MX2011002850A - Revestimientos para implementos de corte. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan implementos de corte revestidos que tienen incrementada longevidad, resistencia a corrosión y manchas, color y apariencia uniformes y lisos, y/o reducida fricción entre las cuchillas de corte. Los revestimientos en los implementos de corte tienen por lo menos dos capas. La primera capa es una capa basada en metal que imparte dureza o resistencia al desgaste al implemento de corte. La segunda capa comprende un polímero orgánico o inorgánico.

Description

REVESTIMIENTOS PARA IMPLEMENTOS DE CORTE REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de patente Provisional de los E.U.A. no. de Serie 61/098,402 presentada el 19 de septiembre del 2008, toda la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a implementos de corte, incluyendo implementos de corte de una sola hoja y hojas complementarias, tales como cuchillos, cortadores de aspas helicoidales, tijeras, cizallas, cortadoras de papel tipo guillotina y cortadoras de papel estilo giratorio. Más particularmente, la presente invención se refiere a un revestimiento para estos implementos de corte.

ANTECEDENTES Se ha dedicado sustancial esfuerzo en mejorar la construcción y operación de implementos de corte para uso doméstico, industrial, de cocina, artesanales o de oficios, deportivos y de oficinas. Las demandas siempre crecientes se han impuesto en los fabricantes de estos productos para aumentar la facilidad de uso, la resistencia al desgaste, y la facilidad con la cual pueden limpiarse los productos, mientras que se mantenga un precio competitivo. Por ejemplo, tijeras típicas de uso doméstico y de oficina han sido incapaces de lograr un borde de corte de larga duración, que soporte la amplia variedad de productos que se cortan, a un precio competitivo. Consecuentemente, se desean mejoras continuas en implementos de corte.

BREVE COMPENDIO Un objeto de la presente invención es proporcionar un implemento de corte que tiene un revestimiento que proporciona una o más de mejorada resistencia al desgaste, mejorada dureza, apariencia agradable, reducido esfuerzo para el usuario, e incrementada resistencia a manchas.

En una modalidad, la invención es un implemento de corte que comprende: al menos una cuchilla de corte que tiene una superficie y un borde de corte; y un revestimiento colocado sobre en la superficie de la cuchilla de corte, el revestimiento tiene: (a) una primera capa en contacto con la superficie, la primera capa comprende nitruros, carburos y/o carbonitruros de un metal seleccionado del grupo que consiste de titanio, cromo o una combinación de los mismos; y (b) una segunda capa, superpuesta a la primera capa, la segunda capa comprende un polímero que está libre de, o sustancialmente libre de, fluoruro.

Las anteriormente descritas y otras características y ventajas de la presente invención se apreciarán y comprenderán por aquellos con destreza en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada, dibujos, y reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una primera vista lateral de una modalidad ejemplar de un par de tijeras; La Figura 2 es una segunda vista lateral opuesta de la Figura 1 ; Las Figuras 3 y 4 son vistas laterales de las cuchillas de las tijeras de la Figura 1 ; La Figura 5 es una sección transversal de la cuchilla de la Figura 1 .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Un aspecto de la presente invención proporciona revestimientos que pueden proporcionar las cuchillas y/o bordes de corte de un implemento de corte con características de fuerza, dureza, resistencia al desgaste, así como propiedades no adherentes. Con base en parte en estas características, un implemento revestido puede tener longevidad sustancialmente aumentada, resistencia a corrosión y manchas, una apariencia y color lisos y uniformes, y/o fricción reducida entre las cuchillas de corte durante el uso. Los revestimientos tienen cuando menos dos capas. La primera capa es una capa con base en metal, que imparte dureza o resistencia al desgaste al implemento de corte. La segunda capa comprende un polímero inorgánico u orgánico que puede impartir propiedades no adherentes al implemento de corte.

Primera Capa: La primera capa del revestimiento comprende compuestos de metal con base en titanio o cromo o ambos. Dependiendo del método de revestimiento empleado, y las condiciones del proceso empleadas, los compuestos de metal pueden ser nitruros, carburos y/o carbonitruros. Por ejemplo, cuando el revestimiento se forma por deposición de fase física (PVD = Physical Vapor Deposition) bajo una atmósfera de nitrógeno, los compuestos de metal serán nitruros tales como nitruro de titanio (TiN), nitruro de cromo (CrN), y/o especies de metal mixtas, tales como nitruro de titanio cromo (TiCrN). Si se aplican tanto titanio como cromo como un revestimiento bajo una atmósfera de nitrógeno, una cantidad de compuestos de especies mixtas, tal como nitruro de titanio cromo (TiCrN), también puede producirse junto con el TiN y CrN.

En forma alterna, si una fuente de carbono se utiliza para preparar la primera capa del revestimiento, los compuestos de metal incluirán carburos que incluyen carburo de titanio (TiC9), carburo de cromo (CrC), y/o especies de metal mixtas tal como carburo de titanio de cromo (TiCrC). Si ambas fuentes de nitrógeno y carbono se utilizan para preparar el revestimiento, entonces compuestos de carbonitruro, incluyendo carbonitruro de titanio (TiCN), carbonitruro de cromo (CrCN), y carbonitruro de titanio cromo (TíCrCN), también pueden formarse.

El CrC es un material extremadamente duro, similar al carburo de tungsteno. CrC puede clasificarse como un refractario y un cerámico. El TiC es un material extremadamente duro, similar al carburo de tungsteno. Al igual que el CrC, el TiC puede clasificarse como un refractario y un cerámico.

A menos que se establezca de otra forma, compuestos de metales de especies mixtas se considerarán como una proporción de peso de 50:50 de los compuestos de especies no mixtas, cuando se calcula la proporción en peso de las especies de titanio y cromo en la especificación y las reivindicaciones. En otras palabras, por conveniencia, cualquier TiCrN presente se considerará una mezcla 50:50 de TiN.CrN. Por ejemplo, una composición que consiste de 42 g de ???, 42 g CrN y 8 g TiCrN se considerará aquí como una proporción en peso de 50:50 de TiN:CrN.

