一种金属陶瓷刃具及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种金属陶瓷刃具及其制造方法，涉及粉末冶金技术领域。该金属陶瓷刃具是由碳化钛颗粒与马氏体不锈钢组成，其中碳化钛颗粒的体积分数为40～60％。相比马氏体不锈钢刃具，该金属陶瓷刃具硬度高、强度高、轻质耐磨，同时具有比纯陶瓷刃具更优异的断裂韧性，更抗摔。该金属陶瓷刃具的制造方法是先将碳化钛颗粒与马氏体不锈钢粉末低能球磨，再与有机高分析粘结剂密炼制成喂料，然后注射成刃具生坯，最后经脱脂、烧结、热处理和开刃得到金属陶瓷刃具。该方法制造得到的金属陶瓷刃具产品尺寸精度高、综合性能优异，批量生产效率高，后续少或无需机加工，制造成本低。制造成本低。制造成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种金属陶瓷刃具及其制造方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金
，具体而言，涉及金属陶瓷刃具及其制造方法。

技术介绍

[0002]目前，五金刀剪、手术刀、美容钳等刃具用材以不锈钢主要，尤其是具有高硬度的马氏体不锈钢。但马氏体不锈钢耐腐蚀性能较差，且随着生活品质的提高，人们对刃具提出了越来越高的要求，例如：外观美观、轻质耐磨、等等。为此，近年市场上陆续出现了许多以氧化锆、氧化铝等陶瓷为主的厨房刀具等刃具。这类刃具刀身呈白玉色，外观美观，且硬度高、轻质、刃口锋利，属于高端产品。但美中不足的是，由于陶瓷的本征脆性，这类刃具韧性极差，无法承受较大的冲击或弯矩，因此不抗摔、极易蹦刃。
[0003]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本申请的目的之一在于提供一种金属陶瓷刃具，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术中，马氏体不锈钢刃具密度偏高且耐磨性有待进一步提高；而陶瓷刃具韧性极差，不抗摔、极易蹦刃的问题。该金属陶瓷刃具相比马氏体不锈钢刃具，具有更高的硬度，且轻质耐磨，同时具有比纯陶瓷刃具更优异的断裂韧性，更抗摔。
[0005]本申请的目的之二在于提供一种上述金属陶瓷刃具的制造方法。该方法制造得到的金属陶瓷刃具产品尺寸精度高、综合性能优异，批量生产效率高，后续少或无需机加工，制造成本低。
[0006]为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种金属陶瓷刃具，金属陶瓷刃具由碳化钛颗粒与马氏体不锈钢所组成，密度小于6.7g/cm3。
[0008]在可选的实施方式中，碳化钛颗粒的体积百分含量为40～60％。
[0009]在可选的实施方式中，碳化钛颗粒尺寸小于3μm。
[0010]第二方面，本申请提供如前述实施方式的金属陶瓷刃具的制造方法，包括以下步骤：
[0011]1)碳化钛颗粒与马氏体不锈钢粉末低能球磨得到混合粉末；
[0012]2)混合粉末与有机高分子粘结剂在密炼机中捏合1～2小时后，冷却、破碎、造粒得到喂料；
[0013]3)喂料在注射机上注射到设计好的刃具模具型腔内，脱模得到刃具生坯；
[0014]4)刃具生坯经脱脂、高温烧结、热处理以及开刃后得到金属陶瓷刃具产品。
[0015]在可选的实施方式中，低能球磨为搅拌式球磨，转速50～150rpm，球料比为3比1。
[0016]在可选的实施方式中，喂料中有机高分子粘结剂的质量百分含量为9％～13％。
[0017]在可选的实施方式中，有机高分子粘结剂包括以下质量百分含量的组分：聚甲醛86％、聚丙烯7％、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物3％、固体石蜡2％、硬脂酸锌1.5％以及抗氧化剂
0.5％。
[0018]在可选的实施方式中，高温烧结在真空下进行，烧结温度1300～1400℃，保温时间1～2h。
[0019]本申请的有益效果包括：
[0020]1)本申请通过在马氏体不锈钢刃具中加入碳化钛颗粒，并控制其含量与颗粒尺寸，降低了刃具的密度，同时提高了刃具的耐磨性能。本申请金属陶瓷刃具相比马氏体不锈钢刃具，更轻质，硬度更高，更耐磨，同时具有比纯陶瓷刃具更优异的断裂韧性，不易崩刃，更抗摔。
