CN103282167B - 用于制造附连到支承件上的剃须刀座的切削刃部的方法 - Google Patents

Abstract

用于制造剃刀刀片的马氏体不锈钢材料的细长平坦条带设有细长弱化部。在执行了硬化、磨锐和切削刃涂布过程之后设置弱化部。通过施加激光能量来设置弱化部，激光能量沿着剃刀刀片的一侧形成凹槽、并且在弱化部处将先前回火的马氏体转变为未回火的马氏体。将剃刀刀片附连到支承件并且在弱化部处移除剃刀刀片。能在将剃刀刀片附连到支承件之前或之后设置弱化部。

Description

用于制造附连到支承件上的剃须刀座的切削刃部的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求保护在2011年1月6日提交的美国临时专利申请序列号61/430,290的权益，该专利申请的全部内容以引用的方式合并到本文中。

技术领域

本公开大体而言涉及用于剃刀刀片的制造过程，并且更具体而言，涉及向剃刀刀片赋予弱化区的方法。

背景技术

许多现代安全剃刀包括一次性剃刀座，剃刀座适于通过在剃刀座与可再使用的把手之间的连接结构而选择性地连接到可再使用的把手。座包括具有至少一个剃刀刀片的外壳，剃刀刀片具有安置于其中的锋利的切削刃。其它现代安全剃刀包括永久地连接到把手的剃刀座，剃刀座和把手能处置为单个单元。

剃刀刀片通常由硬化的并且随后在条带沿着加工线行进时磨锐/锐化的连续坯料条带而制成。然后将条带分成用于制造个别座的离散刀片长度部段。

在某些应用中，刀片被支承于相应弯曲支承件上，弯曲支承件被安装于座外壳中。为了能在剃须期间使受支承的刀片在外壳内上下移动和/或从相邻的被支承的刀片之间提供对于剃屑的高效清洗，希望刀片具有垂直于切削刃而限定的较小宽度尺寸。在美国专利号7,131,202中，披露了希望剃刀刀片具有小于0.85mm的宽度尺寸。

在美国专利号6,629,475中，提供了一种具有可移除部的剃刀刀片，其便利于高效处理、加工剃刀刀片和将剃刀刀片附连到其支承件上。可移除部和剃刀刀片在弱化部处连接，设置弱化部以允许在剃刀刀片已附连到其支承件上之后容易地移除该可移除部。'475专利披露了一种使用轧制设备来设置弱化部的方法。在将条带切割为离散刀片部段之前和根据图5至少在设置切削刃之前对连续条带材料执行变形过程。

在美国专利号7,531,052中，披露了一种使用热能，优选地激光以在连续条带材料的一侧中设置细长凹槽来向剃刀刀片提供弱化部的设备。在条带处于所提供时的退火状态时，即，在任何硬化过程和随后磨锐过程之前，对条带执行热开槽过程。

在欧洲专利EP2203282B1中，对坯料所执行的弯曲过程造成了晶间分裂。暴露的晶界在随后的硬化过程中被氧化。

在前面刚提到的三个文献中，在任何磨锐过程之前，向呈连续条带形式的材料执行用以提供弱化区的相应过程。

发明内容

本公开的目的是为了排除或至少显著地减轻用于剃刀刀片的现有技术制造过程的局限性。该公开特别地针对于制造附连到支承件的剃刀刀片的切削刃部的方法。该方法包括以下步骤：

a)提供一种包括马氏体不锈钢的离散剃刀刀片。剃刀刀片具有第一侧、在切削刃上具有可选涂层的锋利切削刃、后边缘/后刃和至少600HV的硬度；

b)通过施加激光能量提供弱化部而沿着剃刀刀片的长度在第一侧中设置凹槽；

c)将剃刀刀片附连到支承件上；

d)移除在后边缘/后刃与弱化部之间延伸的剃刀刀片的一部分以得到附连到支承件上的剃刀刀片的切削刃部，其中切削刃部从切削刃延伸到弱化部。

在某些实施例中，可在沿着剃刀刀片的长度设置凹槽的步骤之前执行将剃刀刀片附连到支承件上的步骤。在某些实施例中，弱化部包括未回火的马氏体。在某些实施例中，以约200至约300mm/s的线性速度设置凹槽。在某些实施例中，凹槽具有约0.035至约0.050mm的宽度。在某些实施例中，在弱化部中残余奥氏体的比例大于在提供时的离散剃刀刀片的残余奥氏体的比例。

本公开的实施例具有以下优点。在磨锐过程之后执行用以提供/设置弱化部的过程。其中被磨锐的条带材料更结实/强固，并且允许制造一种附连到支承件的剃刀刀片，其中剃刀刀片具有理想地较小的宽度尺寸。与用于其它方法的力和偏转相比，在该设备中用以移除在弱化部与后边缘之间的部分所需的力和偏转减小，导致该设备的更长的寿命。

