CN115029648A - 刀具的制造方法和刀具 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种刀具的制造方法和刀具。刀具的制造方法包括：提供碳纤维材料并使耐高温材料包覆在所述碳纤维材料的表面上，从而得到复合材料，所述复合材料呈条状；提供金属材料并将所述金属材料熔炼成金属液；将所述复合材料分散在所述金属液中，从而得到条状的复合材料分散在金属液中的悬浊液，然后利用成型工艺将所述悬浊液制成金属材料中掺杂有复合材料的刀具坯体。根据本申请制得的刀具，能够持久锋利，并且不易发生卷刃现象。

Description

刀具的制造方法和刀具

技术领域

本申请涉及刀具技术领域，具体涉及一种刀具的制造方法和刀具。

背景技术

刀具是人们日常生活中经常需要使用的器械之一。刀具的锋利度则是考量刀具性能的主要因素。目前市面上常见刀具为马氏体不锈钢刀具，其属于性能较好的刀具之一。但该类刀具还是存在如下缺点：刀具的刃口通常为较薄的锥形结构，在日常使用过程中，刃口会不可避免地撞击在硬质材料(例如，菜板、骨头)上，当使用一段时间后会在刃口处出现明显的弯折(即卷刃)现象。另外，马氏体不锈钢刀具的刃口处的锋利度也会在使用较短的时间后明显下降。

发明内容

因此，本申请的目的在于提供一种刀具的制造方法和刀具，以解决现有技术中的刀具持久锋利度不够、易出现卷刃的问题，实现了刀具能够持久锋利、不易发生卷刃的技术效果。

根据本申请的第一方面，提供一种刀具的制造方法，刀具的制造方法包括提供碳纤维材料，并使耐高温材料包覆在所述碳纤维材料的表面上，从而得到复合材料，所述复合材料呈条状；提供金属材料并将所述金属材料熔炼成金属液；将所述复合材料分散在所述金属液中，从而得到条状的复合材料分散在金属液中的悬浊液，然后利用成型工艺将所述悬浊液制成金属材料中掺杂有复合材料的刀具坯体。

在实施例中，所述刀具的制造方法还包括：通过对所述刀具坯体进行打磨处理，使得位于刀具刃口尖端的金属材料被部分地去除从而形成微锯齿结构，并使得位于刀具刃口处的复合材料中的耐高温材料被部分地去除从而将对应的碳纤维材料暴露在外。

在实施例中，所述碳纤维材料为碳纤维管，所述刀具的刃口具有锯齿结构，所述碳纤维管的暴露端被打磨成凹状结构，所述凹状结构与所述微锯齿结构形成具有锯齿结构的刀具刃口。或者，所述碳纤维材料为碳纤维棒。

在实施例中，所述碳纤维管的外直径为3μm-8μm，内直径为1μm-3μm，所述外直径和所述内直径的差值为2μm-5μm，所述碳纤维管的长度为5mm-15mm。

在实施例中，所述耐高温材料的包覆厚度为0.1μm-0.5μm，其中，所述耐高温材料为氧化硅、二氧化钛和氧化铝中的至少一种。

在实施例中，所述使耐高温材料包覆在所述碳纤维材料的表面上的步骤包括：使铝溶胶、硅溶胶或者钛溶胶附着在碳纤维材料的表面，并将所得物干燥，从而制得耐高温材料包覆在至少一部分的所述碳纤维材料的表面上的复合材料。

在实施例中，以所述复合材料的总重量为100％计，所述碳纤维材料的重量占所述复合材料的总重量的95％-99％，余量为耐高温材料。

在实施例中，所述金属材料为马氏体不锈钢，包括3Cr13、4Cr13、5Cr15MoV、7Cr17、8Cr17、9Cr18和9Cr18MoV中的至少一种。

根据本申请的第二方面，提供一种刀具，所述刀具包括金属材料和掺杂在所述金属材料中的呈条状的复合材料，其中，所述复合材料包括碳纤维材料以及包覆在至少一部分的所述碳纤维材料的表面上的耐高温材料。

