CN111055308A - 一种刀刃结构、刀刃结构的制造方法及厨刀 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种刀刃结构、刀刃结构的制造方法及厨刀，涉及刀具技术领域，刀刃结构包括刀本体和复合材料层，所述复合材料层设置于所述刀本体的一侧面，所述复合材料层与所述刀本体通过三次高温熔结形成一体结构，所述复合材料层的表面呈不平整的凹凸状，所述复合材料层的厚度为20‑30微米。本发明实施例的刀刃结构，整体上具备高耐磨性、高切割性、高韧性、高硬度的优点。

Description

一种刀刃结构、刀刃结构的制造方法及厨刀
技术领域
本发明实施例涉及刀具技术领域，具体涉及一种刀刃结构、刀刃结构的制造方法及厨刀。
背景技术
厨刀是烹饪过程中处理食材的工具，主要应用刀刃进行砍、切，既要求刀刃要够硬、够薄，又要求具有足够的韧性，能承受力量而不断裂，否则就会崩口、卷口，还要求有较高的耐磨性，避免不锋利。
现有的厨刀，硬度一般在HRC 58-65左右，若继续提高硬度，容易断裂或崩口，刀刃韧性与刚性不能很好的结合。而且现有的厨刀，刀刃的切割能力较差，若将刀刃打磨的超薄，可以提高锋利的程度，但同时会降低耐磨性及使用寿命。即现有的厨刀，不能使耐磨性、切割性、韧性、刚性完美结合。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种刀刃结构、刀刃结构的制造方法及具有该刀刃结构的厨刀，以解决现有厨刀不能同时具备高耐磨性、高切割性、高韧性、高硬度的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，一种刀刃结构，其包括刀本体和复合材料层，所述复合材料层设置于所述刀本体的一侧面，所述复合材料层与所述刀本体通过三次高温熔结形成一体结构，所述复合材料层的表面呈不平整的凹凸状，所述复合材料层的厚度为20-30微米。
进一步地，所述复合材料层为超耐磨金属熔结颗粒层。
进一步地，所述刀刃结构的刃口呈锯齿状。
根据本发明实施例的第二方面，一种刀刃结构的制造方法，用于制造第一方面所述的刀刃结构，其包括以下步骤：
S1、开刃；对热处理调质好的刀本体，在刀本体的一侧开刃角为10-15°的刃口斜面，使刃口斜面有3-5mm，刃口斜面用作熔结面，另一侧则按照常规的开刃方式开刃即可；
S2、预置材料；在刃口斜面预置一层复合材料颗粒，预置的复合材料颗粒厚度为80-120微米；
S3、熔结；使用熔结设备对预置了复合材料颗粒的刃口斜面分三次熔结，可在不改变刀本体自身材质特性的情况下使刃口斜面与复合材料颗粒牢牢融为一体，形成凹凸不平的复合材料颗粒层，其中，复合材料颗粒层的厚度为20-30微米，且表面呈现出不规则凹凸颗粒的流体式结构，凹凸高低落差为15-20微米，间距30微米左右；
S4、抛光清洗；使用1000-2000目的抛光工具对复合材料颗粒层进行精细抛光，然后用棉布加酒精清洗；
S5、开锋研磨；烧结形成的复合材料颗粒层，使用1000目以上的磨石或磨轮直接进行锋利度修整；由于熔结后的复合材料层高低不平，开锋过程中，刃口处较厚的地方形成锯齿状结构的尖部，刃口处较薄的地方形成锯齿状结构的凹部；每次研磨开锋时，均能使刃口保持呈不规则的锯齿状。
进一步地，复合材料颗粒为超耐磨金属熔结颗粒。
根据本发明实施例的第三方面，一种厨刀，包括刀本体和固定于刀本体的刀把，在所述刀本体的一侧面设置有复合材料层，所述复合材料层与所述刀本体通过三次高温熔结形成一体结构，所述复合材料层的表面呈不平整的凹凸状，所述复合材料层的厚度为20-30微米。
进一步地，所述复合材料层为超耐磨金属熔结颗粒层。
进一步地，所述厨刀的刃口呈锯齿状。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提供的刀刃结构，刃口处的刀本体的一侧被复合材料层保护，提升刃口的耐磨性，从而提高刀刃结构的耐磨性，可有效提高耐久性和使用寿命；刃口耐磨性的提高，使得刃口可以长久的保持锋利，提高了切割性能。由于在刀本体的一侧设置了复合材料层，复合材料层也覆盖了刃口部位，因此刃口部位的硬度可以提高至70-85HRC；又因复合材料层仅有20-30微米的厚度，不会影响刀本体的韧性。使耐磨性、切割性、韧性、硬度完美结合，整体上具备高耐磨性、高切割性、高韧性、高硬度。
