ITUA20163471A1 - Materiale per la fabbricazione di lame, in particolare per coltelleria - Google Patents

Materiale per la fabbricazione di lame, in particolare per coltelleria Download PDF

Info

Publication number
ITUA20163471A1
ITUA20163471A1 ITUA2016A003471A ITUA20163471A ITUA20163471A1 IT UA20163471 A1 ITUA20163471 A1 IT UA20163471A1 IT UA2016A003471 A ITUA2016A003471 A IT UA2016A003471A IT UA20163471 A ITUA20163471 A IT UA20163471A IT UA20163471 A1 ITUA20163471 A1 IT UA20163471A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
weight
blades
tungsten carbide
composition
sintering
Prior art date
Application number
ITUA2016A003471A
Other languages
English (en)
Inventor
Alessandro Colombatto
Original Assignee
Turmond S P A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Turmond S P A filed Critical Turmond S P A
Priority to ITUA2016A003471A priority Critical patent/ITUA20163471A1/it
Publication of ITUA20163471A1 publication Critical patent/ITUA20163471A1/it

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C29/00Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
    • C22C29/02Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
    • C22C29/06Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
    • C22C29/08Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on tungsten carbide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26BHAND-HELD CUTTING TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B26B9/00Blades for hand knives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Knives (AREA)

Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “MATERIALE PER LA FABBRICAZIONE DI LAME, IN PARTICOLARE PER COLTELLERIA”
Settore Tecnico dell’Invenzione
La presente invenzione è relativa ad un materiale per la fabbricazione di lame, specificatamente ma non esclusivamente di lame per coltelleria Con il termine di “coltelleria” qui e di seguito si deve intendere un insieme di strumenti di taglio manuale, come coltelli, in particolare coltelli da caccia o da collezione, coltelli da combattimento, forbici e, ancora più particolarmente, forbici e coltelli per utilizzo professionale , sportivo , domestico ed industriale.
Tecnica Nota
I materiali oggi utilizzati per la fabbricazione di lame per coltelleria, quali la lama di coltelli o le due lame di un paio di forbici, consistono quasi esclusivamente in una serie di acciai inossidabili, in genere legati al cromo, nichel, nichel-cromo, cromo-molibdeno e loro combinazioni.
Questi acciai inossidabili forniscono delle lame generalmente soddisfacenti per gli impieghi casalinghi o di sartoria, ma possono risultare insoddisfacenti per applicazioni professionali, quali caccia e pesca, il combattimento, la pesca subacquea o più in generale l’utilizzo per strumenti di lavoro manuali, come ad esempio coltelli o forbici di generale utilizzo quotidiano nell’industria.
Gli acciai inossidabili, infatti, da una parte possono presentare una durezza insufficiente, anche se temprati, per garantire una affilatura della lama prolungata nel tempo in vista delle utilizzazioni sopra elencate; e dall’altra parte, venendo spesso a contatto con materiali organici, possono macchiarsi se non, alla lunga, dopo anni di utilizzo ed una manutenzione magari non accurata, presentare tracce di corrosione.
Anche nel campo dei coltelli da collezione, l’acciaio inossidabile può risultare insoddisfacente, in quanto con il tempo può andare soggetto a macchiarsi.
È anche noto realizzare strumenti da taglio industriali, quali ad esempio lame a disco, con materiali diversi dall’acciaio, ad esempio carburo di tungsteno, comunemente commercializzato con il marchio “Widia®”.
Tuttavia, mai nessuno ha pensato di utilizzare tale materiale per la coltelleria, ancorché solamente per uso professionale. Questo è dovuto non solo al costo relativamente elevato, quanto più al fatto che tale materiale è più duro dell’acciaio, ma è piuttosto fragile, per cui lame per coltelleria realizzate con il carburo di tungsteno utilizzato per la fabbricazione di strumenti da taglio industriali correrebbero, nell’uso comune, il forte rischio di subire danneggiamenti, come criccature o scalfitture, quando non di rompersi.