在实施例中，所述碳纤维材料为碳纤维管或碳纤维棒，所述碳纤维管的外直径为3μm-8μm，内直径为1μm-3μm，所述外直径和所述内直径的差值为2μm-5μm，所述碳纤维管的长度为5mm-15mm；所述耐高温材料的包覆厚度为0.1μm-0.5μm。

在实施例中，在所述刀具中，以刀具的总重量为100％计，所述复合材料的重量不超过所述刀具的总重量的1.4％，余量为金属材料，其中，在所述复合材料中，所述耐高温材料的重量占比为1％-5％。

根据本申请的刀具和刀具的制造方法，采用耐高温的材料对碳纤维材料的表面进行预先处理来形成外部具有耐高温材料且内部具有碳纤维材料的复合材料，再将复合材料分散在金属材料的熔融液中，由于耐高温材料可以承受金属冶炼的高温环境，因此复合材料中的碳纤维并不会因高温而受到破坏；然后通过条状的复合材料分散在金属液中的悬浊液制得金属材料中掺杂有复合材料的刀具坯体，由此制得的刀具坯体中便可以均匀地保留更多的碳纤维材料来发挥加强金属材料的作用；通过加强处理后的刀具坯体形成的刀具，刀具刃口的区域上的碳纤维材料可以起到加强刀具刃口的作用，进而使得刀具刃口不易发生卷刃，因此能够提升刃口的使用寿命。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本申请的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本申请实施例的刀具的结构示意图；

图2是图1中I处沿长度方向的放大示意图。

具体实施方式

将在下文中结合示例性实施例更充分地描述本发明构思，然而，本发明构思可以以许多不同的形式来实施且不应被解释为限于这里所阐述的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完整的，并且将把本发明构思的范围充分地传递给本领域技术人员。

现有的马氏体不锈钢刀具在使用一段时间后，由于与诸如菜板、骨头等硬质材料的撞击，而会在刃口处出现明显的弯折(即卷刃)现象。另外，马氏体不锈钢刀具的锋利度也会在使用较短的时间后明显下降。此外，当刀具撞击在菜板上时，刀具的材质越硬，越不容易出现卷刃，但是材质过硬则会导致刀具的刃口出现崩刃的问题。

为了解决上述现有技术中的至少一个问题，本申请致力于提供一种持久锋利并且耐砍(即，不易卷刃)的刀具。为此，申请人对碳纤维材料应用于刀具进行了研究，以提供一种新的持久锋利的刀具。

碳纤维材料是一种高强度、高模量纤维的新型纤维材料，其强度高于一般的金属材料，但质地却轻于一般的金属材料，并且具有耐腐蚀等优点，因此可以通过选择合适的碳纤维材料来增强制造刀具的金属材料，从而制得具有一定强度的刀具。

然而，在实际生产制造过程中，一方面，碳纤维材料在金属冶炼的高温环境下会因高温发生变质，从而使得加强的作用失效，另一方面，碳纤维材料由于不耐高温，在金属冶炼的高温环境下会转化为石墨，融入金属材料中，使得形成的刀具坯体中C元素含量增加而导致由刀具坯体制得的刀具整体脆性增大。因此，在通过碳纤维材料来增强金属材料时，需要克服将其如何设置在金属材料中的技术难点。

发明人经研究发现，可以采用耐高温的材料对碳纤维材料的表面进行预先处理来形成外部具有耐高温材料且内部具有碳纤维材料的复合材料，再将复合材料分散在金属材料的熔融液中，由于耐高温材料可以承受金属冶炼的高温环境，因此复合材料中的碳纤维并不会因高温而受到破坏；然后通过条状的复合材料分散在金属液中的悬浊液制得金属材料中掺杂有复合材料的刀具坯体，由此制得的刀具坯体中便可以均匀地保留更多的碳纤维材料来发挥加强金属材料的作用；通过加强处理后的刀具坯体形成的刀具，刀具刃口的区域上的碳纤维材料可以起到加强刀具刃口的作用，进而使得刀具刃口不易发生卷刃，因此能够提升刃口的使用寿命。

