刀具及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种刀具及其制备方法，该刀具包括刀身，所述刀身由第一刀体部和第二刀体部组成，所述第二刀体部由所述第一刀体部的端缘熔覆成型而成；所述第二刀体部由硬质合金制成，且所述第二刀体部远离所述第一刀体部的切边设有刃口。所述方法包括如下步骤：冲压成型第一刀体部；由所述第一刀体部的端缘熔覆成型第二刀体部，且所述第二刀体部远离所述第一刀体部的切边开刃形成刃口，由此制成所需的不具备涂层的刀具。本发明专利技术可有效改善刃口硬度、刃口韧性、提高刃口耐磨性，具有成形工艺简单，加工成本低，易于批量化生产等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于刀具成形领域，更具体地，涉及一种刀具及其制备方法。
技术介绍
刀具是各行各业及人民生活中不可缺少的工具，如美工刀、厨刀、餐刀、军用刀、砍刀、水果刀、剪刀等各种各样的刀具，刀具可谓品种繁多，用途广泛，需求量大，但市场上供应的刀具普遍存在刃口硬度不高、不耐用的问题，需经常进行磨刀。尤其是，对于餐刀、水果刀、剪刀之类的厨房用刀而言，刀具的持久锋利性问题正成为相关领域重点关注的技术难题。为解决上述问题，现有技术中已经提出了一些解决方案。例如：1)采用不锈钢材料和淬火热处理的方式制作；2)用高硬度的碳化物(WC、TiC)合金粉末或者陶瓷粉末(ZrO2)等烧结制作刀具，如专利CN200610147488.6公开了一种用氧化锆(ZrO2)烧结制作的刀具，此种刀具虽然硬度高，但是后期使用过程中无法磨刃，并且持久锋利度不好，加工难度大、成本高；3)使用普通膜层类双面镀膜改性刀体基材，如专利CN200610118336.3公开了一种通过真空镀膜的方法将硬质涂层镀在刀具表面的方法，此方法改善了刀具锋利度，但无法解决后期无法磨刀的问题，磨刀会破坏涂层；4)使用离子注入技术制作刀具，如专利CN201310544089.3公开了一种通过离子注入技术制作刀具的方法，一定程度上改善了刀的锋利度，但是离子注入层都很薄，后期无法磨刀，并且此种工艺不成熟，工业生产难度大。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种刀具及其制备方法，其中采用熔覆3D打印方法，直接熔覆成型具有三维立体结构的一
部分刀身及刃口，避免了在基底上需专门成形镍合金层所带来的成形工艺复杂、制作时间长、生产成本高的问题，并且可有效改善刃口硬度、刃口韧性、提高刃口耐磨性，解决现有技术提高锋利度但后期无法磨刀的问题，具有成形工艺简单，加工成本低，易于批量化生产的优点。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种刀具，该刀具包括刀身，所述刀身由第一刀体部和第二刀体部组成，所述第二刀体部由所述第一刀体部的端缘熔覆成型而成；所述第二刀体部由硬质合金制成，且所述第二刀体部远离所述第一刀体部的切边设有刃口。作为进一步优选的，所述第一刀体部由3Cr13、5Cr15MoV、5Cr15Mo或9Cr18MoV制成。作为进一步优选的，所述第二刀体部由WC、TiC、CrC、钛合金粉末、不锈钢粉末中的任意一种或一种以上制成。按照本专利技术的另一方面，提供了一种用于制备所述刀具的方法，该方法包括下列步骤：(a)冲压成型第一刀体部；(b)由所述第一刀体部的端缘熔覆成型第二刀体部，且所述第二刀体部远离所述第一刀体部的切边开刃形成刃口。作为进一步优选的，所述第二刀体部通过激光熔覆成型。作为进一步优选的，所述激光熔覆成型工艺为：采用连续型激光光源、同步送粉的方式进行，所述激光光源选用CO2激光或半导体激光，激光光源的功率为1000-5000W，扫描速度为600-800mm/min，送粉量为8-22g/min。作为进一步优选的，采用半导体激光光源、且同步送粉的方式进行，激光光源的功率为1000W，扫描速度为640mm/min，送粉量为15g/min。作为进一步优选的，所述熔覆成型使用的熔覆材料为WC、TiC、CrC、钛合金粉末、不锈钢粉末中的任意一种或一种以上的混合。作为进一步优选的，所述熔覆成型使用的熔覆材料为WC和不锈钢粉末
