用于制造刀片的方法和由其制造的刀片技术

本发明专利技术提供了一种用于制造刀片的方法和由其制造的刀片，其适于通过使用具有高硬度的轻合金而保持刀片高耐磨性、高硬度和较小比重。根据本发明专利技术的用于制造刀片的方法包括以下步骤：制备具有在其１００重量％的总重量中占１０－９０重量％的第一物质和占１０－９０重量％的第二物质的粉末混合物，其中，所述第一物质为比重为７或小于７的碳化钒（ＶＣ），所述第二物质为比重为７或小于７的钛（Ｔｉ）或钛（Ｔｉ）合金粉末；通过将所述粉末混合物装入模具中并然后压制它而获得模制材料；最后，在１５００℃以下烧结所述模制材料，其中所述成型并烧结的材料具有大于或等于ＨＲＡ６０的硬度和具有７或小于７的比重。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烹饪用刀的刀片或包括圆形的各种形状的刀片，更具体地说，涉及由具有高硬度的轻合金构成的刀片材料，及其制造方法。
技术介绍
在烹饪用刀、普通刀具、圆形旋转刀以及各种形状的刮刀(剃刀)中，刀片(刀具)通常首先是通过冲压一轧钢板而被加工。然后，对该钢板进行热处理和硬化处理，以形成刀片。传统刀片所要求的首要特性是持续可切削性。为了实现该特性，实施了一种方法，以增加该刀片材料的硬度。然而，该方法有一个缺点，即在淬火处理过程中碳钢的硬度和脆性都增加。此外，由碳化钨(WC)粉末和钴(Co)粉末制成的粉末烧结刀片根据其组成具有10-16的大比重，使得该粉末烧结刀片的使用受限。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种适于通过使用具有高硬度的轻合金而保持高耐磨性、高硬度和低比重的刀片材料及其制造方法。在本专利技术一个优选实施例中，一种用于制造刀片的方法包括以下步骤制备具有在其100重量％的总重量中占10-90重量％的第一物质和占10-90重量％的第二物质的粉末混合物，其中，所述第一物质为比重为7或小于7的碳化钒(VC)，所述第二物质为比重为7或小于7的钛(Ti)或钛(Ti)合金粉末。然后，通过将所述粉末混合物装入模具中并然后压制它而获得模制材料。最后，在1500℃以下烧结所述模制材料，其中所述模制并烧结的材料具有大于或等于HRA60的硬度和具有7或小于7的比重。附图说明为了更充分地理解本专利技术的性质和目的，可参照下面结合附图进行的详细说明，其中图1是通过根据本专利技术一实施例的用于制造刀片的方法所制造的圆形刀片的立体图；图2是图1的刀片的截面剖视图。具体实施例方式下面参照附图1和2对本专利技术的优选实施例进行详细说明。碳化钒(VC)用作本专利技术实施例中的刀片的主要材料。具有维氏微硬度(显微维氏硬度)HV＝2600的VC的硬度比具有维氏微硬度HV＝1780的传统粉末烧结刀片材料碳化钨(WC)的硬度高。因此，当根据其组成其比重为5至6时，VC-钛(Ti)烧结体或VC-Ti合金优选用作该刀片的主要组分。该烧结体的比重约为比重值为10-16的高硬度WC-Co合金的比重的一半或三分之一。当将其它传统碳钢刀片淬火时，硬度被限制为以HV-820·HRA84为最大值，并且比重约为8.5。具有高硬度的WC-Co合金包含以HV1800(HRA92)为其最大值和约为15的比重。然而，本专利技术的主要材料VC具有非常高的硬度HV2600和约为7的轻比重，从而适合形成一种轻质高硬度的刀片材料。下面说明根据图1和2的实施例的圆形刀片的制造方法。用比重为7或小于7的VC粉末制备成占10-90重量％(重量百分比)的第一物质。用比重为7或小于7的Ti或Ti合金粉末制备成占10-90重量％的第二物质。然后混合第一和第二物质以形成具有100重量％的粉末混合物。以10-90重量％制备VC是因为如果在粉末混合物总量中VC含量为10或小于10重量％，则其耐磨性或硬度降低。如果VC含量超过90或大于90重量％，则VC的脆性由于高硬度而增加。将VC(第一物质)和Ti粉末或Ti合金粉末(第二物质)的粉末混合物装入一所要形状的模具中，并在每平方厘米(cm2)10t的压力下经受压制成形，从而获得模制材料。将该模制材料从模具中取出，并在真空炉中在1500℃或更低温度以下，优选在1300℃以下进行烧结，以获得图1所示的圆形刀片。参照图1和2，可转动地安装在机器的旋转轴上作为旋转转盘刀片的刀片，形成有一个在其中插入该旋转轴的插入孔(1)。一平面部(3)通过磨削该平面部而形成有一个所希望的厚度。