DE1926308C - Rasierklinge - Google Patents

Description

digen Stählen vergleichbar ist. Gegenstand der Erfindung ist eine Rasierklinge mit einer Schneidkantenhärte über 700 Vickers-Einheiten (Last 3 kp) nach dem Anlassen auf 400⁰C, bestehend aus 0,7 bis 1,4% Kohlenstoff, 2 bis 7% Chrom, 0,7 bis 2% Silizium, 0 bis 1% Mangan, Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreinigungen. Vorzugsweise beträgt der Siliziumgehalt 0,9 bis 1,6 °/₀. Vorzugsweise beträgt der Kohlenstoffgehalt 0,70 bis 1,2% und der Chromgehalt 4 bis 7%. Von besonderem Vorteil ist ein Kohlenstoffgehalt von 0,9 bis 1,4% und ein Chromgehalt von 2 bis 4%.

Eine solche Rasierklinge ist besonders leicht zu schärfen. Sie hat eine lange Lebensdauer, und sie besitzt eine beträchtliche Widerstandsfähigkeit gegen Erweichung bei erhöhten Temperaturen. Dies ergibt die Möglichkeit eine Schneidkante der Klinge durch Aufsintern mit einem polymeren F'.uorkohlenstoff zu beschichten, der beispielsweise Polytetrafluoräthylen sein kann, ohne daß die Härte der Schneide vermindert wird.

bs ist auch möglich, die Schneidkante der Klinge mit einem dünnen Chromüberzug zu versehen.

Zweckmäßig hat die Klinge einen Kantenwinkel zwischen 18 und etwa 26°.

Die erfindungsgemäße Klinge hat eine Schneidkantenhärte, dir 700 Vickers (Last 3 kg) (VPN 700) übersteig', und z. B. 740 bis 760 Vickers beträgt, nachdem sie auf 400⁰C angelassen »orden ist.

Die erfindungsgemäße Klinge, die Chrom nicht in einem so ausreichenden Maße tnthält, daß sie als korrosionsbeständig klassifiziert werden kann, hat eine Nutzungsdauer, die mit derjenigen einer Klinge aus korrosionsbeständigem Stahl vergleichbar ist.

Im allgemeinen werden die \orstehenden Ergebnisse durch die Herstellung der Klingen aus einem Stahl erreicht, (1) der Chrom in Mengen von weniger als diejenige von korrosionsbeständigem Stahl enthält, (2) ler frei von allen Karbidbildnern mit Ausnahme des Chroms ist und (3) der Kohlenstoff und Silizium in festen Bereichen enthält.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klinge wird diese aus einem Stahl hergestellt, der etwa C,70 bis 1,2% Kohlenstoff, etwa 4 bis 7% Chrom, etwa 0,9 bi« 1,6% Sili/ium und etwa 0 bis 1% Mangan enthält. Besonders gute Klingen gemäß dieser Ausführungsform wurden aus einem Stahl hergestellt, der etwa 1% Kohlenstoff, etwa 6% Chrom, etwa 1,4% Silizium, etwa 0,75% Mangan, Rest im wesentlichen Eisen, enthielt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform, mit welcher ausgezeichnete Ergebnisse erzielt wurden, werden die Klingen aus einem Stahl hergestellt, der etwa 0,9 bis 1,4% Kohlenstoff, 2 bis 4% Chrom, 0,9 bis 1,6% Silizium und 0 bis 1% Mangan enthält. Beispielsweise wurden die Klingen aus einem Stahl hergestellt, der etwa 1,2% Kohlenstoff, etwa 2,5% Chrom, etwa 1,4% Silizium, etwa 0 bis 1% Mangan und Rest im wesentlichen Eisen enthielt.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden die Schneidkanten der erlindungsgcmäßcn Klingen mit überzügen beschichtet, welche den Rasierkomfort und die Leichtigkeit des Rasieren* noch weiter steigern. Geeignete Beispiele solcher Übcr/.ügc sind die iJrganosiloxangele nach dem USA.-Patent 2 937 976, die polymeren Kohlenwasserstoffe, z. B. Polyäthylen, wie in dem USA.-P;ilent 3 071 858 bei.jhriebcn, i: <1 die polymeren Fluorkohlenstoffc nach dem USA.-Patent 3 071 856. Wie erwähnt, sind die erfindungsgemäßen Klingen wegen ihrer guten Widerstandsfähigkeit gegen Erweichung besonders vorteilhaft mit polymeren Überzügen, .wie die polymeren Fluorkohlenstoffe, welche auf die Kanten gewöhnlich bei erhöhten Temperaturen, z. B. zwischen etwa 228 und etwa 426° C, auf gesintert werden.

