刀具和制造刀具的方法与流程

1.本技术涉及厨用刀具技术领域，具体涉及一种刀具和制造刀具的方法。

背景技术：

2.刀具在日常的厨房用具中扮演着十分重要的角。目前厨用刀具多由碳钢、不锈钢等材料复合而成，然而，这种刀具在锋利度上会有所欠缺，只能通过增薄刃口的方式来增加锋利度，但是此种方式会大大影响刀具的使用寿命。
3.为此，市面上逐渐出现了陶瓷类刀具。陶瓷类刀具是通过将精密陶瓷采用高压研制而形成的，其保留了原有陶瓷材料的高强度，使得刀具在使用过程中有极高的锋利度。但是此类刀具的脆性过大，韧性较小，开刃过后，刀刃会变得很薄，容易崩口或者断裂。因此现有刀具的持久锋利性能依然不能满足消费者的使用需求。

技术实现要素：

4.因此，本技术的目的在于提供一种刀具和制造刀具的方法，以解决现有技术中的刀具的持久锋利性能不佳的问题，通过在刀具的刃口部沿长度方向形成交替分布的硬质层和韧性层，在对刀具沿厚度方向进行研磨，在研磨条件一致的情况下，刀具刃口部在长度方向上的各个层的研磨量会有所不同，从而能够在刃口部形成具有微锯齿结构的刀具，进而能够提升持久锋利性能。
5.根据本技术的第一方面，提供一种刀具，所述刀具的刃口部的表面上具有沿长度方向交替分布的硬质层和韧性层，其中，所述硬质层是由金属陶瓷复合材料形成的，所述金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成，所述韧性层为制造刀具的基材，所述刀具的刃口部沿所述长度方向具有微锯齿结构。
6.在实施例中，相邻的硬质层和韧性层彼此连接，所述交替分布的硬质层和韧性层在所述长度方向上等间距地设置。
7.在实施例中，每个硬质层的长度为100μm-200μm；每个硬质层的厚度为0.1mm-0.15mm。
8.根据本技术的第二方面，提供一种制造刀具的方法，所述制造刀具的方法包括以下步骤：提供刀具基体；在所述刀具基体的刃口部的表面上形成沿长度方向交替分布的硬质层和韧性层；对具有硬质层和韧性层的刃口部沿厚度方向进行打磨，得到具有在所述长度方向上由所述交替分布的硬质层和韧性层形成的微锯齿结构的刃口部的刀具，其中，所述硬质层是由金属陶瓷复合材料形成的，所述金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成，所述韧性层为制造刀具基体的基材。
9.在一些实施例中，形成表面具有在长度方向上的交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的步骤包括：在所述刀具基体的刃口部的表面上涂覆金属陶瓷复合材料，使得所述刀具基体的刃口部沿长度方向具有连续分布的硬质层，以及对所述连续分布的硬质层沿刀具基体的宽度方向进行打磨，使得位于刃口部内的刀具基体暴露而将所述连续分布的硬质层
沿所述长度方向分隔为多个，从而形成表面具有在所述长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部，其中，所述金属陶瓷复合材料的粒径为100nm-200nm。
10.在另一些实施例中，形成表面具有在长度方向上的交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的步骤包括：采用夹具遮挡刀具基体的刃口部并在未被遮挡的刃口部的表面上涂覆金属陶瓷复合材料，从而形成表面具有在所述长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部。
11.在实施例中，基于所述金属陶瓷复合材料的总重量，所述碳化钛的重量占所述金属陶瓷复合材料的总重量的7％-21％，所述氮化钛的重量占所述金属陶瓷复合材料的总重量的7％-21％，所述碳化铌的重量占所述金属陶瓷复合材料的总重量的7％-21％，所述金属的重量占所述金属陶瓷复合材料的总重量的40％-56％。
12.在实施例中，所述金属包括钴和镍，其中，所述钴和镍的重量比为(1-2):(2-6)。