由于碳纤维材料的硬度高于金属材料，通过在刀具坯体中添加预定比例的碳纤维材料，使得通过刀具坯体处理而形成的刃口可以具有合适的硬度，因此不易出现卷刃或者崩刃，并且具有较好的持久锋利度。

下面将结合示例性实施例，对本申请的发明构思进行详细的描述。

根据本申请的第一方面提供了一种刀具的制造方法，刀具的制造方法包括：提供碳纤维材料并使耐高温材料包覆在所述碳纤维材料的表面上，从而得到复合材料，所述复合材料呈条状；提供金属材料并将金属材料熔炼成金属液；将复合材料分散在金属液中，从而得到条状的复合材料分散在金属液中的悬浊液，然后利用成型工艺将悬浊液制成金属材料中掺杂有复合材料的刀具坯体；将所述刀具坯体制造成刀具。

在本申请实施例中，并不限制金属液和复合材料的制备顺序，在示例性实施例中，可以预先制备复合材料，从而方便在制备刀具坯体的步骤中可以使用。

以下，将详细地描述根据本申请的刀具的制造方法。

提供碳纤维材料

根据本申请，可以选择碳纤维管或者碳纤维棒作为本申请的碳纤维材料。具有一定的表面积的碳纤维材料可以便于使耐高温材料附着到其上，从而能够被耐高温材料更好地保护，并且能够使得刀具坯体中保留更多的碳纤维材料。

在一些实施例中，碳纤维材料可以为碳纤维棒，碳纤维棒为实心的条状结构。在本申请实施例中，碳纤维棒的形状可以根据实际需要具体设定，例如但不限于可以根据期望获得刀具刃口的尖端进行设定。本申请并不限制其必须具有规则结构，例如但不限于其形状可以为圆柱形、立方体或者菱形。示例性的，碳纤维棒可以呈圆柱形，其直径可以为3μm-8μm，长度可以为5mm-15mm。

在另一些实施例中，碳纤维材料可以为碳纤维管，碳纤维管为中空的条状结构。在示例性实施例中，碳纤维管的外直径可以为3μm-8μm，碳纤维管的内直径可以为1μm-3μm，并且外直径和内直径的差值可以为2μm-5μm；碳纤维管的长度可以为5mm-15mm。

制备复合材料

在选择好碳纤维材料之后，采用溶胶凝胶法在碳纤维材料的外表面附着耐高温材料，从而形成复合材料。在实施例中，耐高温材料的材质为氧化硅、二氧化钛和氧化铝中的至少一种。使耐高温材料包覆在所述碳纤维材料的表面上的步骤包括：使铝溶胶、硅溶胶或者钛溶胶附着在碳纤维材料的表面，并将所得物通过干燥，从而制得耐高温材料包覆在至少一部分的所述碳纤维材料的表面上的复合材料。

在一些实施例中，耐高温材料的材质可以为氧化铝，形成复合材料的步骤可以包括将碳纤维材料加入至质量分数为3％-8％偏铝酸钠溶液中，并同步通入二氧化碳，则会析出絮状物(即铝溶胶)。这里，具体参见反应NaAlO₂+CO₂+2H₂O＝Al(OH)₃↓+NaHCO₃，过程中需要不断地添加NaAlO₂和二氧化碳，从而获得更多的铝溶胶以在搅拌的作用下充分附着在碳纤维材料的外表面上；将上述表面附着有絮状物的碳纤维材料进行过滤，并在过滤后取固体，然后将固体放入80℃-120℃的烘干炉内进行烘干30min-60min，从而得到复合材料。在复合材料中，至少一部分的碳纤维材料被氧化铝包覆，而氧化铝为金属氧化物，高温稳定性较好，碳纤维材料借助位于外表面的氧化铝便可以承受金属熔融时的高温，因此本申请制得的复合材料可以承受金属冶炼时的高温。根据本申请，不仅可以使得碳纤维材料较多的保留在刀具坯体中，还能够使得其不易被转化为石墨，从而避免刀具坯体的脆性增大。在本申请实施例中，形成耐高温材料的步骤的反应原理，具体参见偏铝酸钠、水以及二氧化碳的反应，以及参见氢氧化铝的高温分解反应。