本发明实施例提供的刀具结构的制造方法，通过此方法制造的刀刃结构，刀本体和复合材料层熔结在一起形成一种非常牢固的熔接层，这种具有复合材料的熔结层，硬度及耐磨性极高，由于复合材料层与刀本体是层合的，熔接层始终处于刃口，从而使刃口处的刀本体的一侧被复合材料层保护，提升刃口的耐磨性，从而提高刀刃结构的耐磨性，可有效提高耐久性和使用寿命；刃口耐磨性的提高，使得刃口可以长久的保持锋利，提高了切割性能。由于在刀本体的一侧设置了复合材料层，复合材料层也覆盖了刃口部位，因此刃口部位的硬度可以提高至70-85HRC；又因复合材料层仅有20-30微米的厚度，不会影响刀本体的韧性，任意摔打拍击刀本体时，刃口不会受到影响。在刀具长时间使用导致不锋利时，通过研磨刀本体的没有设置复合材料层的一侧，可以使刀具重新锋利起来，与现有的磨刀方式一样，不需要特殊的设备。使耐磨性、切割性、韧性、硬度完美结合，整体上具备高耐磨性、高切割性、高韧性、高硬度。
本发明实施例提供的厨刀，通过复合材料熔结工艺，使刀本体和复合材料层熔结在一起，形成一种非常牢固的熔接层，这种具有复合材料的熔结层，硬度及耐磨性极高，由于复合材料层与刀本体是层合的，熔接层始终处于刃口，从而使刃口处的刀本体的一侧被复合材料层保护，提升刃口的耐磨性，从而提高厨刀的耐磨性，可有效提高耐久性和使用寿命；刃口耐磨性的提高，使得刃口可以长久的保持锋利，提高了切割性能。由于在刀本体的一侧设置了复合材料层，复合材料层也覆盖了刃口部位，因此刃口部位的硬度可以提高至70-85HRC；又因复合材料层仅有20-30微米的厚度，不会影响刀本体的韧性，任意摔打拍击刀本体时，刃口不会受到影响。使耐磨性、切割性、韧性、硬度完美结合，整体上具备高耐磨性、高切割性、高韧性、高硬度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种刀刃结构的示意图；
图2为图1中A向的放大图(刃口部位的放大图)；
图3为本发明实施例2提供的刀刃结构的制造方法的流程图。
图中：1-刀本体，2-复合材料层，3-刃口，4-尖部，5-凹部。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1和2所示，实施例1提供了一种刀刃结构，其包括刀本体1和复合材料层2，复合材料层2设置于刀本体1的一侧面，即复合材料层2与刀本体1呈层合或层叠状的结构，复合材料层2与刀本体1通过三次高温熔结形成一体结构，复合材料层2的表面呈不平整的凹凸状，复合材料层2的厚度为20-30微米。
通过复合材料熔结工艺，使刀本体1和复合材料层2熔结在一起，形成一种非常牢固的熔接层，这种具有复合材料的熔结层，硬度及耐磨性极高，由于复合材料层2与刀本体1是层合的，熔接层始终处于刃口3，从而使刃口3处的刀本体1的一侧被复合材料层2保护，提升刃口3的耐磨性，从而提高刀刃结构的耐磨性，可有效提高耐久性和使用寿命；刃口3耐磨性的提高，使得刃口3可以长久的保持锋利，提高了切割性能。由于在刀本体1的一侧设置了复合材料层2，复合材料层2也覆盖了刃口3部位，因此刃口3部位的硬度可以提高至70-85HRC；又因复合材料层2仅有20-30微米的厚度，不会影响刀本体1的韧性，任意摔打拍击刀本体1时，刃口3不会受到影响。
经过实物使用实验，使用了本实施例的刀刃结构的刀具，磨一次刀的使用寿命为现有刀具的10倍左右，且切割15～20万刀仍然能保持一定锋利度。而通过在刀本体1侧面设置复合材料层2，不需要改变刀本体1的材料，也不需要对刃口3的材料进行改变，在保持原有的良好韧性的同时，获得了超高硬度的刃口3，使刀具真正意义上达到了刚柔并济。
本实施例提供的刀刃结构，可以应用到现有的多种刀具上，例如厨刀、剪刀、手术刀等，仅需要对现有刀具进行复合材料层2的设置，然后进行一次磨刀或开锋即可。对现有刀具的改进简单、便捷。
使用具有本实施例的刀刃结构的刀具，在刀具长时间使用导致不锋利时，通过研磨刀本体1的没有设置复合材料层2的一侧，可以使刀具重新锋利起来，与现有的磨刀方式一样，不需要特殊的设备。