La primer capa del revestimiento se coloca convenientemente en una o más aspas de un implemento de corte de manera tal qu los revestimientos forman una unión metalúrgica con las aspas, que resisten descamado, formación de ampollas, desportillado y desprendimiento. En algunas modalidades, el revestimiento puede absorberse en la capa superficial del metal de cuchillas de un implemento de corte. La primera capa convenientemente liga a una variedad de capas no adherentes, incluyendo capas que contienen uno o más de silanos, alcóxidos, alcanos, alquídicos y oxalquídicos.

Las proporciones de los compuestos que contienen cromo a los compuestos que contienen titanio en la primera capa de los revestimientos, pueden variar sobre un intervalo significante. Por ejemplo, en algunas modalidades, la primera capa del revestimiento comprende carburos de titanio, nitruros de titanio y/o carbonitruros de titanio, en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 80 por ciento en peso (% en peso) y carburo de cromo, nitruros de cromo y/o carbonitruros de cromo en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 80 por ciento en peso. Esto incluye revestimientos en donde la primera capa comprende carburos de titanio, nitruros de titanio y/o carbonitruros de titanio, en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50 por ciento en peso y carburos de cromo, nitruros de cromo y/o carbonitruros de cromo en cantidades de aproximadamente 50 a 80 por ciento en peso. Por ejemplo, algunas modalidades de los revestimientos incluyen una primera capa que comprende carburos de titanio, nitruros de titanio y/o carbonitruros de titanio en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40 por ciento en peso y carburos de cromo, nitruros de cromo y/o carbonitruros de cromo en cantidades de aproximadamente 50 a 70 por ciento en peso.

En modalidades de la primera capa compuesta de una mezcla de carburos de titanio y carburos de cromo, la primera capa del recubrimiento puede incluir carburos de titanio en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 80 por ciento en peso y carburos de cromo en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 80 por ciento en peso. Esto incluye revestimientos en los que la primera capa comprende carburos de titanio en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50 por ciento en peso y carburos de cromo en cantidades de aproximadamente 50 hasta 80 por ciento en peso. Por ejemplo, algunas modalidades de los revestimientos incluyen una primera capa que comprende carburos de titanio en cantidades de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 40 por ciento en peso y carburos de cromo en cantidades de aproximadamente 50 hasta 70 por ciento en peso.

Utilizar una mezcla de carburos de titanio y carburos de cromo en la primera capa puede ser ventajoso debido a que algunos polímeros pueden tener una más fuerte afinidad con los átomos de carbono en un revestimiento de carburo, respecto a un revestimiento de nitrito, lo que proporciona mayor fuerza de adherencia entre las capas de revestimiento. Como tal, la segunda capa de los revestimientos puede ligar más fuertemente a la primera capa que si lo hiciera a un substrato de acero o acero inoxidable sin revestir.

En una modalidad particular, la primera capa del revestimiento comprende aproximadamente 30 por ciento en peso de carburo de titanio, nitruro de titanio y/o carbonitruro de titanio y aproximadamente 70 por ciento en peso de carburo de cromo, nitruro de cromo y/o carbonitruro de titanio. Por ejemplo, la primera capa puede comprender aproximadamente 30 por ciento en peso de carburo de titanio y aproximadamente 70 por ciento en peso de carburo de cromo.

En otra modalidad, la primera capa del revestimiento comprende aproximadamente 50 por ciento en peso de carburo de titanio, nitruro de titanio y/o carbonitruro de titanio y. aproximadamente 50 por ciento en peso de carburo de cromo, nitruro de cromo y/o carbonitruro de titanio. Por ejemplo, la primera capa puede comprender aproximadamente 50 por ciento en peso de carburo de titanio y aproximadamente 50 por ciento en peso de carburo de cromo.

Segunda Capa: La segunda capa de los presentes revestimientos comprende un polímero que puede proporcionar características de resistencia a corrosión y/o no adherentes a una superficie de cuchilla de corte. El polímero puede ser un polímero inorgánico (por ejemplo, cerámico) o polímero orgánico y, en algunas ' modalidades, el polímero está substancialmente libre, o completamente libre, de grupos o sustituyentes fluoruro. Polímeros libres de fluoruro convenientes pueden ser basados en silicio, por ejemplo, polisiloxanos, siliconas (por ejemplo, elastómeros de silicona), silanos, oxialquídicos, alquilhidróxidos, o sílices, incluyendo sílices amorfas, tales como se ilustra en las Patentes de los E.U.A. números 5,549,604; 6,228,921 ; 6,599,635; y la Publicación de la Solicitud de Patente de los E.U.A. US2006/0259033, todas las descripciones completas de las cuales se incorporan aquí por referencia. En una modalidad ejemplar, la segunda capa comprende una poliéter sulfona.

Otras modalidades de los revestimientos pueden utilizar un polímero basado en fluoruro (fluoropolímeros) como el material no adherente. Estos compuestos de fluoruro son bien conocidos e incluyen PTFE (politetrafluoroetileno), resina de polímero PFA (perfluoroalcoxi), o copolímero etilen-propileno fluorado FEP (Fluorinated ethylen-propylene). Revestimientos no adherentes PTFE pueden elaborarse, por ejemplo, por un revestimiento líquido aplicado directamente sobre la superficie de la primera capa del revestimiento; en ocasiones dos o tres capas de polímero se aplican. Utilizando este método, la primera capa del revestimiento se hornea en un horno de alta temperatura para retirar el líquido y asegurar que el revestimiento se adhiere a la superficie. El revestimiento terminado es un material no adherente durable y seco. Otros materiales y procesos similares se emplean comúnmente, como se ilustra en la Patente de los E.U.A. número 7,261 ,925, toda la descripción de la cual se incorpora aquí por referencia.

En algunas modalidades, el polímero es un revestimiento de sol-gel. El proceso sol-gel es una técnica química húmeda bien conocida para la fabricación de materiales (típicamente un óxido de metal) partiendo ya sea de una solución química (sol abreviatura de solución) o partículas coloides (sol por partículas de nanoescala) para producir una red integrada (gel). Precursores típicos son alcóxidos de metal y cloruros de metal, que se someten a hidrólisis y reacciones de policondensación para formar un coloide, un sistema compuesto por partículas sólidas (el tamaño en el intervalo de 1 nm a 1 nm) disperso en un solvente. El sol evoluciona entonces hacia la formación de una red continua inorgánica que contiene una fase líquida (gel). La formación de un óxido de metal involucra conectar los centros de metal con puentes oxo (M-O-M) O hidroxo (M-OH-M), generando de esta manera polímeros metal-oxo o metal-hidroxo en solución. El proceso de secado sirve para retirar la fase líquida del gel formando así un material poroso, después un tratamiento térmico (quemado) puede realizarse a fin de favorecer mayor policondensación y mejorar las propiedades mecánicas. Las Patentes de los E.U.A. números 6,599,635 y 6,228,921 proporcionan buenas descripciones de procesos de sol-gel que son útiles para la presente invención.