根据本申请，耐高温材料以预设的厚度包覆在碳纤维材料外部，因此可以保证在金属熔炼的过程中对碳纤维材料形成有效的保护。在示例性实施例中，耐高温材料的包覆厚度可以为0.1μm-0.5μm。根据本申请，表层耐高温材料的包覆厚度可以实际需要进行设定，例如但不限于根据制造刀具的金属材料的冶炼温度来设定。如果制造刀具的金属材料的冶炼温度较高，则需要设置较厚的包覆厚度，反之则相反。耐高温材料的包覆厚度可以通过以下方式实现，例如但不限于根据溶胶凝胶法中弱酸性盐的溶度和反应时间。在本申请实施例中，如果溶度越高，反应时间越长，则厚度越厚、耐高温性越强；反之亦反。

根据本申请，在复合材料中，碳纤维可以被耐高温材料全部覆盖，也可以被耐高温材料部分覆盖。当碳纤维被耐高温材料全部覆盖时，可以在置于金属液中时为碳纤维提供全方位的防护。这里需要说明的是，对于碳纤维被耐高温材料部分覆盖的复合材料，没被保护的部分会在金属熔炼中被破坏或者转化为C，其中，少部分的C可以溶于到不锈钢材料中形成固溶体，可以提高形成的刀具的整体硬度，但由于含量较少，也不会对整体性能产生较大的影响。综上，在优选的实施例中，通过控制反应时间和搅拌速度，使得耐高温材料更全面地覆盖在碳纤维材料外部。

在实施例中，以复合材料的总重量为100％计，碳纤维材料的重量占所述复合材料的总重量的95％-99％，余量为耐高温材料。

制备金属液

刀具的制造方法还包括准备金属材料的步骤。需要说明的是，本申请并不限制金属材料的准备时机和存在形态。在示例性实施例中，金属材料可以以片体、颗粒状或者条状等形态存在。

根据本申请，金属材料可以包括现有技术中形成刀具所选择的材料，例如但不限于不锈钢。具体地，不锈钢可以包括3Cr13不锈钢、4Cr13不锈钢、5Cr15MoV不锈钢、7Cr17不锈钢、8Cr17不锈钢、9Cr18不锈钢和9Cr18MoV不锈钢中的至少一种。

在准备好金属材料之后，将金属材料置于熔炼炉中进行熔炼以形成金属液。在示例性实施例中，当采用不锈钢作为金属材料时，通常将不锈钢置于1000℃-1200℃的熔炼炉中，以将不锈钢制成不锈钢液。

制备刀具坯体

在准备好复合材料和金属液之后，可以制备根据本申请的刀具坯体。根据本申请，复合材料呈条状，将复合材料分散在金属液中，从而得到条状的复合材料分散在金属液中的悬浊液，然后利用模具将悬浊液制成块状物，将块状物加热至软化(使块状物变红但不流动)并利用辊压设备通过多次辊压而制成金属材料中掺杂复合材料的具有预设厚度的刀具坯体。

由于复合材料的表层为高温稳定性较好的耐高温材料，因此在金属液中复合材料并不会轻易熔融，而是继续以条状结构分散在金属液中而形成悬浊液。在此需要说明的是，对于由碳纤维管形成的复合材料，在金属液中，由于碳纤维管的尺寸很小且金属液的表面张力又非常大，因此即便是碳纤维管形成的复合材料，金属液也很难通过空心部分进入碳纤维管内部而破坏碳纤维。综上，本申请的复合材料中的耐高温材料，可以保证复合材料能够承受金属熔炼过程中的高温环境，从而保证内部的碳纤维材料能够更多的被保留在刀具坯体中。

