Thép không gỉ là gì? Ưu nhược điểm khi ứng dụng trên đồng hồ

Vật liệu thép không gỉ được ứng dụng rộng rãi trong chế tác đồng hồ và trang sức. Chính bởi vì những ưu điểm vượt trội, dễ ứng dụng và tối ưu chi phí.

Thép không gỉ là gì?

Thép không gỉ (Stainless Steel) là hợp kim chứa từ 10.5% đến 30% Crom và một số nguyên tố khác như sắt, niken, titan, molypden, nhôm, niobi, đồng, nitơ, lưu huỳnh, phốt pho hoặc selen và tối đa 1.2% carbon.

Trong đó, sự hiện diện của Crom là cho thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt cao. Các nguyên tố khác cũng gia tăng thêm tính chất của ưu điểm này và khả năng đặc biệt chống oxy hoá. Lượng Carbon sẽ quyết định độ cứng của thép, càng nhiều carbon càng khó gia công.

2 loại thép không gỉ phổ biến trên đồng hồ

Thép không gỉ là một loại vật liệu phổ biến nhất trên thế giới với hơn 1.6 tỷ tấn thép được sản xuất khắp hành tinh. Đây cũng là vật liệu phổ biến nhất sử dụng trong chế tạo đồng hồ hiện đại. Tuy nhiên, không phải tất cả thép không gỉ đều được làm như nhau. Cùng xem qua 2 vật liệu dễ thấy nhất trên đồng hồ.

1. Thép 316L

Thép không gỉ 316L là loại thép Austenit theo cấu trúc tinh tế cùng với thép ferritic, martensitic, duplex và thép tôi kết tủa.

Thành phần: Crom (16,5% – 18,5), Carbon không vượt quá 0,035%, Molipden (2 – 3%), Mangan (tối đa 2%), Niken (10 – 12%), Phốt pho (0.45%), Silic (tối đa 0.75%).

Chúng có hàm lượng carbon thấp biển thị bởi chữ L (Low Carbon) giúp tăng cường khả năng chống chịu nhiệt độ cao bởi nếu hàm lượng cao dễ xảy ra nguy cơ kết tủa carbua khi ở môi trường khắc nghiệt.

Phần lớn thép không gỉ sử dụng trong chế tạo đồng hồ là thép 316L (đôi khi chúng còn đgọi là thép A4, thép không gỉ cấp phẫu thuật). Loại vật liệu này còn được ứng dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm, thiết bị y tế, ngành công nghiệp hoá dầu…

Lý do loại thép này được ứng dụng phổ biến trong ngành chế tạo đồng hồ:

• Chứa hỗn hợp Crom, Niken và Molypden không chỉ tăng khả năng chống ăn mòn và dễ gia công (dễ uốn) hơn các loại thép khác.
• Tương đối tiết kiệm chi phí

2. Thép 904L

Thép không gỉ 904L có tỷ lệ Niken và Molypden cao nên chúng mềm hơn, chống ăn mòn tốt, nhẹ và có độ bóng cao hơn 316L. Đây cũng là một trong những loại thép không gỉ đắt nhất bởi chúng khó gia công hơn. Tỷ lệ Niken cao nên đồng hồ sử dụng thép 904L có thể khiến người bị dị ứng với chất liệu này bị kích ứng da, điều này ít xảy ra hơn với 314L.

Thành phần: Carbon (tối đa 0.2%), Crom (19-23%), Đồng (1-2%), Molipden (4-5%), Mangan (tối đa 2%), Niken (23-28%), Phốt pho (tối đa 0,03%), Silic (tối đa 1%).

Sự khác biệt của 904L với 316L chính là tỷ lệ Niken và Crom cao hơn cũng như có thêm thành phần là đồng.

Rolex là thương hiệu nổi tiếng sử dụng chất liệu thép không gỉ 904L, gọi với cái tên độc quyền là “Oyster Steel” cho tất cả mẫu đồng hồ sử dụng chất liệu này của họ từ những năm 80.

Vẫn có rất nhiều thương hiệu khác sử dụng 904L như Bremont, Atelier Wen, Omega, Seiko, Ball…

Ngoài ra, còn có một số cái tên hợp kim của thép như Lucent Steel độc quyền của của Chopard, cứng hơn 50% so với các hợp kim khác. Thương hiệu này cũng không công bố chính xác thành phần bởi bí mật thương mại nhưng tiết lộ chúng chứa 80% vật liệu tái chế. Chúng nhạt, sáng bóng và có độ tương phản cao. Rất có thể có hàm lượng Niken cao nhưng không bằng 904L.

