剃须刀制造技术

一种剃须刀，它的刀片具有一个溅射成的碳化硼硬涂层以及一个含氟聚合物的润滑涂层，所述润滑涂层覆盖并直接粘附在碳化硼涂层上。这种剃须刀经久耐用，并具有良好的剃刮性能。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种剃须刀。本专利技术所述的“剃须刀”是一种自备的剃须用具，它由至少一个刀片、一个刀片支承物、一个保护表面以及一个盖组成，所述保护表面附属于刀片支承物并在一个或多个刀片下方从该支承物向外伸出，而所述盖覆盖并保护一个或多个刀片。支承物和盖组合在一起，将一个或多个刀片保持在预定的剃刮位置。这种剃须刀本身还可包括一个柄，或者是作成夹头的形式，以便安装一个柄。在上述两种情况中，夹头以及剃须刀的剃须头都是基本相同的。现代剃须刀所用的刀片具有多种性能，这些性能提供了高效、方便的剃刮作用。剃须刀片比一般工业用剃刀片或者刀子锋利得多，锐度可以用“末端半径”来表示和测量，剃须刀片的末端半径大约为600埃或者更小，而工业用剃刀片、割刀之类的末端半径一般达几千埃。此外，现代剃须刀片还具有润滑涂层，例如在它们的切削刃上的碳氟聚合物。所述润滑涂层能减少由于刀片与胡须接合而产生的摩擦力，因而大大地减少使用者在剃须时所需的拉动力或者说“牵引力”。一种剃须刀片应能适用于多种剃须刀，以便符合现代标准化的要求。不管是暴露在与胡须、皮肤接触的物理作用下，还是暴露在剃须时遇到的水、肥皂等物的化学作用下，刀片在反复使用期间均应保持刃口锋利，并保持其润滑材料。此外，剃须刀片必须能高效而又经济地进行大量生产。它还必须在不用特殊照料的普通条件下，经得住运输、储存和装卸。所有这些要求汇总起来，构成难以克服的技术问题。典型的现代剃须刀片具有一个不锈钢(例如是一种铁和含铬马氏体的不锈钢)基片，还具有一个铬或铬氮化合物的硬涂层，这个涂层覆盖在不锈钢基片上，至少是覆盖在此刀片的切削刃上。一种含氟聚合物(例如是聚四氟乙烯)润滑材料涂层覆盖并粘附在所述硬涂层上。硬涂层的厚度约为几百埃。所述硬涂层采用一种通常所说的溅射工艺进行涂敷。正如下文中将要进一步讨论的那样，溅射通常是在一种受控气氛中进行的，这种受控气氛一般是压力很低的惰性气体。在溅射工序之后，将具有硬涂层的刀片半成品从受控气氛中移出，再在刀片上涂敷润滑材料，采用的方法是先涂敷在一种短效液态溶剂中的碳氟聚合物悬浮材料，然后蒸发掉溶剂，加热到该聚合物熔点以上以便熔化余下的润滑材料。虽然所述熔化工序一般在惰性气氛中进行，在施加润滑悬浮材料期间，以及在涂敷硬涂层和涂敷润滑悬浮材料之间的任何储存阶段，刀片可暴露在通常的室内空气之中。至今，包括这种普通结构刀片的剃须刀已经被认为是比较优越的，因为这种剃须刀具有良好的剃须性能、经久耐用并且成本低廉。然而这种剃须刀仍有必要作进一步改进。已经被指出的剃须刀技术研究的一条途径是发展一种硬涂层，它能用作刀片中铬的代用品。一般切削工具变钝以至不能再用是因为它们的切削刃逐渐磨耗。对于这种类型磨耗的耐损耗性通常直接与硬变有关。有许多材料比铬更硬。从理论上讲，任何一种那么硬的材料都可以是做代用试验的选择物。然而，剃须刀片的切削刃不是由于这种类型的磨耗而变钝的。剃须刀片的非常锐利的薄刃口变钝通常是出于此刃口的微观断裂。因此，对于剃须刀片来说，单是硬度并不总是与刀片刃口耐用性直接相关的。在其它应用领域中取得的耐损耗性结论不可能准确地预测剃须刀片刃口的耐用性。而且，用于剃须刀片的硬涂层必须与润滑涂层相容，也与涂敷该润滑材料所用的工艺相容。特别是，润滑材料必须粘附在硬涂层上，以便在使用中具有耐久的润滑效果，在硬涂层和润滑材料之间的粘附力不是可以预测的。许多在别的方面适合的硬涂层材料不能与润滑材料兼容，因为润滑材料不能令人满意地粘附在上面。因为这个原因及其它原因，用于剃须刀片的更好的硬涂层方面的研究迄今未获成功。本专利技术的一个目的是提供一种经过改进的剃须刀。根据本专利技术这一目的制成的经过改进的剃须刀含有一个经过改进的刀片。此刀片包括一个基片和一个硬质涂料结构层，此硬质材料结构层覆盖在基片上，至少是覆盖在刀片的切削刃上，并且确定了该切削刃的末端。