CN113481509A - 防粘刀具及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防粘刀具加工方法，其包括：在刀具坯体表面形成保护膜，蚀刻形成装饰图案，去除保护膜，喷砂处理，氧化处理，清洗即得防粘刀具成品。相应的，本发明还公开了一种防粘刀具。实施本发明，可在刀具表面形成精细的装饰纹路，提升刀具的防粘性能和装饰功能。

Description

防粘刀具及其加工方法
技术领域
本发明涉及刀具加工技术领域，尤其涉及一种防粘刀具及其加工方法。
背景技术
日常使用的刀具包括菜刀和水果刀，其基本结构均为刀柄+刀体。刀体可采用钢材、陶瓷等。最为常见的为钢材。刀体一般比较平整，这种刀体在使用过程中，容易粘在被切物品上；或者在沾水后粘附在其他刀具上，造成使用不便。
常见的解决方法是在刀体表面设置多个圆形、方形凹槽，以提升防粘性能。但这种结构不美观。中国专利CN201410238055.6在刀体制备的校平工序中，采用带有纹路的校平模具进行校平，从而在刀体表面制备得到纹路，起到防粘的效果；但由于其在较高温度下形成，导致图案精度较差，装饰作用差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种防粘刀具加工方法，其加工得到的刀具防粘性能优良，且装饰作用突出。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种防粘刀具。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防粘刀具加工方法，其包括：
(1)提供刀具坯体；
(2)在刀具坯体表面形成保护膜；
(3)将步骤(2)的得到的刀具坯体蚀刻，在非保护膜覆盖的区域形成装饰图案；
(4)清洗去除保护膜；
(5)将带有装饰图案的刀具坯体喷砂处理；
(6)将喷砂处理后的刀具坯体氧化，形成氧化层，得到中间品；
(7)清洗所述中间品，即得刀具成品。
作为上述技术方案的改进，步骤(2)中，采用丝网印刷工艺在所述刀具坯体表面印刷油墨，形成保护膜；
步骤(3)中，采用酸性溶液对所述刀具坯体进行蚀刻；其中，所述酸性溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或FeCl3溶液。
作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，所述酸性溶液为FeCl3溶液，其浓度为40～50wt％；
蚀刻温度为20～40℃，蚀刻深度为0.08～0.2mm。
作为上述技术方案的改进，步骤(5)中，喷砂处理的压强为0.2～0.4MPa；
喷砂处理所采用的磨料为珍珠砂，其粒度为200～240目。
作为上述技术方案的改进，步骤(6)中，将喷砂处理后的刀具坯体浸入氧化液中，形成氧化层；
所述氧化液中含有磷酸亚铁、硝酸。
作为上述技术方案的改进，所述氧化液中，Fe3(PO4)2浓度为10～20wt％，HNO3的浓度为35～40wt％。
作为上述技术方案的改进，步骤(4)包括：
(4.1)采用碱性脱脂剂溶液清洗去除保护膜；
(4.2)将刀具坯体抛光；
(4.3)采用水对刀具坯体进行清洗。
作为上述技术方案的改进，步骤(1)包括：
(1.1)提供刀具坯体；
(1.2)依次对所述刀具坯体进行粗磨、细磨和抛光处理；
(1.3)采用水对刀具坯体进行清洗。
作为上述技术方案的改进，还包括：
(8)在清洗后的中间品的表面上形成陶瓷保护层。
相应的，本发明还公开了一种防粘刀具，其由上述的防粘刀具加工方法加工而得。
实施本发明，具有如下有益效果：
1.本发明采用蚀刻工艺在刀具坯体表面制备装饰图案，其工艺精度高，可在刀具坯体表面形成精细的纹路(如大马士革纹)，在起到防粘作用的同时，也可有效提升装饰作用。
2.本发明在喷砂之前进行蚀刻，蚀刻所得的装饰图案在喷砂过程中得到有效的处理，从而确保在后续氧化过程中被充分氧化，不产生白斑等缺陷，也使得刀具容易清洁，防锈效果良好。
