CN108546916A

CN108546916A - 一种食材料理刀具及刀具硬质薄膜的成型方法

Info

Publication number: CN108546916A
Application number: CN201810439157.2A
Authority: CN
Inventors: 蔡德昌
Original assignee: SAN NENG BAKE WARE (WUXI) CO Ltd
Current assignee: SAN NENG BAKE WARE (WUXI) CO Ltd
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2018-09-18

Abstract

本发明提供食材料理刀具及刀具硬质薄膜的成型方法，其中食材料理刀具硬质薄膜的成型方法包括提供成型食材料理刀具、物理气相沉积装置及钛金属靶材；将食材料理刀具依次进行粗打磨和细打磨处理；通过所述物理气相沉积装置将钛金属靶材气化处理而沉积于已进行所述打磨处理步骤的食材料理刀具表面，使所述食材料理刀具表面镀射形成至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层。本发明还提供由如上所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法所制备的食材料理刀具。本发明能够使食材料理刀具确实具备抗菌、除臭、空气净化、防霉除污、增加表面硬度与食材料理刀具刃锋利度以及提升食材料理的卫生需求。

Description

一种食材料理刀具及刀具硬质薄膜的成型方法

技术领域

本发明涉及食品具材加工技术领域，具体涉及一种食材料理刀具及刀具硬质薄膜的成型方法。

背景技术

真空离子镀膜PVD(Physical Vapor Deposition)不仅是目前广泛应用且先进的金属表面处理技术，而且是一种能够获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法。真空离子镀膜PVD在真空状态下，利用低电压与大电流的电弧放电技术使靶材蒸发而电离，进而沉积在工件表面上。由于PVD镀膜具有高硬度、高耐磨性、较佳的耐腐蚀性与化学稳定性等特点，所以现阶段的相关产业已将PVD镀膜应用在装饰镀膜与工具镀膜等领域之中。其中装饰镀膜主要目的是在于改善工件的外观、耐用性能、色泽需求、耐磨耐腐性及增加使用寿命；至于食材料理刀具镀膜主要目的在于提高工件的表面硬度和耐磨性，降低表面的摩擦系数，提高工件的使用寿命。一般而言，PVD镀膜技术主要是应用在相对高档的产品上，至于价格较廉价的五金制品通常只是进行一般的化学电镀而已。

由上述得知，虽然现阶段相关产业已将PVD镀膜应用在装饰镀膜与工具镀膜等领域中，但在食材料理刀具的技术领域中，普通的PVD镀膜难以满足食品领域对食材料理的卫生需求能够满足食材料理的卫生需求如何开发出一种具备抗菌、除臭、增加表面硬度及食材料理刀具刃锋利度的食材料理刀具技术，实已成为相关业者所亟欲解决与挑战的技术课题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种食材料理刀具及刀具硬质薄膜的成型方法。

根据本发明提供的技术方案，作为本发明的第一方面，提供一种食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其中，所述食材料理刀具硬质薄膜的成型方法包括下列步骤：

材料准备步骤：提供成型食材料理刀具、物理气相沉积装置及钛金属靶材；

打磨处理步骤：将食材料理刀具依次进行粗打磨和细打磨处理；

镀膜步骤：通过所述物理气相沉积装置将钛金属靶材气化处理而沉积于已进行所述打磨处理步骤的食材料理刀具表面，使所述食材料理刀具表面镀射形成至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层。

进一步地，在所述材料准备步骤前，先经过锻造处理步骤而锻造成型为所述食材料理刀具。

进一步地，每层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层厚度介于0.5μm～2.0μm之间。

进一步地，所述食材料理刀具包括一食材料理刀具本体和自所述食材料理刀具本体末端延伸的一食材料理刀具杆部，该食材料理刀具杆部可供套置一握柄。

进一步地，所述物理气相沉积装置包括：

蒸镀腔体，所述蒸镀腔体内部形成一腔室；

固定器具，所述固定器具能够将所述食材料理刀具固定在所述腔室上方；

抽真空装置，所述抽真空装置与所述腔室连接；

坩埚，所述坩埚位于腔室下方，所述钛金属靶材放置在所述坩埚中；

电弧产生装置，所述电弧产生装置能够对所述坩埚提供电弧放电，使所述钛金属靶材加热蒸发电离沉积在所述该食材料理刀具表面，以镀射形成该二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层。