一个聚合润滑材料涂层最好直接覆盖并且粘附在所述硬涂层上。在根据本专利技术这一目的制成的剃须刀片中，硬质材料结构包括以碳化硼形式出现的硼和碳。至少此硬质涂料结构的主要部分应该是碳化硼。纯净的碳化硼包括80原子百分数的硼和20原子百分数的碳。因此，所述硬质涂料结构应该包括至少大约40原子百分数的硼和至少大约10原子百分数的碳，较为理想的是至少大约60原子百分数的硼和至少大约15原子百分数的碳，最好是至少大约72原子百分数的硼和至少大约18原子百分数的碳。在硬涂层中硼和碳的原子比应该是大约3∶1至4.5∶1，较为理想的是大约3∶1至大约4∶1，最好是大约4∶1。所述硬质涂料结构还可以包括一种或多种添加的除碳化硼以外的金属或非金属元素。较为理想的是含有那些添加元素的涂层基本上由硼的碳化物以及所述的一种或多种添加元素组成。所述的一种或多种添加元素应该从含有硅、锆、铪以及它们的混合物的族中选取，其中硅最为适合。任何一种或多种添加金属或非金属元素只能占较小比例，使得硼与金属或非金属添加元素的比至少为大约5∶1，较为理想的是至少大约7∶1，最好是至少大约9∶1。所述硬涂层最好基本上是非晶形的，也就是说，用X射线检晶器看不出晶体结构。适用的润滑材料应含有氟化聚烯烃。基本由聚四氟乙烯(PTFE)组成的润滑材料最为适用。基片最好包括含铁合金，例如含有铁和铬的不锈钢。硬涂层应直接覆盖并粘附在含铁合金上。根据本专利技术制成的优质剃须刀具有卓越的剃刮性能。这种卓越性能在长期使用期间内保持不变。这一综合使用性能至少部分地起因于切削刃的良好的耐用性，此处所述的切削刃具有硬涂层并且此硬涂层与覆盖其上的聚合润滑材料相互配合良好。因此本专利技术的这一目的导致了以下发现碳化硼提供了这一综合物理性能以及长期以来追求的润滑材料兼容性。本专利技术的另一个目的是提供制造剃须刀和刀片的方法。根据本专利技术的这一目的所述的方法应该包括以下工序用溅射法将一层碳化硼涂料结构沉积在基片的切削刃上;把聚合润滑材料，例如氟化聚烯烃附着在所述硬质涂料层上;在大约等于或高于润滑材料熔点的温度下热处理带有硬质涂料层和润滑材料的基片。通过下文中结合附图对最佳实施例所作的详细介绍，将使本专利技术的上述和其它目的、性能以及优点更加明显。附图说明图1是本专利技术最佳实施例的一个刀片的示意的、理想化了的局部断面图;图2是一张示意图，说明本专利技术最佳实施例的一种工艺方法的各个工序。根据本专利技术最佳实施例的一个刀片包括一个扁平的、细长片状的基片10、此基片实际上可采用传统剃须刀常用的任何一种材料，其中像不锈钢之类的含铁金属较为适用，最好是市场上通常标作“400系列”的马氏体不锈钢。这些钢中含有至少约80%的铁和至少约10%的铬。最好的是含有约13～15%铬、约0.7%碳、其余为铁的440A不锈钢。按照传统的方法，在基片10的切削刃15的一个面上做出一个底部小面11、粗磨的或者说后部的小面12以及精蘑的或者说前部的小面14，并在该基片同一个切削刃15的相对面上做出精磨的或者说前部的小面16、粗蘑的或者说后部的小面18以及底部小面19。所述前部小面14和16在此切削刃的末端相交。这些小面用传统的研、蘑之类的工艺方法做出。它们的几何形状也可为传统形式，并且同传统的镀铬不锈钢剃须刀片的小面形状相同，此基片的前部小面一般相交成一个半径不大于大约300埃的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剃须刀，它由一个刀片支承物，一个盖以及一个具有切削刃的刀片组成，所述刀片包括一个基片、至少一层硬质涂料结构以及一个聚合润滑材料涂层，所述硬质涂料结构含有至少覆盖在所述基片的所述切削刃上的碳化硼形式的硼和碳，而所述润滑材料层直接覆盖并粘附在所述硬质涂料结构上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔A霍尔特姆安，罗斯F布兰得，维廉姆E沃里兰得，皮特S维廉姆斯，
申请(专利权)人：沃尼尔莱姆伯特公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]