CN105899355A - 包括不锈钢制芯体的多层切割刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多层切割刀片(1)，其包括：具有切割线(3)的芯体(2)、两个侧部(5)、和两个中间连接厚度(4)，侧部(5)由耐腐蚀韧性金属合金制成，每个中间连接厚度(4)具有用于与芯体(2)连接在一起的第一连接面(8)以及用于与两个侧部(5)的一个或另一个连接在一起的第二连接面(9)，第一连接面(8)和第二连接面(9)由铜或铜合金制成。根据本发明，芯体(2)由马氏体不锈钢制成；并且，芯体(2)的厚度大于或等于切割刀片(1)的厚度的1/3，并优选大于或等于切割刀片(1)的厚度的一半。

Description

包括不锈钢制芯体的多层切割刀片
技术领域
本发明涉及切割刀片的技术领域以及获得它们的方法。
本发明尤其涉及刀剪领域，以及包括锋利工具的烹饪制备家用器具或家用电器领域，如烹饪机器人、菜刀或搅拌器，尤其是搅拌器脚。
背景技术
从文件FR2554388了解实施有三层钢的共轧材料，该共轧材料包括含铬的硬钢芯和耐腐蚀韧性材料——如包含镍和铬的不锈钢——制的侧部。该共轧材料实施成没有硬芯与韧性侧部之间的中间连接层。
从文件US5256496了解到实施可以用于作为切割工具的共轧材料，该共轧材料包括被钛或钛合金制的侧部覆盖的高碳钢制的芯体。对用于使芯体与侧部钎焊在一起的中间层，可以使用多种类型的材料或合金，尤其是铜或银-钯-铜合金或铜-银合金。用于芯体的高碳钢的缺点是它的耐腐蚀性太差。另外，用于侧部的钛非常昂贵、很难抛光、弹性模量低并且加热时很容易变色。
从文件CN201055998了解到实施包括被不锈钢制的侧部覆盖的硬钢制的芯体并带有铜制的中间层的切割工具。该切割工具的构成成分比较便宜，但是硬钢的耐腐蚀性不足。
发明内容
本发明的目的是实施具有良好初始切割性能和令人满意的寿命的切割刀片，该切割刀片不脆、可磨刃，并具有良好的耐冲击性以及耐腐蚀性。
本发明的另一目的是提出一种获得具有良好初始切割性能和令人满意寿命的切割刀片的方法，该切割刀片不脆、可磨刃，并具有良好的耐冲击性以及耐腐蚀性。
利用多层切割刀片达到这些目的，该多层切割刀片包括：具有切割线的芯体；两个侧部，每个侧部部分地覆盖芯体的面之一；和两个中间连接厚度，每个中间连接厚度插置在芯体和两个侧部的一个或另一之间，侧部由耐腐蚀韧性金属合金制成，每个中间连接厚度具有用于与芯体连接在一起的第一连接面以及用于与两个侧部的一个或另一个连接在一起的第二连接面，第一连接面和第二连接面由铜或铜合金制成，其特征在于，芯体由马氏体不锈钢制成；并且，芯体的厚度大于或等于切割片的厚度的1/3。优选地，芯体的厚度大于或等于切割刀片的厚度的一半。
芯体由淬火后获得很强硬度的微量马氏体不锈钢制成。对芯体使用微量马氏体不锈钢可以使切割线令人满意的切割性能与令人满意的耐腐蚀性结合。优选使用可以在淬火后获得很强硬度的微量马氏体不锈钢。芯体的厚度保证足够的刚性，以获得足以明显限制切割刀片永久变形的弯曲性。中间连接厚度可以具有马氏体不锈钢制的芯体与侧部之间的附着性，同时显示出切割刀片的多层结构。另外，具有良好耐腐蚀性的韧性材料构成的侧面保证抗冲击保护。
有利地，芯体的硬度大于或等于52HRc，并优选大于或等于58HRc。该特征可以处于有利于最佳切割性能的条件中。
有利地，芯体的硬度小于或等于62HRc，并优选小于或等于60HRc。该特征可以避免切割刀片的切割线太脆。
有利地，切割线具有在20°－50°之间的顶角。该特征可以获得良好的切割性能。优选地顶角在25°－35°之间。该特征可以优化切割性能。
根据一有利实施方式，切割线由双面刀刃限定。
如此有利地，双面刀刃是对称的。
根据一实施方式，至少中间连接厚度的一个由铜或铜合金层形成。
根据另一实施方式，至少中间连接厚度的一个由一多层结构形成，该多层结构包括：铜或铜合金制的两个外层，这两个外层形成第一连接面和第二连接面；耐腐蚀韧性金属合金制的至少一夹层，其设置在两个外层之间；铜或铜合金制的界面层，其设置在相邻的两个夹层之间。而有利地夹层由不锈钢制成。