Die hier beschriebenen Klingen können mit den herkömmlichen Verfahren und Einrichtungen hergestellt

ίο werden, die in der Rasierklingenfertigung verwendet werden. Gewöhnlich wird bei diesen Verfahren der Stahl zu Streifen von der gewünschten Dicke und Länge gewalzt und geschnitten, werden die gewünschten Perforationen in die Streifen eingestanzt, werden die Streifen gehärtet, werden eine der Längskanten des gehärteten Streifens oder beide einer Reihe von Schleif- und Honbchandlungen unterzogen, um die Schneidkanten zu erhalten, und werden die Streifen in Klingen von der gewünschten Länge abgetrennt.

»ο Die erfindungsgemäßen Klingenstreifen können dadurch gehärtet werden, daß sie zumindest auf etwa 926° C erhitzt und dann abgeschreckt werden. Die beste Härte wird gewöhnlich dadurch erhalten, daß die Abschreckung auf Temperaturen unter 0⁰C, bei spielsweise auf -72° C oder niedriger, erfolgt. Ge wöhnlich erhalten die Streifen durch Erhitzen in einem Ofen, der auf 1O77°C gehalten wird, und Abschrecken auf -72° C die Klingen eine Härte von etwa 825 bis 925 Vickers (VPN) (bei einer Last von 3 kg). Eine solche Härte ergibt einen günstigen Vergleich mit Klingen aus Kohlenstoffstahl, die gewöhnlich so gehärtet werden, daß sie Körperhärten innerhalb des gleichen Bereichs haben, und mit den Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl, die im allgemeinen Körperhärten von etwa 750 Vickers haben.

Beim Schärfen der erfindungsgemäßen Klingen wurde festgestellt, daß sie eine feine Kante mit ebenso großer Leichtigkeit wie jeder bisher bearbeitete Stahl erhalten. Diese leichte Schärfbarkeit dürfte dem Fehlen aller Carbidbildner, mit Ausnahme von Chrom, im Si.ihl zuzuschreiben sein. Bei der Durchführung von verbuchen zum Schärfen eines Stahls der dem erfindungsgenäßen Stahl ähnlich ist, jedoch als Carbidbildner etwa 1 % Molybdän, etwa 1 % Vanadium und etwa 2% Wolfram enthält, wurde festgestellt, daß es außerordentlich schwierig, wenn nicht unmöglich war, irgendeine erwähnenswerte Rasierkante an ihm zu erzielen.

Infolge ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Erweichen

können die hier beschriebenen Klingen auf die wünschenswerteren Kantenwinkel, z. B. zwischen etwa 18 und 26°, geschärft werden und immer noch eine ausreichende Festigkeit haben, obwohl sie erhöhten Sintertemperaturen ausgesetzt werden, um der Schneid- kante eine hohe Gebrauchsdauer zu verleihen. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden die Klingen auf einen Kantenwinkel zwischen etwa 20 und etwa 24° geschärft, wobei alle hier angegebenen Kantcnwinkel in einem Abstand von etwa 1,5 Mikron von der bndkante gemessen werden.