Le lame per coltelleria devono inoltre essere molto affilate e presentano un filo sottilissimo e che deve essere il più regolare possibile. Le composizioni in carburo di tungsteno per uso comune nell’industria fornirebbero invece un filo irregolare, in quanto, durante l’affilatura, anche se effettuata con mole diamantate, i cristalli di carburo di tungsteno, essendo molto duri, non si tagliano, ma vengono “strappati” dalla matrice metallica.
Dunque, nella tecnica non è mai stato investigato o proposto l’uso di un materiale a base di carburo di tungsteno per la fabbricazione di lame per coltelleria.
Sintesi dell’Invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di fornire un materiale per la fabbricazione di lame, specificatamente ma non esclusivamente di lame per coltelleria, ove con il termine “coltelleria” si deve intendere un insieme di strumenti di taglio manuale come sopra specificati.
L'invenzione è dunque relativa ad un materiale per la fabbricazione di lame, specificatamente ma non esclusivamente di lame per coltelleria, nonché ad un metodo di fabbricazione di tali lame per sinterizzazione utilizzante tale materiale, come definiti nelle rivendicazioni allegate.
Breve Descrizione dei Disegni
La presente invenzione sarà ora descritta più in dettaglio con riferimento all’esempio pratico non limitativo di attuazione seguente e con riferimento alle figure 1 e 2 dei disegni annessi, in cui:
- La figura 1 illustra uno schema a blocchi del metodo di ottenimento di una lama specificatamente ma non esclusivamente per coltelleria secondo l’invenzione; e
- Le figure 2 e 3 illustrano due microfotografie di una medesima lama realizzata utilizzando carburo di tungsteno per uso industriale, comunemente reperibile in commercio (figura 2) e utilizzando carburo di tungsteno di un tipo selezionato secondo l’invenzione (figura 3).
Descrizione Dettagliata
La descrizione che segue ed i relativi esempi sono qui riportati a titolo di illustrazione, e non sono intesi a limitare l'invenzione.
L’invenzione concerne un materiale per la fabbricazione di lame, specificatamente ma non esclusivamente di lame per coltelleria, consistente in una composizione per sinterizzazione a base di carburi di tungsteno (essenzialmente WC ed eventualmente W2C).
Secondo un aspetto dell’invenzione, tale composizione per sinterizzazione comprende inoltre dal 2% al 30% in peso di cobalto e preferibilmente comunque più del 10% di cobalto, il resto, a meno di eventuali impurezze, essendo costituito da almeno un carburo di tungsteno (WC o W2C o loro miscele) con l’aggiunta di una percentuale definita di carburo di cromo.
In particolare, il materiale secondo l’invenzione comprende più dell’1% in peso di carburo di cromo e preferibilmente comprende almeno il 2% in peso e ancora più preferibilmente fino al 5% in peso di carburo di cromo calcolato sul totale del contenuto in cobalto, carburi di tungsteno e cromo.
Inoltre, secondo un ulteriore ed importante aspetto dell’invenzione, la granulometria del carburo/i di tungsteno utilizzato/i è tutta inferiore a 3 micron, cioè non sono presenti nella polvere di carburi di tungsteno per sinterizzazione selezionati secondo l’invenzione granuli di dimensioni pari o superiori ad 3 micron e preferibilmente la granulometria del carburo/i di tungsteno utilizzato/i è tutta inferiore a 1 micron.
Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, la composizione granulometrica del selezionato carburo di tungsteno, ovvero della selezionata miscela di carburi di tungsteno utilizzati secondo l’invenzione, è compresa tra 0,6 e 0,8 micron, cioè non sono presenti granuli di dimensioni inferiori a 0,6 micron o superiori a 0,8 micron.
Secondo un importante aspetto dell’invenzione, il contenuto di cobalto del materiale costituente la composizione per sinterizzazione a base di uno o più carburi di tungsteno è non inferiore al 20% in peso e non superiore al 25% in peso.
L’invenzione è inoltre relativa all’uso del materiale finora descritto per la fabbricazione di lame per coltelleria, in particolare di lame per coltelli o forbici per uso professionale quali coltelli da caccia, coltelli da combattimento, coltelli da collezione, strumenti da taglio per toelettatura di animali e/o la lavorazione delle pelli, come definiti nella introduzione.