13.在实施例中，所述硬质层是通过将所述金属陶瓷复合材料等离子喷涂在刀具基体上而形成的。
14.在实施例中，所述硬质层和所述韧性层的长度相同，所述硬质层的厚度为0.1mm-0.15mm。
15.在实施例中，所述制造刀具基体的基材为碳钢或者不锈钢。
附图说明
16.通过下面结合附图对实施例进行的描述，本技术的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：
17.图1是根据本技术实施例的刀具的立体结构示意图；
18.图2是根据本技术实施例的刀具的平面结构示意图；
19.图3是图2中i处的结构放大示意图；
20.图4是根据本技术实施例的刀具沿图1中a-a线剖开的结构示意图；
21.图5是根据本技术实施例的刀具沿图1中b-b线剖开的结构示意图。
具体实施方式
22.众所周知，刀具的材质越硬，越不容易出现卷刃，但是材质过硬则会导致刀具的刃口出现崩刃或者断裂的问题。对于刀具而言，兼具高韧性和高硬度能够使得刀具的持久锋利性能更佳。为此，本技术致力于提供一种使刀具兼具高硬度和韧性的方法以及由此获得的具有持久锋利性能的刀具。
23.发明人经研究发现，通过在刀具的刃口部的表面上形成沿长度方向交替分布的硬质层和韧性层，在对刀具沿厚度方向进行研磨，在研磨条件一致的情况下，刃口部的表面上各个层的研磨量会有所不同，从而能够形成在刃口部具有微锯齿结构的刀具。一方面，由于微锯齿结构的刃口部受力分散，能够避免刀具发生“卷刃”现象。另一方面，当微锯齿结构的刃口部撞击在硬质材料上时，其受力方式为点受力，与受力方式为线受力的连续型弧线状的刃口结构相比较，在同等受力的情况下，微锯齿结构的刃口部的尖部作用在食材上的压强更大，使得刃口部更容易切入食材中，因此能够使刀具具有较好的锋利性。另外，由于刀具的具有高强度的硬质层和具有高韧性的韧性层交替分布的刃口部整体的强度适中，使得
单个硬质层被夹持在两个韧性层之间，从而在刀具的使用过程中刃口部的硬质层不易崩裂或者断裂。而且，该硬质层的硬度高，比常规制成刀具的金属材料更坚硬，在开刃后具有更高的锋利度，通过与韧性层结合分布，被改善的硬质层也不容易由于自身的脆性而崩裂或者断裂，从而能够进一步提高的持久锋利度。
24.下面将结合示例性实施例，对本技术的发明构思进行详细的描述。
25.根据本技术的第一方面提供了一种刀具。其中，在刀具的刃口部的表面上具有在长度方向上交替分布的硬质层和韧性层。其中，硬质层是由金属陶瓷复合材料形成的，金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成，韧性层为制造刀具的基材，刀具的刃口部沿长度方向具有微锯齿结构。
26.图1是根据本技术实施例的刀具的立体结构示意图。图2是根据本技术实施例的刀具的平面结构示意图。图3是图2中i处的结构放大示意图。如图1和图2所示，刀具10包括刀身11和与刀身11连接的刃口部12。其中，刃口部12包括在其表面上沿长度方向交替分布并连接的硬质层121和韧性层122。每个硬质层121的长度与每个韧性层122的长度相同或者相近。根据本技术的刀具，刃口部12的微锯齿结构微小，目视与普通刀的刃口部一致。如图2和图3所示，经放大后可见在刀具10的刃口部12的切割边缘的位置上沿长度方向具有微锯齿结构。
27.图4和图5是根据本技术实施例的刀具分别沿图1中的a-a线和b-b线剖开的结构示意图。如图4和图5所示，硬质层121为形成在刃口部表面上的层，刃口部的内部以及刃口部表面上的韧性层122均为制造刀具的基材。
28.在一些实施例中，相邻的硬质层和韧性层彼此连接，交替分布的硬质层和韧性层在长度方向上等间距地设置。在示例性的实施例中，硬质层的长度为l1，韧性层的长度为l2。即就是说，沿刃口部的长度方向上，各个层等间距地分布。当然，本技术并不限制质层和韧性层在长度方向上的尺寸必须完全相同。在另一些实施例中，硬质层和韧性层在长度方向上的尺寸相差不大。在示例性的实施例中，硬质层的长度可以为100μm-200μm，韧性层的长度可以为100μm-200μm。