Im allgemeinen weisen die Fluorkohlenstoff-Polymere, die sich als besonders vorteilhaft auf den hier beschriebenen Klingen erwiesen haben, mehrere — Cl ₂CF₂-Segmente auf. Die bevorzugten Fluor-

<>5 kohlenstoff sind diejenigen mit einem Überwiegen von CFjCFj-Scgmenien, wie Polytetrafluoräthylen und Mischpolymerisate von Tetrafluoräthylen mit geringeren Mengen, z. B. 5 Gewichtsprozent, weiterer

Monomere wie Hexyfluorpropylen. Gewöhnlich kann sich das Molekulargewicht der Fluorkohlenstoff-Polymeren verändern und kann beispielsweise in einem Bereich von 2000 oder rogar weniger bis über zwei Millionen liegen. Eint besonders vorteilhafte Klasse von polymeren Fluorkohienstoffen sind die PoIytetrafluoräthylen-Telomeren. Gewöhnlich können die Fluorkohlenstoffüberzüge im Tauchverfahren oder durch Aufsprühen auf die Schneidkanten unter Verwendung einer geeigneten Überzugsmasse aufgebracht werden, beispielsweise einer wässerigen Dispersion des Fluorkohlenstoff-Polymeren, worauf das Lösungsmittel bzw. die Träger, der in der Überzugsmasse verwendet wurde, zum Verdampfen gebracht und der Überzug gesintert wurde, vorzugsweise in einer Schutzatmosphäre, bei einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 288 bis etwa 426° C.
Wie erwähnt, erfahren, wenn erfindungsgemäße

Klingen mit einem Fluorkohlenstoff-Polymeien beschichtet und innerhalb des vorstehend angegebenen Temperaturbereiches gesintert werden, diese eine wesentlich geringere Erweichung als eine Klinge aus Kohlenstoffstahl oder korrosionsbeständigem Stahl

ίο nach einer ähnlichen Behandlung. Die folgende Tabelle zeigt die Widerstandsfähigkeit erfindungsgemäßer Klingen gegen Erweichen im Vergleich zu typischen Klingen aus Kohlenstoffstahl und korrosionsbeständigem Stahl:

Klinge	Körperhärlc nach dem Härten (3 kg Last)	Sintertemperatur und -dauer	Körperhäne nach dem Sintern (3 kg Last)
Erfindungsgemäße Klingen Kohlenstoffstahl-Klingen Klingen aus korrosionbeständigem Stahl	825 bis 925 Vickers 825 bis 880 Vickers 750 Vickers	4000C — 10 Minuten 343°C — 10 Minuten 343° C- 10 Minuten	740 bi; 760 Vickers 510 bis 560 Vickers 580 bis 595 Vickers

Erfiiiduiigsgeniäße Klingen, die mit einem Fluorkohlenstoffpolymeren beschichtet waren, wurden einem Rasurtest für 10 Rasuren im Vergleich zu einer in ähnlicher Weise beschichte .en Klinge aus korrosionsbeständigem Stahl unterzogen, wobei sich aus einer statistischen Analyse der kumulativen Daten für die 10 Rasuren ergab, daß ein deutlicher Vorzug für die erfindungsgemäßen Klingen bestand. Außerdem konnten bei der 10. Rasur sowohl die Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl als auch die erfindungsgemäßen Klingen immer noch als rasierfähig bezeichnet werden, und die hier beschriebenen Klingen wurden zumindest ebenso hoch wie die Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl bewertet. Offenbar wird durch die überlegenen mechanischen Eigenschaften der erfindungsgerräßen Klingen jedes Abfallen in der Korrosionsbeständigkeit wegen der verringerten Chro.nmenge ausgeglichen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vird die Korrosionsbeständigkeit der Klingen noch weiter durch das Aufbringen eines düt.nen Chromüberzugs erhöht. Im allgemeinen kann der Chromüberzug entweder auf die Schneidkanten allein oder, falls gewünscht, auf die gesamte Klinge aufgebracht werden; gewöhnlich werden beste Ergebnisse erzielt, wenn der Chromüberzug in der Dicke weniger als 600 Angstrom beträgt. Bei bevorzugten Ausführungsformen liegen die Überzüge zwischen etwa 50 bis 500 Ängström in der Dicke und vorzugsweise zwischen 100 bis 400 Ängströmeinheiten, Besonders gute Ergebnisse werden unter Verwendung von Chromüberzügen mit einer Dicke von etwa 100 Ängströmeinheiten erhalten. Gewöhnlich erfordern solche Verfahren die Anordnung der Klingen in einem Stapel in der Weise, daß sich ihre Körper miteinander in Kontakt befinden und ihre geschärften Kanten ausgefluchtet sind, die geschärften Kanten einem Reinigtingsvorgang in einer Umgebung verringerten Drukla-s, /. B. durch Glimmentladung, unterzogen werden und dor Chromüberzug durch Vakuum-Bedampfung iuirgi'bi'iichl wird. Die erhaltenen chrombeschichlcten Klingen werden vorzugsweise weiter mit einem PoIyjiicι iihei'/.tig, beispielsweise aus l-luorkohlcnstoffcn, beschichtet. Solche doppelt beschichtete Klingen vermitteln nicht nur eine verlängerte Gebrauchsdauer, sondern auch wegen der ihnen zugrunde liegenden überlegenen mechanischen Eigenschaften einer, verbesserten Rasierkomfort und eine Leichtigkeit der Rasur während einer solchen verlängerten Gebrauchsdauer.