当结合附图理解时，参考下文的详细描述，本公开的上述特征和优点将会被更全面地理解。

附图说明

图1为离散剃刀刀片的截面透视图。

图2为磨锐设备的示意端视图。

图2A为图2的放大部分。

图3为弱化过程的一实施例的示意透视图。

图4为弱化部分的示意放大截面图。

图5为附连到支承件的剃刀刀片的切削刃部的端视图。

图6为附连到支承件的剃刀刀片的另一实施例和另一弱化过程的示意透视图。

具体实施方式

现参考附图和特别地参考图1，一种离散剃刀刀片10具有第一侧12、切削刃14和后边缘16。剃刀刀片可设有一个或多个孔口18，这些孔口18可贯穿其许多制造过程步骤而从其作为连续条带的形式直到最终组装，来辅助定位和进给所述剃刀刀片。

剃刀刀片包括马氏体不锈钢并且具有优选地0.65-0.72%C，12.7-13.9%Cr，0.45-0.75%Mn，0.15-0.5%Si，0-0.5%Ni，0-0.02%S，0-0.025%P，余量基本上为铁。本公开并不限于前文所提到的硬度和组成/成分的条带，并且可采用其它马氏体不锈钢材料，包括在例如都授予Althaus等人的美国专利号5,275,672和5,433,801；授予Xu等人的美国专利申请公开2007/0,137,050；以及Millward的欧洲专利申请EP1,739,199Al中所披露的那些。将连续(退火的)平坦条带材料转变为离散剃刀刀片所需的许多制造过程可包括一种硬化步骤以实现条带的马氏体变换，由此，硬度从其被接收时的状态的约280-320HV或更高增加为约750-850HV和具有约10-20%残余奥氏体(RA)的条带。残余奥氏体在随后的加工步骤期间向条带提供延展性，例如，在磨锐期间对压缩应力的阻力，以及在使用期间向刀片的切削刃提供延展性。在硬化过程中，条带被加热到约1100℃，通常在马弗炉中，快速淬火至约-45℃至-70℃以实现马氏体变换、并且然后在约150℃回火以使马氏体回火。磨锐了条带以提供切削刃。许多制造过程可包括用以在切削刃上设置涂层的过程，例如铬、钛、铂或铌的底涂层；硬材料，例如硬碳材料，诸如类金刚石碳(DLC)或非晶金刚石(a-D)的后继层；和低摩擦材料诸如聚四氟乙烯(PTFE)的外层。可在一定温度(通常高达约360℃)在有限的持续时间执行将PTFE烧结(即，熔化和粘附)到其基板的过程，该温度造成剃刀刀片的材料软化到约620-640HV并且其中使马氏体进一步回火。

在图2和图2A中描绘了用以提供切削刃的磨锐设备30的示意端视图。一组反向旋转并且联锁(也被称作相互啮合的)磨轮32、34执行材料移除，而当条带在垂直于图平面的方向上行进时，用于剃刀刀片110的条带在引导件36中被定位并且受支承。通常，某些轮能以约3000rpm旋转，而条带能在它们之间以约40m/min或更快地行进。通常，磨轮具有相应左和右螺旋凹槽以当轮反向旋转时提供联锁关系。通常，设置若干组轮，每一组具有依序更细的磨粒尺度，以实现所希望的切削刃轮廓和表面光洁度。如在图2A中可以看出，这种布置的几何形状使得条带38的一部分延伸超过引导件。这个部分可具有多达约1.8mm的尺寸，取决于所用的具体布置的几何形状，例如，磨轮的局部外径。当条带经过轮之间时，由于联锁性质，在切削刃上的任何点在任何时候仅与一个轮接触，但当轮旋转时和/或在条带上的这点在轮之间行进时，轮交替接触条带上的一侧到另一侧。这导致由于相应磨轮的接触压力，交替的力施加到切削刃的这点上。可沿着条带的长度整合这种效果，由于条带行进速度和旋转轮速度，得到相对高速交替力的模式。因而在弱化部延伸超过引导件的条带的一部分内的情况下，在磨锐过程之前向条带设置弱化部的任何过程可以是不合需要的。由于在弱化部处的疲劳和/或弯曲应力，则可发生条带的提早或完全或部分损毁/故障或失效。