在本实施例中，复合材料层2为超耐磨金属熔结颗粒层。超耐磨金属熔结颗粒取材广，硬度高，与钢制刀本体1的熔结效果好。
在本实施例中，刀刃结构的刃口3在微观上呈锯齿状。在将复合材料层2与刀本体1熔结之后，对刀本体1的没有设置复合材料层2的一侧进行研磨，由于复合材料层2的表面是凹凸不平的，或者说，由于超耐磨金属熔结颗粒大小不同，在研磨(磨刀)过程中，刃口3处较厚的地方形成锯齿状结构的尖部4，刃口3处较薄的地方形成锯齿状结构的凹部5。每次研磨使，均能使刃口3保持呈不规则的锯齿状。
实施例2
如图3所示，实施例2提供了一种刀刃结构的制造方法，用于制造实施例1中的刀刃结构，该方法包括以下五个步骤。
步骤1、开刃。对热处理调质好的刀本体，在刀本体的一侧开刃角为10-15°的刃口斜面，使刃口斜面有3-5mm，刃口斜面用作熔结面，另一侧则按照常规的开刃方式开刃即可。
步骤2、预置材料。在刃口斜面预置一层复合材料颗粒，预置的复合材料颗粒厚度为80-120微米。
步骤3、熔结。使用熔结设备对预置了复合材料颗粒的刃口斜面分三次熔结，可在不改变刀本体自身材质特性的情况下使刃口斜面与复合材料颗粒牢牢融为一体，形成凹凸不平的复合材料颗粒层，其中，复合材料颗粒层的厚度为20-30微米，且表面呈现出不规则凹凸颗粒的流体式结构，凹凸高低落差为15-20微米，间距30微米左右。
步骤4、抛光清洗。使用1000-2000目的抛光工具对复合材料颗粒层进行精细抛光，然后用棉布加酒精清洗。
步骤5、开锋研磨。烧结形成的复合材料颗粒层，使用1000目以上的磨石或磨轮直接进行锋利度修整。由于熔结后的复合材料层高低不平，开锋过程中，刃口处较厚的地方形成锯齿状结构的尖部，刃口处较薄的地方形成锯齿状结构的凹部。每次研磨开锋时，均能使刃口保持呈不规则的锯齿状。
由于三段式熔结工艺不会使刀本体材料的组织结构产生变化，所以在开刃的时候，无需留余量，直接开刃开到位即可，熔结工艺完成后仅需对刀刃的锋利度进行些许修整。
通过此方法制造的刀刃结构，刀本体和复合材料层熔结在一起形成一种非常牢固的熔接层，这种具有复合材料的熔结层，硬度及耐磨性极高，由于复合材料层与刀本体是层合的，熔接层始终处于刃口，从而使刃口处的刀本体的一侧被复合材料层保护，提升刃口的耐磨性，从而提高刀刃结构的耐磨性，可有效提高耐久性和使用寿命；刃口耐磨性的提高，使得刃口可以长久的保持锋利，提高了切割性能。由于在刀本体的一侧设置了复合材料层，复合材料层也覆盖了刃口部位，因此刃口部位的硬度可以提高至70-85HRC；又因复合材料层仅有20-30微米的厚度，不会影响刀本体的韧性，任意摔打拍击刀本体时，刃口不会受到影响。在刀具长时间使用导致不锋利时，通过研磨刀本体的没有设置复合材料层的一侧，可以使刀具重新锋利起来，与现有的磨刀方式一样，不需要特殊的设备。
在本实施例中，复合材料颗粒为超耐磨金属熔结颗粒。超耐磨金属熔结颗粒取材广，硬度高，与钢制刀本体的熔结效果好。
实施例3
实施例3提供了一种厨刀，包括刀本体和固定于刀本体的刀把，其特征在于，在刀本体的一侧面设置有复合材料层，复合材料层与刀本体通过三次高温熔结形成一体结构，复合材料层的表面呈不平整的凹凸状，复合材料层的厚度为20-30微米。
通过复合材料熔结工艺，使刀本体和复合材料层熔结在一起，形成一种非常牢固的熔接层，这种具有复合材料的熔结层，硬度及耐磨性极高，由于复合材料层与刀本体是层合的，熔接层始终处于刃口，从而使刃口处的刀本体的一侧被复合材料层保护，提升刃口的耐磨性，从而提高厨刀的耐磨性，可有效提高耐久性和使用寿命；刃口耐磨性的提高，使得刃口可以长久的保持锋利，提高了切割性能。由于在刀本体的一侧设置了复合材料层，复合材料层也覆盖了刃口部位，因此刃口部位的硬度可以提高至70-85HRC；又因复合材料层仅有20-30微米的厚度，不会影响刀本体的韧性，任意摔打拍击刀本体时，刃口不会受到影响。
经过实物使用实验，本实施例的厨刀磨一次刀的使用寿命为现有刀具的10倍左右，且切割15～20万刀仍然能保持一定锋利度。而通过在刀本体侧面设置复合材料层，不需要改变刀本体的材料，也不需要对刃口的材料进行改变，在保持原有的良好韧性的同时，获得了超高硬度的刃口，使刀具真正意义上达到了刚柔并济。