附图说明
图1是本发明一种防粘刀具加工方法的流程图；
图2是本发明实施例2中防粘刀具的结构示意图；
图3是本发明实施例4中防粘刀具的实物图。
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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参考图1，本发明提供了一种防粘刀具加工方法，其包括以下步骤：
S1：提供刀具坯体；
具体的，S1包括：
S11：提供刀具坯体；
S12：依次进行粗磨、细磨和抛光处理；
其中，采用砂轮对刀具坯体进行粗磨，以形成V字形刀口；粗磨过程中通入水，以防止温度过高。
其中，采用橡胶砂轮对粗磨后的刀具坯体进行细磨，细磨过程中通入水，以防止温度过高。
其中，依次采用麻轮、布轮、蜡对细磨后的刀具坯体进行打磨，以实现抛光。
S13：采用水对刀具坯体进行清洗；
具体的，采用温度为50～80℃的热水对刀具坯体进行清洗。
S2：在刀具坯体的表面形成保护膜；
具体的，保护膜为在酸性溶液中不被腐蚀的物质，示例性的可为油墨、聚烯烃、聚四氟乙烯等，但不限于此。优选的，保护膜的材质为油墨，其易于获得、后期容易清除，且易于在常温施加到刀具坯体表面。
保护膜的形成工艺可为丝网印刷、喷墨印刷，但不限于此。优选的为丝网印刷，其印刷精度高，可形成高精度的装饰图案，且成本较低。
S3：将步骤S2得到的刀具坯体蚀刻；
其中，可采用干法蚀刻工艺、湿法刻蚀工艺对刀具坯体进行蚀刻。优选的，采用湿法刻蚀工艺对刀具坯体进行蚀刻。具体的，采用酸性溶液对刀具坯体进行蚀刻。
蚀刻采用的酸性溶液可为稀盐酸溶液、稀硫酸溶液或FeCl3溶液，但不限于此。优选的，采用FeCl3溶液进行蚀刻，其工艺稳定，操作方便，且成本低。FeCl3溶液的浓度为40～50wt％，但其浓度＜40wt％时，Fe3+难以及时、有效地与刀具坯体中的Fe结合，蚀刻速度慢；当其浓度＞50wt％时，Fe3+与Fe反应得到的Fe2+难以快速扩散进入蚀刻液，蚀刻速度慢。示例性的，FeCl3的浓度为41wt％、43wt％、45wt％或48wt％，但不限于此。
蚀刻过程中，控制温度为20～40℃，示例性的为23℃、25℃、28℃、30℃、33℃或35℃，但不限于此。
经过蚀刻后，蚀刻深度为0.08～0.2mm。当蚀刻深度＜0.08mm时，喷砂工艺会影响蚀刻所形成装饰图案的精度；当蚀刻深度＞0.2mm时，蚀刻形成的端面难以被喷砂处理，难以形成氧化膜，呈现出白斑的缺陷，同时也降低了该区域刀具的耐腐蚀性和抗菌性能。示例性的，蚀刻深度为0.09mm、0.1mm、0.11mm、0.14mm、0.16mm或0.19mm，但不限于此。
S4：清洗去除保护膜；
具体的，S4包括：
S41：采用碱性脱脂剂溶液清洗去除保护膜；
具体的，通过采用碱性脱脂剂溶液进行清洗，一者可去除保护膜，二者可去除刀具坯体表面带有的一些油脂等有机物，三者可中和蚀刻过程中酸性溶液。
具体的，碱性脱脂剂溶液的pH为10～12，示例性的为10.4、10.7、11、11.5或11.9，但不限于此。
S42：将刀具坯体抛光；
具体的，依次采用麻轮、布轮、蜡对细磨后的刀具坯体进行打磨，以实现抛光。
S43：采用水对刀具坯体进行清洗。
具体的，采用温度为50～80℃的热水对刀具坯体进行清洗。
S5：将带有装饰图案的刀具坯体喷砂处理；
通过喷砂处理可提升氧化层与刀具坯体之间的结合力。具体的，喷砂处理的压强为0.2～0.4MPa，喷砂处理所采用的磨料为珍珠砂，其粒度为200～240目。
本发明将喷砂工艺置于蚀刻工艺之后，可使得蚀刻形成的纹路边缘在喷砂过程中得到良好的处理，从而在后期形成良好的氧化保护膜。
