǎn)量/消費(fèi)量相關(guān)，物稀則貴。顯然，國內(nèi)相關(guān)研發(fā)的重點(diǎn)應(yīng)放在實(shí)現(xiàn)性能和降低成本方面，而應(yīng)用的前提則是制造商和消費(fèi)者對(duì)其優(yōu)異性能的了解和共識(shí)。

其二，這些材料獨(dú)特的功能及價(jià)值，譬如含銅超級(jí)不銹鋼的抗菌乃至抗病毒功能、高氮鋼的防過敏乃至不過敏功能，還沒被制造商和市場完全了解而導(dǎo)致關(guān)注度不夠，應(yīng)用積極性不高。上世紀(jì)九十年代日本發(fā)現(xiàn)致病性大腸桿菌傳染病后，日本鋼鐵行業(yè)和科技界著力研制并大力推廣應(yīng)用含銅抗菌不銹鋼的歷史，也許可以啟迪或激發(fā)國內(nèi)市場和消費(fèi)者在后新冠疫情時(shí)期，對(duì)有助人體安全、環(huán)境衛(wèi)生的抗菌不銹鋼的認(rèn)識(shí)和需求。這類特鋼材料被廣泛應(yīng)用而激活其潛在價(jià)值的機(jī)會(huì)已出現(xiàn)。

其三，通用不銹鋼手表外觀件的機(jī)加工工藝，包括沖壓、熱處理工藝以及刀具、加工裝備的選擇不能完全適應(yīng)或符合高氮鋼、含銅超級(jí)不銹鋼的材料特性，導(dǎo)致現(xiàn)階段加工存在一定難度而加工成本偏高。而根據(jù)材料特性做好適應(yīng)性工藝調(diào)整和改進(jìn)后，加工應(yīng)非難題，加工成本也將隨之降低。

其四，國內(nèi)手表行業(yè)與材料行業(yè)缺少有效地跨界溝通和合作。作為優(yōu)質(zhì)材料的生產(chǎn)商和手表制造商，雙方幾乎處于“雞犬之聲相聞，老死不相往來”的尷尬境地，很多優(yōu)質(zhì)材料“養(yǎng)在深閨人不知”。鋼鐵企業(yè)對(duì)用量小且非主流的特殊鋼種的生產(chǎn)及推廣不甚重視，院校和科研機(jī)構(gòu)對(duì)此也難做到持續(xù)的、有的放矢的針對(duì)性研發(fā)，這些囿于產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)重點(diǎn)和商業(yè)主流價(jià)值的做法無可厚非，也很難徹底改變，國際高級(jí)制表品牌面對(duì)的大環(huán)境亦如此。

品牌競爭意識(shí)決定了國際高級(jí)制表企業(yè)發(fā)展、布局的前瞻性和高度，他們關(guān)注并重視材料應(yīng)用帶來的獨(dú)特競爭優(yōu)勢，敢為人先并舍得投資材料研發(fā)和應(yīng)用。相比之下國內(nèi)手表企業(yè)，特別是頭部企業(yè)對(duì)材料應(yīng)用的意義和作用重視不夠、投入不足，這是國產(chǎn)手表品牌與國際高級(jí)制表品牌在材料應(yīng)用上差距不斷擴(kuò)大的主要原因，也是中外手表企業(yè)技術(shù)能力和品牌價(jià)值差距越來越大的原因之一。

臨淵羨魚不如退而結(jié)網(wǎng)。我們在國產(chǎn)含銅抗菌超級(jí)不銹鋼用于手表外觀件的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)銅元素以固溶態(tài)均勻存在于合金中同樣具有較好的抗菌作用，其抗菌性能已達(dá)到進(jìn)口材料抗菌水平，對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌率均可達(dá)到99.99%；其力學(xué)性能、耐腐蝕性能優(yōu)于316L，成型和加工性能與316L相當(dāng)，符合手表外觀件的要求；與進(jìn)口材料相比價(jià)格優(yōu)勢明顯，基本實(shí)現(xiàn)了階段性研發(fā)目標(biāo)。進(jìn)一步的應(yīng)用試驗(yàn)和擴(kuò)展抗菌范圍的研發(fā)也在按既定方向進(jìn)行中。