CN113997327A - 基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具 - Google Patents

基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，包括刀身和刀柄：所述刀身的尾部与刀柄一体成型连接在一起，所述刀柄的表面套设有护挡，所述刀柄的表面套设有与护挡抵触在一起的刀柄套，所述刀柄的尾部设置有刀柄尾挡。本发明中刀身含有铜、铬、镍等元素，这些金属元素，会破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌、杀菌的效果，让刀具具有主动抑制细菌滋生的能力，而且刀身的生产过程中还加入了碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钴粉等成分，提高了刀身硬度的同时还提高了刀具的稳固性，此外由于硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层，其硬度较高，具有良好的耐磨性，也改善了刀具的耐磨性能。

Description

基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具
技术领域
本发明属于刀具技术领域，特别是涉及基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具。
背景技术
刀具是一种日常生活常用的工具，亦可是一种武器，在机械制造中用于切削加工的工具称为切削工具，绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的，而且家用刀具也是其中的一种。
在完成食材的处理后，不正确的清洁方式，总是会让刀具上滋生无数细菌，这是让大多数人头痛的问题。
而且传统刀具的表面没有镀层不仅不耐磨，刀具寿命短，还容易生锈，特别铁质的刀具。
一些刀具为了提高硬度会加入一些金刚石成分，但是由于金刚石本身不具有可焊性，而焊接是保证两个连接物体稳定性最好的方式之一，所以传统的刀具在一些对稳固性要求较高的场合就不太适用。
发明内容
本发明的目的是提供基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，以解决在完成食材的处理后，不正确的清洁方式，总是会让刀具上滋生无数细菌，这是让大多数人头痛的问题，而且传统刀具的表面没有镀层不仅不耐磨，刀具寿命短，还容易生锈，特别铁质的刀具，一些刀具为了提高硬度会加入一些金刚石成分，但是由于金刚石本身不具有可焊性，而焊接是保证两个连接物体稳定性最好的方式之一，所以传统的刀具在一些对稳固性要求较高的场合就不太适用的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，包括刀身和刀柄：所述刀身的尾部与刀柄一体成型连接在一起，所述刀柄的表面套设有护挡，所述刀柄的表面套设有与护挡抵触在一起的刀柄套，所述刀柄的尾部设置有刀柄尾挡，所述刀柄尾挡的一侧焊接有连接螺杆，所述刀柄尾挡通过连接螺杆螺纹连接在刀柄的尾部，所述刀柄套和刀柄的表面均贯穿设置有四个固定销，所述刀柄套通过四个固定销固定安装在刀柄上，所述刀柄尾挡的表面贯穿设置有套管。
优选的，所述刀柄的长度等于护挡与刀柄套的长度之和。
优选的，所述护挡的内部开设有与刀柄相适配的矩形孔二，所述刀柄套的内部均开设有与刀柄相适配的矩形孔一。
优选的，所述刀柄的尾部开设有与连接螺杆相适配的螺杆孔，所述刀柄尾挡的表面开设有与套管相适配的贯穿孔。
优选的，所述刀柄的侧面开设有与固定销相适配的安装孔一，所述刀柄套的侧面开设有与固定销相适配的安装孔二。
新型刀具的生产工艺，所述刀身的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、备料：不锈钢、铜、铬、镍、碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钴粉，其质量份数比分别为：不锈钢粉3-6份、铜1-5份、铬10-15份、镍3-8份、碳化钽0.6-1.6份、钴粉60-70份、金刚石5-8份、钛粉0.2-0.4份、锰粉0.3-0.5份；
步骤二、将钛粉过200-250筛目、锰粉过150-200筛目、不锈钢粉过250-325筛目，并将三者放入转速为300r/min-350r/min的搅拌机中进行搅拌混合，搅拌时间为10min-15min；