Seiko cũng cho ra mắt một hợp kim độc quyền gọi là Ever-Brilliant Steel tự hào với khả năng chống ăn mòn tốt nhất thế giới. Công bố có chỉ số PREN (khả năng chống rỗ cục bộ) cao hơn 1.7 lần thép không gỉ, chúng cũng có thành phần thép không gỉ 904L.

Ưu, nhược điểm của chất liệu thép không gỉ

Thông qua cái tên, hẳn chúng ta cũng biết ưu điểm nổi bật nhất chính là khả năng chống ăn mòn, chống gỉ sét tốt. Tuy vậy, chúng ta cần có một cái nhìn tổng quát về ưu nhược điểm vật liệu thép không gỉ để đưa ra lựa chọn phù hợp.

1. Ưu điểm

• Chống ăn mòn: nhờ chứa ít nhất 10.5% Crom, kết hợp cùng với Sắt và Carbon – thành phần ngăn ngừa quá trình oxy hoá, duy trì cấu trúc toàn vẹn của chất liệu và vẻ ngoài theo thời gian.
• Chống chịu nhiệt tốt nhờ chất liệu có điểm nóng chảy cao +/- 1550 °C.
• Chịu được môi trường mồ hôi và nước mặn
• Ít gây ảnh hưởng với người dị ứng Niken (chất liệu 316L)
• Dễ sản xuất cho phép các thương hiệu thực hiện thiết kế phức tạp mà không ảnh hưởng đến hiệu suất. Có thể sử dụng cho mục đích chuyên nghiệp nhờ khả năng chống chịu các cú sốc.
• Đem đến ngoại diện bóng bẩy, thẩm mỹ cao trên đồng hồ.
• Dễ vệ sinh, làm sạch
• Giá cả phải chăng hơn so với các kim loại quý khác.

2. Nhược điểm

• Thép không gỉ có hàm lượng Niken cao như 906L dễ mẫn cảm với người dị ứng Niken.
• Chúng tương đối nặng tay, đặc biệt với đồng hồ thể thao hoặc có nhiều chức năng.
• Với biến động nhiệt độ lớn có thể làm ảnh hưởng đến khả năng chống nước của thép do tính giãn nở và co lại của chất liệu.
• Thép rất nhạy cảm với Clo, vì vậy mà môi trường có chất này khiến thép dễ bị ăn mòn. Vì vậy hãy đảm bảo đồng hồ luôn rửa sạch khi tiếp xúc với nước ở trong hồ bơi chứa Clo.

Lịch sử ra đời đồng hồ thép không gỉ

Thép không gỉ bắt đầu sử dụng cho đồng hồ từ những năm 1910 khi mà vật liệu này trở nên phổ biến từ 1920 đến 1930. Đây là thời kỳ đại suy thoái khi nhu cầu đồng hồ kim loại quý giảm mạnh sau vụ sụp đổ Phố Wall vào 1929.

Trước 1930, hầu hết đồng hồ bỏ túi hay đeo tay đều làm từ các kim loại quý như vàng, bạc hay bạch kim. Lúc này thép quá khó để định hình và gia công. 

Nhờ vào việc thép không gỉ vốn rẻ để sản xuất nên chúng được đưa vào sản xuất thông dụng. Mặc dù ban đầu cũng gặp phải không ít thách thức về gia công, khi các nhà sản xuất vượt qua vấn đề này thì thép không gỉ trở thành vật liệu chính sử dụng trong chế tác đồng hồ.

Giải đáp những thắc mắc liên quan đến đồng hồ thép không gỉ

1. Đồng hồ thép không gỉ có cần đánh bóng?

Trên lý thuyết, chất liệu này có thể tồn tại suốt đời nhưng chúng không hoàn toàn miễn nhiễm 100% với sự hao mòn thông thường. Nếu đồng hồ xuất hiện những vết xước hay lõm thì cần phải đánh bóng chúng. Mức độ đánh bóng cũng vừa phải để đảm bảo không làm thay đổi tính chất vốn có của vật liệu.

