TW201436966A - 經塗佈折斷切割刀片及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種折斷切割刀片，其包含一核心及一位於該核心上之增強塗層，其中該增強塗層至少覆蓋切割尖端之第一側與第二側兩者。亦揭示一種用於製造此等折斷切割刀片之方法。

Description

經塗佈折斷切割刀片及其製造方法
本發明係關於具有邊緣增強塗層之「折斷」或「折裂」型切割刀片及用於製造此等刀片之方法。
呈許多形式之多用途刀係眾所周知的。使用分段式刀片(有時稱作「折斷」或「折裂」刀片)(自該等分段式刀片連續地折裂若干段來連續地呈現鋒利的尖或尖端以代替磨損段)係眾所周知的。其由日本Olfa公司引入，且說明性實例揭示於美國專利第4,063,356號(Hepworth)及第4,170,062號(Machida)中。
分段式刀片或折斷刀片習知地由不鏽鋼製成，呈具有標準長度、厚度、折裂線溝及寬度之組態。
雖然其他應用(例如，剪刀、習知刀片等)中之不鏽鋼刀片通常被製造有邊緣增強塗層(例如，鈦塗層)以賦予高切割能力、抗磨損性及改良之邊緣保養。舉例而言，用於刀片表面之塗層描述於日本專利特許公開案第10-146702號中。彼參考案揭示形成表面硬化層之用於表面刀片之塗層。
在本發明之前，具有此等塗層之折斷刀片出於若干效能原因而尚未為可接受的。通常，塗層在使用期間及在將段折裂時會經受碎裂。在許多例子中，塗層可使得不易將段折裂。又，用以將塗層塗佈 至刀片之製程可使基底材料降級以致於干擾刀片之效能(例如，導致基底材料之軟化，使得在使用期間不保持鋒利的邊緣)。
存在對具有增強塗層之改良之折斷切割刀片及其製造方法的需要。
本發明提供具有邊緣增強塗層之改良之折斷切割刀片及用於製造此等刀片之方法。
簡短概述而言，本發明之折斷切割刀片包含一核心及一位於該核心上之增強塗層，其中：(a)刀片為狹長體，其具有藉由第一邊緣及第二邊緣以及第一端及第二端而連接之兩個主要表面，該第一邊緣及該第二邊緣各自自第一端延伸至第二端；(b)刀片之至少一個邊緣為一具有切割尖端之刀刃，該切割尖端具有兩個側，第一側對應於刀片之第一主要表面且第二側對應於刀片之第二主要表面；及(c)刀片具有兩個或兩個以上之弱化分離線，該等弱化分離線彼此平行且以縱向間隔而定位從而界定刀片之段；其中增強塗層至少覆蓋切割尖端之第一側與第二側兩者，且弱化分離線之深度與切割刀片厚度的比率為約0.10至約0.60。
簡短概述而言，用於製造本發明之折斷切割刀片的方法包含用以產生折斷切割刀片之以下步驟：(a)提供一刀片核心，其中：(1)刀片核心為狹長體，其具有藉由第一邊緣及第二邊緣以及第一端及第二端而連接之兩個主要表面，該第一邊緣及該第二邊緣各自自第一端延伸至第二端；(2)刀片核心之至少一個邊緣為一具有切割尖端之刀刃，該切割 尖端具有兩個側，第一側對應於刀片核心之第一主要表面且第二側對應於刀片核心之第二主要表面；及(3)刀片核心具有一或多個弱化分離線，該等弱化分離線彼此平行且以縱向間隔而定位從而界定刀片核心之段；及(b)藉由將塗層組合物塗佈至切割尖端之兩個側而在其上形成邊緣增強塗層。
本發明之折斷切割刀片提供優越之效能，包括優越之可撓性、耐磨性、耐蝕性、耐碎裂性及硬度。另外，可容易將刀片段折裂以呈現新鮮刀刃及切割尖端。
9‧‧‧本體部分
10‧‧‧切割刀片
10a‧‧‧表面
11‧‧‧刀刃部分
11a‧‧‧切割尖端
11b‧‧‧切割尖端側