Estos revestimientos cerámicas no adherentes se conocen en la técnica, por ejemplo, Patente de los E.U.A. número 7,217,907; Publicación de Patente de los E.U.A. No. 2004/0253432; y WO 2006/096127, todas las cuales se incorporan aquí por referencia en su totalidad.

Propiedades de Revestimiento: La primera capa de los presentes revestimientos puede caracterizarse por su dureza, incluyendo dureza Vickers (VPN) y dureza de nanoindentación, y por su resistencia al desgaste, mientras que la segunda capa de los revestimientos puede caracterizarse por su adhesión-rayado.

En algunas modalidades de los revestimientos, la primera capa tiene una dureza Vickers de al menos 3.5 GPa. Esto incluye modalidades en donde la primera capa tiene una dureza Vickers de al menos dureza Vickers de al menos 4.0 MPa y además incluye modalidades en las que la primera capa tiene una dureza Vickers de al menos 4.5 MPa. Para los propósitos de esta descripción, la dureza Vickers se mide de acuerdo con la norma ASTM E384 (03.01 ). Más información con respecto a las mediciones de la dureza Vickers, se proporciona en los siguientes Ejemplos, a continuación. En algunas modalidades, la primera capa del revestimiento tiene una dureza no menor a ocho veces la de la cuchilla de corte sin revestir.

En algunas modalidades de los revestimientos, la primera capa tiene una dureza de nanoindentación de al menos aproximadamente 8 GPa. Esta incluye modalidades en las que la primera capa tiene una dureza de nanoindentación de al menos 10 GPa, además incluye modalidades en donde la primera capa tiene una dureza de nanoindentación de al menos 12 GPa, aún más incluye modalidades en donde la primera capa tiene una dureza de nanoindentación de al menos 20 GPa, y también incluye modalidades en donde la primera capa tiene una dureza de nanoindentación de al menos 25 GPa. Para los propósitos de esta descripción, la dureza de nanoindentación se mide de acuerdo con los métodos descritos en los ejemplos siguientes.

En algunas modalidades de los revestimientos, la primera capa tiene una resistencia al desgaste (velocidad de desgaste) no mayor a 100 micras3/minuto. Esto incluye modalidades en donde la primera capa tiene una resistencia al desgaste no mayor que aproximadamente 70 micras3/minuto y además incluye modalidades en donde la primera capa tiene una resistencia al desgaste no mayor que aproximadamente 30 micras3/minuto. Para los propósitos de esta descripción, la resistencia al desgaste se mide de acuerdo con ASTM G99-95a. Más información respecto a la medida de la resistencia al desgaste se proporciona en los Ejemplos, a continuación.

En algunas modalidades de los revestimientos, la segunda capa tiene una adhesión o adherencia-rayado de al menos 0.6 MPa. Esto incluye modalidades en las que la segunda capa tiene una adherencia-rayado de al menos 0.7 MPa, además incluye modalidades en las que la segunda capa tiene una adherencia-rayado de al menos 0.8 MPa, y aún más incluye modalidades en donde la segunda capa tiene una adherencia-rayado de al menos 0.9 MPa. Para los propósitos de esta descripción, la adherencia-rayado se mide de acuerdo con ASTM D7027-05 y ASTM C 1624. Más información respecto a la medida de la adherencia-rayado se proporciona en los Ejemplos, a continuación.

Color: Los presentes revestimientos pueden ajustarse a la medida para proporcionar un implemento de corte, tal como tijeras, con un color o apariencia estéticamente aceptables. Específicamente, el revestimiento puede diferenciar las cuchillas de corte que tienen un revestimiento de cuchillas sin revestir. Sin embargo, el revestimiento no requiere cambiar el color de las cuchillas al punto en que el consumidor no reconozca más tijeras revestidas como útiles para uso general doméstico y de oficina. Dependiendo de la naturaleza y cantidades relativas de los componentes en la primera y segunda capas de los revestimientos, algunas modalidades de los revestimientos pueden ser de apariencia plata, gris o carbón.

El color del revestimiento basado en titanio y/o cromo, depende de la especie química particular presente. Nitruro de titanio puede tener un color oro - bronce, nitruro de cromo puede tener un color plata, carburo de titanio puede ser gris - carbón y carburo de cromo puede ser plata. Acumulaciones de película más pesada hacen al nitruro de titano o al carburo de titanio más obscuro pero el color de nitruro de cromo y el carburo de cromo son menos sensibles al espesor. Exceso de gas fuente de carbón en la cámara PVD (PVD = Phisical Vapor Deposition) y la adición de otros metales pueden hacer más obscuro a un carburo.

Espesor: Los revestimientos pueden depositarse en un sustrato de cuchilla de corte con un espesor del revestimiento objetivo predefinido. Por ejemplo, el espesor del revestimiento puede tener un intervalo objetivo de aproximadamente 0.05 miera hasta aproximadamente 1 .0 miera. Por ejemplo, el revestimiento puede tener un intervalo de espesor desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 0.6 mieras. En algunas modalidades, el revestimiento puede tener un intervalo de espesor objetivo de aproximadamente 0.3 miera hasta aproximadamente 0.5 miera. Se contempla que el intervalo de espesor objetivo puede variar, por ejemplo, desde aproximadamente +/- 0.02 miera hasta aproximadamente +/- 0.15 miera, dependiendo del espesor objetivo, y aún estar dentro de un intervalo de desviación aceptable. Por ejemplo, con un espesor objetivo de 0.5 miera la desviación estándar puede ser de +/- 0.1 miera.