根据本申请，可以根据期望获得的刀具的性能来设置复合材料与金属液的重量配比关系，然后将复合材料按所需比例混合在金属液中，翻滚金属液以使复合材料均匀地分散在金属液中，然后借助相应的模具使得悬浊液成型为刀具坯体。

如果刀具中碳纤维材料的含量过大，则会使得刀具坯体的脆性有明显提升，易导致刃口处崩刃。在示例性实施例中，复合材料的重量占悬浊液总重量的百分比不大于2％，余量为金属液，其中，复合材料中耐高温材料的占比为1％-5％。当复合材料的重量占悬浊液总重量的百分比小于2％，刀身强度先升后降(这里，先升后降是指随着悬浊液中复合材料的重量占比逐渐增加至2％，刀身强度呈抛物线分布)，但持久锋利度却持续增长，当复合材料的重量占悬浊液总重量的百分比大于2％时，刀身强度低于要求，则会增加刃口易出现崩落的风险。由此获得的刀具中，经EDS成分测试得到，以刀具的总重量为100％计，刀具中复合材料的重量不超过刀具的总重量的1.4％，余量为金属材料，其中，复合材料中耐高温材料的占比为1％-5％。需要说明的是，刀具中碳纤维含量测试方法：1、测金属材料中的C含量；2、通过金相测试碳纤维分布，测与碳纤维相邻的金属材料中的C含量；3、将序号2中的C含量数值减去序号1中的C含量数值，得到消耗掉碳纤维的含量值；4、用初始加入的碳纤维的含量值减去消耗掉的碳纤维含量值，即可得到最终成品中碳纤维含量值。

具体地，以3Cr13不锈钢刀具坯体为例，按照所需比例将复合材料加入到熔融的3Cr13不锈钢中，保持熔融3Cr13不锈钢不断翻滚，使得复合材料均匀分布在3Cr13不锈钢内。将金属液和复合材料混合均匀形成悬浊液，将悬浊液制成块状物，将块状物加热至软化(使块状物变红但不流动)并利用辊压设备通过多次辊压而制得刀具坯体。辊压的次数也可以根据实际需要进行设定，例如定不限于可以根据预期获得刀具坯体中各种材料的结合牢度。示例性的，辊压的次数可以为2-4次。

根据本申请，通过翻滚悬浊液从而使得复合材料在金属液中均匀地分散，从而获得复合材料均匀地分散在金属材料中的刀具坯体，进而使得由刀具坯体制得的刀具在位于刀具刃口处具有均匀分布的复合材料。

制备刀具

根据本申请，通过刀具坯体制造得到刀具。

根据本申请的实施例，刀具的制造方法还包括：通过对刀具坯体进行打磨处理，使得位于刀具刃口尖端的金属材料被部分地去除从而形成微锯齿结构，并使得位于刀具刃口处的复合材料中的耐高温材料被部分地去除从而将对应的碳纤维材料暴露在外。根据本申请，微锯齿结构的形状可以根据实际需要进行设定，本申请并不限定其必须在刀具刃口的延伸方向(即刀具的长度方向)形成为齿条状结构。根据本申请的微锯齿结构，例如但不限于在沿着刀具刃口的延伸方向上，形成连续的波浪状结构(参见图2)。根据本申请的微锯齿结构，在刀具的厚度方向上，各个微锯齿结构的齿可以呈倒锥形结构。需要说明的是，本申请的微锯齿结构的尖端可以根据实际需要进行选择，例如但不限于，根据刀具的应用以及刀具的切割要求(待切割物的硬度等)来确定。