步骤三、将步骤二中的原料和步骤一中的金刚石、铜、铬、镍放入真空加热机中进行加热，加热温度为700℃-850℃，加热时间为35min-50min；
步骤四、将步骤三得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；
步骤五、将步骤四得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，热压温度为1000℃-1200℃，压力为600-800吨力；
步骤六、刀口打磨：将步骤五所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
步骤七、将步骤六得到的坯料进行钝化处理；
步骤八、在真空室内采用离子源对刀具进行轰击清洁；
步骤九、用电子束蒸发镀膜方式在所述刀具的表面进行镀膜；该步骤九包括：1)在刀具表面沉积嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
2)在所述嫁接膜层上沉积铟锡合金膜层；
3)在所述铟锡合金膜层上沉积硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及S24、在硬度加强层上沉积离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层。
优选的，在步骤八中，所述真空室内加热至355～365℃，所述真空室内的真空度为4.5*E-5Pa～2.5*E-6Pa。
优选的，在步骤九-2)中沉积铟锡合金膜层的过程中，以5.5～6.5SCCM的气体流量向真空室内供给氧气。
优选的，刀具固定在夹具上，而所述夹具固定在所述真空室内的转架上，所述转架在步骤八及九的过程中匀速旋转。
优选的，在步骤九-3)中，在真空室内放置钛或硅材料，并以45～56SCCM的气体流量向真空室内供给氮气。
1、本发明的有益效果是：本发明中刀身原材料选用了目前刀具行业最领先的新材料非磁性食品级304Cu抗菌不锈钢，其中含有铜、铬、镍等元素，这些金属元素，会破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，使细胞丧失分裂增殖能力而死亡，从而达到抗菌、杀菌的效果，让刀具具有主动抑制细菌滋生的能力，而且刀身的生产过程中还加入了碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钴粉等成分，提高了刀身硬度的同时还提高了刀具的稳固性，此外由于硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层，其硬度较高，具有良好的耐磨性，也改善了刀具的耐磨性能，该基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，以解决在完成食材的处理后，不正确的清洁方式，总是会让刀具上滋生无数细菌，这是让大多数人头痛的问题，而且传统刀具的表面没有镀层不仅不耐磨，刀具寿命短，还容易生锈，特别铁质的刀具，一些刀具为了提高硬度会加入一些金刚石成分，但是由于金刚石本身不具有可焊性，而焊接是保证两个连接物体稳定性最好的方式之一，所以传统的刀具在一些对稳固性要求较高的场合就不太适用的技术问题。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明一种实施例的示意图；
图2为本发明一种实施例的立体分解示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、刀身，2、刀柄，3、护挡，4、刀柄套，5、刀柄尾挡，6、套管，7、固定销，8、连接螺杆，9、螺杆孔，10、贯穿孔，11、安装孔一，12、矩形孔一，13、矩形孔二，14、安装孔二。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1-2示出本发明一种实施例的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，包括刀身1和刀柄2：刀身1的尾部与刀柄2一体成型连接在一起，刀柄2的表面套设有护挡3，刀柄2的表面套设有与护挡3抵触在一起的刀柄套4，刀柄2的尾部设置有刀柄尾挡5，刀柄尾挡5的一侧焊接有连接螺杆8，刀柄尾挡5通过连接螺杆8螺纹连接在刀柄2的尾部，刀柄套4和刀柄2的表面均贯穿设置有四个固定销7，刀柄套4通过四个固定销7固定安装在刀柄2上，刀柄尾挡5的表面贯穿设置有套管6，刀柄2的长度等于护挡3与刀柄套4的长度之和，护挡3的内部开设有与刀柄2相适配的矩形孔二13，刀柄套4的内部均开设有与刀柄2相适配的矩形孔一12，刀柄2的尾部开设有与连接螺杆8相适配的螺杆孔9，刀柄尾挡5的表面开设有与套管6相适配的贯穿孔10，刀柄2的侧面开设有与固定销7相适配的安装孔一11，刀柄套4的侧面开设有与固定销7相适配的安装孔二14。