11c‧‧‧切割尖端側
12‧‧‧通孔
13‧‧‧弱化分離線
14‧‧‧邊緣增強塗層
20‧‧‧切割刀片
21‧‧‧刀刃部分
21a‧‧‧切割尖端
22‧‧‧通孔
23‧‧‧弱化分離線
30‧‧‧台鉗
CA‧‧‧開口寬度
DA‧‧‧深度
F‧‧‧負載量測裝置
H‧‧‧固持器
KA‧‧‧刀刃
KB‧‧‧刀刃寬度
LA‧‧‧刀刃長度
LB‧‧‧刀刃長度
Lt‧‧‧自由長度
P‧‧‧鉗子
R‧‧‧量測點
SA‧‧‧段長
SB‧‧‧折斷線間隔
TA‧‧‧厚度
WA‧‧‧全寬
WB‧‧‧全寬
α‧‧‧刀刃角
β‧‧‧可允許之彎曲角
參看圖式來進一步解釋本發明，其中：圖1為本發明之切割刀片之說明性實施例的平面圖；圖2為本發明之切割刀片之另一說明性實施例的平面圖；圖3(a)為切割刀片之橫截面圖，其描述刀片折裂線之深度；圖3(b)為自縱向方向所見之切割刀片的圖式，其描述刀刃角；圖4(a)為展示在刀片摺疊力測試中對切割刀片之量測的透視圖；圖4(b)為展示在刀片摺疊力測試中切割刀片之量測點的俯視圖；圖5(a)為展示在可撓性測試中對切割刀片之量測的圖式；圖5(b)為描述切割刀片之可允許彎曲角的圖式；圖6(a)為展示在刀片斷裂測試中的一條件的圖式，其中自尖起之第二刀片折裂線自固持器尖端曝露；圖6(b)為展示在刀片斷裂測試中藉由鉗子固持刀片而伸展於自尖端起的第一刀片折裂線上的圖式；圖7(a)為展示在刀片斷裂測試中刀片在自尖起之第二折裂線處斷裂的圖式；圖7(b)為展示當刀片在除刀片折裂線之外的地方斷裂時之實例的 圖式；圖8(a)為展示在碎裂刀片測試中不存在尖之形狀改變的情況的圖式；圖8(b)為展示存在尖之形式改變的情況之實例的圖式；及圖9為展示在實施例及比較實例中切割數目與切割深度之間的關係的曲線圖。
此等圖未按比例繪製且意欲僅僅為說明性及非限制性的。
下文中，將參看圖式來詳細描述本發明之合適之實施例。在圖式中，使用以下參考字元：
圖1中所示之說明性切割刀片10為用於諸如切割刀之工具的更換刀片。刀刃11沿縱向方向而形成於長切割刀片10中，位於刀片之兩個主要表面或側之相交處。在縱向方向上突出至刀刃11與刀片之第一端相交處的一端為切割刀片10之尖11a。在一些實施例中，刀片將具有兩個端(視情況具有實質上相等之長度)；在一些實施例中，第二端可為第一邊緣與第二邊緣彼此相交於的點。
通常在切割刀片10中形成一用於與諸如手持型切割刀之工具(未圖示)嚙合的可選通孔12。
切割刀片10具有用於在其刀刃或尖歸因於使用而變得磨損且碎裂時將最外段折裂的一或多個弱化分離線或刀片折裂線13。刀片折裂線13為刀片本體中之線性溝槽，其被定向成與刀刃11成一預定角度。本發明之刀片將較佳地具有兩個或兩個以上且在一些實施例中12、20個或更多弱化分離線。在許多實施例中，分離線經配置成彼此平行。在許多實施例中，分離線以相等距離或相等縱向間隔而間隔開以界定刀片之相等大小的段。
如現今習知使用，本發明之刀片由金屬核心製成。熟習此項技術者將能夠容易選擇用來製造本發明之刀片的合適金屬。適合在本文中使用之說明性金屬包括鋼，例如，不鏽鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼等，其具有多種配方，含有諸如碳、鉻等添加劑以賦予所要性質。