根据一实施方式，每个中间连接厚度的第一连接面和第二连接面由纯铜或包括直到25％的镍的铜-镍合金并优选为包括直到10％的镍的铜-镍和金组成。这些布置尤其适于通过共轧获得的切割刀片。
根据另一实施方式，每个中间连接厚度的第一连接面和第二连接面由用于高温钎焊的铜-银合金组成。
又有利地，侧部由不锈钢制成。该布置可以获得不使用非常昂贵材料的性能好的切割刀片。
再有利地，侧部由奥氏体不锈钢制成。这种不锈钢保证切割刀片的侧部出色的耐腐蚀性。
根据一有利实施方式，侧部具有尤其是利用PVD型覆层或利用电解覆层覆盖的无刃外表面。该布置可以有利于使刀片光滑/切割时的进料。
又有利地，切割刀片的总厚度在1mm－8mm之间。
再有利地，芯体的厚度在0.2mm－4mm之间。
又有利地，每个中间连接厚度的厚度在50μm－250μm之间。
再有利地，每个侧部的厚度在0.2mm－2mm之间。
本发明还涉及一种获得多层切割刀片的方法，所述方法包括以下步骤：
－实施或提供多层板，该多层板包括：
－马氏体不朽钢制成的芯体，芯体的厚度大于或等于多层结构的厚度的1/3；
－由耐腐蚀韧性金属合金制成的两个侧部；
－两个中间连接厚度，每个中间连接厚度插置在芯体与两个侧部的一个或另一个之间，每个中间连接厚度由铜或铜合金制成形成，或者具有或者由铜或铜合金或者由耐腐蚀韧性金属合金制成的层的交替，使得与芯体或两个侧部之一相邻的中间连接厚度的每层由铜或铜合金制成；
－在多层板中切割多层切割刀片的外形；
－在1000℃-1100℃之间的温度下对切割刀片的外形进行热处理，然后进行油淬火或空气淬火；
－在200℃-400℃之间的温度下对切割刀片的外形进行回火处理；
－对多层切割刀片的外形的边部的至少一部分进行磨刃，以在芯体中形成切割线。
根据一实施方式，该方法在于实施或使用通过共轧组装的多层板，其中，铜或铜合金制成的中间连接厚度的层由纯铜或包括直到25％的镍的铜-镍合金并优选为包括直到10％的镍的铜-镍合组成。
根据一实施方式，该方法在于实施或使用通过钎焊组装的多层板，其中，铜合金制成的中间连接厚度的层由用于高温钎焊的铜-银合金组成。
附图说明
通过研究附图中所示的作为非限定示例给出的两个实施例，将更好地理解本发明，在附图中：
－图1是根据本发明的切割刀片的第一实施例的横剖面示意图；
－图2是根据本发明的切割刀片的第二实施例的局部横剖面示意图。
具体实施方式
切割刀片1是多层切割刀片，包括：具有切割线3的芯体2；两个侧部5，每个侧部部分地覆盖芯体的一面；两个中间连接厚度4，每个连接厚度插置在芯体2与两个侧部5的一个或另一个之间。
每个中间连接厚度4具有用于与芯体2连接在一起的第一连接面8以及用于与侧部5的一个或另一个连接在一起的第二连接面9。
在图1所示的实施例中，切割线3由优选是对称的双面刀刃6限定。双面刀刃6延伸到侧部5，显示出切割线3两侧在芯体2与侧部5之间的中间连接厚度4。每个侧部5具有延伸到刀刃区6的无刃外表面7。作为变型，可以在形成切割线3后在切割刀片1的单个表面上形成刀刃6。
切割线3具有有利地在20°-50°之间并优选在25°-35°之间的顶角。在图1所示的实施例中，切割线3的顶角为30°。
在图1所示的实施例中，每个中间连接厚度4由一层铜或铜合金形成。
在图2所示的实施例中，每个中间连接厚度4由多层结构形成，该多层结构包括铜或铜合金制的两个外层10、设置在两个外层10之间的耐腐蚀韧性金属合金制的两个夹层11、和设置在两个夹层11之间的铜或铜合金制的界面层12。外层10形成第一连接面8和第二连接面9。
因此中间连接厚度4由构成第一连接面8和第二连接面9的铜或铜合金层形成，或者由铜或铜合金层和耐腐蚀韧性金属合金制的夹层11的交替形成，第一连接面8和第二连接面9由铜或铜合金制成。