需要说明的是，受限于刀片的厚度，蚀刻深度不可过大。因此，若采用常规的喷砂工艺，有可能直接将蚀刻形成的图案直接去除。而如果不进行喷砂处理或者大幅降低喷砂处理的压强，则有可能造成蚀刻图案不能被有效处理，影响后续氧化工艺。为此，本发明中，控制喷砂处理的压强为0.2～0.4MPa，示例性的为0.22MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.33MPa或0.38MPa，但不限于此。并且，本发明采用的磨料为珍珠砂，其为珍珠岩破碎后的磨料，其硬度较小(≤6)，对蚀刻图案的损伤较小。进一步的，本发明还控制磨料的粒度为200～240目，此粒度范围的磨料可对刀具坯体表面、蚀刻图案边缘进行较好的处理，防止出现白斑等缺陷，提升氧化质量。示例性的，磨料的粒度为200目、220目或240目，但不限于此。
S6：将喷砂处理后的刀具坯体氧化，形成氧化层，得到中间品；
具体的，将喷砂处理后的刀具坯体浸入氧化液中，形成氧化层。
其中，氧化液为磷酸亚铁和硝酸的混合溶液，具体的，Fe3(PO4)2浓度为10～20wt％，示例性的为12wt％、13wt％、15wt％或18wt％，但不限于此。HNO3的浓度为35～40wt％，示例性的为36wt％、37wt％、38wt％或39wt％，但不限于此。
S7：清洗中间品；
具体的，采用温度为50～80℃的热水对中间品进行清洗。
优选的，本发明中防粘刀具加工方法还包括以下步骤：
S8：在中间品表面形成陶瓷保护层，即得防粘刀具成品；
具体的，S8包括：
S81：将清洗后的中间品进行消磁或退磁处理；
S82：吹扫清洁所述中间品的表面；
S83：在所述中间品的表面喷涂陶瓷漆，并加热固化后冷却，即得防粘刀具成品。
相应的，本发明还公开了一种防粘刀具，其采用上述的加工方法加工而得。
下面以具体实施例对本发明进行说明：
实施例1
本实施例提供一种防粘刀具的加工方法，其包括：
(1)提供刀具坯体；
(2)在刀具坯体表面丝网印刷保护膜；
(3)采用稀盐酸溶液(10wt％)进行蚀刻，蚀刻时间为3min；
(4)采用NaOH溶液清洗去除保护膜；
(5)喷砂，喷砂压强为0.2MPa，磨料为240目珍珠砂；
(6)采用浓度为40wt％的硝酸氧化；
(7)采用温度为50℃的水清洗，即得。
实施例2
本实施例提供一种防粘刀具的加工方法，其包括：
(1)提供刀具坯体；
(2)在刀具坯体表面丝网印刷保护膜；
(3)采用FeCl3溶液(40wt％)进行蚀刻，温度为30℃，蚀刻深度为0.08mm；
(4)采用脱脂剂溶液清洗去除保护膜；并对刀具进行抛光，再采用50℃的水清洗；
(5)喷砂，喷砂压强为0.3MPa，磨料为220目珍珠砂；
(6)采用氧化液氧化，氧化液中，Fe3(PO4)2浓度为11wt％，HNO3的浓度为36wt％。
(7)采用温度为50℃的水清洗；
(8)喷陶瓷漆，并加热固化，即得。
实施例3
本实施例提供一种防粘刀具的加工方法，其包括：
(1)提供刀具坯体；
(2)在刀具坯体表面丝网印刷保护膜；
(3)采用FeCl3溶液(45wt％)进行蚀刻，温度为25℃，蚀刻深度为0.12mm；
(4)采用脱脂剂溶液清洗去除保护膜；并对刀具进行抛光，再采用55℃的水清洗；
(5)喷砂，喷砂压强为0.22MPa，磨料为200目珍珠砂；
(6)采用氧化液氧化，氧化液中，Fe3(PO4)2浓度为15wt％，HNO3的浓度为36wt％。
(7)采用温度为55℃的水清洗；
(8)喷陶瓷漆，并加热固化，即得。
实施例4
本实施例提供一种防粘刀具的加工方法，其包括：
(1)提供刀具坯体；
(2)在刀具坯体表面丝网印刷保护膜；
(3)采用FeCl3溶液(43wt％)进行蚀刻，温度为30℃，蚀刻深度为0.2mm；
(4)采用脱脂剂溶液清洗去除保护膜；并对刀具进行抛光，再采用55℃的水清洗；
(5)喷砂，喷砂压强为0.4MPa，磨料为230目珍珠砂；
(6)采用氧化液氧化，氧化液中，Fe3(PO4)2浓度为18wt％，HNO3的浓度为37wt％。
(7)采用温度为55℃的水清洗；
(8)喷陶瓷漆，并加热固化，即得。
对比例1
本对比例提供一种刀具的加工方法，其包括：
(1)提供刀具坯体；
(2)喷砂，喷砂压强为0.2MPa，磨料为240目珍珠砂；
(3)在刀具坯体表面丝网印刷保护膜；