实施例一：
新型刀具的生产工艺，所述刀身1的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、备料：不锈钢、铜、铬、镍、碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钴粉，其质量份数比分别为：不锈钢粉6份、铜5份、铬15份、镍8份、碳化钽1.6份、钴粉70份、金刚石8份、钛粉0.4份、锰粉0.5份；
步骤二、将钛粉过250筛目、锰粉过200筛目、不锈钢粉过325筛目，并将三者放入转速为350r/min的搅拌机中进行搅拌混合，搅拌时间为15min；
步骤三、将步骤二中的原料和步骤一中的金刚石、铜、铬、镍放入真空加热机中进行加热，加热温度为850℃，加热时间为50min；
步骤四、将步骤三得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；
步骤五、将步骤四得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，热压温度为1200℃，压力为800吨力；
步骤六、刀口打磨：将步骤五所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
步骤七、将步骤六得到的坯料进行钝化处理；
步骤八、在真空室内采用离子源对刀具进行轰击清洁；
步骤九、用电子束蒸发镀膜方式在所述刀具的表面进行镀膜；该步骤九包括：1)在刀具表面沉积嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
2)在所述嫁接膜层上沉积铟锡合金膜层；
3)在所述铟锡合金膜层上沉积硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及S24、在硬度加强层上沉积离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层，在步骤八中，所述真空室内加热至365℃，所述真空室内的真空度为2.5*E-6Pa，在步骤九-2)中沉积铟锡合金膜层的过程中，以6.5SCCM的气体流量向真空室内供给氧气，刀具固定在夹具上，而所述夹具固定在所述真空室内的转架上，所述转架在步骤八及九的过程中匀速旋转，在步骤九-3)中，在真空室内放置钛或硅材料，并以56SCCM的气体流量向真空室内供给氮气。
实施例二：
新型刀具的生产工艺，刀身1的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、备料：不锈钢、铜、铬、镍、碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钴粉，其质量份数比分别为：不锈钢粉3份、铜1份、铬10份、镍3份、碳化钽0.6份、钴粉60份、金刚石5份、钛粉0.2份、锰粉0.3份；
步骤二、将钛粉过200筛目、锰粉过150筛目、不锈钢粉过250筛目，并将三者放入转速为300r/min的搅拌机中进行搅拌混合，搅拌时间为10min；
步骤三、将步骤二中的原料和步骤一中的金刚石、铜、铬、镍放入真空加热机中进行加热，加热温度为700℃，加热时间为35min；
步骤四、将步骤三得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；
步骤五、将步骤四得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，热压温度为1000℃，压力为600吨力；
步骤六、刀口打磨：将步骤五所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
步骤七、将步骤六得到的坯料进行钝化处理；
步骤八、在真空室内采用离子源对刀具进行轰击清洁；
步骤九、用电子束蒸发镀膜方式在所述刀具的表面进行镀膜；该步骤九包括：1)在刀具表面沉积嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
2)在所述嫁接膜层上沉积铟锡合金膜层；