29.为了使得硬质层和韧性层在后续打磨的过程中更易于形成合适的微锯齿结构，需要设置相邻的硬质层和韧性层具有合适的硬度差。在示例性的实施例中，相邻的硬质层和韧性层的硬度差可以在hra10-15的范围内。在实际制造过程中，可以通过改变制造刀具的基材和/或改变金属陶瓷复合材料中各组分的重量配比来使得相邻的硬质层和韧性层之间具有合适的硬度差。
30.根据本技术，刃口部的表面上的硬质层需要具有合适的厚度，以供刀具在长期使用时磨损。在示例性的实施例中，硬质层的厚度为0.1mm-0.15mm。
31.根据本技术，微锯齿结构的各个锯齿的高度在100μm-200μm的范围内，宽度在100μm-200μm的范围内。根据本技术，微锯齿结构的形状可以根据实际需要进行设定，本技术并不限定其必须在刀具刃口部的延伸方向(即刀具的长度方向)形成为齿条状结构。根据本技术的微锯齿结构，例如但不限于在沿着刀具刃口的延伸方向上形成连续的波浪状结构(参见图3)。根据本技术的微锯齿结构，在刀具的厚度方向上，各个微锯齿结构的齿可以呈倒锥形结构。需要说明的是，本技术的微锯齿结构的尖端可以根据实际需要进行选择，例如但不限于，根据刀具的应用以及刀具的切割要求(待切割物的硬度等)来确定。需要说明的是，在
本技术的附图所示的示例中，刀具刃口的延伸方向与长度方向相同，刃口部的切割边缘为直条形。然而，本技术并不限制于此，例如但不限于，本技术的切割边缘也可以为弧线形。
32.根据本技术，韧性层为制造刀具的基材。在制造刀具的基材中，不锈钢相对容易获得且耐腐蚀，并且价格低廉，碳钢则具有较高的硬度。在示例性的实施例中，制造刀具的基材可以为不锈钢材料或碳钢材料。后面将会对此进行详细的描述。
33.根据本技术的第二方面提供了一种制造刀具的方法。其中，制造刀具的方法包括以下步骤：
34.步骤s101，提供刀具基体。
35.步骤s102，在刀具基体的刃口部的表面上形成沿长度方向上交替分布的硬质层和韧性层，其中，硬质层由金属陶瓷复合材料形成，金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成，韧性层为制造刀具基体的基材。
36.步骤s103，对具有硬质层和韧性层的刃口部进行打磨，从而得到具有在长度方向上由交替分布的硬质层和韧性层形成的微锯齿结构的刃口部的刀具。
37.根据本技术的制造刀具的方法，形成沿长度方向上具有交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的刀具基体，也就是说，刀具基体的刃口部沿长度方向上的硬度呈高低交替分布。通过对具有硬质层和韧性层的刀具基体的刃口部沿其厚度方向进行打磨，在研磨条件一致的情况下，刃口部沿长度方向上的研磨量会有所不同，从而利于形成微锯齿结构的刀具刃口部。一方面，由于微锯齿结构的刃口部受力分散，能够避免刀具发生“卷刃”现象；另一方面，当微锯齿结构的刃口部撞击在硬质材料上时，其受力方式为点受力，与受力方式为线受力的连续型弧线状的刃口结构相比较，在同等受力的情况下，微锯齿结构的刃口部的尖部作用在食材上的压强更大，使得刃口部更容易切入食材中，因此能够使刀具具有较好的锋利性。另外，由于刀具的具有高强度的硬质层和具有高韧性的韧性层交替分布的刃口部整体的强度适中，使得单个硬质层被夹持在两个韧性层之间，从而在刀具的使用过程中刃口部的硬质层不易崩裂或者断裂。且该硬质层的硬度高，比常规制成刀具的金属材料更坚硬，在开刃后具有更高的锋利度，通过与韧性层结合分布后，被改善的硬质层也不容易由于自身的脆性而崩裂或者断裂，从而能够进一步提高的持久锋利度。
38.以下，将详细地描述根据本技术的刀具的制造方法。
39.提供刀具基体