Die folgenden nicht beschränkenden Beispiele sollen die Herstellung von erfindungsgemäßen Rasierklingen erläutern.

Beispiel 1

Ein Stahlblech mit einer Zusammensetzung von etwa 1% Kohlenstoff, etwa 1,4 °/„ Silizium, etwa 6% Chrom, 0,75 % Mangan, Rest im wesentlichen Eisen, wurde auf eine Dicke von etwa 0,1 mm gewalzt und in Streifen mit einer Breite von 22,4 mm geschnitten. Die Streifen wurden perforiert und durch einen langgestreckten Ofen hindurchgeführt, in welchem dieTemperatur im Bereich von etwa 1077 bis 1093⁰C gehalten wurde. Die Fördergeschwindigkeit der Streifen durch den Ofen war derart, daß eine Klinge etwa 1 Minute lang im Ofen blieb. Der Streifen wurde nach dem Heraustreten aus dem Ofen sofort in einem Trockeneis-Alkoholbad ( — 72° C) abgeschreckt und dann in siedendem Wasser ausgehärtet. D?r gehärtete Streifen wurde dann geschliffen und gehont, um Schneidkanten mit Kantenwinkeln von etwa 25,5° zu erhalten. Der Streifen wurde dann in einzelne Klingen abgetrennt.

Die Klingen wurden in Trichlorethylen gereinigt und zusammen mit Vergleichsklingen aus korrosionsbeständigem Stahl (mit etwa 14,5°/_O Chrom und 0,9% Kohlenstoff) mit einer Dispersion aus PolytetrafUiorälhylcn-Polymcrcn besprüht. Die beschichteten Klingen wurden zusammen mit den Vergleichsklingen unter einer Schutzatmosphäre bei 371⁰C während 18 Minuten gesintert. Die erfindungsgemäßen Klingen wurden einem Rasurtest gegenüber den Vergleichsklingen für eine Periode von 10 Rasuren unterzogen. Eine statistische Analyse der kumulativen Daten über die 10 Rasuren zeigte, daß ein beträchtlicher Vorzug für die ciimdungsgcmäßcn Klingen bestand. Bei der 10. P.asur konnten beide Arten \on Klingen als immer

loch rasierfähig bezeichnet werden, wobei die erfin-Jungsgcmäßcn Klingen hinsichtlich der Rasierqualitäl :lwas höher als die Klingen aus korrosionsbeständigem Stahl bewertet wurden.

Beispiel 2

Klingen wurden in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 bis zur Schlcifbchandlung hergestellt. Die erhaltenen Klingen, die Kantcnwinkcl von etwa 25,2° und Körperhärten von etwa 905 Vickcrs hatten, wurden dann gereinigt und mit einer dünnen Chromschicht überzogen. Die chrombeschichtetcn Klingen wurden zusammen mit Vcrglcichsklingen aus korrosionsbestän-

digem Stahl (mit etwa 0,6% Kohlenstoff und 13,5°/₀ Chrom) mit einer Tetrafluoräthylentelomer-Dispersion besprüht und unter einer Argonatmosphäre während 10 Minuten bei 371⁰C gesintert. Beim Rasurtest dei chrombeschichtetcn Klingen für 10 Rasuren gegenübei den Vcrgleichsklingcn zeigte eine statistische Analyse der kumulativen Daten, daß ein wesentlicher Vorzug für die chrombeschichteten Klingen bestand. Bei dei 10. Rasur wurden die Klingen immer noch als rasier ίο fähig bewertet, wobei die chrombeschichteten Klinger hinsichtlich der Rasicrqualität höher bewertet wurder als die Verglcichsklingen aus korrosionsbeständigen Stahl.