El revestimiento puede cubrir toda la superficie de la cuchilla, como en el caso donde el borde de corte se forma antes del proceso de revestimiento. En una modalidad alterna, un bisel en la cuchilla no se cubre por el revestimiento, como en el caso donde el bisel se forma después de que el proceso de revestimiento ha ocurrido. En esta modalidad, el borde de corte permanece revestido cuando se crea el bisel después de que la hoja se ha sometido al proceso de revestimiento. El bisel se puede fabricar por un proceso de mordentado o corte con metal.

Implementos de corte: Aunque los presentes revestimientos pueden aplicarse a una variedad de implementos de corte, para propósitos de ilustración, se describen a continuación como un revestimiento en un par de tijeras. En general, los presentes revestimientos son útiles para sustratos que comprenden diversos metales, tales como aceros termo tratados, aceros inoxidables termo tratados, y acero inoxidable 420 termo tratado. Ahora con referencia a las figuras y en particular a las Figuras 1 y 2, se ilustra un implemento de corte en la forma de un par de tijeras generalmente indicado por el número de referencia 10.

Las tijeras 10 tienen una primera mitad 12 conectada giratoria respecto a una segunda mitad 14. Las primeras y segundas mitades 12, 14 se conectan en forma giratoria por medios de conexión convencionales, tal como un tomillo 16 y un poste 18. La primera mitad 12 puede tener un mango 20 y una cuchilla 22. En forma similar, la segunda mitad 14 puede tener un mango 24 y una cuchilla 26. Cada cuchilla 22, 26 tiene un borde de corte 28. De preferencia, el borde de corte 28 se forma por medio de un bisel 30 colocado en cada cuchilla 22, 2. De esta manera, las tijeras 10 proporcionan un par de cuchillas de corte complementarias 22, 26 para productos de corte, tales como papel, cartón, cartulina o cartón Brystol, y otros. Los mangos 20, 24 de preferencia son sobremoldeadas sobre las cuchillas 22, 26. Sin embargo, deberá reconocerse que cada mitad 12, 14 de las tijeras 10 se describe que tienen mangos separadas 20, 24, sobremoldeados en las cuchillas 22, 26. Se contempla por la presente invención que cada mitad 12, 14 tiene una porción de cuchilla y mango unitarios. La cuchilla 22 se ilustra en la Figura 3, mientras que la cuchilla 26 se ilustra en la Figura 4. Las cuchillas 22, 26 de preferencia se elaboran de acero, más preferiblemente de acero inoxidable, tal como acero inoxidable 420. Además, las cuchillas 22, 26 pueden ser termo tratadas para incrementar adicionalmente la dureza de las cuchillas. Con referencia a la Figura 5, una sección transversal de la cuchilla 22 se ilustra. Como se muestra en la figura, el revestimiento 32 se coloca en la superficie 34 de la cuchilla 22.

El revestimiento 32 puede proporcionar bordes de corte 28 con características de resistencia, dureza, y resistencia al desgaste. La dureza incrementada de los bordes de corte 28 puede proporcionar tijeras 10 con una longevidad substancialmente incrementada, mientras que también proporciona a las tijeras con resistencia a corrosión, así como proporciona una apariencia y color lisos y uniformes. Por ejemplo, en algunas modalidades, las tijeras 10 que tienen un revestimiento 32 pueden someterse a ciclos de prueba de 10,000 aberturas y cierres, sin mostrar ningún signo de desgaste al revestimiento.

También habrá de reconocerse que el revestimiento 32 se ha descrito anteriormente a manera de ejemplo solamente que encuentra uso con un implemento de corte en la forma de tijeras 10. El revestimiento 32 puede proporcionar los beneficios anteriormente mencionados a otros implementos de corte. Por ejemplo, las Figuras 6 a 9 ilustran modalidades ejemplares alternas de implementos de corte, que tienen un revestimiento.

Otra modalidad ejemplar de un implemento de corte es un implemento en la forma de un cortador de papel estilo rotatorio. En una modalidad, un cortador de papel estilo rotatorio tiene una base y un mecanismo de corte rotatorio. La base puede tener un riel y una cuchilla de corte o yunque. El mecanismo de corte rotatorio tiene una cuchilla de corte circular colocada en un alojamiento. El alojamiento puede recibirse deslizablemente en el riel. Una segunda cuchilla se coloca en el alojamiento opuesta a la primera cuchilla. La primera cuchilla tiene un borde de corte formado en su periferia exterior, mientras que la segunda cuchilla tiene un borde de corte correspondiente. El mecanismo de corte rotatorio también se recibe en forma móvil sobre el riel, de manera tal que los dos bordes de corte puedan moverse en contacto entre si. De acuerdo con esto, la cortadora tiene un par de cuchillas de corte complementarias. De acuerdo con la presente invención, el cortador tiene un revestimiento colocado en las cuchillas, en una o ambas de esas cuchillas de corte. Durante el uso de la cortadora, un trozo de papel se coloca entre los dos bordes de corte. El mecanismo de corte rotatorio se mueve de manera tal que el primer borde de corte haga contacto con el segundo borde de corte. Después, el mecanismo de corte rotatorio se desliza sobre el riel, de manera tal que la interacción de los bordes de corte, corta el papel colocado entre ellos.

Otra modalidad ejemplar de un implemento de corte es un implemento en la forma de una cortadora de papel tipo guillotina. En una modalidad, esta cortadora tiene una base y un mecanismo de corte giratorio o pivotal. La base tiene una cuchilla de corte fija. Un mecanismo de corte pivotante o giratorio que tiene una cuchilla de corte móvil, puede ser asegurada en forma giratoria a la base por medio de un punto de pivote. Cada cuchilla tiene un borde de corte. De acuerdo con esto, la cortadora tiene un par de cuchillas de corte complementarias. Las cuchillas de corte están hechas de preferencia de acero, más preferiblemente de acero inoxidable, tal como acero inoxidable 420. Además, las cuchillas de corte pueden ser termo tratadas para incrementar adicionalmente la dureza de las cuchillas de corte complementarias. La cortadora puede tener un revestimiento colocado en una o ambas de las cuchillas de corte. Durante el uso de la cortadora, un trozo de papel se coloca sobre la base, de manera que la porción a cortarse se coloca entre los bordes de corte de las cuchillas de corte. El mecanismo de corte pivotante se mueve con respecto al punto de pivote de manera tal que los bordes de corte cizallan el papel.