舉例而言，適合用於本發明之刀片中之可購得之碳素工具鋼品種包括(但不限於)SK120(C120U)、SK140、SK105(C105U)、SK95、SK90(C90U)、SK85、SK80(C80U)、SK75、SK70(C70U)、SK65及 SK60，且適合用於本發明之刀片中之可購得之合金工具鋼品種包括(但不限於)SKS11、SKS2、SKS2M、SKS21、SKS5、SKS51、SKS51M、SKS7M等。
段之數目及弱化分離線或折斷線之對應數目以及切割刀片10之尺寸並不特定地受限，且將部分地基於諸如材料之大小及可用以製造本發明之刀片的設備以及所要應用的因素而加以判定。舉例而言，作為小型切割刀片10之尺寸，說明了約84至約86mm之總長度、刀刃11之約79至約81mm之長度LA及約0.85至約1.15mm之寬度WA，且刀片折裂線13之間隔SA為約4.98至約5.02mm，長度為約0.397至約0.403mm，且說明了約8至約10mm之總寬度。另外，作為圖2中所示之大型切割刀片20之尺寸，說明了約109至約111mm之總長度、刀刃21之約99至約101mm之長度LB及約1.35至約1.65mm之寬度KB，且說明了刀片折裂線23之約9.98至約10.02mm之間隔SB、約0.498至約0.502mm之寬度TB，及約17.5至約18.5mm之總寬度。
接下來，參看圖3(a)及圖3(b)來描述切割刀片10之刀片折裂線13及刀刃角α。圖3(a)為切割刀片10之橫截面圖，其說明刀片折裂線13之深度DA。在許多實施例中，折裂線中之每一者具有類似之深度及長度將為較佳的。
圖3(a)中所示之刀片折裂線13經形成，使得刀片折裂線13之深度DA對切割刀片10之厚度TA(亦即，自其第一主要表面至第二主要表面之尺寸)的比率經選擇以提供所要之折裂特性。在許多實施例中，將切割刀片之一段折裂所需的力為約8N至約25N係較佳的。
若折裂線之深度不足，(換言之，深度DA較淺)，則刀片將不容易沿刀片折裂線13而折裂，將缺乏可撓性且刀片將傾向於在除刀片折裂線13之外的地方斷裂。另外，若折裂線之相對深度太大，則所得切割刀片可不展現用於典型使用之足夠強度，從而傾向於意外斷裂，造成 伴隨而來的安全性及效能缺陷。例如，在切割刀片10之厚度TA為約0.4mm的實施例中，刀片折裂線較佳經形成使得其深度DA為約0.04mm至約0.24mm，亦即，其具有相對於切割刀片之厚度的約0.1至約0.6的比率。
另外，刀片折裂線13通常較佳經形成使得深度DA與開口寬度CA的比率為約0.5至約2。具體言之，當深度DA為約0.06mm時，刀片折裂線13經形成使得可將寬度CA設定為大於約0.03mm但小於約0.12mm。深度DA與開口寬度CA的比率可大於約0.8但小於約1.2。刀片折裂線13之橫截面形狀可為將刀片折裂線13之底部設定為頂點的三角形，且可為矩形、半圓形、半橢圓形及其他形狀，但更具體言之，刀片折裂線13之橫截面形狀通常呈近似等邊三角形之形式。
應注意，切割刀片10之厚度TA為在切割之後切割刀片的厚度。另外，刀片折裂線13之深度DA為自切割刀片10之表面10a至刀片折裂線13之底部的平均深度。刀片折裂線之開口寬度CA為在切割刀片10之主要表面10a處之寬度的平均長度。
稍後予以詳細描述之刀片折裂所需的力係基於諸如以下各者之平衡：切割刀片10之硬度、切割刀片10之厚度TA、刀片折裂線13之深度DA及表面改質塗層之厚度。可按需要選擇將刀片折裂所需的力量，且通常為約8N至約25N，且在一些例子中為約10N至約20N。若將刀片折裂所需的力量為約8N或更大，則在使用時切割刀片10在無意中折裂的機會較小，且若將刀片折裂所需之力量為約10N或更大，則刀片被折裂之機會甚至更小。