芯体2由马氏体不锈钢制成。因此淬火后可以获得很强硬度，尤其是硬度大于或等于52HRc，并优选大于或等于58HRc。但是小于或等于62HRc并优选小于或等于60HRc的硬度优选避免切割线3太脆。一般使用微量马氏体不锈钢例如为：X65Cr13、X105CrMoV15、X50CrMoV15、X40CrMoVN16-2。
根据一实施方式，每个中间连接厚度4的第一连接面8和第二连接面9由纯铜或具有黄铜色彩的90％Cu-10％Ni的铜-镍合金组成。对包括直到10％的镍的铜-镍合金观察到这种色彩。对更大的镍含量，合金失去它的颜色，因此失去它的美观意义。但是，可以使用包括直到25％的镍的铜-镍合金。在中间连接厚度4中使用的这些合金赋予共轧组件非常好的机械强度，直到约1100℃而不会脱离，这可以实现使马氏体不锈钢制的芯体2硬化所必需的淬火。该实施方式特别对应于多层切割刀片1的共轧实施。
根据另一实施方式，可以通过钎焊实施多层切割刀片1。可以使用用于高温钎焊的铜银合金以形成每个中间连接厚度4的第一连接面8和第二连接面9。
侧部5由耐腐蚀的韧性金属合金制成。侧部5有利地由不锈钢制成，尤其是奥氏体不锈钢。优选地使用X5CrNi18-10(SUS304)型奥氏体不锈钢，以保证切割刀片1的无刃外表面的出色耐腐蚀性。但也可以使用其它材料，尤其是钛或其合金、铁素体或马氏体不锈钢。也可对侧部5考虑使用多层结构，尤其是多个不同层的具有不同性质的不锈钢的叠积。
如果希望，侧部5可以具有尤其是用PVD型覆层(汽相物理沉积)或用电解覆层覆盖的无刃外表面7。
芯体2的厚度与多层切割刀片1的总厚度之间的比大于或等于1/3，并优选大于或等于0.5。因此，芯体2的厚度大于或等于切割刀片1的厚度的1/3，并优选大于或等于切割刀片1的厚度的一半。实际上，对更小的芯体2厚度，形成切割刀片1的多层材料的弯曲性能将非常小，具有弯曲后永久变形的危险。为了切割刀片1的更好刚性，芯体2的厚度优选大于或等于切割刀片1的厚度的一半。为了使侧部5和中间连接厚度4有足够的厚度，芯体2的厚度与多层切割刀片1的总厚度之间的比优选小于0.8。
切割刀片1的总厚度优选在1mm－8mm之间。切割刀片1的厚度在侧部5的外表面之间限定。芯体2的厚度可以在0.2mm－4mm之间。每个中间连接厚度4的厚度可以在50μm－250μm之间。每个侧部5的厚度可以在0.2mm－2mm之间。
可以用多种不同方法获得多层切割刀片1，尤其是通过共轧或钎焊。
共轧在高温下一般在800℃－1100℃之间的温度下实施。该共轧技术方法可以获得在多层切割刀片1的不同层之间的出色的附着性，尤其是热处理时。主要困难在于不改变形成芯体2的马氏体不锈钢的冶金特性：增加颗粒尺寸，改进次级碳的分布等)。如果希望，可以实施真空共轧。
可以通过使用铜/银合金的高温钎焊实施用于中间连接厚度4的钎焊。
获得包括侧部5、中间连接厚度4和芯体2的多层结构后，一般通过激光切割来切割切割刀片1。
例如在不锈钢440C的情况下，实施在1010℃－1066℃之间的温度下的热处理，随后实施油淬火或空气淬火，然后实施在150℃－250℃的温度下并持续1小时的回火。因此获得大于55HRc的Rockwell C的硬度。该热处理给出与良好的抗冲击性和耐腐蚀性结合的令人满意的切割能力和性能。为了实施刀刃6，磨削在于机加工切割刀片1两侧的至少一侧，以便产生形成切割线3的锋利棱边。
借助于可以定量描述切割刀片的切割性的特征实施切割性能的测量。标准EN ISO 8442-5中描述了该测试。该标准描述了如何测量切割刀片的ICP(初始切割能力)和TCC(切割性)参数。前面描述的处理可以明显改进TCC参数，而不降低初始切割能力。同样。按照标准EN ISO 8442-1的描述验证刀片的耐腐蚀性。耐腐蚀性测试可以验证不锈钢304的耐腐蚀性没有被改变。
作为变型，至少中间连接厚度4中的一个可以由铜或铜合金层形成。
作为变型，至少中间连接厚度4中的一个可以由多层结构形成，该多层结构包括铜或铜合金制的两个外层10、设置在两个外层10之间的耐腐蚀韧性金属合金制的至少一夹层11、铜或铜合金制的界面层12，当中间连接厚度4具有多个夹层11时，铜或铜合金制的界面层因此设置在两个相邻夹层11之间。因此每个夹层11设置在两个外层10之间，或者设置在一外层10与一界面层12之间，或者设置在两个界面层12之间。