Método para Revestir un Implemento de Corte: Un método básico para elaborar un implemento de corte revestido comprende, formar la primera capa de contacto con al menos una superficie de la cuchilla de corte, la primera capa comprende una composición que comprende nitruros, carburos y/o carbonitruros de un metal seleccionado del grupo que consiste de titanio, cromo o ambos; y formar la segunda capa, cubrir la primera capa, la segunda capa.

La primera capa del revestimiento puede ser depositada sobre la superficie de una cuchilla de corte por cualquier método adecuado de formación de película delgada, tal como procesos de plasma con arco catódico (CAP = Cathode Are Plasma), deposición de vapor químico (CVD = Chemical Vapor Deposition), deposición de vapor físico (PVD), electrodeposición, rocío térmico y sinterizado después de revestimiento por inmersión. Los Ejemplos siguientes ilustran un método para formar la primera capa del revestimiento utilizando PVD. En una modalidad alterna, la deposición de la capa puede llevarse a cabo por CAP con la mezcla de gas electrodeposición seleccionada de, por ejemplo, el grupo que incluye argón, nitrógeno, metano, acetileno, y amoníaco. En este proceso, dos diferentes objetivos pueden emplearse que contienen cromo y titanio. De preferencia, el método para formar el revestimiento tiene una temperatura máxima suficiente para no ablandar o afectar el termo tratamiento de las cuchillas sin revestimiento.

En algunas modalidades, la superficie acabada de la cuchilla puede hacerse áspera antes de depositar la primera capa del revestimiento, para mejorar la unión. La formación de aspereza superficial se puede lograr por, por ejemplo, mordentado químico, lijado o aplicación de chorro de arena. Una aspereza superficial de entre 0.5 a 2 (por ejemplo, desde 0.5 a 1 ) mieras puede ser ventajosa.

Debido a que un revestimiento PVD puede hacer una unión metalúrgica (en contraste con una unión física y revestimiento) que penetra varios átomos de profundidad del material que es revestido, creando una conexión más fuerte con la cuchilla revestida, PVD es un método preferido para depositar la primera capa del revestimiento.

En algunas modalidades, la segunda capa de revestimiento se aplica sobre la primera capa utilizando una técnica sol-gel. Los materiales de partidas utilizados en la preparación de la "sol" comúnmente son sales de metal inorgánicas o compuestos orgánicos de metal tales como alcóxidos de metal. En un proceso sol-gel típico, los materiales de partida se someten a una serie de reacciones de hidrólisis y polimerización para formar una suspensión coloidal, o un "sol". Por ejemplo, para un sol de gel de sílice, la hidrólisis induce los compuestos orgánicos para ligar con silicio en grupos silanol Si-OH. Estas especies químicas pueden reaccionar en conjunto para formar enlaces Si-O-Si (siloxano) que llevan a la formación de una red de sílice. Esta fase establece una red de partículas finas, uniformes que constituyen la parte "sol" del nombre.

Mayor procesamiento del "sol" nos permite elaborar materiales cerámicos poliméricos en diferentes formas. Puede producirse una película delgada sobre un substrato por revestimiento con centrifugado, revestimiento con inmersión, o revestimiento por rocío. Una viscosidad diferente puede ser conveniente para cada método de aplicación. Cuando se aplica a una superficie, se formará un "gel" húmedo. Con el tratamiento térmico y secado, el "gel" se convierte en cerámica densa o un estado similar al vidrio. El líquido en un "gel" húmedo después se retira bajo una condición supercrítica, y un material altamente poroso y de densidad extremadamente baja denominado "aerogel" se obtiene. Después de que el "gel" recibe una segunda operación de curado a temperatura superior, se forman fibras cerámicas y se unen entre sí y al substrato.

La capa sol-gel puede aplicarse a la primera capa de los revestimientos utilizando técnicas de revestimiento por rociado que son ampliamente empleadas en pinturas y lacas orgánicas. La aplicación de revestimientos de sol gel a superficies metálicas y no metálicas es similar, aunque se requiere mayor cuidado para aplicar un revestimiento de película delgada en el intervalo de espesor deseado con estricto control de tolerancia. Espesores de revestimiento no adherentes típicos sobre cuchillas de corte será de entre 5 y 50 mieras dependiendo del uso final y las características de desempeño deseadas.

La aplicación de revestimientos no adherentes por rociado ofrece varias ventajas en comparación con las técnicas por centrifugación o inmersión, ya que velocidades del procesamiento de 30 cuchillas por minuto ya son alcanzables (hasta 10 veces más rápido que otros métodos), el desperdicio de sois de revestimiento es mucho menor, los revestimientos pueden elaborarse con sois que tienen un tiempo útil de empleo luego de preparar la mezcla que es bastante corto, y la etapa de revestimiento es adecuada para establecer un proceso en línea.

Más detalles respecto a los métodos para depositar los revestimientos se proporcionan en los Ejemplos, a continuación.

EJEMPLOS Los revestimientos se depositaron sobre cuchillas de tijeras de acero inoxidable con tres valores de dureza de superficie por medio de PVD. Las cuchillas de tijeras de acabado de máquina en la forma original estaban compuestas de acero inoxidable endurecido 420. Además, se revistieron cuchillas elaboradas en fábrica pulidas con chorro de arena a una aspereza de superficie mínima. Finalmente, se revistieron un conjunto adicional de cuchillas con mayor aspereza de superficie. Ocho composiciones diferentes de revestimientos de nitruro de cromo titanio o de carburo de cromo titanio se depositaron sobre las cuchillas por medio de PVD y los revestimientos se caracterizaron por composición química, dureza, y resistencia al desgaste. Además, las cuchillas revestidas con PVD de cada composición, con 2 cuchillas por cada revestimiento y por cada acabado de superficie, se revistieron con un polímero. Un conjunto de cuchillas de cada aspereza de superficie sin el revestimiento PVD también ser revistieron con el polímero.

Caracterización de la Aspereza de Superficie de los 3 Conjuntos de Cuchillas: La aspereza de superficie (R) de las cuchillas hechas a máquina, cuchillas pulidas con arena en fábrica con mínima aspereza de superficie, y las cuchillas pulidas con chorro de arena que tienen mayor aspereza se caracterizaron por un perfilado de superficie con un perfilómetro. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 .