折斷切割刀片之一特性為可允許之彎曲角，亦即，在不於弱化分離線處分離的情況下可將刀片彎曲達到的角度。對本發明之選定實施例之可允許的彎曲角的量測被詳細描述於下文中，且係部分地基於切割刀片10之硬度、切割刀片10之厚度TA、折裂線13之深度DA及表 面改質塗層之厚度。可允許之彎曲角可經調整至約45°或更大，但可經調整至約50°或更大。另外，可允許之彎曲角可經調整至約80°或更小，且可經調整至約75°或更小。
圖3(b)為自縱向方向所見之切割刀片10的圖式，其中展示了切割尖端11a及邊緣增強塗層14。習知地，將藉由自一或兩側(在此實施例中為11b、11c兩者)研磨核心之邊緣以形成鋒利之切割尖端11a來形成切割部11。在許多實施例中，研磨將形成具有平坦表面側之邊緣11，然而，若需要可使用相對凹入、凸起或其他輪廓。如圖3(b)中所示，邊緣增強塗層14覆蓋切割尖端11a之兩個側11b、11c且延伸超越刀刃11以實質上覆蓋刀片10之本體部分9的兩個主要表面。
圖3(b)中所示之切割刀片10經形成使得刀刃11之夾角α為約10°至約25°。若刀刃11之刀刃角α太低，則所得切割尖端將不展現足夠耐久性及有效性。另外，若夾角α太大，則所得刀片將被認為太鈍。所要刀刃夾角α之選擇將通常為約10°至約25°，在一些實施例中為約15°至約20°，且在一些實施例中為約18°。
可藉由習知方法來製造用於製造本發明之折斷切割刀片的刀片核心。亦即，刀片核心具有：(1)一狹長體，其具有藉由第一邊緣及第二邊緣以及第一端及第二端而連接之兩個主要表面，該第一邊緣及該第二邊緣各自自第一端延伸至第二端；(2)刀片核心之至少一個邊緣為具有切割尖端之刀刃，該切割尖端具有兩個側，第一側對應於刀片核心之第一主要表面且第二側對應於刀片核心之第二主要表面；及(3)刀片核心具有一或多個弱化分離線，該等弱化分離線彼此平行且以縱向間隔定位，從而界定刀片核心之段。
例如，刀片基底材料之帶狀本體經形成以延伸至至少所要長度(例如，藉由輥軋)。通常，藉由壓製製程來形成通孔12及一或多個刀片折裂線13。此時，亦形成用於自產品單元分開刀片基底材料之溝 槽。接著，藉由拋光或研磨將刀刃11形成於刀片基底材料之至少一個側上。
接著將邊緣增強塗層(例如，氮化鈦(TiN))塗佈至刀片核心，至少塗佈至切割尖端之兩側，且在一些實施例中塗佈至刀片核心之兩個主要表面的實質上全部。
塗佈邊緣增強塗層之說明性手段為物理氣相沈積(「PVD」)，例如，諸如PVD之真空沈積、陰極弧或中空陰極離子鍍敷、電子束、離子化沈積及濺鍍形式的方法。
根據本發明，在將不會不良地使核心本體降級的條件下塗佈邊緣增強塗層。在許多實施例中，將在約40℃直至約400℃或更小的溫度下實施沈積。在此等溫度下塗佈邊緣增強塗層限制了由刀片基底或核心材料所經歷的熱軟化。因此，所得切割刀片10將展現相對較高之硬度且可獲得卓越之抗磨損性。
在典型實施例中，所得切割刀片10之維氏硬度(Hv)為至少約240或更大。在一些實施例中，維氏硬度(Hv)較佳為約400或更大、更佳為約500或更大，其中增加之硬度賦予增加之耐久性。
通常，將在持續約1至約10分鐘，在一些例子中約4至5分鐘的沈積製程中達成邊緣增強塗層之塗佈。