3)在所述铟锡合金膜层上沉积硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及S24、在硬度加强层上沉积离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层，在步骤八中，所述真空室内加热至355℃，所述真空室内的真空度为4.5*E-5Pa，在步骤九-2)中沉积铟锡合金膜层的过程中，以5.5SCCM的气体流量向真空室内供给氧气，刀具固定在夹具上，而所述夹具固定在所述真空室内的转架上，所述转架在步骤八及九的过程中匀速旋转，在步骤九-3)中，在真空室内放置钛或硅材料，并以45SCCM的气体流量向真空室内供给氮气。
需要说明的是，由于钛具有熔点高、比重小、韧性好、耐腐蚀、导热系数低、在急冷急热条件下应力小等特点，所以将之混合在金刚石上并经过高温加热是两者融为一体，再利用将锰粉和不锈钢粉进行充分反应得到锰化钢，采用的锰粉与不锈钢粉之间的比值在14％左右，再进行混合加热所以得到的锰化钢韧性好，将混有钛金属的金刚石和锰化钢进行高温加热处理，使两者融合，让不可焊性的金刚石具有钢的可焊性，便于工作人员在对本刀具安装或其他操作时，可对其进行焊接处理增强其牢固性，此外，钴粉对金刚石有很好的包裹效果，加上金刚石表面的钛粉，有效提高钴基胎体对金刚石的包裹效果，由于采用单质金属钴粉，有效解决各种金属粉末混合不均匀现象，另外钴粉的烧结温度比合金粉烧结温度宽泛，大大提高了生产过程中产品质量的稳定性，本方案中还将碳化钽作为抑制剂加入到合金配方中，如此可降低合金性能对烧结的温度和时间的敏感性，其次，加入碳化钽还可改善合金的金相成分和钴相成分，提升合金性能，从而提高刀具的耐热性和抗切削刃的磨损能力，最大程度的降低刀具在针对高标号、高强度物体时的磨损断裂机率，提高破碎工作效益，降低生产成本。
工作原理：本发明的组装过程如下：
在刀身1生产加工完成后，移送至组装车间进行组装，组装时，拿住刀身1或者将刀身1固定在夹具上均可，然后将刀柄2穿过矩形孔二13，使得护挡3套在刀柄2，并且移动护挡3直至护挡3与刀身1的尾部接触，然后将刀柄2穿过矩形孔一12，使得刀柄套4套接在刀柄2上，移动刀柄套4直至刀柄套4与护挡3接触，这时安装孔二14与安装孔一11应该是对齐的，如果没有对齐，在进行适当的调整，然后将固定销7从一侧的安装孔二14插入，穿过安装孔一11再从另一侧的安装孔二14穿出，然后对固定销7的两端进行锤击，使得固定销7的两端变形，从而卡接在刀柄套4上，四个固定销7均按照相同的手法安装，最后将刀柄尾挡5安装上，安装时，将连接螺杆8拧入到螺杆孔9的内腔，并且一直旋转刀柄尾挡5，直至连接螺杆8在螺杆孔9的内腔拧不动为止，然后将套管6插入到贯穿孔10内，采用与安装固定销7相同的手法，锤击套管6的两端，使得套管6卡接在刀柄尾挡5上，最后再对护挡3、刀柄套4和刀柄尾挡5的表面进行打磨抛光即可。
综上所述：该基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，刀身1原材料选用了目前刀具行业最领先的新材料非磁性食品级304Cu抗菌不锈钢，其中含有铜、铬、镍等元素，这些金属元素，会破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，使细胞丧失分裂增殖能力而死亡，从而达到抗菌、杀菌的效果，让刀具具有主动抑制细菌滋生的能力，而且刀身1的生产过程中还加入了碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钴粉等成分，提高了刀身1硬度的同时还提高了刀具的稳固性，此外由于硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层，其硬度较高，具有良好的耐磨性，也改善了刀具的耐磨性能，该基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，以解决在完成食材的处理后，不正确的清洁方式，总是会让刀具上滋生无数细菌，这是让大多数人头痛的问题，而且传统刀具的表面没有镀层不仅不耐磨，刀具寿命短，还容易生锈，特别铁质的刀具，一些刀具为了提高硬度会加入一些金刚石成分，但是由于金刚石本身不具有可焊性，而焊接是保证两个连接物体稳定性最好的方式之一，所以传统的刀具在一些对稳固性要求较高的场合就不太适用的技术问题。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (10)