209642/:

Claims (8)

1 2 jenigen einer Kohlenstoffstahlklinge gleichkommen, Patentansprüche: wenn sie mit einem Überzug versehen sind. In den vergangenen Jahren wurden die Rasiereigen-

1. Rasierklinge mit einer Schneidkantenhärte schäften von Rasierklingen dadurch wesentlich verüber 700 Vickers-Einheiten (Last 3 kp) nach dem 5 bessert, daß auf die Schneidkante Polymerüberzüge Anlassen auf 400⁰C, bestehend aus aufgebracht wurden (USA.-Patentschrift 3 071 856,

η ί κ,ν I/to/ v~ui^„*~tt deutsche Auslegeschrift 1147141), beispielsweise Fluor-

0,7 bis l,4^u/o Kohlenstoff, ... _ £ . „ . . u « ι ui

ο U-- το/ Au ~ kohlesstoffe. Zum Aufbringen solcher Fluorkohlen-

λ bis ι I₀ Chrom, __, .. , . , «i _, . ,

η-τκ.-οόο/ er ·. ~ stoffuberzuge und insbesondere von Polymeren und

u,7 bis 2^u/₀ Silizium, _. , ^β , .., ., , , , . f . ....

0 bis 1°/ Manean ^l0 *elomeren von höherem Molekulargewicht auf KIm-

genkanten müssen die Überzüge bei erhöhten Tempera-Rest Eisen und erschmelzungsbedingte Verunreini- türen von z. B. 228 bis 426⁰C gesintert werden. Solche gungen. . Temperaturen bewirken eine Erweichung der Kohlen-

2. Rasierklinge nach Anspruch 1 mit der Maß- stoffstähle und auch von korrosionsbeständigen Stähgabe, daß der Siliziumgehalt 0,9 bis 1,6 % beträgt. 15 len, wodurch die Rasiereigenschaften nachteilig be-

3. Rasierklinge nach Anspruch 2 mit der Maß- einflußt werden. Die korrosionsbeständigen Stähle gäbe, daß der Kohlenstoffgehalt 0,70 bis 1,2% können den Sintertemperaturen besser als die Kohlen- und der Chromgehalt 4 bis 7% beträgt. stoffstähle standhalten, so daß die meisten Anwen-

4. Rasierklinge nach Anspruch 2 mit der Maß- düngen solcher Überzüge auf die ersteren vorgenomgabe, daß der Kohlenstoffgehalt 0,9 bis 1,4% ^un^ ²° ^men wurden. Obwohl die korrosionsbeständigen der Chromgehalt 2 bis 4% beträgt. Stähle den Sintertemperaturen besser standhalten

5. Rasierklinge nach den vorhergehenden An- können, halten es die meisten Hersteller immer noch Sprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß deren für notwendig, zu Maßnahmen, wie Vergrößerung des Schneidkante einen dünnen Chromüberzug trägt. Klingenwinkels, z. B. auf mehr als 26°, Zuflucht zu

6. Rasierklinge nach den vorhergehenden An- 25 nehmen, um einen Ausgleich für die Erweichungssprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine wirkung zu schaffen, und die Kante mit ausreichender Schneidkante derselben mit einem polymeren Fluor- Festigkeit auszustatten. Trotz einer solchen Erweikohlenstoff beschichtet ist, der aufgesintert wurde. chung und ungünstiger Gegenmaßnahmen konnte

7. Rasierklinge nach Anspruch 6, dadurch ge- durch die Fluorkohlenstoffüberzüge immer noch eine kennzeichnet, daß der polymere Fluorkohlenstoff 30 wesentliche Verbesserung im Rasierkomfort und in der Polytetrafluorethylen ist. Rasierleichtigkeit erzielt werden. Der Nutzen solcher

8. Rasierklinge nach den vorhergehenden An- Überzüge würde sich natürlich noch steigern lassen, Sprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen wenn sie aufgebracht werden könnten auf Klingen, Kantenwinkel zwischen 18 und etwa 26° hat. (1) die anfänglich die mechanischen Eigenschaften

35 einer Kohlenstoffstahlklinge hatten, (2) welche eine gute Korrosionsbeständigkeit haben und (3) eine er-

höhte Widerstandsfähigkeit gegen Erweichung bei

höheren Temperaturen aufweisen.