Con riferimento alla figura 1, l’invenzione è infine relativa ad un metodo per la fabbricazione di lame, specificatamente ma non esclusivamente di lame per coltelleria, comprendente una serie di fasi, che sono schematizzate in figura 1 con dei blocchi.
In una prima fase, illustrata con il blocco indicato con 1, viene selezionato un carburo di tungsteno in granuli contenente WC e/o W2C e avente una granulometria tutta inferiore ad 1 micron e preferibilmente compresa tra 0,6 e 0,8 micron.
Successivamente, nella fase illustrata con un blocco indicato con il numero 2, viene preparata in modo noto una composizione per sinterizzazione avente come componente principale il carburo di tungsteno precedentemente selezionato e comprendente anche dal 2% in peso al 30% in peso di cobalto e almeno lo 1% in peso di carburo di cromo, il resto essendo costituito dal carburo di tungsteno precedentemente selezionato, oltre ad eventuali impurezze.
In tale fase 2 viene anche aggiunto alla composizione di carburi di tungsteno e cromo e di cobalto una cera, ad esempio paraffina, nella misura del 2% in peso , calcolato sul peso totale della composizione o almeno sul peso del solo carburo di tungsteno.
Ancora successivamente, la composizione per sinterizzazione contente preferibilmente anche la cera, viene formata nella fase indicata con il blocco numerato come 3, ad ottenere almeno un semilavorato 4 avente già la forma di una lama desiderata; tale fase di formatura del semilavorato 4 prevede una fase di formatura sotto pressione mediante uno stampo ed una relativa pressa di un blocco di materiale da sinterizzare o “verde” eseguita con una pressione compresa tra 1.000 e 1.500 Kg/cm<2>e per un tempo compreso tra 1 e 10 secondi. Successivamente, dal blocco di composizione per sinterizzazione ottenuto con la pressatura viene tagliato il semilavorato 4, ad esempio mediante utensili diamantati.
Infine, nel blocco indicato con 5 viene eseguita una fase di sinterizzazione ad alta temperatura (1.300-1.500°C) in forno dell’almeno un semilavorato 4, ottenendo una lama 6.
La lama 6 così ottenuta viene poi sottoposta ad una fase di affilatura e finitura (ad esempio lucidatura) nel blocco indicato con 7.
L’invenzione viene ora ulteriormente descritta con riferimento al seguente esempio pratico di attuazione, che è puramente esemplificativo e non limitativo dell’invenzione stessa.
ESEMPIO
Vengono preparate due miscele o composizioni per sinterizzazione aventi la seguente, medesima, composizione percentuale in peso:
78% carburo di tungsteno CW;
20% cobalto Co;
2% carburo di cromo Cr3C2;
a entrambe tali miscele viene addizionato il 2% in peso, calcolato sul peso totale della composizione, di cera di paraffina.
Nella composizione che viene contrassegnata con “1” si utilizza carburo di tungsteno commerciale, di granulometria generalmente superiore a 3 micron; nella composizione che viene contrassegnata con “2” si utilizza carburo di tungsteno appositamente selezionato, avente granulometria tutta inferiore a 3 micron e nella fattispecie compresa tra 0,8 e 2 micron.
802 grammi di ciascuna composizione vengono introdotti in uno stampo e pressati in un blocco parallelepipedo sotto una pressione di 1200 Kg/cm2per 10 secondi. Da ciascun blocco stampato viene tagliata con mola diamantata una medesima lama di coltello della lunghezza di 25 cm e larghezza di 4 cm e dello spessore di 3 mm, del peso di 328 grammi.
Questo semilavorato “verde” viene poi sinterizzato in forno convettivo ad una temperatura di 1.400°C per 20 ore.
Le due lame di coltello sinterizzate sono state poi affilata mediante mola diamantata e lucidate; dal filo tagliente ottenuto sono stati ricavati in diverse posizioni dei provini metallografici; i risultati ottenuti sono mostrati nelle microfotografie di figure 2 e 3.
Come è evidente, il filo ottenuto sulla lama realizzata con la composizione “2” è sorprendentemente regolare, presumibilmente grazie alle ridottissime dimensioni granulometriche del carburo di tungsteno di partenza, mentre così non è per il filo della lama ottenuta con la composizione “1” a base di carburo di tungsteno non selezionato in base alla sua composizione granulometrica.