现参考图3的示意图，描绘了用以对离散剃刀刀片10执行局部弱化过程的器械50。剃刀刀片位于该器械中，例如通过使定位销58穿入到剃刀刀片的孔口18内并且与热传导、优选地冷水致冷的表面59相接触或优选地夹持在其上。一种激光能量发射装置56在优选地平行于切削刃的方向52上沿着剃刀刀片移动以在完成操作之后在第一侧12中造成凹槽54。通过向受致冷表面59传导和从第一表面辐射来部分地实现随后的冷却。一种合适激光发射装置为由UNITEKMIYACHI提供的LMF5000型纤维激光标记系统。这种装置的合适操作参数包括操作功率(峰值功率50W的)40%；频率100-300kHz；在0.035至0.050mm范围中的激光光斑大小；沿着刀片间防护件在200至400mm/s范围中的线性速度；在5-10微米，20-25微米和23-38微米范围中的凹槽的深度。

在图4中，因而描绘了一种弱化部的示意放大截面图。当如上文所描述的激光能量的施加很快并且因而所生成的热快速传导出去时，热影响区64较窄、并且明确地由边界62所限定，在该区域的显微照片中将看到这些边界62。剃刀刀片材料68的相邻区域基本上保持如上文所描述的它们的特征。由于激光能量所生成的热被传导出去，例如以低于硬化过程的快速淬火步骤的速率通过水致冷表面59，在区域72中的残余奥氏体(RA)高于区域68中，例如区域68可具有小于10-20%的RA，而区域72可具有约30%的RA。在显微照片中，将在区域72与甚至更高RA的中心区域74之间看到有序的并且限定的碳化物线66。中心区域的先前回火的马氏体被转变为未回火的马氏体。尽管中心区域74的RA水平较高，未回火的马氏体和凹槽的效果有效地提供一种弱化部，在弱化部中，当施加机械力时剃刀刀片将断裂。在形成凹槽54期间，熔融材料能从相对的外表面喷出，导致突起70。优选地，最小化了任何这样的突起，从而使得其将不会不利地影响到剃刀刀片的随后的过程步骤，例如组装到任何支承件上。

在图5中，包括激光施加的弱化部的剃刀刀片10被附连到支承件80上，例如大体上L形的支承件。能例如通过(激光)光斑焊接或者通过涂覆合适的粘合剂来进行附连。在近似方向86上在后边缘的区域中施加机械力造成剃刀刀片在弱化部中断裂，导致从切削刃延伸到弱化部84的剃刀刀片的切削刃部被附连到支承件上、并且移除在后边缘与弱化部(以虚线示出)82之间延伸的剃刀刀片的一部分。

在其它实施例中，在施加激光能量以提供弱化部之前，剃刀刀片可附连到支承件上，并且随后移除剃刀刀片部82。在此实施例中，可允许剃刀刀片在施加激光能量后空气冷却、或者优选地通过在剃刀刀片上，例如在第一侧12上吹送受致冷的空气或其它合适气体而冷却。这在图6中描绘。剃刀刀片10被附连到支承件80上。激光能量发射装置56如先前所描述的那样在方向52上沿着条带移动，并且被描绘为沿着剃刀刀片在任意中部。受致冷空气或气体92发射喷嘴90在激光发射装置后方。

尽管已参考本发明的具体说明性实施例描述和说明了本公开，预期本公开并不限于这些说明性实施例。本领域技术人员将认识到在不偏离如由所附权利要求所限定的本公开的真实范围的情况下能做出变化和修改。例如，关于任何一个实施例所披露的特征可单独地或与相应其它实施例的每个特征组合地使用。

Claims (9)

1.一种用于制造附连到支承件上的剃须刀座的切削刃部的方法，包括以下步骤：

a)提供包括回火马氏体不锈钢的离散剃刀刀片，所述剃刀刀片具有第一侧、锋利切削刃、后边缘和至少600HV的硬度，

b)通过施加激光能量沿着所述剃刀刀片的一定长度在所述第一侧中设置凹槽来设置弱化部；

c)将所述剃刀刀片附连到支承件上；

d)移除在所述后边缘与所述弱化部之间延伸的所述剃刀刀片的一部分以得到附连到所述支承件上的所述剃刀刀片的切削刃部，其中所述切削刃部从所述切削刃延伸到所述弱化部。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤c)在步骤b)之前或之后执行。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述弱化部包括未回火的马氏体。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，当在步骤b)之前执行步骤c)时，在施加激光能量之后通过施加受致冷气体来冷却所述第一侧。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述气体为空气。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，当在步骤b)之后执行步骤c)时，致冷所述剃刀刀片包括到受致冷表面的传导。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，以每秒200至300mm的范围的线性速度来执行激光能量的施加。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述凹槽具有在0.035mm至0.050mm范围的宽度。

9.根据权利要求2所述的方法，在所述弱化部中残余奥氏体的比例大于在步骤a)的所述离散剃刀刀片的残余奥氏体的比例。