本实施例提供的厨刀，仅需要对现有厨刀进行复合材料层的设置，然后进行一次磨刀或开锋即可。对现有厨刀的改进简单、便捷。
使用本实施例的厨刀，在长时间使用导致不锋利时，通过研磨刀本体的没有设置复合材料层的一侧，可以使刀具重新锋利起来，与现有的磨刀方式一样，不需要特殊的设备。
在本实施例中，复合材料层为超耐磨金属熔结颗粒层。超耐磨金属熔结颗粒取材广，硬度高，与钢制刀本体的熔结效果好。
在本实施例中，刀刃结构的刃口呈微型的不规则的锯齿状，微观状态下的微型锯齿状的刃口，在切割食材的时候切割能力更强，不会产生刀刃和食材直接打滑，在刀刃作用于食材表面的时候点状比线状的侵入性更强，可大幅提高切割能力。在将复合材料层与刀本体熔结之后，对刀本体的没有设置复合材料层的一侧进行研磨，由于复合材料层的表面是凹凸不平的，或者说，由于超耐磨金属熔结颗粒大小不同，在研磨(磨刀)过程中，刃口处较厚的地方形成锯齿状结构的尖部，刃口处较薄的地方形成锯齿状结构的凹部。每次研磨使，均能使刃口保持呈不规则的锯齿状，提升刃口的每一个微锯齿的耐磨性及切割能力，使整个厨刀具有极高的耐磨度和良好的切割能力，大幅提升厨刀的单次使用耐久寿命，是目前市场上的现有厨刀的耐久性的10-15倍。独特的微观锯齿刀刃结构，在微观状态下观察，会得到无数细小的只有十几个微米的微观锯齿刃口，且这种微型锯齿刃口部位的材料被熔结的复合材料层保护了一个侧面，具有高硬度和高耐磨性，在长时间切割过程中，锯齿状的刃口保持性非常良好，且很难被磨损。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种刀刃结构，其特征在于，所述刀刃结构包括刀本体和复合材料层，所述复合材料层设置于所述刀本体的一侧面，所述复合材料层与所述刀本体通过三次高温熔结形成一体结构，所述复合材料层的表面呈不平整的凹凸状，所述复合材料层的厚度为20-30微米。
2.根据权利要求1所述的刀刃结构，其特征在于，所述复合材料层为超耐磨金属熔结颗粒层。
3.根据权利要求1或2所述的刀刃结构，其特征在于，所述刀刃结构的刃口呈锯齿状。
4.一种刀刃结构的制造方法，用于制造权利要求1-3任意一项所述的刀刃结构，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开刃；对热处理调质好的刀本体，在刀本体的一侧开刃角为10-15°的刃口斜面，使刃口斜面有3-5mm，刃口斜面用作熔结面，另一侧则按照常规的开刃方式开刃即可；
S2、预置材料；在刃口斜面预置一层复合材料颗粒，预置的复合材料颗粒厚度为80-120微米；
S3、熔结；使用熔结设备对预置了复合材料颗粒的刃口斜面分三次熔结，可在不改变刀本体自身材质特性的情况下使刃口斜面与复合材料颗粒牢牢融为一体，形成凹凸不平的复合材料颗粒层，其中，复合材料颗粒层的厚度为20-30微米，且表面呈现出不规则凹凸颗粒的流体式结构，凹凸高低落差为15-20微米，间距30微米左右；
S4、抛光清洗；使用1000-2000目的抛光工具对复合材料颗粒层进行精细抛光，然后用棉布加酒精清洗；
S5、开锋研磨；烧结形成的复合材料颗粒层，使用1000目以上的磨石或磨轮直接进行锋利度修整；由于熔结后的复合材料层高低不平，开锋过程中，刃口处较厚的地方形成锯齿状结构的尖部，刃口处较薄的地方形成锯齿状结构的凹部；每次研磨开锋时，均能使刃口保持呈不规则的锯齿状。
5.根据权利要求4所述的刀刃结构的制造方法，其特征在于，复合材料颗粒为超耐磨金属熔结颗粒。
6.一种厨刀，包括刀本体和固定于刀本体的刀把，其特征在于，在所述刀本体的一侧面设置有复合材料层，所述复合材料层与所述刀本体通过三次高温熔结形成一体结构，所述复合材料层的表面呈不平整的凹凸状，所述复合材料层的厚度为20-30微米。
7.根据权利要求6所述的厨刀，其特征在于，所述复合材料层为超耐磨金属熔结颗粒层。
8.根据权利要求6所述的厨刀，其特征在于，所述厨刀的刃口呈锯齿状。
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