40.根据本技术，提供刀具基体包括准备制造刀具的基材，制造刀具的基材可以呈粉末状或者带状，采用本领域常规的步骤将基材制成刀具基体。其中，制造刀具的基材可以为碳钢或者不锈钢材料。在示例性的实施例中，不锈钢材料可以为马氏体不锈钢。马氏体不锈钢可以包括3cr13不锈钢、4cr13不锈钢、5cr15mov不锈钢、6cr13mov不锈钢、7cr17mov不锈钢和102cr17mov不锈钢。根据本技术，不锈钢材料的含碳量越高，由其形成的刀具基体的硬度越高。以上述的示例为例，不锈钢材料的含碳量的顺序由小到大依次为：3cr13不锈钢、4cr13不锈钢、5cr15mov不锈钢、6cr13mov不锈钢、7cr17mov不锈钢、102cr17mov不锈钢。在示例性的实施例中，碳钢为含碳量在0.0218％-2.11％的铁碳合金。
41.准备金属陶瓷复合材料
42.碳化物基金属陶瓷材料的含碳量会有损耗，影响预期的性能，根据本技术，金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成。通过各组分按照一定的重量配比制得根
据本技术的刀具使用的金属陶瓷复合材料，可以降低含碳量损耗带来的影响。在示例性的实施例中，碳化钛的重量占金属陶瓷复合材料的总重量的7％-21％，氮化钛的重量占金属陶瓷复合材料的总重量的7％-21％，碳化铌的重量占金属陶瓷复合材料的总重量的7％-21％，金属的重量占金属陶瓷复合材料的总重量的40％-56％。金属陶瓷复合材料可以通过将上述各个原料按照重量占例混合而形成，混合粉末则作为本技术的金属陶瓷复合材料。碳化钛的硬度过高，单独作为形成硬质层的材料，形成的刀具容易崩刃。根据本技术，金属陶瓷复合材料中包括碳化钛和氮化钛，在经过等离子喷涂之后，碳化钛和氮化钛会形成碳氮化钛的固溶体，相比于单独的碳化钛，硬质层具有较好的韧性。
43.根据本技术，金属陶瓷复合材料中可选的金属较多，这里金属充当类似“粘结剂”的作用，使得金属陶瓷复合材料与刀具基体具有较好的结合力。考虑到制造的成本和粘结效果，在示例性的实施例中，金属由钴和镍组成，钴和镍的重量比为1-2:2-6。粘结效果最好的是钴，其次是镍，但是由于钴的储量少，ni的储量丰富，两者配合使用，在不影响性能的情况下，能够降低了粘结剂的成本。
44.在金属陶瓷复合材料中，碳化钛可以提高金属陶瓷复合材料的硬度。根据本发明的示例性实施例，碳化钛的重量百分比可以为7％-21％，优选地，为10％-20％，更优选地，为12％-18％。如果碳化钛的重量百分比低于7％，则金属陶瓷复合材料的硬度过低，因而由此制得的硬质层的硬度也较低，从而使所制刀具的锋利度和持久锋利度下降，而如果碳化钛的重量百分比高于21％，则金属陶瓷复合材料的硬度过高，因而由此制得的硬质层的硬度也太高而导致脆性偏大，从而使所制刀具易脆，影响使用体验和使用寿命，降低持久锋利度。
45.在金属陶瓷复合材料中，氮化钛可以提高金属陶瓷复合材料的硬度，改善碳化钛的性能，从而使金属陶瓷复合材料具有更高的硬度而不使脆性增加，使金属陶瓷更加耐磨。由于碳化钛和氮化钛具有相同的点阵结构，都属于面心立方结构，在复合过程中能够形成互溶的固溶体。根据本发明的示例性实施例，氮化钛的重量百分比可以为7％-21％，优选地，为10％-20％，更优选地，为12％-18％。如果氮化钛的重量百分比低于7％，则金属陶瓷复合材料中的碳含量过高，脆性较大，而如果氮化钛的重量百分比高于21％，则金属陶瓷复合材料中的氮含量过高，对硬度的提升作用有限。
46.在金属陶瓷复合材料中，碳化铌可以使金属陶瓷复合材料的晶粒得到细化，提升硬度和韧性的综合性能，从而能够提高刃口部微锯齿结构的强度。根据本发明的示例性实施例，碳化铌的重量百分比可以为7％-21％，优选地，为10％-20％，更优选地，为12％-18％。如果碳化铌的重量百分比低于7％，则晶粒细化不充分，综合性能较低，而如果碳化铌的重量百分比高于21％，则会影响金属陶瓷复合材料的碳氮含量降低，从而是硬度降低，影响锋利度和持久锋利度。