本发明还涉及一种获得多层切割刀片1的方法，该方法包括以下步骤：
－实施或提供一多层板，该多层板包括：
－马氏体不锈钢制成的芯体2，其厚度大于或等于多层结构的厚度的1/3；
－耐腐蚀韧性金属合金制的两个侧部5；
－两个中间连接厚度4，每个中间连接厚度插置在芯体2与两个侧部5中的一个或另一个之间，每个中间连接厚度4由铜或铜合金制成，或者具有或者由铜或铜合金、或者由耐腐蚀韧性金属合金制成的层的交替，使得与芯体或侧部之一相邻的中间连接厚度4的每层由铜或铜合金形成；
－在多层板中切割切割刀片1的外形；
－在1000℃－1100℃之间的温度下进行切割刀片1的外形的热处理，然后进行油淬火或空气淬火；
－切割刀片1的外形在200℃-400℃之间的温度下进行回火处理；
－对切割刀片1的外形的边部的至少一部分进行磨刃，以在芯体2中形成切割线3。
根据一实施方式，该方法在于实施或使用通过共轧组装的多层板，其中由铜或铜合金制成的中间连接厚度4的层由纯铜或包括直到25％的镍的铜-镍合金组成，优选由包括直到10％镍的铜-镍合金组成。
根据一实施方式，该方法在于实施或使用通过钎焊组装的多层板，其中由铜合金制成的中间连接厚度4层由用于高温钎焊的铜-银合金组成。
本发明完全不限于描述的实施例和它们的变型，而是囊括在权利要求范围内的多种修改。

Claims (22)

1.一种多层切割刀片(1)，其包括：具有切割线(3)的芯体(2)；两个侧部(5)，每个侧部部分地覆盖芯体(2)的面之一；和两个中间连接厚度(4)，每个中间连接厚度插置在芯体(2)和两个侧部(5)的一个或另一个之间，侧部(5)由耐腐蚀韧性金属合金制成，每个中间连接厚度(4)具有用于与芯体(2)连接在一起的第一连接面(8)以及用于与两个侧部(5)的一个或另一个连接在一起的第二连接面(9)，第一连接面(8)和第二连接面(9)由铜或铜合金制成，
其特征在于，芯体(2)由马氏体不锈钢制成；
并且，芯体(2)的厚度大于或等于多层切割刀片(1)的厚度的1/3。
2.根据权利要求1所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，芯体(2)的厚度大于或等于多层切割刀片(1)的厚度的一半。
3.根据权利要求1或2所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，芯体(2)的硬度大于或等于52HRc，并优选大于或等于58HRc。
4.根据权利要求1－3中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，芯体(2)的硬度小于或等于62HRc，并优选小于或等于60HRc。
5.根据权利要求1－4中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，切割线(3)具有在20°－50°之间的顶角。
6.根据权利要求1－5中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，切割线(3)具有在25°－35°之间的顶角。
7.根据权利要求1－6中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，切割线(3)由双面刀刃(6)限定。
8.根据权利要求7所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，双面刀刃(6)是对称的。
9.根据权利要求1－8中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，至少中间连接厚度(4)的一个由铜或铜合金层形成。