通过磨削该平面部(3)的外周边而形成一个外周边刀刃部(2)。当VC相对于该粉末混合物的总重量占10重量％时，该模制和烧结的材料获得的硬度为HRA60。在本专利技术的另一实施例中，将银粉作为第三物质加入到第一和第二物质的粉末混合物中，用于提高该刀片的抗菌性和卫生性。当具有高硬度的轻合金圆形刀片用作肉类、蔬菜等的食品切削刀具时，要求卫生性和持久的切削性能。因此，对于用作食品切削刀具，根据本专利技术将银添加到具有高硬度的轻合金中。一旦该刀片中添加了银，就可以通过银离子为该刀片提供抗菌性能。因为银离子具有抗菌性能和自净功能，因此即使该刀片被血或动物肉沾污，也可以保持卫生条件。在将银(Ag)粉混合到VC-Ti粉末或VC-Ti合金粉末时，如果Ag粉的重量％为0.3或小于0.3，则难以获得银离子的抗菌功能。然而，如果Ag粉在粉末混合物中的重量％约为0.3至3.0，则利用其中的银离可以得到良好的抗菌功能。此外，Ag粉的重量％在3.0或大于3.0时并不能获得更好的抗菌功能，而只会增加制造成本。同时，当粉末混合物在模具中装填、压制并烧结时，容易在该烧结体的结构内形成气孔。出现气孔的量通常随模制过程中施加到该粉末混合物上的压力而变化。此外，该烧结体内的气孔使该烧结体的实际密度降低。特别地，当该气孔形成在该刀片的刀刃上时，该刀片的切削能力下降。在本专利技术的第三实施例中，向第一实施例或第二实施例中制造的粉末混合物中添加2-10重量％的Co粉，以便克服上述缺点。将该混合有Co粉的粉末混合物装入所要形状的模具中，并压制，然后在一烧结温度下烧结。一旦该Co粉加入该粉末混合物中并且该粉末混合物被压制和烧结，Co粉就在该烧结温度下很容易地熔化并变成液态，以便获得高流动性，使得可以流进形成在该烧结体内部的气孔中，从而将该气孔充满。当Co充满该气孔时，降低刀片切削能力的气孔就被消除，并且烧结体结构的密度也增加。如果Co的量为2或小于2重量％，则形成于烧结体结构内部的气孔不能被充分地填充。如果Co的量超过10重量％或者为更高，则填充烧结体内部的气孔后剩余的Co会在其中不均匀地分散，造成偏析(熔析)。为了具有重量轻并具有高硬度，第一物质VC是本专利技术的主要材料。第二物质Ti用作第一物质微粒(颗粒)的粘结材料，用于作为整个混合物烧结该第一物质微粒。这样，第二物质的Ti粉末可以用钴(Co)代替，以与VC粉末混合、模制并烧结，从而获得具有高硬度的轻合金刀片。尽管Co的比重较大，约为8.9，但可以通过调整与VC的混合比而将其最终比重降至小于7。因此，如同该第一实施例，可以有效降低具有高硬度的VC-Co合金的比重。由上可知，一个优点就在于轻合金刀片可以保持其高硬度和低比重。另一优点在于，本专利技术的刀片与传统刀片相比具有较低的重量和相同的体积，因而有助于减少原材料数量、成本，并通过使产品小型化而有助于方便制造。还有一个优点在于，由于重量轻而使得操作机器所需的驱动动力减小。权利要求1.一种用于制造刀片的方法，包括以下步骤制备具有在其100重量％的总重量中占10-90重量％的第一物质和占10-90重量％的第二物质的粉末混合物，其中，所述第一物质为比重为7或小于7的碳化钒(VC)，所述第二物质为比重为7或小于7的钛(Ti)或钛(Ti)合金粉末；通过将所述粉末混合物装入模具中并然后压制它而获得模制材料；以及在1500℃以下烧结所述模制材料，其中所述模制并烧结的材料具有大于或等于HRA60的硬度和具有7或小于7的比重。2.根据权利要求1所述的用于制造刀片的方法，其特征在于，还向所述粉末混合物中加入0.3-3重量％的银粉。3.根据权利要求1或2所述的用于制造刀片的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造刀片的方法，包括以下步骤：制备具有在其１００重量％的总重量中占１０－９０重量％的第一物质和占１０－９０重量％的第二物质的粉末混合物，其中，所述第一物质为比重为７或小于７的碳化钒（ＶＣ），所述第二物质为比重为７或小于７的钛 （Ｔｉ）或钛（Ｔｉ）合金粉末；通过将所述粉末混合物装入模具中并然后压制它而获得模制材料；以及在１５００℃以下烧结所述模制材料，其中所述模制并烧结的材料具有大于或等于ＨＲＡ６０的硬度和具有７或小于７的比重。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：草彅良太，
申请(专利权)人：平井明，
类型：发明
国别省市：JP[日本]