47.在金属陶瓷复合材料中，金属作为粘结剂，可以提高金属陶瓷复合材料的韧性。根据本发明的示例性实施例，金属的重量百分比可以为40％-56％，优选地，为45％-55％，更优选地，为45％-50％。如果金属的重量百分比低于40％，则金属陶瓷复合材料的韧性较低，脆性较大，从而使刀具的持久锋利度下降，而如果金属的重量百分比高于56％，则会影响金属陶瓷复合材料的硬度，从而使刀具的持久锋利度下降。
48.根据本技术，金属陶瓷复合材料的原料为颗粒状，采用等离子喷涂工艺制备金属
陶瓷复合材料。在实施例中，金属陶瓷复合材料的平均粒径尺寸可以为100nm-200nm。如果粒径过大，则制备的金属陶瓷复合材料分散不均匀，使金属陶瓷复合材料脆性增大；如果粒径过小，则颗粒的比表面积增大，表面活性提高，从而容易发生团聚而使分散不均匀。这里，可以使得金属陶瓷复合材料的粒径差异不大(较为均一)，从而能够形成结构均匀的硬质层。上述材料的粒径尺寸可以是各个材料颗粒的最大长度，而非具体限定该材料具有球形或类球形的形状。例如但不限于，当材料具有椭圆形形状时，该材料的粒径尺寸可以指其长轴的长度。
49.形成刃口部具有交替分布的硬质层和韧性层的刀具基体
50.根据本技术，可以通过现有技术中形成层的方式在刀具基体上采用金属陶瓷复合材料来制成硬质层。在实施例中，采用熔覆的方式将金属陶瓷复合材料制成硬质层。由于金属陶瓷复合材料的熔点较高，在示例性的实施例中，通过等离子喷涂的方式将金属陶瓷复合材料涂覆在刀具基体的刃口部上。在这些实施例中，根据喷涂工艺自身的特点，在喷涂过程中，刀刃基体不带电、不熔化，基体组织不发生变化，不会引起刃口部发生热变形，从而通过等离子喷涂的方式来形成硬质层，对刃口部的影响较小，不会影响刃口部的性能并且也不会导致增加后续整平等处理工艺。另外，等离子喷涂还具有较高的喷涂效率，能够减小作业时间。在示例性的实施例中，等离子喷涂的参数具体为：喷涂距离：60mm-130mm；刀具基体的温度：100℃-200℃。
51.根据本技术，硬质层的厚度为0.1mm-0.15mm。如果喷涂的厚度过厚，则影响工作效率，在形成连续的硬质层的情况下，增加了后续打磨处理的难度。如果喷涂的厚度过薄，而在长期使用时容易被磨损，而是提升持久锋利的功能消失。本技术的硬质层通过多次熔覆而形成，每次的厚度为0.01mm-0.03mm。
52.根据本技术，采用金属陶瓷复合材料通过等离子喷涂的方式来形成硬质层。为了使得产生的等离子弧稳定，更适用于刀刃厚度较小的结构，等离子喷涂的步骤可以在氩气保护的环境下进行。
53.根据本技术，形成具有沿长度方向交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的方式有多种。在一些实施例中，形成表面具有在长度方向上的交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的步骤包括：在刀具基体的刃口部的表面上涂覆金属陶瓷复合材料，使得刀具基体的刃口部沿长度方向具有连续分布的硬质层；以及对连续分布的硬质层沿刀具基体的宽度方向进行打磨，使得刃口部内的刀具基体暴露而将连续分布的硬质层沿长度方向分隔为多个，从而形成表面具有在长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部。在另一些实施例中，形成表面具有在长度方向上的交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的步骤包括：采用夹具遮挡刀具基体的刃口部并在未被遮挡的刃口部的表面上涂覆金属陶瓷复合材料，从而形成表面具有在长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部。需要说明的是，这里的夹具能够使得在涂覆后形成在长度方向上间隔分布的多个硬质层，刃口部暴露的刀具基体则作为韧性层。需要说明的是，夹具上具有微米级别的微孔。
54.形成刀具
55.根据本技术，在对刀具基体进行打磨处理的步骤前，刀具的制造方法还包括：对刀具基体在预定温度下沿长度方向进行辊锻处理，使得刀具基体的硬质层与制造刀具基体的材料紧密结合。另外，通过预设温度进行辊锻处理，可以使得刀具基体的厚度在宽度方向上