在本申请实施例中，刀具坯体在打磨时，金属材料是最容易被去除的部分，因此，通过对刀具坯体进行打磨处理来形成微锯齿结构，一方面锯齿状的刃口结构由于受力分散，能够进一步避免发生“卷刃”现象，另一方面，当锯齿状的刃口结构撞击在硬质材料上时，其受力方式为点受力，与受力方式为线受力的连续型弧线状的刃口结构相比较，在同等受力的情况下，锯齿状的刃口结构的尖部作用在食材上的压强更大，使得刃口部分更容易切入食材中，因此能够持久锋利。

在一些实施例中，碳纤维材料选择碳纤维棒，位于刃口部位的碳纤维不仅厚度较厚且硬度较高，经打磨后的打磨面可近似看作为其横切面。

在另一些实施例中，刀具的刃口具有锯齿结构，碳纤维材料为碳纤维管，在打磨时，碳纤维管的暴露端被磨成凹状结构，其中，凹状结构与微锯齿结构共同构成具有锯齿结构的刀具刃口。根据本申请实施例，碳纤维材料选择碳纤维管，假如刀具的打磨方向和碳纤维长度方向相交叉的话，位于刃口部位的打磨只需克服碳纤维管的壁厚(即碳纤维管的外直径和内值径的差值厚度)，因此经打磨面就会出现”凹“型结构，即使得碳纤维管的暴露端被磨成凹状结构，因此刀具的刃口为由微锯齿结构和凹状结构组合形成的结构。需要说明的是，这里的凹状结构，可以使得微锯齿结构中具有更多的齿，选择碳纤维管的主要目的是为了更好地形成刀具的刃口结构。综上，采用碳纤维管相比于采用碳纤维棒的技术方案而言，刀具刃口的尖端具有更多的锯齿状，从而能够具有更好的持久锋利度。

根据本申请的第二方面提供了一种刀具。其中，刀具采用上述各个实施例中提到的刀具的制造方法制造得到，因此具有上述各个实施例中所有的有益效果，在此不做赘述。

在实施例中，刀具包括金属材料和掺杂在所述金属材料中的呈条状的复合材料，其中，复合材料包括碳纤维材料以及包覆在至少一部分的碳纤维材料表面上的耐高温材料。具体地，刀具刃口处包括金属材料以及掺杂在金属材料中的复合材料。其中，刀具是通过将复合材料分散至金属材料的熔融液中而形成悬浊液，并且利用模具将悬浊液通过制造而形成的。

根据本申请的刀具，由于刀具刃口区域处不仅具有金属材料，还在金属材料中夹杂有复合材料，由于复合材料中具有碳纤维材料，碳纤维材料的形变小，金属材料的形变大，刀具刃口在受力时，碳纤维材料会承受绝大部分的力，使得金属材料不易发生形变。通过在刀具刃口区域处填充有碳纤维材料，能够提升刀具刃口的整体强度，使得刀具持久锋利。

在实施例中，碳纤维材料为碳纤维管，碳纤维管的外直径为3μm-8μm，内直径为1μm-3μm，外直径和内直径的差值为2μm-5μm，碳纤维管的长度为5mm-15mm；耐高温材料的包覆厚度为0.1μm-0.5μm。

根据不断的研究测试得到，刀具中碳纤维材料的占比与刀身强度呈抛物线关系，刀具中的纤维比例在一定范围内可以提升刀身强度，但当超过范围时，刀身强度下降。在实施例中，以刀具的总重量为100％计，刀具中复合材料的重量不超过刀具的总重量的1.4％，余量为金属材料。

根据本申请，在通过刀具坯体形成的刀具的过程中，金属材料会因打磨等被去除，从而使得刀具刃口形成微锯齿结构，复合材料中的部分位于尖端的耐高温材料也会因打磨而被去除，从而将对应的碳纤维材料暴露在外。因打磨而被去除的部分则可以作为微锯齿结构的凹陷处。另外，由于因打磨被部分地去除，复合材料中的耐高温材料的含量占比会有所降低。