根據本發明之塗佈邊緣增強塗層的另一說明性手段包括化學氣相沈積(「CVD」)，例如，電漿CVD及熱CVD。除氮化鈦(TiN)之外，本發明中可使用之塗層之其他說明性實例還包括氮化鋅(Zn3N2)、碳氮化鈦(TiCN)、氮化鋁鈦(TiAlN)、二硼化鈦(TiB2)、碳化鈦(TiC)、硼化鋯(ZrB2)、碳化鋯(ZrC)、氮化鋯(ZrN)、硼化釩(VB2)、碳化釩(VC)、氮化釩(VN)、硼化鈮(NbB2)、碳化鈮(NbC)、氮化鈮(NbN)、二硼化鉭(TaB2)、碳化鉭(TaC)、硼化鉻(CrB2)、二碳化三鉻(Cr3C2)、氮化鉻(CrN)、五硼化二鉬(Mo2B5)、碳化鉬(Mo2C)、五硼化二鎢 (W2B5)、碳化鎢(WC)、硼化鑭(LaB6)等。
除PVD及CVD外，亦可經由濕式鍍敷、浸漬、熱噴射及塗覆來塗佈根據本發明之邊緣增強塗層。應注意，即使在PVD中，仍可應用諸如以下各者之各種方法：真空沈積、陰極弧型或中空陰極型離子鍍敷、電子束型、離子化沈積及濺鍍。
邊緣增強塗層之厚度通常為約0.1μm至約2.5μm，有時較佳為約0.12μm至約0.15μm，且更佳為約1.5μm至約1μm。若厚度小於約0.1μm，則通常未獲得適當之抗磨損性，且若厚度超過約2.5μm，則刀刃之銳度通常有損失，此係因為邊緣增強塗層在刀刃11a上產生約略同心之沈積物，從而不良地使其變鈍。表面改質塗層之厚度的量測係基於使用由CSM Instruments SA製造之CALOTEST®球磨型精度膜厚度量測機所進行的CALOTEST®方法。
本發明之折斷切割刀片展現迄今未達到之性質及效能的令人驚訝之組合。本發明之刀片展現優越之較高抗磨損性及耐蝕性，同時仍展現有效之折裂效能。
通常，本發明之切割刀片將附接至握把以形成供使用之工具。
實例
藉由以下說明性實例來更詳細地描述本發明。
實例S1至S12
在實例S1至S12中使用圖1中所示之小型切割刀片。對切割刀片之量測結果為：刀刃之長度LA為80mm，刀刃上之寬度KA(自刀片之切割尖端至本體部分的尺寸)為1.0mm，全寬WA為9.1mm，厚度TA為0.4mm，且刀片折裂線之間的間隔SA為5mm。切割尖端之內角為18°。將SK120碳素工具鋼用作刀片基底材料，且將氮化鈦用作表面改質塗層之塗層材料。表1展示實例S1至S12中之其他製造條件。
比較實例S1
藉由相同之SK120在表面上形成氧化物膜，且將切割尖端之內角設定至20°。除以上各方面之外，剩餘方面係類似於如表1中所示之實例1。
比較實例S2
不在表面上使用相同之SK120製造表面改質塗層。除以上各方面之外，剩餘方面係類似於如表1中所示之實例1。
實例L1至L26
在實例L1至S26中使用圖2上所示之大型切割刀片。對切割刀片之量測結果為，刀刃之長度LB為100mm，刀刃上之寬度KB為1.5mm，全寬WB為17.8mm，厚度TB為0.5mm，且刀片折裂線之間的間隔SB為10mm。切割尖端之內角為18°。將SK120碳素工具鋼用作刀片基底材料，且將氮化鈦用作表面改質塗層之塗層材料。表1展示實例L1至L26中之其他製造條件。
比較實例L1
藉由相同之SK120在表面上形成氧化物膜，且切割尖端之內角為20°。除以上各方面之外，剩餘方面係類似於如表2中所示之實例L1。
比較實例L2
不使用相同之SK120在表面上提供表面改質塗層。除以上各方面之外，剩餘方面係類似於如表2中所示之實例L1。
維氏硬度測試