逐渐减小，形成厚度不均匀的厨用刀具结构。其中，辊压处理的具体参数为辊压压力80mpa-120mpa，辊压温度为500℃-700℃。
56.根据本技术，控制研磨机的参数一致，采用研磨机沿刀具的厚度方向进行研磨，从而使得刃口部的切割边缘沿长度方向具有微锯齿结构。
57.如图3所示，本技术刀具的刃口部的切割边缘具有微锯齿结构。具体地，将上述刀具基体通过研磨机沿刀具的厚度方向进行研磨，在研磨机的行进速度一致的情况下，沿长度方向上硬度交替分布的硬质层和韧性层在研磨过程中的研磨量会有所不同(硬度不同导致研磨量不同)。其中，硬度相对较大的硬质层的绝大部分能保留在刃口部处，硬度相对较小的韧性层的绝大部分会被打磨掉，从而使得刃口部的切割边缘沿长度方向上形成细小的微锯齿结构。其中，微锯齿结构的高度在100μm-200μm，宽度在100μm-200μm。
58.以上，结合示例性实施例详细描述了本发明构思的刀具的制造方法和刀具。在下面，将结合具体实施例对本发明构思的有益效果进行更详细地说明，但是本发明构思的保护范围不局限于实施例。
59.实施例1
60.通过下面的方法来制备根据实施例1的刀具。
61.步骤s10，提供金属陶瓷复合材料。其中，金属陶瓷复合材料由15％的碳化钛、15％的碳化钛、15％的碳化铌以及55％的金属组成，其中金属为钴和镍按照1:1重量比混合的粉末。
62.步骤s20，提供刃口部平均厚度为1mm的刀具基体。其中，刀具基体采用4cr13不锈钢制成。
63.步骤s30，制造具有在长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部。
64.步骤s31，在刀具基体的刃口部的表面上等离子喷涂金属陶瓷复合材料，使得刀具基体的刃口部沿长度方向具有连续分布的硬质层。其中，等离子喷涂的参数为：喷涂距离为130mm；刀具基体的温度为200℃。
65.步骤s32，对连续分布的硬质层沿刀具基体的宽度方向进行打磨，使得刃口部内的基材暴露而将连续分布的硬质层沿长度方向分隔为多个，从而形成表面具有在长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部。
66.步骤s40，将所得刀具基体在加热后沿长度方向对进行辊锻处理，从而形成刃口部的平均厚度为1mm的刀具基体。其中，辊锻处理的压力为90mpa，温度为600℃。
67.步骤s50，将上述刀具基体通过研磨机在厚度方向上进行研磨，从而在刃口部处形成微锯齿结构而制得实施例1的刀具。其中，微锯齿结构的齿的高度为100μm，宽度为100μm。
68.实施例2
69.步骤s10，提供金属陶瓷复合材料。其中，金属陶瓷复合材料由15％的碳化钛、15％的碳化钛、15％的碳化铌以及55％的金属组成，其中金属为钴和镍按照1:1重量比混合的粉末。
70.步骤s20，提供刃口部平均厚度为1mm的刀具基体。
71.步骤s30，制造具有在长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部。
72.具体地，采用夹具遮挡刀具基体的刃口部并在未被遮挡的刃口部的表面上等离子喷涂金属陶瓷复合材料，从而形成沿长度方向上具有交替分布的硬质层和韧性层的刀具基
体。其中，等离子喷涂的参数为：喷涂距离为130mm；刀具基体的温度为200℃。
73.步骤s40，对成型后的刀具基体加热后沿长度方向进行辊锻处理，从而形成刃口部平均厚度为1mm的刀具基体。其中，辊锻处理的压力为90mpa，温度为600℃。
74.步骤s50，将上述刀具基体通过研磨机在厚度方向上进行研磨，从而在刃口部处形成微锯齿结构。其中，微锯齿结构的齿的高度为100μm，宽度为100μm，从而制得实施例2的刀具。
75.实施例3
76.除了采用3cr13不锈钢代替4cr13不锈钢而制成刀具基体之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例3的刀具。