进一步地，在材料准备步骤之后，打磨处理步骤之前还进行热处理步骤，所述热处理步骤包括将所述食材料理刀具依次进行高温保持步骤、急速冷卻步骤和回火步骤。

进一步地，所述食材料理刀具的基材采用不锈钢，其高温保持步骤的保持温度为600～1000℃，保温时间为60～180min；急速冷卻步骤的急速冷卻液为温度为室温的急速冷卻油或水；回火步骤的温度为200～400℃，回火时间为30～120min。

作为本发明的第二方面，提供一种由如上所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法所制备的食材料理刀具，其中，所述食材料理刀具包括一食材料理刀具本体和自所述食材料理刀具本体末端延伸的一食材料理刀具杆部，该食材料理刀具杆部可供套置一握柄，所述食材料理刀具本体和/或食材料理刀具杆部表面设有至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层。

进一步地，每层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层的厚度介于0.5μm～2.0μm之间。

从以上所述可以看出，本发明提供的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法及其制造的食材料理刀具，与现有技术相比具备以下优点：本发明能够使食材料理刀具确实具备抗菌、除臭、空气净化、防霉除污、增加表面硬度与食材料理刀具刃锋利度以及提升食材料理的卫生需求等诸多特点

附图说明

图1为本发明制备方法的流程实施示意图。

图2为本发明食材料理刀具分解的实施示意图。

图3为本发明食材料理刀具分解的另一实施示意图。

图4为本发明食材料理刀具部分的剖视示意图。

图5为本发明物理气相沉积装置的实施示意图。

10食材料理刀具.，11.食材料理刀具本体，12.食材料理刀具杆部，13.握柄，20.物理气相沉积装置，21.蒸镀腔体，210.腔室，22.固定器具，23.抽真空装置，24.坩埚，25.电弧产生装置，30.钛金属靶材，30a.二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

作为本发明的第一方面，提供一种食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其中，如图1所示，所述食材料理刀具硬质薄膜的成型方法包括以下步骤：

S110：需预先经过锻造处理步骤，以锻造成型为一种食材料理刀具10，所述食材料理刀具10可采用不锈钢或其他金属材料。

S120：材料准备步骤：提供成型食材料理刀具10、物理气相沉积装置20及钛金属靶材30，所述钛金属靶材30优选纯钛金属靶材。

S130：热处理步骤：将所述食材料理刀具10依次进行的高温保持步骤、急速冷卻步骤和回火步骤；对于基材为不锈钢的食材料理刀具10，其高温保持步骤的保持温度为600～1000℃，保温时间为60～180min，急速冷卻步骤的急速冷卻液为温度为室温的急速冷卻油或水，以提高刀具10的硬度；回火步骤的温度为200～400℃，回火时间为30～120min，使其提高刀具10的硬度后再施以回火增加刀具10的韧性，能够使得食材料理刀具10达到所需具备的力学性能、物理性能以及化学性能。

S140：打磨处理步骤：将经热处理后的食材料理刀具10依次进行粗打磨和细打磨处理，能够达到食材料理刀具10表面抛光及提升食材料理刀具10刃口锋利度的目的。

S150：镀膜步骤：通过所述物理气相沉积装置20将钛金属靶材30气化处理而沉积于已进行所述打磨处理步骤的食材料理刀具10表面，使所述食材料理刀具10表面镀射形成至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层30a。

具体地，每层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层30a厚度介于0.5μm～2.0μm之间。

所述物理气相沉积可以采用热蒸镀法、电子束蒸镀法或是溅镀法的其中一种。如图5所示，本发明中所述的物理气相沉积装置20采用电子束蒸镀机具，所述物理气相沉积装置20包括：

蒸镀腔体21，所述蒸镀腔体21内部形成一腔室210；

固定器具22，所述固定器具22能够将所述食材料理刀具10固定在所述腔室210上方；

抽真空装置23，所述抽真空装置23与所述腔室210连接；所述抽真空装置23可以采用抽气泵及其管路的组合装置。

坩埚24，所述坩埚24位于腔室210下方，所述钛金属靶材30放置在所述坩埚24中；

电弧产生装置25，所述电弧产生装置25能够对所述坩埚24提供电弧放电，使所述钛金属靶材30加热蒸发电离沉积所述该食材料理刀具10表面，以镀射形成该二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层30a。所述电弧产生装置25可以采用电子枪或热离子丝管。具体地，当电弧产生装置25采用电子枪时，电子枪产生的电子束轰击钛金属靶材30，此种采用电子束蒸镀法的物理气相沉积装置20可以有效改善热蒸镀法的限制。因为电子束蒸镀机具是利用高能电子束的动能转换为熔化钛金属靶材30的热能，并利用钛金属靶材30在接近熔点时的饱和蒸汽压进行镀膜。

