CN110253023A - 一种带金刚石的厨房用刀具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带金刚石的厨房用刀具及其制造方法，涉及厨房用刀技术领域，该制造方法包括以下步骤：选取粒度为20μm至100μm的金刚石颗粒；通过水气联合雾化法制备胎体金属粉末，胎体金属粉末的性能参数包括：粒度D50为8μm至10μm，氧质量分数小于等于0.5％，碳质量分数为0.5至1.5％；将金刚石颗粒与胎体金属粉末混合，形成混合材料；将混合材料依次进行预烧结和二次烧结，形成烧结体；选取刀体，将烧结体固定在刀体上，并依次进行抛光和开刃。该刀具包括刀体和烧结体，烧结体通过上述的制造方法固定在刀体上。

Description

一种带金刚石的厨房用刀具及其制造方法
技术领域
本发明涉及厨房用刀技术领域，具体是涉及一种带金刚石的厨房用的刀具及其制造方法。
背景技术
厨房用的刀具一般都是采用刃具钢制造而成，刀体和刀刃均为相同材料。传统刀具的硬度一般最高只达到50至60HRC，长时间切割或劈砍后，容易导致刀刃钝化。因此，传统的刀具在使用一段时间后一般都需要对刀刃进行研磨，以保持刀刃的锋利度。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种能提高刀刃锋利度和硬度，减少磨刀次数的带金刚石的厨房用刀具的制造方法。
本发明的第二目的是提供一种通过上述制造方法制造而成的带金刚石的厨房用刀具。
为了实现上述的第一目的，本发明提供的一种带金刚石的厨房用刀具的制造方法，包括以下步骤：选取粒度为20μm至100μm的金刚石颗粒；通过水气联合雾化法制备胎体金属粉末，胎体金属粉末的性能参数包括：粒度D50为8μm至10μm，氧质量分数小于等于0.5％，碳质量分数为0.5至1.5％；将金刚石颗粒与胎体金属粉末混合，形成混合材料；将混合材料依次进行预烧结和二次烧结，形成烧结体；选取刀体，将烧结体固定在刀体上，并依次进行抛光和开刃。
由上述方案可见，通过在刀刃上镶嵌适当粒度的金刚石颗粒，金刚石颗粒表面具有较多的棱边，切割时，金刚石的棱边可作为切割刃口，在刀刃处形成微锯齿状，有利于提高刀刃的锋利度；由于金刚石颗粒具有极大的硬度和耐磨性，将金刚石颗粒镶嵌在刀刃上后，刀刃也具有较高的硬度和耐磨性，有利于提高刀刃的硬度和使用寿命，有利于减少刀具的磨刀次数。
进一步的方案是，胎体金属粉末按质量百分比计包括：Cr：10％至18％，Ni：5％至15％，Mo：2％至10％，Mn:0.1％至1.0％，Cu：1.0％至5.0％，Nb：0.5％至1.5％，余量为Fe。
由上述方案可见，通过添加适量的Mo、Ni和Mn元素，不仅有利于提高刀刃的强度和耐腐蚀性能，还有利于提高胎体金属粉末与金刚石颗粒的可连接性，使得金刚石颗粒能镶嵌在胎体内，金刚石颗粒与胎体通过化学结合和物理结合，有利于在金刚石颗粒表面形成牢固致密的结合界面，防止金刚石颗粒脱落。
进一步的方案是，在热压机中进行预烧结，其中，热压机的压强为42Mpa，预烧结温度为600℃至1300℃，预烧结时间为8h至20h。
由上述方案可见，通过在热压机中预烧结，不仅有利于混合材料的成型，还能得到晶粒细小、致密度高的预烧结体。
进一步的方案是，在真空炉中进行二次烧结，其中，二次烧结的温度为1300℃至1600℃，二次烧结时间为18h至30h。
由上述方案可见，通过在真空炉中二次烧结，有利于进一步提高烧结致密度，使得烧结体的金属成分均匀扩散，消除成分偏析和烧结内应力，使得金刚石颗粒和胎体金属粉末充分结合，进一步防止金刚石颗粒脱落。
进一步的方案是，烧结体通过激光焊接的方法固定在刀体的双面刀刃上。
为了实现上述的第二目的，本发明提供的一种带金刚石的厨房用刀具，包括刀体和烧结体，烧结体通过上述的制造方法固定在刀体上。
具体实施方式
厨房用刀具制造方法实施例
在步骤S01中，选取粒度为20μm至100μm的金刚石颗粒。
在步骤S02中，通过水气联合雾化法制备胎体金属粉末，胎体金属粉末的性能参数包括：粒度D50为8μm至10μm，氧质量分数小于等于0.5％，碳质量分数为0.5至1.5％。其中，胎体金属粉末按质量百分比计包括：Cr：10％至18％，Ni：5％至15％，Mo：2％至10％，Mn:0.1％至1.0％，Cu：1.0％至5.0％，Nb：0.5％至1.5％，余量为Fe。
在步骤S03中，将选取的金刚石颗粒与胎体金属粉末在三维混料机内按照1：12％至35％的体积百分比充分混合，形成粉末状的混合材料。三维混料机可以进行X、Y、Z轴三个方向运动，混料时，不仅进行自转，还进行公转，能加速混合材料的扩散和流动，也能避免物料的比重偏析，保证混合材料的均匀性。
然后执行步骤S04，将混合材料依次进行预烧结和二次烧结，形成烧结体。
预烧结：将混合均匀的混合材料填进热压机的模具内，通过不断改变热压机的电压，调整电流，从单轴方向进行加压加热，使烧结以及成型同时进行，得到预烧结体。在热压机过程中，预烧结温度为600℃至1300℃，预烧结时间为8h至20h,压强为42Mpa。
二次烧结：将经过预烧结的混合材料放入真空炉中进行二次烧结，得到烧结体。其中，二次烧结的温度为1300℃至1600℃，二次烧结时间为18h至30h，压强为-0.09Mpa。
接着执行步骤S05，选取刀体，将烧结体固定在刀体上。本实施例优选通过激光焊接的方法将烧结体固定在刀体的刀刃的两侧面上。
然后执行步骤S06，对焊接烧结体后的刀体进行抛光和开刃，获得高硬度的厨房用的刀具。
实施例1
胎体金属粉末的质量百分比为：Cr：10％，Ni：15％，Mo：2％，Mn:0.5％，Cu：1.0％，Nb：0.5％，Fe余量。
高硬度的厨房用刀具的制备方法包括：首先选取粒度为20μm的金刚石颗粒，将金刚石颗粒和胎体金属粉末充分混合。然后在热压机中进行预烧结，预烧结的温度是1000℃，预烧结时间为15h。接着在真空炉中进行二次烧结，得到烧结体，二次烧结的温度是1500℃，保温时间是23h。然后通过激光焊接机将烧结体焊接在刀体刀刃的两侧侧面上，接着对焊接烧结体后的刀体进行抛光和开刃，得到成品厨房用的刀具。
本实施例制备得到的厨房用刀具的硬度为66HRC，韧性好，经长期使用后，锋利度保持良好，金刚石颗粒无脱落。
实施例2
胎体金属粉末的质量百分比为：Cr：15％，Ni：10％，Mo：10％，Mn:0.1％，Cu：3％，Nb：0.6％，Fe余量。
高硬度的厨房用刀具的制备方法包括：首先选取粒度为60μm的金刚石颗粒，将金刚石颗粒和胎体金属粉末充分混合。然后在热压机中进行预烧结，预烧结的温度是600℃，预烧结时间为20h。接着在真空炉中进行二次烧结，得到烧结体，二次烧结的温度是1600℃，保温时间是22h。然后通过激光焊接机将烧结体焊接在刀体刀刃的两侧侧面上，接着对焊接烧结体后的刀体进行抛光和开刃，得到成品厨房用的刀具。
本实施例制备得到的厨房用刀具硬度为65HRC，韧性好，经长期使用后，锋利度保持良好，金刚石颗粒无脱落。
实施例3
胎体金属粉末的质量百分比为：Cr：18％，Ni：5％，Mo：8％，Mn:1.0％，Cu：5.0％，Nb：1.5％，Fe余量。
高硬度的厨房用刀具的制备方法包括：首先选取粒度为100μm的金刚石颗粒，将金刚石颗粒和胎体金属粉末充分混合。然后在热压机中进行预烧结，预烧结的温度是1300℃，预烧结时间为8h。接着在真空炉中进行二次烧结，得到烧结体，二次烧结的温度是1300℃，保温时间是30h。然后通过激光焊接机将烧结体焊接在刀体的双面刀刃上，接着对焊接烧结体后的刀体进行抛光和开刃，得到成品厨房用的刀具。
本实施例制备得到的厨房用刀具硬度为65HRC，韧性好，经长期使用后，锋利度保持良好，金刚石颗粒无脱落。
刀具实施例
一种带金刚石的厨房用刀具，包括刀体和烧结体，烧结体通过上述制造方法制造并固定在刀体刀刃的两侧侧面上。