77.实施例4
78.除了采用5cr15mov不锈钢代替4cr13不锈钢而制成刀具基体之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例4的刀具。
79.实施例5
80.除了采用6cr13mov不锈钢代替4cr13不锈钢而制成刀具基体之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例5的刀具。
81.实施例6
82.除了采用7cr17mov不锈钢代替4cr13不锈钢而制成刀具基体之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例6的刀具。
83.实施例7
84.除了采用102cr17mov不锈钢代替4cr13不锈钢而制成刀具基体之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例7的刀具。
85.实施例8
86.除了采用含碳量为1％的碳钢代替4cr13不锈钢而制成刀具基体之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例8的刀具。
87.实施例9
88.除了金属陶瓷复合材料由20％的碳化钛、20％的碳化钛、20％的碳化铌以及40％的金属组成之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例9的刀具。
89.实施例10
90.除了金属陶瓷复合材料由18％的碳化钛、18％的碳化钛、18％的碳化铌以及46％的金属组成之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例10的刀具。
91.对比例1
92.刃口部的平均厚度为1mm的3cr13不锈钢刀。
93.对比例2
94.刃口部的平均厚度为1mm的4cr13不锈钢刀。
95.对比例3
96.刃口部的平均厚度为1mm的5cr15mov不锈钢刀。
97.对比例4
98.刃口部的平均厚度为1mm的6cr13mov不锈钢刀。
99.对比例5
100.刃口部的平均厚度为1mm的7cr17mov不锈钢刀。
101.对比例6
102.刃口部的平均厚度为1mm的102cr17mov不锈钢刀。
103.对比例7
104.刃口部的平均厚度为1mm的碳钢刀。
105.需要说明的是，实施例1-10中等离子喷涂参数一致。
106.性能指标测试
107.对实施例1-10和对比例1-7中刀具刃口部的厚度相同，并对其分别进行性能指标测试，并将测试结果记录在下表1中。性能测试方法如下：
108.(1)初始锋利度：参考《gbt 40356-2021厨用刀具》中锋利度测试方法。锋利度的数值越大，初始锋利度越好，锋利度的数值越小则反之。
109.(2)持久锋利度测试方法：
110.持久锋利度采用模拟刀具寿命测试方法，具体方法参见下面描述，持久锋利度的数值越大，初始锋利度和持久锋利度寿命越长，持久锋利度的数值越小则反之。
111.模拟刀具寿命测试方法具体为：将被测试刀具刃口向下水平固定在刀具固定装置上，通过附加砝码后，以16n的压力压在模拟物上。切割模拟物(选用3mm牛卡纸)保持静止，通过电机和气压驱动刀具固定装置，带动刀具朝x轴方向切割，速度为50mm/s往复运动，同时z轴方向升起，朝y轴方向位移1mm，对模拟物进行成型，切割行程为100mm，每切割模拟物5次后结束，采用评价物(火腿肠)对刀具持久锋利度进行判定。直到切不开评价物测试即终止，记录测试开始至终止时的切割总次数，即为刀具的持久锋利度，切割总次数越多，表示持久锋利度越高。
112.表1本技术实施例以及对比例的性能测试数据
[0113][0114]
综上，由上述测试可知，本技术的刀具的持久锋利度改善明显。同时，通过韧性比较好的韧性层来保证使用寿命，通过硬度比较高的硬质层来保证锋利度，将多种材料相结合就能够得到适合人使用的持久锋利刀具。根据本技术制得的刀具，能够持久锋利，并且不易发生崩口或者断裂现象。