在实施例中，金属材料为不锈钢，不锈钢为马氏体不锈钢，不锈钢包括3Cr13、4Cr13、5Cr15MoV、7Cr17、8Cr17、9Cr18和9Cr18MoV中的至少一种。

图1是根据本申请实施例的刀具的结构示意图。图2是根据本申请图2中I处的放大示意图。如图1和图2所示，刀具的刃口在沿着长度方向上形成锯齿结构，并且可以看出在刀具中均匀分散着碳纤维材料。

以上，结合示例性实施例详细描述了本发明构思的刀具的制造方法和刀具。在下面，将结合具体实施例对本发明构思的有益效果进行更详细地说明，但是本发明构思的保护范围不局限于实施例。

实施例1

通过下面的方法来制备根据实施例1的刀具。

步骤S10，提供复合材料。碳纤维材料选择碳纤维管，以复合材料的总重量为100％计，碳纤维管的重量占复合材料的总重量的95％，余量为耐高温材料。其中，碳纤维管的外直径为5μm，内直径为2μm，碳纤维管的长度为10mm。

步骤S20，提供3Cr13不锈钢作为金属材料，将3Cr13不锈钢加入熔炼炉经熔炼后制成3Cr13不锈钢液。

步骤S30，将复合材料加入到不锈钢液中，搅拌30min，得到两者的悬浊液，采用模具将悬浊液制成块状物，然后将块状物经多次辊压而制备成不锈钢板，通过冲压方式得到厚度为3.2mm刀具坯体。

步骤S40，将上述刀具坯体通过常规打磨工艺，打磨成所需规格或形状刀具，从而制得实施例1的刀具，通过金相观察，刀具中包含碳纤维，通过EDS测试得到，以刀具的总重量为100％计，刀具中包含有1.35％碳纤维，0.05％的耐高温材料以及余量的金属材料。

实施例2

除了在步骤S10中，采用外直径为8μm、内直径为3μm并且长度为15mm的碳纤维管来替代实施例1中的碳纤维管之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例2的刀具。

实施例3

除了在步骤S10中，采用外直径为3μm、内直径为1μm并且长度为5mm的碳纤维管来替代实施例1中的碳纤维管之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例3的刀具。

实施例4

除了在步骤S20中，采用9Cr18不锈钢替代3Cr13不锈钢作为金属材料来制成不锈钢液之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例4的刀具。

实施例5

除了在步骤S20中，采用直径为5um并且长度为10mm的圆柱形碳纤维棒来替代实施例1中的碳纤维管之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例5的刀具。

对比例1

采用粒径为5um的碳纤维粉末置于3Cr13不锈钢熔融液中，并通过模具形成3.2mm的刀坯，并对刀坯打磨而形成对比例1的刀具，通过金相观察，在刀具中不包含碳纤维。

对比例2

采用与实施例1相同的碳纤维管并直接置于3Cr13不锈钢熔融液中，并通过模具形成3.2mm的刀坯，并对刀坯打磨而形成对比例2的刀具，通过金相观察，在刀具中不包含碳纤维。

对比例3

市售的厚度为3.2mm的3Cr13不锈钢刀具作为对比例3的刀具。

对比例4

市售的厚度为3.2mm的9Cr18不锈钢刀具作为对比例4的刀具。

性能指标测试

对实施例1-5和对比例1-4中刀具刃口的厚度相同，并对其分别进行性能指标测试，并将测试结果记录在下表1中。性能测试方法如下：

(1)初始锋利度：参考《GBT 40356-2021厨用刀具》中锋利度测试方法。锋利度的数值越大，初始锋利度越好，锋利度的数值越小则反之。

(2)持久锋利度测试方法：

持久锋利度采用模拟刀具寿命测试方法，具体方法参见下面描述，持久锋利度的数值越大，初始锋利度和持久锋利度寿命越长，持久锋利度的数值越小则反之。

模拟刀具寿命测试方法具体为：将被测试刀具刃口向下水平固定在刀具固定装置上，通过附加砝码后，以16N的压力压在模拟物上。切割模拟物(模拟物选用火腿肠皮)保持静止，通过电机和气压驱动刀具固定装置，带动刀具朝X轴方向切割，速度为50mm/s往复运动，同时Z轴方向升起，朝Y轴方向位移1mm，对模拟物进行切割，切割行程为100mm，每切割模拟物5次后结束，采用评价物对刀具持久锋利度进行判定。直到切不开评价物测试即终止，记录测试开始至终止时的切割总次数，即为刀具的持久锋利度，切割总次数越多表示持久锋利度越高。