Claims (6)

1.一种带金刚石的厨房用刀具的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
选取粒度为20μm至100μm的金刚石颗粒；
通过水气联合雾化法制备胎体金属粉末，所述胎体金属粉末的性能参数包括：粒度D50为8μm至10μm，氧质量分数小于等于0.5％，碳质量分数为0.5至1.5％；
将所述金刚石颗粒与所述胎体金属粉末混合，形成混合材料；
将所述混合材料依次进行预烧结和二次烧结，形成烧结体；
选取刀体，将所述烧结体固定在所述刀体上，并依次进行抛光和开刃。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
所述胎体金属粉末按质量百分比计包括：Cr：10％至18％，Ni：5％至15％，Mo：2％至10％，Mn:0.1％至1.0％，Cu：1.0％至5.0％，Nb：0.5％至1.5％，余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于：
在热压机中进行预烧结，其中，热压机的压强为42Mpa，预烧结温度为600℃至1300℃，预烧结时间为8h至20h。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：
在真空炉中进行二次烧结，其中，二次烧结的温度为1300℃至1600℃，二次烧结时间为18h至30h。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于：
所述烧结体通过激光焊接的方法固定在所述刀体的双面刀刃上。
6.一种带金刚石的厨房用刀具，其特征在于：包括刀体和烧结体，所述烧结体通过上述权利要求1至5任一项所述的制造方法固定在所述刀体上。
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