Le lame ottenute sono state sottoposte anche a test di durezza Wickers e a test di impatto secondo le norme UNI, ottenendo valori di 1150 HV e di 71HRC. Il valore di durezza ottenuto è inferiore al carburo di tungsteno sinterizzato commerciale, ma pur sempre superiore di circa il 30% alla durezza di un acciaio per lame standard a sostanziale parità di tenacità.
Infine, le lame ottenute sono state posta a contatto con materiale organico (carne di maiale) per 2 giorni ed esaminate; non si sono riscontrate macchie o altre alterazioni permanenti.
La specifica composizione per sinterizzazione secondo l’invenzione porta dunque ad ottenere lame migliori di quelle in acciaio, dure ma tenaci. Tuttavia, si riscontra sorprendentemente una assoluta criticità per quanto riguarda l’operazione di affilatura; se il carburo di tungsteno di partenza non è di selezionata granulometria molto fine il filo risulta irregolare e rende la lama inadatta ad effettuare tagli netti e senza sbavature.
Gli scopi del trovato sono dunque pienamente raggiunti.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Materiale per la fabbricazione di lame, specificatamente ma non esclusivamente di lame per coltelleria, consistente in una composizione per sinterizzazione a base di carburi di tungsteno, caratterizzato dal fatto di comprendere dal 2% al 30% in peso di cobalto, il resto, a meno di eventuali impurezze, essendo costituito da un carburo di tungsteno con l’aggiunta di una percentuale definita di carburo di cromo.
  2. 2. Materiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende più dell’1% in peso di carburo di cromo
  3. 3. Materiale secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che contiene almeno il 2% in peso di carburo di cromo.
  4. 4. Materiale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la granulometria del carburo di tungsteno è tutta inferiore ad 1 micron.
  5. 5. Materiale secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la composizione granulometrica del carburo di tungsteno è compresa tra 0,6 e 0,8 micron.
  6. 6. Materiale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che contiene cobalto in misura non inferiore al 20% in peso.
  7. 7. Uso di un materiale secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, per la fabbricazione di lame per coltelleria, in particolare di lame per coltelli o forbici per uso professionale quali coltelli da caccia, coltelli da combattimento, coltelli da collezione, strumenti da taglio per toelettatura di animali e/o la lavorazione delle pelli.
  8. 8. Metodo per la fabbricazione di lame, specificatamente ma non esclusivamente di lame per coltelleria, comprendente le fasi di: - selezionare un carburo di tungsteno in granuli aventi una granulometria tutta inferiore a 3 micron; - preparare una composizione per sinterizzazione avente come componente principale il carburo di tungsteno precedentemente selezionato e comprendente dal 2% in peso al 30% in peso di cobalto e almeno lo 1% in peso di carburo di cromo, il resto essendo costituito dal carburo di tungsteno precedentemente selezionato, oltre ad eventuali impurezze; - formare sotto pressione almeno un semilavorato avente già la forma di una lama desiderata; - sinterizzare ad alta temperatura in forno il detto almeno un semilavorato; e - affilare e finire una lama così ottenuta.
  9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che per formare sotto pressione il detto almeno un semilavorato viene aggiunta alla detta composizione per sinterizzazione una cera.
  10. 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la composizione per sinterizzazione a base di carburo di tungsteno include inoltre il 2 % in peso di una cera, calcolato sul peso totale di carburo di tungsteno o sul peso totale della composizione.
ITUA2016A003471A 2016-05-16 2016-05-16 Materiale per la fabbricazione di lame, in particolare per coltelleria ITUA20163471A1 (it)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUA2016A003471A ITUA20163471A1 (it) 2016-05-16 2016-05-16 Materiale per la fabbricazione di lame, in particolare per coltelleria