針對實例S1至S12、L1、L2、L4至L13、L17至L26及比較實例 S1、S2、L1及L2來量測維氏硬度測試(Hv)及將切割刀片折裂所需之力(N)。關於硬度，基於JIS標準Z2244來量測在塗覆之前及在塗覆之後切割刀片的硬度。將攜帶型硬度測試器DHT-100(Sato Trading有限公司)用作硬度量測裝置。表3及表4中展示量測結果。
折裂測試
針對實例S1至S12及L1至L26以及比較實例S1、S2、L1及L2來量測將刀片之一段折裂所需的力(折裂力)(N)。在將與切割刀片10、20之刀片尖端相反的端(刀片之基底端)固持於台鉗30中的情況下實施折裂測試。更具體言之，在圖4(b)中所示之大型切割刀片20中，當藉由台鉗30來固持距原始刀片側之尖端30mm的區域(換言之，切割刀片20之刀刃21及自最原始刀片側之刀片折裂線23之交叉相反的相對側及原始刀片側之背部)時，在厚度方向上將負載添加至量測點R且在發生刀片折裂處量測該負載，使得切割刀片20之軸垂直於台鉗30之固持部分。此外，在小型切割刀片10中，當藉由台鉗30來固持距原始刀片側之尖端20mm的區域(換言之，切割刀片10之刀刃11及自最原始刀片側之刀片折裂線23之交叉的相反側及原始刀片側之背部)時，垂直於量 測點R來添加負載且在發生刀片折裂處量測該負載，使得切割刀片之基線垂直於台鉗30之夾住部分。量測點R為在縱向方向上自原始刀片側起之第二刀片折裂線與第一刀片折裂線的中點，且變成切割刀片10、20之橫向上的完全中點。另外，將RX-1(Aikoh Engineering有限公司)用作負載量測裝置。表3及表4中展示量測結果。
可撓性測試
針對實例S1至S12、L1至L13、L17至L26及比較實例S1、S2、L1、L2來量測可撓性。如圖5(a)中所示，在將切割刀片10及20之刀刃的相反端夾持於台鉗30中的情況下執行可撓性測試(可接受之角彎曲測試)。更具體言之，藉由台鉗自折裂線13及23及邊緣11及21由交叉跟部之前側的尖夾持基底使得切割刀片10及20之軸線垂直於台鉗之夾持部分。換言之，在小型切割刀片10中，未被夾持的自由長度Lt對邊緣11之長度LA的比率為約0.25。具體言之，在邊緣11之長度LA為80mm的狀況下，將長度Lt設定至約20mm。另外，在大型切割刀片20中，未被夾持的長度Lt與邊緣21之長度LB的比率為約0.3。具體言之，在邊緣11之長度LB為100mm的狀況下，將長度Lt設定至約30mm。
圖5(b)描述切割刀片10及20之可允許之彎曲角β。如圖5(b)中所示，在可撓性測試中，藉由在厚度方向上將力施加至切割刀片10及20之尖11a及21a來量測可允許之彎曲角β。可允許之彎曲角β為正好在切割刀片10及20在厚度方向上之可導致折裂的彎曲形式之前的在尖之垂線與切線側之間的角。
作為表3及表4上所示之可撓性測試的結果，實例S1至S12、L1、L2、L4至L13、L17至L25具有50°至70°之可允許之彎曲角β。同時，比較實例S1、S2、L1及L2具有30°至35°之可允許之彎曲角。在實例S1至S12、L1至L25中，證實得到大的可撓性改良。
刀片折裂測試
參看圖6及圖7關於實例S1至S12、L1至L26及比較實例S1、S2、L1及L2來描述切割刀片之刀片折裂測試。另外，在圖6及圖7中說明了大型切割刀片20。
在將切割刀片10及20恰當地附接至適合切割刀片10及20之大小的固持器H之後，進行刀片折裂測試，其中切割刀片10經延伸使得兩個刀片折裂線13及23自尖端曝露(參看圖6)。藉由鉗子P來固持切割刀片10及20以自固持器尖端自曝露之切割刀片10及20之尖11a及21a的側跨過第一刀片折裂線13及23(參看圖6(b))，且藉由在切割刀片10及20之厚度方向上施加彎曲負載來將切割刀片10及20折裂。