Aunque, la aspereza de superficie promedio fue menor en las cuchillas con acabado de máquina, estas cuchillas tuvieron más marcas de máquina y la profundidad y ancho de las regiones pulidas con arena fueron menos en las cuchillas "más suaves". Preparación de las muestras para revestimientos PVD: Dos cuchillas por cada aspereza de superficie mostrada en la Tabla 1 se limpiaron en acetona para eliminar las superficies aceitosas y se limpiaron más en jabón detergente ligero. Las muestras se decaparon en ácido muy diluido (2% HCI y 10% HN03) durante 5 segundos. Dos muestras de cuchilla de corte de menor tamaño (5 mm x 5 mm) por cada aspereza en superficie también se prepararon siguiendo el mismo procedimiento. Estas muestras más pequeñas se revistieron para la medición de dureza y resistencia al desgaste. Dos semiconductores de silicio pulido también se limpiaron con ácido diluido (49% HF). Estas muestras de silicio se revistieron con PVD bajo las mismas condiciones y se utilizaron para las mediciones de nanodureza de los revestimientos. Los semiconductores de silicio permiten un substrato significativamente suave, lo cual permite valores de dureza de nanoindentación más precisos. Debido al tamaño del- buril, una superficie relativamente áspera causará un ángulo inadecuado de incidencia de indentación, que a su vez afecta los datos de dureza obtenidos por la nanoindentación. Se obtienen medidas precisas de dureza mediante procesos de nanoindentación sin importar el substrato siempre y cuando el substrato tenga una superficie substancialmente suave, ya que el buril no penetra a través del revestimiento en el substrato. La nanoindentación permite la obtención de datos independientemente del substrato, por lo tanto el uso de semiconductores de silicio en vez de substratos de acero no afecta la información obtenida en las pruebas. El uso de semiconductores de silicio pulidas como un substrato de revestimiento es un procedimiento aceptado para pruebas de nanoindentación del revestimiento.

Deposición de los revestimientos de PVD: La deposición de los revestimientos se llevó a cabo utilizando electrodeposición de magnetrón reactivo con una fuente de CC en pulsos. Un objetivo circular de 10.16 cm (4 in) se utilizó con una fuente de alimentación de CC en pulsos. Los objetivos se elaboraron al utilizar una combinación de objetivos de titanio y cromo en una combinación de ángulos de sector de 60° y 90°.

Las composiciones de los objetivos de electrodeposición fueron las mismas que las composiciones de revestimiento deseadas. Así, las composiciones de los objetivos utilizadas para depositar los ocho revestimientos fueron 100% Cr para CrC, 100% Ti para TiC, 75% Ti y 25% Cr para carburo, 50% Ti y 50% Cr para carburo o nitruro, 30% Ti y 70% Cr para carburo o nitruro, y 40% Ti y 60% Cr para carburo. En donde los porcentajes citados son por ciento en peso.

La mezcla de gas de electrodeposición fue argón y nitrógeno para revestimientos de nitruro y argón y metano para revestimientos de carburo. La presión parcial del argón se mantuvo entre 0 a 1 millitorr y la del nitrógeno se mantuvo en 1 a 2 millitorr con la presión total de gas de electrodeposición permaneciendo entre 2 a 3 millitorr para deposición de los nitruros. Similarmente, la presión parcial del argón se mantuvo entre 0 a 1 millitorr y la del metano se mantuvo en 1 a 2 millitorr con la presión total del gas de electrodeposición permaneciendo entre 2 a 3 millitorr para la deposición de los carburos. La cámara de acero inoxidable se vació a 5x106 Torr antes de la deposición. Se llevó a cabo la limpieza del objetivo solo con argón. Otros gases de presiones parciales y de electrodeposición se pueden emplear. Por ejemplo, se contempla que el porcentaje de metano puede estar en el intervalo desde aproximadamente 0% hasta aproximadamente 100% y el porcentaje de nitrógeno puede estar en el intervalo desde aproximadamente 100% hasta aproximadamente 0% en la mezcla de gas de electrodeposición. Además se contempla que la mezcla de gas puede incluir un gas diferente a nitrógeno y metano. Por ejemplo, gas de acetileno (C2H2) puede reemplazar metano como una fuente de carbono o gas de amoniaco (NH3) puede reemplazar gas de nitrógeno como la fuente de nitrógeno.

La corriente de electrodeposición se mantuvo en 0.3 amperes durante la limpieza, que se llevó a cabo durante 5 minutos en todas las deposiciones. La corriente de electrodeposición fue de 1 ampere durante la deposición de los revestimientos. Las deposiciones se llevaron a cabo durante 30 minutos. Se encontró que el espesor resultante de las capas de carburo y nitruro fue de 0.5 pm +/-0.1 pm.

La temperatura de deposición se mantuvo a 200°C para que las cuchillas de las tijeras de acero inoxidable no sé ablandaran durante la deposición de las capas de carburo y/o nitruro. Todas las muestras (2 cuchillas largas por cada aspereza de superficie, 2 pequeñas cuchillas de corte por cada aspereza de superficie y 2 substratos de silicio de un solo cristal) se mantuvieron en el mismo sujetador durante el proceso de deposición.

Deposición de una Capa Sol-Gel.

Un sol gel de silicio que comprende una red de enlaces Si-O-Si (siloxano) se aplicó a la parte superior de la capa de carburo utilizando una técnica de deposición por rociado.

Caracterización: La caracterización de los revestimientos se llevó a cabo utilizando diferentes métodos, como se describe con mayor detalle, a continuación. La Tabla 2 muestra la capa de revestimiento y substrato utilizados para cada método de caracterización.

Tabla 2.