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUA2016A003471A ITUA20163471A1 (it) 2016-05-16 2016-05-16 Materiale per la fabbricazione di lame, in particolare per coltelleria

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITUA20163471A1 true ITUA20163471A1 (it) 2017-11-16

Family

ID=56940185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITUA2016A003471A ITUA20163471A1 (it) 2016-05-16 2016-05-16 Materiale per la fabbricazione di lame, in particolare per coltelleria

Country Status (1)

Country Link
IT (1) ITUA20163471A1 (it)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3995270A4 (en) * 2019-07-03 2023-08-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. KITCHEN KNIFE AND BLADE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1924753A1 (de) * 1968-05-15 1969-11-27 Fansteel Inc Hartmetall-Zusammensetzung
DE3936129A1 (de) * 1988-10-31 1990-05-03 Mitsubishi Metal Corp Klingenteil aus zementiertem carbid auf basis von wolframcarbid fuer schneidwerkzeuge sowie verfahren zur herstellung desselben
US5787773A (en) * 1992-12-31 1998-08-04 Penoza; Frank J. Hand shear
US20060090603A1 (en) * 2004-09-24 2006-05-04 Kai U.S.A., Ltd., Dba Kershaw Knives Knife blade manufacturing process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1924753A1 (de) * 1968-05-15 1969-11-27 Fansteel Inc Hartmetall-Zusammensetzung
DE3936129A1 (de) * 1988-10-31 1990-05-03 Mitsubishi Metal Corp Klingenteil aus zementiertem carbid auf basis von wolframcarbid fuer schneidwerkzeuge sowie verfahren zur herstellung desselben
US5787773A (en) * 1992-12-31 1998-08-04 Penoza; Frank J. Hand shear
US20060090603A1 (en) * 2004-09-24 2006-05-04 Kai U.S.A., Ltd., Dba Kershaw Knives Knife blade manufacturing process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3995270A4 (en) * 2019-07-03 2023-08-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. KITCHEN KNIFE AND BLADE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101456216B (zh) 一种激光焊接金刚石圆锯片及制备方法
WO2011041693A4 (en) Cutting elements configured to generate shear lips during use in cutting, earth-boring tools including such cutting elements, and methods of forming and using such cutting elements and earth-boring tools
CN105234842B (zh) 一种金刚石树脂磨具材料和金刚石树脂砂轮
TWI532577B (zh) 模具用鋼材之硏磨性評估方法以及模具之硏磨性的評估方法
EP2105266A2 (en) Blade using ultra-hard microscopic particles
US9593398B2 (en) Hardened cobalt based alloy jewelry and related methods
ITUA20163471A1 (it) Materiale per la fabbricazione di lame, in particolare per coltelleria
Wright Simulated use of experimental maize grinding tools from southwestern Colorado
CN107775545A (zh) 一种不锈钢大浇口磨削专用强力砂带及其制造方法
US6447569B1 (en) Diamond containing edge material
CN104647404A (zh) 刀具及该刀具的制造方法
CN204640246U (zh) 刀具
DE602007006512D1 (de) Zwischenprodukt für die herstellung für schleif- oder schneidwerkzeuge
KR20170092687A (ko) 수명이 긴 서멧 코팅된 크레이핑 블레이드
CN106272985B (zh) 一种用于切割花岗岩的金刚石圆锯片
US2132373A (en) Method of making helical blades
US20040035058A1 (en) Abrasive solid
CN104073722B (zh) 一种复合粉体材料及其制备方法与应用
US78834A (en) William sanderson
Strel’chuk et al. The energy intensity analysis of the diamond-spark grinding of the WolKar nanostructural hard alloy
Islak et al. Wear characteristics of circular cBN/diamond saws produced by hot pressing
Rezi WEAPON IN THE ATTIC. A LATE BRONZE AGE SWORD REDISCOVERED
DE409679C (de) Kuenstliche Schleifmasse
Rajczyk et al. Research to Evaluate the Effectiveness of the Diamond Disc for Grinding the Granite Surface
DE202006014223U1 (de) Extrem genaue und extrem scharfe Schneidkanten aus ultraharten Schneidstoffen (Diamant, CVD und kubischem Bornitrit)