[0115]
虽然上面已经详细描述了本技术的实施例，但本领域技术人员在不脱离本技术的精神和范围内，可对本技术的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本技术的实施例的精神和范围内。

技术特征：

1.一种刀具，其特征在于，所述刀具的刃口部的表面上具有沿长度方向交替分布的硬质层和韧性层，其中，所述硬质层是由金属陶瓷复合材料形成的，所述金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成，所述韧性层为制造刀具的基材，所述刀具的刃口部沿所述长度方向具有微锯齿结构。2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，相邻的硬质层和韧性层彼此连接，所述交替分布的硬质层和韧性层在所述长度方向上等间距地设置。3.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，每个硬质层的长度为100μm-200μm，每个硬质层的厚度为0.1mm-0.15mm。4.一种制造刀具的方法，其特征在于，所述制造刀具的方法包括以下步骤：提供刀具基体；在所述刀具基体的刃口部的表面上形成沿长度方向交替分布的硬质层和韧性层；对具有硬质层和韧性层的刃口部沿厚度方向进行打磨，得到具有在所述长度方向上由所述交替分布的硬质层和韧性层形成的微锯齿结构的刃口部的刀具，其中，所述硬质层是由金属陶瓷复合材料形成的，所述金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成，所述韧性层为制造刀具基体的基材。5.根据权利要求4所述的制造刀具的方法，其特征在于，形成表面具有在长度方向上的交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的步骤包括：在所述刀具基体的刃口部的表面上涂覆金属陶瓷复合材料，使得所述刀具基体的刃口部沿长度方向具有连续分布的硬质层；以及对所述连续分布的硬质层沿刀具基体的宽度方向进行打磨，使得位于刃口部内的刀具基体暴露而将所述连续分布的硬质层沿所述长度方向分隔为多个，从而形成表面具有在所述长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部，其中，所述金属陶瓷复合材料的粒径为100nm-200nm。6.根据权利要求4所述的制造刀具的方法，其特征在于，形成表面具有在长度方向上的交替分布的硬质层和韧性层的刃口部的步骤包括：采用夹具遮挡刀具基体的刃口部并在未被遮挡的刃口部的表面上涂覆金属陶瓷复合材料，从而形成表面具有在所述长度方向上交替分布的硬质层和韧性层的刃口部。7.根据权利要求4所述的制造刀具的方法，其特征在于，基于所述金属陶瓷复合材料的总重量，所述碳化钛的重量占7％-21％，所述氮化钛的重量占7％-21％，所述碳化铌的重量占7％-21％，所述金属的重量占40％-56％。8.根据权利要求4所述的制造刀具的方法，其特征在于，所述金属包括钴和镍，其中，所述钴和所述镍的重量比为(1-2):(2-6)。9.根据权利要求4所述的制造刀具的方法，其特征在于，所述硬质层和所述韧性层的长度相同，所述硬质层的厚度为0.1mm-0.15mm。10.根据权利要求4所述的制造刀具的方法，其特征在于，所述制造刀具基体的基材为碳钢或者不锈钢。

技术总结

本申请提供了一种刀具和制造刀具的方法。其中，刀具的刃口部沿长度方向的表面上设有交替分布的硬质层和韧性层，其中，硬质层是由金属陶瓷复合材料形成的，金属陶瓷复合材料由碳化钛、氮化钛、碳化铌和金属组成，韧性层为制造刀具的基材，刀具的刃口部沿长度方向上具有微锯齿结构。根据本申请的刀具，能够持久锋利，并且不易发生崩口或者断裂现象。且不易发生崩口或者断裂现象。且不易发生崩口或者断裂现象。