Caracterización Capa analizada Muestras Utilizadas Análisis químico-SEM- Revestimiento PVD Revestimiento sobre Si EDS (Primera Capa) Dureza VPN Revestimiento PVD Revestimiento sobre las (Primera Capa) cuchillas de 5 mm x 5 mm Terminado superficial de fábrica Nanoidentación Revestimiento PVD Revestimiento sobre Si (Primera Capa) Resistencia al desgaste Revestimiento PVD Revestimiento sobre las (Primera Capa) cuchillas de 5 mm x 5 mm Terminado superficial de fábrica Adhesión - rayado Revestimiento PVD Revestimiento sobre (Segunda Capa) cuchillas de 7.62 cm (3 in) de longitud y 3 terminados superficiales El análisis químico de la primera capa de los revestimientos se llevó a cabo mediante microscopía por barrido electrónico (SEM = Scanning Electron Microscopy) y espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDX = Energy Dispersive X-ray). El espectro para cada muestra se tomo y los picos elementales se analizaron. En todas las muestras, el pico de titanio fue más pequeño que lo esperado en base a la composición del objetivo. Esta discrepancia pudo surgir de las señales inferiores de rayos X que surgen del titanio en comparación con las del cromo. También podría surgir cuando el silicio se usa como un substrato. Un factor de corrección se aplicó al pico de titanio para poder compararlo con el pico de cromo. Este factor de corrección se describe a continuación. El pico de cromo es de 30.8 unidades de conteo para un pico de carbono de 4.8 unidades de conteo en CrC al 100%. También, el pico de titanio es de 1 1.3 unidades de conteo cuando el pico de carbono es de 5.4 unidades de conteo. La altura del pico para Ti en TiC al 100% debería ser equivalente a la de Cr en Crc al 100%. Sin embargo, el pico de Ti es menor por un factor de 3.0. Para corregir este efecto, la altura del pico de Ti se multiplicó por un factor de 3.0. Las composiciones de las capas de carburo y nitruro se determinaron desde los picos de Ti y Cr ajustados. Las composiciones seleccionadas para este experimento se reportan en la Tabla 3, junto con el color de las capas.

La microdureza de las cuchillas pequeñas revestidas de PVD (5 mm x 5 mm) se midió utilizando una prueba de microdureza con una pirámide de diamante. En esta prueba, una pirámide de diamante con un ángulo estándar de 136° se utilizo como un buril. La magnitud de la carga fue de 50 gms. Esta carga se aplicó al buril para que marcas suficientes de indentación pudieran observarse. La dureza de la pirámide de diamante (DPH = Diamond Pyramid Hardness) o la dureza Vickers se da por DPH= 2P sin (68)/d2 en donde P es la carga y d es el tamaño promedio de la diagonal de la indentación cuadrada obtenida después de que el buril penetra la capa de revestimiento. En general, d es el promedio de los dos valores de las diagonales de la indentación rectangular obtenida. Los valores promedio se utilizan, ya que una indentación cuadrada rara vez se obtiene. Las medidas de dureza siguen el procedimiento proporcionado en el Método de Prueba Estándar ASTM para microdureza de materiales ASTM "384 (03.01 ). La dureza Vickers de los estándares ASTM se da en unidades de gms/mm2 debido a que P está en gramos y d en milímetros. P se proporciona en kilogramos y d en metros para que la dureza se pueda medir en unidades de gigapascales (GPa). La Tabla 4 proporciona la dureza de cada muestra para una carga de P=50 gms.

Los valores de los módulos de dureza y elasticidad se obtuvieron por pruebas de nanoindentación del las capas de nitruro y carburo depositadas sobre un substrato de silicio pulido. Los resultados se proporcionan en la Tabla 5. Una carga de 2500 µ? se empleó en la prueba de nanoindentación y tres pruebas se llevaron a cabo por cada muestra de revestimiento. Un Hysitron Triboindentor modelo TI-900 se empleó. Este instrumento tiene una medida de tensión con un detector construido en el transductor, un dispositivo de carga piezoeléctrica con tres largueros paralelos controlados electrostáticamente, y un microscopio de fuerza atómica acoplado para ver las marcas de indentación.

La adhesión de la capa de polímero del revestimiento a la capa de PVD del revestimiento y a las muestras de cuchilla sin revestimiento, se probaron para muestras con los tres diferentes valores de aspereza. La prueba se llevó a cabo de acuerdo con ASTM D7027-05 y ASTM C 1624. En esta prueba, se aplicó una carga normal sobre un buril de perno de raspado de acero endurecido de 1 mm de diámetro que se movió sobre la superficie de la capa del polímero. Desprendimiento de la capa de polímero junto con el raspado se detectó sobre cierta carga normal. La carga normal en la que se observó el raspado se convirtió a una carga tangencial con base en la relación: (carga tangencial) = (coeficiente de fricción x carga normal). El coeficiente de fricción se determinó en forma independiente y se encontró que es de 0.3. La carga tangencial en la que se hizo el raspado se empleó como la fuerza de corte de adhesión del polímero a las cuchillas. La Tabla 6 da los valores de las cargas tangenciales en las que el polímero desprendido de la superficie de las cuchillas por las superficies de la cuchilla tiene tres diferentes valores de aspereza.

Una prueba de desprendimiento axial también se utilizó para caracterizar la segunda capa de los revestimientos. Esta prueba fue la prueba de desprendimiento de acuerdo con ASTM D4541 y ASTM 633. En esta prueba, una varilla de latón de conexión se acopló a cada lado de una barra de ensayo utilizando un adhesivo epoxi de fuerza industrial, tomando cuidado en alinear las dos varillas de tal manera que una línea recta central imaginaria recorre a través de ellas. Luego la fuerza de desprendimiento se midió en un tensómetro. Se pretendía que el no adherente se desprendiera con una de las varillas. Sin embargo la propiedad no adherente de la capa hizo imposible la medición de la fuerza de eliminación. Los adhesivos se enlazaron en forma preferente a la varilla de latón y se desprendió el revestimiento de la superficie con muy poca fuerza, demasiado baja para ser medida.

La segunda capa de los revestimientos se siguió probando utilizando un método de prueba llamado una "prueba de agrietamiento de indentación". La prueba se llevó a cabo de acuerdo con ASTM E2546. El procedimiento aquí fue el de presionar un buril piramidal de cuatro-lados en el revestimiento no adherente a una fuerza conocida, eliminar la fuerza, y observar la indentación bajo ampliación. Se observó que la capa de polímero es muy dúctil bajo ampliación. No se agrietó ni mostró ninguna marca de indentación medible incluso bajo cargas pesadas.