1.基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，包括刀身(1)和刀柄(2)：所述刀身(1)的尾部与刀柄(2)一体成型连接在一起，所述刀柄(2)的表面套设有护挡(3)，所述刀柄(2)的表面套设有与护挡(3)抵触在一起的刀柄套(4)，所述刀柄(2)的尾部设置有刀柄尾挡(5)，所述刀柄尾挡(5)的一侧焊接有连接螺杆(8)，所述刀柄尾挡(5)通过连接螺杆(8)螺纹连接在刀柄(2)的尾部，所述刀柄套(4)和刀柄(2)的表面均贯穿设置有四个固定销(7)，所述刀柄套(4)通过四个固定销(7)固定安装在刀柄(2)上，所述刀柄尾挡(5)的表面贯穿设置有套管(6)。
2.根据权利要求2所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，所述刀柄(2)的长度等于护挡(3)与刀柄套(4)的长度之和。
3.根据权利要求2所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，所述护挡(3)的内部开设有与刀柄(2)相适配的矩形孔二(13)，所述刀柄套(4)的内部均开设有与刀柄(2)相适配的矩形孔一(12)。
4.根据权利要求3所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，所述刀柄(2)的尾部开设有与连接螺杆(8)相适配的螺杆孔(9)，所述刀柄尾挡(5)的表面开设有与套管(6)相适配的贯穿孔(10)。
5.根据权利要求4所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，所述刀柄(2)的侧面开设有与固定销(7)相适配的安装孔一(11)，所述刀柄套(4)的侧面开设有与固定销(7)相适配的安装孔二(14)。
6.新型刀具的生产工艺，其特征在于，所述刀身(1)的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、备料：不锈钢、铜、铬、镍、碳化钽、钛粉、金刚石、锰粉、钴粉，其质量份数比分别为：不锈钢粉3-6份、铜1-5份、铬10-15份、镍3-8份、碳化钽0.6-1.6份、钴粉60-70份、金刚石5-8份、钛粉0.2-0.4份、锰粉0.3-0.5份；
步骤二、将钛粉过200-250筛目、锰粉过150-200筛目、不锈钢粉过250-325筛目，并将三者放入转速为300r/min-350r/min的搅拌机中进行搅拌混合，搅拌时间为10min-15min；
步骤三、将步骤二中的原料和步骤一中的金刚石、铜、铬、镍放入真空加热机中进行加热，加热温度为700℃-850℃，加热时间为35min-50min；
步骤四、将步骤三得到的原料与钴粉、碳化钽一并放入真空混料机中进行混合；
步骤五、将步骤四得到的材料放入模具中，经热压机热压成型，热压温度为1000℃-1200℃，压力为600-800吨力；
步骤六、刀口打磨：将步骤五所述的成型坯料进行刀口打磨处理；
步骤七、将步骤六得到的坯料进行钝化处理；
步骤八、在真空室内采用离子源对刀具进行轰击清洁；
步骤九、用电子束蒸发镀膜方式在所述刀具的表面进行镀膜；该步骤九包括：1)在刀具表面沉积嫁接膜层，所述嫁接膜层是铌或不锈钢膜层；
2)在所述嫁接膜层上沉积铟锡合金膜层；
3)在所述铟锡合金膜层上沉积硬度加强层，所述硬度加强层是氮化钛或氮化硅膜层；以及S24、在硬度加强层上沉积离型力强化层，所述离型力强化层是单晶硅或者氟化钙或者氟化镁膜层。
7.根据权利要求6所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，在步骤八中，所述真空室内加热至355～365℃，所述真空室内的真空度为4.5*E-5Pa～2.5*E-6Pa。
8.根据权利要求6所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，在步骤九-2)中沉积铟锡合金膜层的过程中，以5.5～6.5SCCM的气体流量向真空室内供给氧气。
9.根据权利要求6所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，所述刀具固定在夹具上，而所述夹具固定在所述真空室内的转架上，所述转架在步骤八及九的过程中匀速旋转。
10.根据权利要求6所述的基于新材料的抑制细菌滋生的新型刀具，其特征在于，在步骤九-3)中，在真空室内放置钛或硅材料，并以45～56SCCM的气体流量向真空室内供给氮气。
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