10.根据权利要求1－8中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，至少中间连接厚度(4)的一个由一多层结构形成，该多层结构包括：铜或铜合金制的两个外层(10)，这两个外层形成第一连接面(8)和第二连接面(9)；耐腐蚀韧性金属合金制的至少一夹层(11)，其设置在所述两个外层(10)之间；铜或铜合金制的界面层(12)，其设置在相邻的两个夹层(11)之间。
11.根据权利要求1－10中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，每个中间连接厚度(4)的第一连接面(8)和第二连接面(9)由纯铜或包括直到25％的镍的铜-镍合金并优选为包括直到10％的镍的铜-镍合金组成。
12.根据权利要求1－10中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，每个中间连接厚度(4)的第一连接面(8)和第二连接面(9)由用于高温钎焊的铜-银合金组成。
13.根据权利要求1－12中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，侧部(5)由不锈钢制成。
14.根据权利要求1－13中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，侧部(5)由奥氏体不锈钢制成。
15.根据权利要求1－14中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，侧部(5)具有尤其是利用PVD型覆层或利用电解覆层覆盖的无刃外表面(7)。
16.根据权利要求1－15中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，所述多层切割刀片的总厚度在1mm-8mm之间。
17.根据权利要求1－16中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，芯体(2)的厚度在0.2mm-4mm之间。
18.根据权利要求1－17中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，每个中间连接厚度(4)的厚度在50μm-250μm之间。
19.根据权利要求1－18中任一项所述的多层切割刀片(1)，其特征在于，每个侧部(5)的厚度在0.2mm-2mm之间。
20.一种获得多层切割刀片(1)的方法，所述方法包括以下步骤：
－实施或提供多层板，所述多层板包括：
－马氏体不锈钢制成的芯体(2)，芯体的厚度大于或等于多层结构的厚度的1/3；
－耐腐蚀韧性金属合金制成的两个侧部(5)；
－两个中间连接厚度(4)，每个中间连接厚度插置在芯体(2)和两个侧部(5)的一个或另一个之间，每个中间连接厚度(4)由铜或铜合金制成，或者具有或者由铜或铜合金或者由耐腐蚀韧性金属合金制成的层的交替，使得与芯体(2)或两个侧部(5)之一相邻的中间连接厚度(4)的每层由铜或铜合金制成；
－在多层板中切割多层切割刀片(1)的外形；
－在1000℃－1100℃之间的温度下对多层切割刀片(1)的外形进行热处理，然后进行油淬火或空气淬火；
－在200℃－400℃之间的温度下对多层切割刀片(1)的外形进行回火处理；
－对多层切割刀片(1)的外形的边部的至少一部分进行磨刃，以在芯体(2)中形成切割线(3)。
21.根据权利要求20所述的获得多层切割刀片(1)的方法，其特征在于，所述方法在于实施或使用通过共轧组装的多层板，其中，铜或铜合金制成的中间连接厚度(4)的层由纯铜或包括直到25％的镍的铜-镍合金并优选为包括直到10％的镍的铜镍合金组成。
22.根据权利要求21所述的获得多层切割刀片(1)的方法，其特征在于，所述方法在于实施或使用通过钎焊组装的多层板，其中，铜合金制成的中间连接厚度(4)的层由用于高温钎焊的铜-银合金组成。
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