CN1917980A - 一种制造切割刀片的方法以及一种切割刀片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造用于切割工具尤其是刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者甚至工业机器的刀片的方法。该刀片(1)由钢或不锈钢合金制成，并具有至少一个在其外周的至少一部分上延伸的切割刃(3、103)。该方法的特征在于包括下列步骤：a)制造具有至少一个设置在所述或各切割刃附近的自由边缘(F、4)的刀体(2、102)；b)将粉末形式的补充材料(M、M’)喷射到至少一个自由边缘上，该补充材料的硬度大于刀体的硬度；c)使该补充材料粉末受激光束(8)的作用以在所述自由边缘的至少一部分上形成条(6)或条带(109)；以及d)由补充材料条或条带形成所述切割刃。切割工具配有其切割刃具有非常好的耐磨性的刀片。

Description

一种制造切割刀片的方法以及一种切割刀片
技术领域
本发明涉及一种制造用于切割工具，尤其是用于刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者甚至工业机器的刀片的方法，该刀片具有至少一个沿其外周的至少一部分延伸的切割刃。
背景技术
在本发明的意义中，家用器具的切割工具无论是否具有带直线或非直线刃的刀片，并且无论是由手动驱动还是由外部电机驱动，该切割工具都包括切碎机刀片或切片机刀片。例如，该工具可能是具有圆形刀片或甚至环形刀片并适用于农业食品业尤其适用于屠宰场的工业机器。
这种刀片用于切断或切割各种不同的材料，并且由金属或金属合金制成。特别地，此类刀片由硬度适合于工具用途的不锈钢制成。在所有情况下，此类钢有利地符合关于食品级材料即与食品接触的材料的物理和/或化学特性的有效标准和/或规定。当在特定条件下使用时，刀片也可由一种或多种陶瓷或其它适合于切割或切断的材料制成。
这些刀片的共同点是设有至少一个切割刃，所述切割刃经由至少一个尖状部形成刀片的与待切割材料相接触的区域。此类刀片的切割刃容易过早地磨损，尤其是当重复使用和/或使用不当时。因而需要通过磨、锉或研磨来再次形成切割刃。无论如何，这种操作都不可能无限次地重复进行。这要求将切割刃形成在刀片的靠近背部并且随着该操作的重复厚度增加的区域内。
已知切割刃的硬度比刀片其余部分的硬度大以限制其磨损的方法。特别地，WO-A-03/000457说明了一种方法，其中锯的切割刃上的材料在被造型形成切割刃之前，以粉末的形式沉积、混合并借助激光固化。切割刃形成在两个滚轧类型的辊之间，所述辊用于在加热期间形成切割刃。激光用于使所述材料达到所定温度。这种设备尤其适于加工条带形式的切割刃，但并不适合用于任何类型的刀片。此外，刀体与成形材料之间的接合不是很牢靠。
所谓的“表面加工”方法也是已知的，其中将硬质材料覆盖层沉积在刀片的切割刃上。Patent Abstracts of Japan Vol.2000，No.17，JP-A-01029288中已说明这种例如使用微焊的方法。
Patent Abstracts of Japan Vol.0120，No 27，JP-A-62 18 1836说明了对一种用于通过离子镀来表面加工刀片切割刃的膜的使用。这也可如EP-A-0707 921中所说明的通过在火焰的作用下汽化来完成。也可以设想在将补充材料加热到低于其熔点的温度之后将该材料沉积在刀片上，并在形成切割刃之前将该材料压挤在刀体上以使其粘贴在刀体上，DE-A-3 208 153中特别说明了这种方法。
所有上述文献中都未说明这样的方法，即该方法使得补充材料能有效且持久地粘结在刀片的其余部分上，从而在形成切割刃后，此组合件的强度和机械特性保持不变。
发明内容
本发明尤其针对上述缺点，提出一种制造刀片的方法加以补救，所述方法能够保护刀片的切割刃，从而能够增加其寿命。
为此，本发明提供了一种制造用于切割工具尤其是用于刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者甚至工业机器的刀片的方法，该刀片由钢或不锈钢合金制成，并具有至少一个在该刀片的外周的至少一部分上延伸的切割刃，该方法的特征在于，该方法包括如下步骤：
a)制造一刀体，该刀体具有至少一个设置在切割刃或各切割刃附近的自由边缘；
b)将粉末形式的补充材料喷射到至少一个自由边缘，该补充材料的硬度大于刀体的硬度；
c)使补充材料粉末受激光束的作用以在所述自由边缘的至少一部分上形成条或条带；以及
d)由补充材料的条或条带形成切割刃。
从而，通过本发明的方法制造出一种刀片，该刀片的切割刃由硬度大于刀片硬度的补充材料形成。这样可使刀片具有质量和寿命优于那些通常使用的切割刃的切割刃。这种制造刀片的方法具有高度的模块性，并且使用激光束可确保刀体与补充材料之间的密切熔接。
根据本发明的有利但非实质的方面，该方法可结合一项或更多的下列步骤：
-由垂直于刀体主平面延伸的平坦部分形成该自由边缘；
-由刀体的在主平面内以相对于该主平面成非零度角方向延伸的部分形成该自由边缘；
-刀体的尺寸略小于成品刀片的尺寸；
-通过至少对补充材料条或条带进行研磨、机加工或磨蚀来形成该切割刃；
-在通过机加工或研磨形成切割刃的同时对刀体进行机加工或研磨；