的混合体，且所述WC和不锈钢粉末的质量配比为5％-20％。作为进一步优选的，所述WC和不锈钢粉末的质量配比为8％或15％。作为进一步优选的，所述熔覆成型使用的熔覆材料为TiC和不锈钢粉末的混合体，且所述TiC和不锈钢粉末的质量配比为8％-25％。作为进一步优选的，所述TiC和不锈钢粉末的质量配比为10％或20％。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术采用熔覆3D打印方法直接熔覆成型具有三维立体结构的刀身，然后在该刀身上开设刃口，该刃口与刀身一体成型，可以有效解决熔覆容易导致刀身基材变形的局限性，具有高硬度、高耐磨，有更好的持久锋利性，解决现有技术提高锋利度但后期无法磨刀的问题，并且不用在基底上专门成形镍合金层的方式实现刀刃层与基底层的连接，可有效改善刃口硬度、刃口韧性、提高刃口耐磨性，解决需要专门成形辅助层以提高结合力的问题，成形工艺简单，加工成本低，易于批量化生产。2.本专利技术利用熔覆3D打印方法逐层打印获得刀身的一部分，刃口直接成形在刀身上，而不是采用涂覆的方式获得刃口涂层，因此，本专利技术制得的无刃口涂层的刀具，其刃口与刀身结合力好，韧性好，耐磨而不会崩刃；并且本专利技术还对熔覆工艺进行了研究和设计，获得最佳熔覆工艺，以制备获得表面质量好，刀身几乎无变形，表面粗糙度小，内部无缺陷孔隙的熔覆刀具。3.本专利技术制得的刃口为一个整体性的高性能材料，是三维立体结构，因此后期可以多次磨刀而不会改变持久锋利度；本专利技术通过激光熔覆成型技术，在基材上3D打印出足够厚的前端部分并开刃口，更厚的刃口可以保证刀具有更长的使用寿命；本专利技术采用连续光源、大功率、高走速的成型技术，成型过程中刀身几乎无变形，后续生产工艺简单，节省工艺成本；本专利技术采用的熔覆粉末为高硬度高耐磨的硬质合金粉末，硬度高，耐磨性
好，通过食品卫生认证。附图说明图1是本专利技术实施例提供的刀具的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术的基本原理是将高硬度高耐磨的硬质合金粉末通过熔覆的方式熔覆在刀身上以形成一种全新的刃口，高硬度高耐磨熔覆层能大大提高刀刃的硬度和耐磨性能，使刀具持久锋利耐用，刀具通过激光熔覆形成一个全新的刀身及刃口，刃口耐磨性和硬度均高于基材，解决了后期磨刀的问题，并且刃口与刀身融为一体，其无需在基底上专门成形镍合金层以通过辅助层实现刀刃层与基底层的连接。本专利技术可以有效改善刃口硬度、刃口韧性、提高刃口耐磨性，解决了现有技术提高锋利度但后期无法磨刀的问题，以及需要专门成形辅助层以提高结合力的问题，成形工艺简单，加工成本低，易于批量化生产。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种刀具，例如厨刀、餐刀、水果刀、剪刀等厨房用刀，该刀具包括刀身，所述刀身包括第一刀体部1和第二刀体部2，其中，第一刀体部1作为刀身的一部分，直接采用冲压的方式成型，采用冲压成型具有工艺简单的优点，便于批量化生产，该第一刀体部1可选用例如3Cr13，5Cr15MoV，5Cr15Mo，9Cr18MoV等材料制成。为了便于刀具的使用与操作，刀具还包括刀柄，刀柄与刀身固定连接，具体与第一刀体部1的连接部相连，该连接部位于第一刀体部的后端处(即刀身的刀背处)，该连接部与第一刀体部1一体成型，均采用冲压的方式成型。
刀柄可采用例如木材、ABS塑料、不锈钢等材料制成，并采用例如焊接、铆接、注塑等方式与第一刀体部连接。第二刀体部2为硬质合金，且以熔覆的方式直接从所述第一刀体部1前端的端缘处成形，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种刀具，该刀具包括刀身，其特征在于：所述刀身由第一刀体部(1)和第二刀体部(2)组成，所述第二刀体部(2)由所述第一刀体部的端缘熔覆成型而成；所述第二刀体部(2)由硬质合金制成，且所述第二刀体部(2)远离所述第一刀体部(1)的切边设有刃口。

【技术特征摘要】
1.一种刀具，该刀具包括刀身，其特征在于：所述刀身由第一刀体部(1)和第二刀体部(2)组成，所述第二刀体部(2)由所述第一刀体部的端缘熔覆成型而成；所述第二刀体部(2)由硬质合金制成，且所述第二刀体部(2)远离所述第一刀体部(1)的切边设有刃口。2.如权利要求1所述的刀具，所述第一刀体部(1)由3Cr13、5Cr15MoV、5Cr15Mo或9Cr18MoV制成。3.如权利要求1-2任一项所述的刀具，所述第二刀体部(2)由WC、TiC、CrC、钛合金粉末、不锈钢粉末中的任意一种或一种以上制成。4.一种用于制备如权利要求1-3任意一项所述刀具的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)冲压成型第一刀体部(1)；(b)由所述第一刀体部(1)的端缘熔覆成型第二刀体部(2)，且所述第二刀体部(2)远离所述第一刀体部的切边开刃形成刃口。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二刀体部(2)通过激光熔覆成型。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光熔覆成型工艺为：采用连续型激光光源、同步送粉的方式进行，所述激光光源选用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭亮，瞿义生，金伟平，
申请(专利权)人：武汉苏泊尔炊具有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42