La resistencia al desgaste se midió de acuerdo con ASTM G99-95a utilizando un perno o bola sobre muestras de disco. En esta prueba una carga normal establecida se aplicó sobre la bola de acero en contacto con la capa de PVD. Se midió resistencia al desgaste al girar (frotar) la bola de acero con un diámetro de 1.5 cm sobre el disco. No se observó ningún desgaste por una carga de 10 gms o más aplicada sobre la bola. Por lo tanto una pasta de diamante que tiene partículas de 0.1 pm de tamaño se utilizó como un adhesivo entre la bola y las muestras de disco. Se llevó a cabo la prueba de desgaste durante 1 minuto y el tamaño de la trayectoria de desgaste (diámetro) se determinó al final del desgaste. El volumen de desgaste se calculó por el diámetro de la bola y el diámetro de la trayectoria de desgaste. Los resultados de las pruebas de resistencia al desgaste (índice de desgaste) se proporcionan en la Tabla 7.

Tabla 3.

Tabla 4.

Juego de Ti (% en Cr (% C (% N (% Fórmula de Color VPN Muestra peso) en en en la capa (GPa) # peso) peso) peso) 1 100 0 100 TiC Gris 4.33 2 0 100 100 CrC Plata 3.03 3 72 28 100 Tio.7Cro.3C Plata 3.51 4 50 50 100 Tio.5Cro.5C Gris 4.55 5 48 52 100 T¡o.5Cr0.5N Plata 4.03 6 32 68 100 Tio.7Cro.3N Plata 3.76 7 40 60 100 Tio.4Cro.6C Gris 4.22 8 30 70 100 Tio.3Cro.7C Plata 4.55 9 0 0 0 0 Ninguna - Tabla 5.

Tabla 6.

Juego de Ti (% Cr (% C (% N (% Fórmula Color Tensión Muestra en en en en de la Tangencial/ # peso) peso) peso) peso) Capa adhesión- rayado (MPa) 1 100 0 100 TiC Gris 0.87 0.99 0.74 2 0 100 100 CrC Plata 0.91 0.99 0.74 3 72 28 100 Tio.7Cro.3C Plata 0.83 0.99 0.60 4 50 50 100 Tio.5Cro.5C Gris 0.91 1.03 0.74 5 48 52 100 Tio.5Cro.5N Plata 0.87 1.07 0.83 6 32 68 100 Tio.7Cro.3N Plata 0.83 1.01 0.78 7 40 60 100 Tio./tCro 6C Gris 0.91 0.95 0.78 8 30 70 100 Tio.3Cro.7C Plata 0.95 0.95 0.78 9 0 0 0 0 Ninguna 0.87 0.91 0.83 Tabla 7.

Como se emplea aquí, y a menos de que se especifique de otra forma, "un" o "una" significa "uno o más". Todas las patentes, solicitudes, referencias, y publicaciones citadas aquí se incorporan por referencia en su totalidad de la misma manera que si se incorporaran individualmente por referencia.

Como se entenderá por alguien con destreza en la técnica, para cualquiera y todos los propósitos, particularmente en términos de proporcionar una descripción escrita, todos los intervalos descritos aquí también abarcan cualquiera y todos los posibles subintervalos y combinaciones de los mismos subintervalos. Cualquier intervalo enlistado puede fácilmente reconocerse como suficiente describiendo y habilitando el mismo intervalo realizando una descomposición en al menos mitades iguales, tercias, cuartas, quintas y décimas partes, etc. Como un ejemplo no limitante, cada intervalo discutido aquí puede descomponerse fácilmente en una tercera parte inferior, tercera parte media y tercera parte superior, etc. Como también se entenderá por alguien con destreza en la técnica, todo el lenguaje tal como "hasta", "al menos", "más que", "menos que", y similares incluyen el número citado y se refiere a intervalos que pueden subsecuentemente analizarse en subintervalos como se discutió anteriormente. Finalmente, como se entenderá por alguien con destreza en la técnica, un intervalo incluye cada miembro individual.

Se pretende específicamente que la presente invención no se limite por las modalidades e ilustraciones contenidas aquí, sino incluir formas modificadas de esas modalidades incluyendo porciones de las modalidades y combinaciones de elementos de diferentes modalidades como esté dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1 . Un implemento de corte revestido caracterizado porque comprende: un implemento de corte que tiene un borde de corte; y un revestimiento colocado sobre el borde de corte, el revestimiento comprende: una primera capa en contacto con el borde de corte, la primera capa comprende carburos, nitruros, carbonitruros o una combinación de los mismos de al menos uno de titanio o cromo; y una segunda capa en contacto con la primera capa, la segunda capa comprende un polímero libre, o substancialmente libre de fluoruro.

2. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la primera capa comprende aproximadamente 20 a 50 por ciento en peso de carburo de titanio, nitruro de titanio, carbonitruro de titanio, o una combinación de los mismos y aproximadamente 50 a 80 por ciento en peso de carburo de cromo, nitruro de cromo, carbonitruro de cromo o una combinación de los mismos, en base en el peso total de la primera capa.

3. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la primera capa comprende una mezcla de carburo de titanio y carburo de cromo.

4. El implemento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la primera capa comprende aproximadamente 20 a 50 por ciento en peso de carburo de titanio y aproximadamente 50 a 80 por ciento en peso de carburo de cromo, en base al peso total de la primera capa.

5. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el polímero es un polímero cerámico que comprende una red inorgánica de óxido de metal.

6. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el polímero es un polímero sol-gel de sílice.

7. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el polímero comprende silicona.

8. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el polímero es un polímero orgánico.

9. El implemento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el polímero comprende sulfona poliéter.

10. El implemento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el polímero es un polímero cerámico que comprende una red inorgánica de óxido de metal.

1 1 . El implemento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el polímero comprende silicona.

12. El implemento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el polímero es un polímero orgánico.

13. El implemento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero comprende sulfona poliéter.

14. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la primera capa se une metalúrgicamente al borde de corte.

15. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el implemento de corte son tijeras.

16. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el implemento de corte comprende acero inoxidable.

17. El implemento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la primera capa tiene una dureza de nanoindentación de al menos 10 GPa, como se midió sobre una placa pulida de silicio.

18. El implemento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la primera capa tiene una dureza de nanoindentación de al menos 25 GPa, se midió sobre una placa pulida de silicio.