[0021]2)本申请采用金属注射成形技术制造金属陶瓷刃具，工艺流程包括混粉、密炼、注射、脱脂、烧结、热处理和开刃七个步骤。该技术制造得到的金属陶瓷刃具产品尺寸精度高、综合性能优异，批量生产效率高，后续少或无需机加工，成本低。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1为采用实施例3制造的金属陶瓷刃具的微观组织图；
[0024]图2为本专利技术的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0026]下面对本申请提供的金属陶瓷刃具及其制造方法进行具体说明。
[0027]本申请提出一种金属陶瓷刃具，金属陶瓷刃具由体积百分含量为40～60％的碳化钛颗粒与马氏体不锈钢所组成。
[0028]作为参考地，金属陶瓷刃具中碳化钛颗粒的体积百分含量示例性地可以为40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、45％、56％、57％、58％、59％或60％等，也可以为40～60％范围内的其它任意值。
[0029]上述碳化钛颗粒粒度小于3μm，优选为0.5
‑
3μm，如0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或3μm等，也可以为0.5
‑
3μm范围内的其它任意值。
[0030]当上述碳化钛颗粒的体积百分含量为40～60％时，可确保金属陶瓷刃具的密度小于6.7g/cm3。
[0031]承上，本申请提供的金属陶瓷刃具是在马氏体不锈钢刃具中加入碳化钛颗粒，并控制其含量与颗粒尺寸，可降低刃具的密度，同时提高刃具的耐磨性能。金属陶瓷刃具相比马氏体不锈钢刃具，更轻质，硬度更高，更耐磨，同时具有比纯陶瓷刃具更优异的断裂韧性，不易崩刃，更抗摔。
[0032]相应地，本申请还提供了上述金属陶瓷的制造方法，包括以下步骤：
[0033]第一步，碳化钛颗粒与马氏体不锈钢粉末低能球磨得到混合粉末。
[0034]具体地，采用搅拌式低能球磨混合碳化钛颗粒与马氏体不锈钢粉末，转速50～150rpm(如50rpm、60rpm、70rpm、80rpm、90rpm、100rpm、110rpm、120rpm、130rpm、140rpm或150rpm等)，球料比为3比1。
[0035]通过将不锈钢粉末与碳化钛颗粒于上述条件下进行低能球磨混合，一方面可分散碳化钛颗粒团聚体，使碳化钛颗粒分散更均匀；另一方面，通过低能球磨的搅拌作用，能够使不锈钢粉末与碳化钛颗粒充分混合，确保烧结后的金属陶瓷刃具组织均匀。
[0036]第二步，混合粉末与有机高分子粘结剂在密炼机中捏合1～2小时后，冷却、破碎、造粒得到喂料。
[0037]具体地，有机高分子粘结剂包括以下质量百分含量的组分：聚甲醛86％、聚丙烯7％、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物3％、固体石蜡2％、硬脂酸锌1.5％以及抗氧化剂0.5％。
[0038]采用上述有机高分子粘结剂配方，可使有机高分子粘结剂更好地包覆在金属粉末颗粒表面，在后续脱脂时，更有利于粘结剂脱除干净，进而可保证烧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属陶瓷刃具，其特征在于，所述金属陶瓷刃具是由碳化钛颗粒与马氏体不锈钢所组成，密度小于6.7g/cm3。优选地，所述碳化钛颗粒的体积百分含量为40～60％。优选地，所述碳化钛颗粒尺寸小于3μm。2.根据权利要求1所述的一种金属陶瓷刃具的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)碳化钛颗粒与马氏体不锈钢粉末低能球磨得到混合粉末；2)混合粉末与有机高分子粘结剂在密炼机中捏合1～2小时后，冷却、破碎、造粒得到喂料；3)喂料在注射机上注射到设计好的刃具模具型腔内，脱模得到刃具生坯；4)刃具生坯经脱脂、高温烧结、热处理以及开刃后得到金属陶瓷刃具产品。3.根据权利要求1和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴远谋，莫仕栋，胡可，谢月光，陈宾虎，
申请(专利权)人：阳江市天骄家庭用品制造有限公司，
类型：发明
国别省市：