所述食材料理刀具10包括一食材料理刀具本体11和自所述食材料理刀具本体11末端延伸的一食材料理刀具杆部12，该食材料理刀具杆部12可供套置一握柄13，所述食材料理刀具本体11和/或刀具杆部12表面设有至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层30a。

如图2～4所示，作为本发明的第二方面，所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法所制备的食材料理刀具10，包括一食材料理刀具本体11和自所述食材料理刀具本体11末端延伸的一食材料理刀具杆部12，该食材料理刀具杆部12可供套置一握柄13，所述食材料理刀具10本表面设有至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层30a。每层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层30a的厚度介于0.5μm～2.0μm之间。所述二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层30a使食材料理刀具10确实具备抗菌、除臭、空气净化、防霉除污、增加表面硬度与食材料理刀具10刃锋利度以及提升食材料理的卫生需求等诸多特点。

下面给出关于本发明所述的刀具10的抗菌实验资料：

备注：

1.计算公式：R＝(B-C)/B*100％

2.CFU:Colony Forming Unit＝落菌形成单位

3.#：当加工处理试样经24小时培养后的菌数“At”小于或等于1.0时，Log以1.0计算。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其特征在于，包括下列步骤：

材料准备步骤：提供成型食材料理刀具（10）、物理气相沉积装置（20）及钛金属靶材（30）；

打磨处理步骤：将食材料理刀具（10）依次进行粗打磨和细打磨处理；

镀膜步骤：通过所述物理气相沉积装置（20）将钛金属靶材（30）气化处理而沉积于已进行所述打磨处理步骤的食材料理刀具（10）表面，使所述食材料理刀具（10）表面镀射形成至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层（30a）。

2.如权利要求1所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其特征在于，在所述材料准备步骤前，先经过锻造处理步骤而锻造成型为所述食材料理刀具（10）。

3.如权利要求1所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其特征在于，每层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层（30a）厚度介于0.5μm~2.0μm之间。

4.如权利要求1所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其特征在于，所述食材料理刀具（10）包括一食材料理刀具本体（11）和自所述食材料理刀具本体（11）末端延伸的一食材料理刀具杆部（12），该食材料理刀具杆部（12）可供套置一握柄（13）。

5.如权利要求1所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其特征在于，所述物理气相沉积装置（20）包括：

蒸镀腔体（21），所述蒸镀腔体（21）内部形成一腔室（210）；

固定器具（22），所述固定器具（22）能够将所述食材料理刀具（10）固定在所述腔室（210）上方；

抽真空装置（23），所述抽真空装置（23）与所述腔室（210）连接；

坩埚（24），所述坩埚（24）位于腔室（210）下方，所述钛金属靶材（30）放置在所述坩埚（24）中；

电弧产生装置（25），所述电弧产生装置（25）能够对所述坩埚（24）提供电弧放电，使所述钛金属靶材（30）加热蒸发电离沉积在所述该食材料理刀具（10）表面，以镀射形成该二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层（30a）。

6.如权利要求1所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其特征在于，在材料准备步骤之后，打磨处理步骤之前还进行热处理步骤，所述热处理步骤包括将所述食材料理刀具（10）依次进行高温保持步骤、急速冷卻步骤和回火步骤。

7.如权利要求6所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法，其特征在于，所述食材料理刀具（10）的基材采用不锈钢，其高温保持步骤的保持温度为600~1000℃，保温时间为60~180min；急速冷卻步骤的急速冷卻液为温度为室温的急速冷卻油或水；回火步骤的温度为200~400℃，回火时间为30~120min。

8.一种由权利要求1所述的食材料理刀具硬质薄膜的成型方法所制备的食材料理刀具（10），其特征在于，所述食材料理刀具（10）包括一食材料理刀具本体（11）和自所述食材料理刀具本体（11）末端延伸的一食材料理刀具杆部（12），该食材料理刀具杆部（12）可供套置一握柄（13），所述食材料理刀具本体（11）表面和/或食材料理刀具杆部（12）表面设有至少一层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层（30a）。

9.如权利要求8所述的食材料理刀具（10），其特征在于，每层二氧化钛TiO₂光触媒层或者氮化钛TiN层（30a）的厚度介于0.5μm~2.0μm之间。