-在形成补充材料条的步骤之前对刀体进行机加工或研磨；
-在形成切割刃的步骤d)之前，在配有补充材料条或条带的刀体上进行硬化和回火操作；以及
-从刀体的关于所述主平面与沉积有补充材料的刀体边缘相对的边缘上进行所述的材料去除。
本发明还提供了一种用于切割工具尤其是刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者工业机器的刀片，该刀片在其外周的至少一部分上具有至少一个切割刃，其特征在于，该刀片包括刀体，切割刃支承在所述刀体的一个边缘上。
-切割刃和刀体由至少两种不同的材料制成。
-切割工具，尤其是刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者甚至工业机器，包括至少一个如上文所定义的刀片。
附图说明
根据仅作为示例并参考附图给出的本发明制造方法的两个实施例的下列说明可以进一步了解本发明，并更清楚地看出本发明的其它优点，其中：
图1是根据本发明制得的切割工具刀片的透视图；
图2是在该方法的第一实施例中的步骤a)期间，在没有补充材料的情况下图1中所示的刀体的端视图；
图3是示出该制造方法的步骤b)和步骤c)的正面视图，其中放大部分示出一类由两种元素制成的粉末；
图4和5是示出该方法的步骤d)的类似于图2的端视图；
图6至图11示出该方法的第二实施例。
具体实施方式
图1中所示的刀片1是以简化的形式画出的。它还设有用于该刀片的支架或固定装置(未示出)和/或用于该刀片的把柄装置例如刀柄(同样未示出)。刀片1具有刀体2，该刀体的尺寸略小于成品刀片1的整体尺寸。该刀体2支承切割刃3，其中严格意义上的切割刃3-即与待切割物质相接触的区域-由补充材料构成。刀体2由至少一种有利地为食品级的不锈钢制成。例如，它可以是符合AISI标准的标准钢：304L、316L、410、420A、420B、420C、425、431、440A、440B、440C，或者可为供应商Sandvik所出售的符合基准12C27和19C27的钢。刀体2通过传统技术制成，例如机加工、模制、锻造、烧结、研磨、切削或通过激光切削。
在该方法的第一实施例中，刀体2的侧部20和21朝向彼此略微收敛以形成刀体的自由边缘。具体地，该自由边缘为可从图2中看见的平坦部分4，该平坦部分垂直于刀体2的主平面P延伸。如图3所示，在该方法的第二步骤中，将补充材料M以粉末5或粉末混合物的形式并优选在压力下沉积在所述自由边缘4上。所述粉末和粉末混合物包括至少两种形成补充材料M的元素50和51。这些元素之一是具有大硬度的颗粒50。该颗粒有利地为碳化钛。另一元素是食品级的不锈钢颗粒51，有利地为与构成刀体2的材料相同类型的材料。
由于形成粉末形式的补充材料M中的元素50和51的不同物理特性和机械特性，当将它们喷射到刀体的自由边缘4上时，可观察到粉末5流的变化。为了使所沉积的粉末条6保持均匀，例如通过包络(夹杂)使不同类型的颗粒对50和51连接在一起。有利地，使碳化钛颗粒50包在不锈钢颗粒51中。该包络可以是整体的-其中碳化钛形成由这两种材料构成的颗粒的核心，或者为部分的-其中碳化钛颗粒容纳于形成在不锈钢颗粒内的凹穴中。
在另一构型中，通过粘结剂将碳化钛颗粒50彼此结合成块以获得其尺寸能促进其流动的碳化钛颗粒结块。
在一变型中，借助于粘结剂使粉末5均匀，该粘结剂用于将不锈钢颗粒或碳化钛颗粒粘结在一起。
由此就制成了粉末5，尽管构成该粉末的颗粒50和51的密度和/或形状不同，但该粉末仍然是沿粉末5条6的所有点都均匀的合成物-该条沉积在刀体2的自由边缘4上，其中总体上颗粒50和51有规则地分布。
当在压力下喷射粉末或粉末混合物时，该粉末或粉末混合物在沉积的同时受到激光束8的照射，从而使得成条6的粉末5与刀体2密切融合。在表面涂敷领域该技术是一种用于实施表面加工的公知方法。作为说明该技术的示例，可参考例如网址www.irepa-laser.com或由Mr.Sicard，Gremi，Orleans著作的文献“Traitement de surface d’un gaz léger par plasmaproduit par laser en vue d’améliorer la résistance mécanique”[通过由激光产生的等离子体的轻气体表面处理以提高机械强度]。
条6已经沉积并融合到边缘4上以后，需要进行精整操作以形成严格意义上的切割刃3。该操作为机加工或研磨以对条6进行成形加工，从而获得切割刃7，如图5所示。
在一种变型中，可以在刀体2的精整操作的同时进行切割刃3的精整操作。在此情况下，在进行如上所述的精整之前将条6沉积到刀体2上。然后，不仅对条6而且对刀体2进行研磨或机加工。该机加工或研磨利用传统装置例如利用金刚石砂轮进行。
在本方法的另一实施例中，如图6至11所示，粉末105不是喷射到刀体的平坦部分4上，而是喷射到该刀体的面F上，该面F朝切割刃103逐渐地倾斜。在沉积补充材料M之前，制备刀体102的面F。
面F相对于刀体102的主平面P’以非零角度α倾斜。
如图7所示，该倾斜使得能够沉积粉末105形式的补充材料M’的条或条带109。
进行补充材料粉末105的沉积和烧结，使得条带109的端部区域Z之一靠近于刀体102的面F的端部。