針對每一大型切割刀片20而執行刀片折裂5次且針對每一小型切割刀片10而執行刀片折裂3次，且對於每一大小重複此操作3次，換言之，該操作針對大型而發生15次且針對小型而發生9次。在此刀片折裂工作中，將所有片按自尖11a及21a起的第二刀片折裂線13及23折裂(參看圖7(a))的刀片設定為A，將在除刀片折裂線13及23之外的地方被折裂一次的刀片設定為B，且將被折裂兩次的刀片設定為C。
作為表3及表4中所示之刀片折裂測試的結果，具有塗佈至整個表面之表面改質塗層的實例S1至S12、L1至L26在評估中皆具有A評級。同時，具有氧化物層或不具備表面改質塗層之比較實例S1、S2、L1及L2在評估中被評定為B或C。在具有塗佈至整個表面之表面改質塗層的實例S1至S12、L1至L26中，所有刀片皆在正確位置折裂。
碎裂刀片測試
接下來，將基於實例S1至S12、L1至L26及比較實例S1、S2、L1及L2來描述切割刀片之碎裂刀片測試。在碎裂刀片測試中，使用光學顯微鏡來觀測在對置放於切割墊上之複印紙(A4大小)進行20次200mm切割之後尖端11a及21a之形狀，且將在測試之前及在測試之後具 有形狀改變之彼等尖端設定為A(參看圖8(a))，並將不具有形狀改變之彼等尖端設定為B(參看圖8(b))。
作為表3及表4中所示之碎裂刀片測試的結果，實例L3及L16比具有塗佈至整個表面之表面改質塗層的實例S1至S12、L1至L26多3μm從而具有B評級，而實例S1至S12、L1至L26在評估中皆變成A評級。同時，比較實例S1、S2、L1及L2(其具有氧化物層或未被給予表面改質塗層)在評估中皆具有B評級。除在表面改質塗層之塗層厚度大於3μm的狀況下之外，不管切割刀片之硬度如何刀片均不容易碎裂。
鋒利度測試
另外，將基於實例L13及比較實例L1及L2來描述切割刀片鋒利度測試。根據ISO-8442-5中所規定之程序來實施鋒利度測試。更具體言之，垂直地設定切割刀片10及20，將刀片置於規定紙張之堆疊的頂部，且當紙張與刀片接觸時來回移動紙張，且量測每次劃過之切割深度。經由指示耐久性之壽命測試及ICP(鋒利度測試)的值而自測試結果計算邊緣之鋒利度及耐久性。表4中展示所計算之ICP及壽命測試值。此外，圖9中展示自壽命測試獲得之切割深度及切割之次數的測試結果。圖9之垂直軸展示切割深度(mm)，且水平軸展示切割之次數。
如表4中所示，雖然實例L13為與比較實例L1及L2相同之ICP(鋒利度測試)，但其具有大的壽命測試值且在可撓性方面係優越的。另外，如圖9中所示，與比較實例L1及L2相比，即使對於實例L13而言切割之次數增加，仍將能夠達成深的切割深度。
根據上文所描述之各種測試，藉由給予具有刀片折裂線之折裂型切割刀片之整個表面一表面改質塗層並提供具有適當深度之刀片折裂線，獲得在不接近切割刀片之高硬度的情況下可沿折裂線在適當處折裂，具有整個刀片之可撓性且顯示良好之碎裂特性及折裂特性的切 割刀片。另外，藉由在刀片基底材料之硬度、表面改質塗層之塗層厚度及刀片折裂線之深度之間達成平衡，獲得不僅具有良好之可撓性、碎裂特性及折裂特性而且具有良好之耐久性的切割刀片。
10‧‧‧切割刀片
11‧‧‧刀刃部分
11a‧‧‧切割尖端
12‧‧‧通孔
13‧‧‧弱化分離線
KA‧‧‧刀刃
LA‧‧‧刀刃長度
SA‧‧‧段長