(4)采用稀盐酸溶液(10wt％)进行蚀刻，蚀刻时间为3min；
(5)采用NaOH溶液清洗去除保护膜；
(6)采用浓度为40wt％的硝酸氧化；
(7)采用温度为50℃的水清洗，即得。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于，采用石英砂作为磨料。
对比例3
本对比例与是实施例4的区别在于，喷砂处理的压强为0.5MPa。
对比例4
本对比例与实施例4的区别在于，氧化液为Fe(H2PO4)2溶液(40wt％)。
对比例5
本对比例与实施例4的区别在于，蚀刻深度为0.3mm。
按照相关标准(计划号：20130943-T-607)的方法对实施例1～4、对比例1～5的防粘刀具进行测试，其结果如下：
Figure BDA0003104460500000081
由表中可以看出，本发明的防粘刀具装饰纹路清晰，表面整体呈黑色，装饰作用强，且耐腐蚀性能优良。从实施例4与对比例1～4的对比可以看出，若更改本发明中的加工方法顺序或各工序的工艺参数，均无法达到本发明的技术效果。
以上所述的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种防粘刀具加工方法，其特征在于，包括：
(1)提供刀具坯体；
(2)在刀具坯体表面形成保护膜；
(3)将步骤(2)的得到的刀具坯体蚀刻，在非保护膜覆盖的区域形成装饰图案；
(4)清洗去除保护膜；
(5)将带有装饰图案的刀具坯体喷砂处理；
(6)将喷砂处理后的刀具坯体氧化，形成氧化层，得到中间品；
(7)清洗所述中间品，即得刀具成品。
2.如权利要求1所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，步骤(2)中，采用丝网印刷工艺在所述刀具坯体表面印刷油墨，形成保护膜；
步骤(3)中，采用酸性溶液对所述刀具坯体进行蚀刻；其中，所述酸性溶液为盐酸溶液、硫酸溶液或FeCl3溶液。
3.如权利要求2所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，步骤(3)中，所述酸性溶液为FeCl3溶液，其浓度为40～50wt％；
蚀刻温度为20～40℃，蚀刻深度为0.08～0.2mm。
4.如权利要求1所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，步骤(5)中，喷砂处理的压强为0.2～0.4MPa；
喷砂处理所采用的磨料为珍珠砂，其粒度为200～240目。
5.如权利要求1所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，步骤(6)中，将喷砂处理后的刀具坯体浸入氧化液中，形成氧化层；
所述氧化液中含有磷酸亚铁、硝酸。
6.如权利要求5所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，所述氧化液中，Fe3(PO4)2浓度为10～20wt％，HNO3的浓度为35～40wt％。
7.如权利要求1所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，步骤(4)包括：
(4.1)采用碱性脱脂剂溶液清洗去除保护膜；
(4.2)将刀具坯体抛光；
(4.3)采用水对刀具坯体进行清洗。
8.如权利要求1所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，步骤(1)包括：
(1.1)提供刀具坯体；
(1.2)依次对所述刀具坯体进行粗磨、细磨和抛光处理；
(1.3)采用水对刀具坯体进行清洗。
9.如权利要求1所述的防粘刀具加工方法，其特征在于，还包括：
(8)在清洗后的中间品的表面上形成陶瓷保护层。
10.一种防粘刀具，其特征在于，其由权利要求1～9任一项所述的防粘刀具加工方法加工而得。
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