有利地，在将补充材料的粉末5或105沉积并烧结在刀体2或102上的步骤之后，以传统的方式进行硬化和回火操作。该硬化和回火用于“释放”刀体2、102和/或补充材料所承受的应力。
如图8和9所示，从刀体102的与该刀体的面F相对的面F0上去除材料。该去除利用传统技术进行，例如机加工、研磨或磨蚀。
沿一方向并在一区域上从切割刃103附近去除构成刀体的材料，使得可以如图11所示，在完成之后所述表面F0可与切割刃103的一个面FA对准。因而，面F0和FA基本共面。
成品切割刃103具有两个彼此成非零-有利地在5°至60°之间-角β的面FA和FB，从而这两个面FA和FB以尖状部的形式限定切割刃103。
利用从表面FA去除材料M’的传统技术来形成此尖状部。这种尤其通过机加工、研磨或磨蚀进行的去除局限于条带109的端部区域Z或自由边缘。在已经去除刀体102的材料之后，该端部区域Z由条带109的不靠在刀体102的面F上的区域构成。
因此，如图11所示，切割刃103由补充材料M’的条带109形成，所述条带部分地靠在刀体102的边缘上。
在另一构型中，可从刀体102的面F上去除或研磨掉材料，以形成用于容纳补充材料M’的区域。调节所去除的深度，从而使得当补充材料M’已经沉积之后，条带109的顶部自由面与刀体102的面F基本共面。
在另一实施例中，可以设想将补充材料M’仅沉积在切割刃的一部分例如承受应力最频繁的部分上，以便仅增加所述部分的寿命。
在另一构型中，刃103的面FA、FB是垂直的。
在另一实施中，可以使用颜色不同于刀体颜色的补充材料。类似地，补充材料条带的尺寸和形状可以与上述不同。
在上述方法的两个实施例中，可以标明切割刃的由补充材料形成的部分。

Claims (12)

1.一种制造用于切割工具尤其是刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者甚至工业机器的刀片的方法，所述刀片(1)由钢或不锈钢合金制成并具有至少一个在该刀片的外周的至少一部分上延伸的切割刃(3、103)，所述方法的特征在于，包括下列步骤：
a)制造刀体(2、102)，该刀体具有至少一个设置在所述或各切割刃(3、103)附近的自由边缘(F、4)；
b)将粉末(5、105)形式的补充材料(M、M’)喷射到至少一个自由边缘(F、4)上，该补充材料的硬度大于所述刀体的硬度；
c)使所述补充材料粉末(5、105)受激光束(8)的作用，以便在所述自由边缘(4、F)的至少一部分上形成条(6)或条带(109)；以及
d)由补充材料(M、M’)的条(6)或条带(109)形成所述切割刃(3、103)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自由边缘由一垂直于所述刀体(2)的主平面(P)延伸的平坦部分(4)形成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自由边缘由刀体(102)的相对于该刀体(102)主平面(P’)以非零角(α)的方向延伸的部分(F)形成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述刀体(2、102)的尺寸略小于成品刀片(1)的尺寸。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过至少对补充材料(M、M’)的条(6)或条带(109)进行研磨、机加工或磨蚀来形成所述切割刃(3、103)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在通过机加工或研磨形成切割刃(3、103)的同时对所述刀体(2、102)进行机加工或研磨。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在形成补充材料条(6)的步骤之前，对所述刀体(2)进行机加工或研磨。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在形成所述切割刃的步骤d)之前，对配有补充材料(M、M’)的条(6)或条带(109)的刀体(2、102)进行硬化和回火操作。
9.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，从所述刀体(102)的关于主平面(P’)与沉积有补充材料(M’)的刀体边缘(F)相对的边缘(F0)上进行所述的材料去除。
10.一种用于切割工具尤其是刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者工业机器的刀片，所述刀片在刀片外周的至少一部分上具有至少一个切割刃，该刀片的特征在于包括刀体(2、102)，所述切割刃(3、103)支承在所述刀体(2、102)的一个边缘上。
11.根据权利要求10的刀片，其特征在于，所述切割刃(3、103)和所述刀体(2、102)由至少两种不同的材料制成。
12.一种切割工具，尤其是刀、剪刀、锯、家用器具或家用电器或者甚至工业机器，其特征在于，该切割工具包括至少一个根据权利要求10或11的刀片。
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