WA‧‧‧全寬

Claims (21)

  1. 一種折斷切割刀片，其包含一核心及一位於該核心上之增強塗層，其中：(a)該刀片為一狹長體，其具有藉由一第一邊緣及一第二邊緣以及一第一端及一第二端而連接之兩個主要表面，該第一邊緣及該第二邊緣各自自該第一端延伸至該第二端；(b)該刀片之至少一個邊緣為一具有一切割尖端之刀刃，該切割尖端具有兩個側，一第一側對應於該刀片之該第一主要表面且一第二側對應於該刀片之該第二主要表面；及(c)該刀片具有一或多個弱化分離線，該等弱化分離線彼此平行且以縱向間隔而定位，從而界定該刀片之段；其中該增強塗層至少覆蓋該切割尖端之該第一側與該第二側兩者。
  2. 如請求項1之刀片，其中該弱化分離線之深度與該切割刀片厚度的比率為約0.10至約0.60。
  3. 如請求項1之刀片，其中該增強塗層實質上覆蓋該刀片之兩個主要表面的全部。
  4. 如請求項1之刀片，其中該切割刀片之可允許之彎曲角為至少45°。
  5. 如請求項1之刀片，其中將該切割刀片之一段折裂所需的力為約8N至約25N。
  6. 如請求項1之刀片，其中該切割刀片之維氏硬度(Hv)為至少約240或更大。
  7. 如請求項1至4中任一項之刀片，其中表面改質塗層之塗層材料為選自氮化鈦、氮化鋅、碳化氮化鈦抑或氮化鋁鈦中之一者。
  8. 如請求項1之刀片，其中該切割尖端之夾角為約10°至約25°。
  9. 如請求項1之刀片，其中該增強塗層之平均厚度為約0.1μm至約2.5μm。
  10. 如請求項1之刀片，其中該表面增強塗層係在約40℃至約400℃之一溫度下提供。
  11. 如請求項1之刀片，其中該第二邊緣為一具有一切割尖端之刀刃，該切割尖端具有兩個側，一第一側對應於該刀片之該第一主要表面且一第二側對應於該刀片之該第二主要表面。
  12. 如請求項1之刀片，其中該第一邊緣及該第二邊緣中之至少一者為一直線。
  13. 如請求項1之刀片，其中該核心為金屬。
  14. 如請求項1之刀片，其中該核心為碳鋼。
  15. 如請求項1之刀片，其中該核心為合金鋼。
  16. 如請求項1之刀片，其中該第二端為該第一邊緣與該第二邊緣彼此相交於的一尖。
  17. 一種工具，其包含一如請求項1之折斷切割刀片。
  18. 一種用於製造一折斷切割刀片之方法，其包含用以產生一折斷切割刀片的以下步驟：(a)提供一刀片核心，其中：(1)該刀片核心為一狹長體，其具有藉由一第一邊緣及一第二邊緣以及一第一端及一第二端而連接之兩個主要表面，該第一邊緣及該第二邊緣各自自該第一端延伸至該第二端；(2)該刀片核心之至少一個邊緣為一具有一切割尖端之刀刃，該切割尖端具有兩個側，一第一側對應於該刀片核心之該第一主要表面且一第二側對應於該刀片核心之該第二主要表面；及 (3)該刀片核心具有一或多個弱化分離線，該等弱化分離線彼此平行且以縱向間隔而定位，從而界定該刀片核心之段；及(b)藉由將一塗層組合物塗佈至該切割尖端之兩個側而在其上形成一邊緣增強塗層。
  19. 如請求項18之方法，其中該弱化分離線之深度與該刀片核心厚度的比率為約0.10至約0.60。
  20. 如請求項18之方法，其中該所得折斷切割刀片之維氏硬度(Hv)為至少約240或更大。
  21. 如請求項18之方法，其中該邊緣增強塗層實質上覆蓋該刀片之兩個主要表面的全部。
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