表1本申请实施例以及对比例的性能测试数据

综上，根据本申请制得的刀具，能够持久锋利，并且不易发生卷刃现象。

虽然上面已经详细描述了本申请的实施例，但本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，可对本申请的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本申请的实施例的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种刀具的制造方法，其特征在于，所述刀具的制造方法包括：

提供碳纤维材料并使耐高温材料包覆在所述碳纤维材料的表面上，从而得到复合材料，所述复合材料呈条状；

提供金属材料并将所述金属材料熔炼成金属液；

将所述复合材料分散在所述金属液中，从而得到条状的复合材料分散在金属液中的悬浊液，然后利用成型工艺将所述悬浊液制成金属材料中掺杂有复合材料的刀具坯体。

2.根据权利要求1所述的刀具的制造方法，其特征在于，所述刀具的制造方法还包括：通过对所述刀具坯体进行打磨处理，使得位于刀具刃口尖端的金属材料被部分地去除从而形成微锯齿结构，并使得位于刀具刃口处的复合材料中的耐高温材料被部分地去除从而将对应的碳纤维材料暴露在外。

3.根据权利要求2所述的刀具的制造方法，其特征在于，所述碳纤维材料为碳纤维管，所述刀具的刃口具有锯齿结构，所述碳纤维管的暴露端被打磨成凹状结构，所述凹状结构与所述微锯齿结构形成具有所述锯齿结构的刀具刃口；

或者，所述碳纤维材料为碳纤维棒。

4.根据权利要求3所述的刀具的制造方法，其特征在于，所述碳纤维管的外直径为3μm-8μm，内直径为1μm-3μm，所述外直径和所述内直径的差值为2μm-5μm，所述碳纤维管的长度为5mm-15mm。

5.根据权利要求1所述的刀具的制造方法，其特征在于，所述耐高温材料的包覆厚度为0.1μm-0.5μm，

其中，所述耐高温材料为氧化硅、二氧化钛和氧化铝中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的刀具的制造方法，其特征在于，所述使耐高温材料包覆在所述碳纤维材料的表面上的步骤包括：使铝溶胶、硅溶胶或者钛溶胶附着在所述碳纤维材料的表面，并将所得物干燥，从而制得耐高温材料包覆在至少一部分的所述碳纤维材料的表面上的复合材料。

7.根据权利要求1所述的刀具的制造方法，其特征在于，以所述复合材料的总重量为100％计，所述碳纤维材料的重量占所述复合材料的总重量的95％-99％，余量为耐高温材料。

8.一种刀具，其特征在于，所述刀具包括金属材料和掺杂在所述金属材料中的呈条状的复合材料，其中，所述复合材料包括碳纤维材料以及包覆在至少一部分的所述碳纤维材料的表面上的耐高温材料。

9.根据权利要求8所述的刀具，其特征在于，所述碳纤维材料为碳纤维管或碳纤维棒，所述碳纤维管的外直径为3μm-8μm，内直径为1μm-3μm，所述外直径和所述内直径的差值为2μm-5μm，所述碳纤维管的长度为5mm-15mm；所述耐高温材料的包覆厚度为0.1μm-0.5μm。

10.根据权利要求8所述的刀具，其特征在于，以刀具的总重量为100％计，所述刀具中复合材料的重量不超过所述刀具的总重量的1.4％，余量为金属材料，其中，在所述复合材料中，所述耐高温材料的重量占比为1％-5％。

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