2. Các công nghệ phổ biến sử dụng

2.1 Mạ vàng

Bản chất thép không gỉ đã khá cứng nhưng nhiều thương hiệu vẫn cho ra đời phương pháp xử lý bề mặt bao gồm cả làm cứng.

Phổ biến nhất là PVD (là viết tắt của Physical Vapor Deposition, hay gọi là mạ PVD, mạ vàng) và DLC (carbon giống kim cương) bằng cách sử dụng lớp vật liệu phủ lên thép.

Không chỉ mang lợi ích về mặt thẩm mỹ và còn giúp vỏ, dây đeo đồng nhất, đạt được màu sắc thời trang như ý mà còn chống trầy xước tốt hơn nhờ quy trình phủ lớp này diễn ra trong điều kiện chân không ở nhiệt độ cao.. Ví dụ như Duratect của Citizen hay Diashield của Seiko.

Để có được màu sắc thời trang và xu hướng, mạ PVD trên đồng hồ Saga đem lại ngoại diện sang trọng hơn

Ngoài ra phương pháp này còn được đánh giá cao vì:

• Ít thải ra dư lượng độc gây hại đến môi trường
• Lớp hoàn thiện lấp lánh, đặc biệt màu vàng có vẻ đẹp như vàng nguyên khối. Lại có ưu điểm vượt trội hơn vàng thật là chống sự ăn mòn, mồ hôi và ô nhiễm.
• Tiết kiệm chi phí đầu tư hơn đồng hồ vàng nguyên khối.

2.2 Đánh bóng

Để đồng hồ đẹp hơn về mặt thẩm mỹ, nhiều hãng sử dụng phương pháp đánh bóng, thậm chí như gương. Nổi tiếng là kỹ thuật đánh bóng Satin, Sallaz và Zaratsu.

Phương pháp đánh bóng này sẽ cải thiện độ mịn và độ đồng đều trên bề mặt của chất liệu thép không gỉ. Quá trình này đòi hỏi nghệ nhân phải tập trung đánh bóng với máy trên từng mặt cắt của vỏ hoặc dây đeo. Thành phẩm có độ phản chiếu cao, thẩm mỹ, thanh lịch và tinh tế. Tuy nhiên, nhược điểm nếu không giữ gìn sẽ dễ thấy được các vết trầy xước nhỏ.

2.3 Chải xước

Lớp hoàn thiện chải xước khá phổ biến ở đồng hồ, bề mặt xuất hiện đường nét mảnh. Chúng có ưu điểm dễ dàng che giấu đi các vết trầy xước cho người dùng, bề mặt lý tưởng dễ dàng vệ sinh và ít cần bảo dưỡng.

Thường xuất hiện kiểu chải xước sau:

Sọc Geneva: thẳng hoặc cong đơn giản

Perlage (vân tròn nhỏ): thường xuất hiện trong bộ máy (tấm chính, cầu nối)

Guilloché: các hình học phức tạp đòi hỏi tay nghề thủ công cao và máy móc chuyên dụng

Một số loại đồng hồ hiện nay kết hợp nhuần nhuyễn giữa 2 kỹ thuật đánh bóng và chải xước tạo nên vẻ đẹp độc đáo.

3. Đồng hồ thép không gỉ 304 có chất lượng không?

Một loại chất liệu thép cũng xuất hiện mà không được đề cập ở trên chính là 304L. Chúng dễ bị ăn mòn hơn, đặc biệt là ở môi trường độ ẩm, nước mặn, dầu có trên da và có giá thành rẻ hơn đồng hồ 316L.

Thông thường bạn sẽ thấy chúng ở các loại đồng hồ cấp thấp và không được nhiều hãng trung đến cao cấp sử dụng bởi không kỳ vọng tồn tại lâu dài. Thép 304 thường sử dụng hằng ngày nhiều ở đồ dùng nhà bếp, đường ống công nghiệp.

4. Đồng hồ thép không gỉ và sự khác biệt với kim loại thường

Bên cạnh thép không gỉ thì có nhiều đồng hồ sử dụng hợp kim kim loại, chúng có giá thành rẻ hơn. Vậy sự khác biệt nằm ở đâu?

Những giải đáp về chất liệu thép không gỉ 316L, 904L hy vọng đã cho bạn đọc cái nhìn tổng quát về chất liệu. Từ đó có thể dễ dàng chọn mua đồng hồ phù hợp với bản thân.

Xem thêm: Các vật liệu chế tác trên đồng hồ

Ngọc Yến