Es ist ferner eine Legierung bekannt (britische Patent-

40 schrift 785004), die aus 2 bis 30% Chrom, 0,1 bis 1 %

Gewöhnlich werden Rasierklingen aus Stahlblech Mangan, 0,1 bis 6% Silizium, 0,05 bis 1% Kohlen-

mit einer Dicke von etwa 0,075 bis 0,375 mm her- stoff und Rest Eisen besteht. Diese Legierung wird

gestellt (deutsche Audegeschrift 1 147 l4l). Die aber ausschließlich zur Herstellung von Uhrfedern

Schneidkanten sind im allgemeinen keilförmig aus- verwendet.

gebildet und weisen einen geschlossenen Winkel 45 Es ist schließlich auch eine Rasierklinge mit einer zwischen etwa 14 und 35° auf. Die bevorzugten Klingen Vickers-Härte von 650 bis 900 in Form eines Stahlhaben normalerweise Keilwinkei zwischen etwa 18 und banges bekannt (USA.-Patentschrift 3 254 971), das 26°. D^;e Flächen der Seiten der Schneidkanten er- aus einer Legierung mit 0,50 bis 1,30% Kohlenstoff, strecken sich von der Endkante um einen Betrag von nicht über 0,60% Chrom, vorzugsweise nicht über bis 2 5 mm oder mehr zurück und können eine Facette so 0,15% Chrom, Rest Eisen besteht, die auch geringe oder mehre'e Facetten je nach der Zahl der Schleif- Mengen an Mangan und Silizium enthalten kann, und Honbehandlungen, die bei ihrer Herstellung an- Dieses Stahlband ist in einem Magazin auf einer Rolle gewendet werden, aufweisen. Die Endfacette, d. h. die aufgewickelt und wird von dieser Rolle durch den Facette in unmittelbarer Nachbarschaft der Endkante Rasierapparat geführt und auf einer zweiten Rolle aufkann eine Breite von nur 0,0075 mm oder sogar we- 55 gewickelt, wobei das Band sehr scharf gebogen wird, niger im Vergleich zum Durchmesser eines Bart- Um eine Verminderung der Härte infolge der scharfen haares haben, derim Durchschnitt etwa 0,1 bis0,125mm Biegung zu vermeiden, wird dieses Stahlband mit einer beträgt, während die Dicke der Endkante selbst ge- Metallschicht aus Nickel, Kupfer, Eisen, Gold oder wohnlich geringer ist als 6000 Angström-Einheiten und Silber beschichtet, die bei einer Temperatur oberhalb vorzugsweise weniger als 2500 Ängström-Einhciten. 60 der Härtetemperatur des Stahls schmilzt. Die Her-Infolge dieser geringen Dicke ist die Endkante außer- stellung eines solchen Stahlbandes ist verhältnismäßig ordentlich empfindlich gegen Beschädigungen durch aufwendig.

mechanischen Bruch oder Korrosion. Bei korrosions- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., eine Rabeständigen Stählen ist zwar die Wirkung der Korro- sierklinge zu schaffen, deren mechanische Eigension verringert, jedoch sind die: mechanischen Eigen- 65 schäften, insbesondere deren Härte, mit denjenigen schäften, insbesondere die Härte, im allgemeinen nicht der besten, aus Kohlenstoffstahl hergestellten Rasierso gut wie bei den Kohlenstoffstählen, und ihre Rasier- klingen vergleichbar ist, wobei deren Lebensdauer mit cicenschaften können im allgemeinen nur dann dem- derjenigen von Rasierklingen aus korrosionsbcstän-