Eu debati entre Responder ou Comentar sobre isso, mas no fim das contas acho que é mais uma resposta - embora uma resposta imperfeita.
Parece-me que o principal problema que você está tentando resolver é impedir a transferência de material das bolas / copos etc. durante o processo de moagem. Eu não acho que você precise necessariamente mudar os materiais e talvez possa até mesmo adicionar um revestimento PVD ou CVD aos componentes existentes.
O revestimento DLC (carbono semelhante ao diamante) vem à mente primeiro,
no entanto, acho que existem muitos revestimentos que podem ser úteis para você. Os revestimentos DLC são muito duros e resistentes ao desgaste (como o nome "diamante" sugere). Eles não desbotam ou lascam, e embora eu não conheça o uso final ou a natureza do requisito de "não contaminação", esses revestimentos são completamente inertes a quase todos os produtos químicos orgânicos e sintéticos e completamente inertes ao corpo humano. bem.
Para esta aplicação, eu acho que um revestimento de ta-C ou possivelmente de ta-C: H poderia funcionar bem. Outro DLC que deveria ser extremamente duro e resistente ao desgaste, mas com o qual não tenho experiência pessoal, é o UNCD (diamante ultrananocristalino).
Você também pode encontrar revestimentos de ferramentas mais tradicionais, como TiN ou TiAlN, que podem funcionar bem para você - não pude fazer uma recomendação sobre o melhor revestimento para sua aplicação. Não sou engenheiro de revestimentos, apenas um engenheiro que teve uma boa experiência usando esses tipos de revestimentos para minhas próprias aplicações no passado :)
O principal benefício do 440C é sua alta temperabilidade
Com uma dureza máxima de cerca de 60 rockwell C, o 440C é um aço inoxidável que pode rivalizar com muitos aços para ferramentas.
Parece que você está usando esse material na condição de recozimento, o que é questionável para mim. Normalmente, esse material é escolhido por sua alta temperabilidade - não é (pelo que sei) comumente usado no estado recozido.
Parece que você escolheu esse material porque é comumente usado em outros designs semelhantes; Eu me pergunto em que condição esse material é usado nesses projetos.
Se você conseguir colocar alguns componentes do 440C em um desses outros projetos, eu faria um teste da Rockwell para verificar se é ou não tratado termicamente. Eu colocaria dinheiro em tratamento térmico. O material recozido provavelmente estará no poço C dos anos 20 e 30, enquanto o material tratado termicamente será nos anos 50.
Se você pretende fazer um teste da rockwell, tente usar um componente com uma superfície plana, pois as esferas podem ser difíceis de testar e fornecer leituras imprecisas.
Para um lugar para começar com tratamento térmico, acho que as folhas de dados de Carpenter geralmente são bastante confiáveis. Suas recomendações para o 440C são:
- HARDEN: Aqueça a 1050/1066 ºC (1850 / 1950ºF); absorver; saciar em óleo morno ou esfriar no ar. A dureza será ≈60HRC. Não superaqueça ou você não será capaz de atingir a dureza máxima.
- TEMPERATURA: Para remover os picos de tensão e ainda manter a dureza máxima, tempere pelo menos uma hora a 300 / 350ºF (149 / 177ºC).
Se você procura tratamento térmico, eu provavelmente começaria por aí.
Eu não acho que 316 seria uma boa escolha
Como é um material muito mais macio (gummier) que o 440C, acho que exasperaria o problema de transferência de material.
Agora eu disse que essa era uma resposta imperfeita,
porque não sei se ele responde diretamente à sua pergunta. Ele oferece um caminho para uma possível solução, no entanto, é incompleto, pois você precisará discutir com um especialista em revestimento as necessidades exatas da sua aplicação e ver o que eles dizem.
Por exemplo, não tenho conhecimento de como esses revestimentos se comportam em temperaturas criogênicas ou qual revestimento funcionaria melhor com os abrasivos usados no seu processo de moagem de bolas.
Sei que usei revestimentos DLC para resolver alguns problemas exclusivos em que trabalho, e eles me permitiram fazer coisas que acho que não encontrei uma alternativa.
Eu também queria dizer que encontrar um fornecedor de revestimento respeitável e confiável foi a parte mais difícil de adaptar essa tecnologia para mim. Como esse pode ser um desafio bastante assustador, ofereço uma sugestão apenas como um ponto de partida e sem outro endosso além do que eu pessoalmente tive uma boa experiência com a Oerlikon Balzers. Não conheço a política de recomendação de fornecedores e não tenho afiliação com nenhum fornecedor. Portanto, sinta-se à vontade para editar esta resposta para remover o nome do fornecedor, se violar alguma política.
Independentemente de quem você escolher fazer negócios, eu recomendo conversar com um de seus engenheiros de aplicação sobre as necessidades específicas da sua aplicação e ver qual revestimento eles recomendam.
Pensamentos finais
Os revestimentos PVD / CVD são de natureza tribológica - eles afetam a interface com outros materiais, mas não alteram as propriedades do substrato base.
Quando falamos em design de rolamentos, há uma propriedade comumente chamada de incorporabilidade. Isso se refere basicamente à capacidade dos materiais de rolamentos de absorver (ou incorporar dentro de si) materiais estranhos.
Sem saber mais sobre a natureza do seu design, meu intestino me diz que você não gostaria que isso acontecesse, pois isso significaria que suas bolas / xícaras etc. estariam incorporando uma certa quantidade de ligas que você estava tentando moer. Parece-me improvável que isso seja desejável. Essa é outra razão pela qual acho que a 316 seria uma má escolha.
Para reduzir a incorporação, você deseja um substrato mais rígido.
Minha recomendação para você seria tratar primeiro os componentes do 440C e aplicar um revestimento PVD posteriormente, para obter a melhor combinação de propriedades para sua aplicação. Eu definitivamente conversaria com um engenheiro de revestimentos sobre quais revestimentos funcionarão para sua aplicação (por exemplo, temperaturas, compatibilidade de material etc.)