刃口材料、五金刀具及其制备方法

金属材料;冶金;铸造;磨削;抛光设备的制造及处理,应用技术1.本发明涉及五金刀具材料技术领域，特别是涉及刃口材料、五金刀具及其制备方法。背景技术：2.现有五金刀具通常采用3cr13、4cr13、5cr15mov等马氏体不锈钢通过经过生产工序及工艺主要有选料、开料成型、打眼冲孔、调直、热处理、打背砂、水磨、抛光、开利口、手柄安装等工艺流程制成。用户在使用过程中经常出现刃口崩口，刃口磨损严重导致寿命下降严重，造成体验感不佳。技术实现要素：3.基于此，本发明提供了刃口材料，所述刃口材料的硬度高、耐磨性好。同时提供了五金刀具及其制备方法。4.本发明通过如下技术方案实现。5.一种刃口材料，包括如下以重量百分数计的原料：石墨粉1.0～1.7％；纳米铜粉1.3～1.7％；纳米锰粉0.05～0.15％；纳米钨粉0.01～0.08％；纳米钼粉0.01～0.08％；纳米碳化钨粉0.05～0.1％；钛粉0.05～0.1％；余量为铁粉。6.在其中一个实施例中，所述刃口材料包括如下以重量百分数计的原料：石墨粉1.2～1.5％；纳米铜粉1.4～1.6％；纳米锰粉0.11％；纳米钨粉0.05％；纳米钼粉0.05％；纳米碳化钨粉0.08％；钛粉0.08％；余量为铁粉。7.所述的纳米铜粉、纳米锰粉、纳米钨粉、纳米钼粉、纳米碳化钨粉的粒径为200～800nm，所述的石墨粉、钛粉、铁粉粒径为5～15μm。8.为达到上述目的，本发明还提供一种如上所述的刃口材料的制备方法，其包括如下步骤：原料粉末均匀混合、喂料制备、注射成型以及脱脂烧结。9.为达到上述目的，本发明的另一种五金刀具，包括刀身以及设置于刀身一侧的刃口，所述刀身的材质选自3cr13、4cr13、5cr15mov中的一种或多种，所述刃口由以上所述的刃口材料制备得到。10.为达到上述目的，本发明提供的五金刀具的制造方法，其包含如下步骤：11.将所述刃口材料激光焊接于刀身的一侧形成刃口，得到刀具a；12.将所述刀具a的刃口进行激光淬火处理，得到刀具b；13.将所述刀具b进行打背砂、水磨、抛光、开利口以及手柄安装，得到所述的五金刀具。14.在其中一个实施例中，激光焊接的工艺参数为：光斑直径0.7～1.0mm，扫描速度350～450mm/min，功率1500～2000w。15.在其中一个实施例中，激光淬火的工艺条件包括：光斑大小2×10mm，扫描速度10～15mm/s，功率1800～2100w。16.与现有技术相比较，本发明的刃口材料、五金刀具具有如下有益效果：17.本发明将石墨粉作为碳源，提升刃口材料的碳含量；铜的加入可以使刃口材料的晶格发生畸变，阻碍形变奥氏体的再结晶，使晶粒更加细小；锰可以提激光淬火的淬透性，获得更深的淬硬层深度；钨、钼、钛为固碳元素，在刃口材料中，以碳化物形式出现，在激光淬火是迁移至刃口表面，进一步提升刃口材料的硬度和耐磨性。18.进一步地，本发明采用纳米金属粉体制备刃口材料，制备工艺简单，进一步降低烧结温度，降低能耗；五金刀具制备工艺绿色环保，能够在满足人们对品质生活的追求，符合可持续发展宗旨，可工业化推广。附图说明19.图1为本发明实施例1提供的刃口材料的显微表征图。具体实施方式20.以下结合具体实施例对本发明的刃口材料、五金刀具及其制备方法做进一步详细的说明。以下实施例中所用的原料，如无特别说明，均为市售产品。21.实施例122.本实施例提供一种刃口材料、五金刀具及其制备方法，具体如下：23.(一)以重量百分比计，本实施例提供的不锈钢的原料组成如下：24.10μm石墨粉1.4％；500nm铜粉1.5％；500nm锰粉0.11％；500nm钨粉0.05％；500nm钼粉0.05％；500nm碳化钨粉0.08％；10μm钛粉0.08％；余量为10μm铁粉；25.(二)刃口材料制备，包括如下步骤：26.(1)将上述原料粉末均匀混合；27.(2)喂料制备：将混合均匀的粉末制备获得喂料粒子；28.(3)注射成型：将喂料粒子通过注射机注射成型得到胚体；29.(4)脱脂烧结：对胚体进行脱脂烧结得到所述刃口材料；30.(三)五金刀具刀身材质为3cr13，五金刀具制备步骤如下：31.(1)将所述刃口材料激光焊接于刀身的一侧形成刃口，激光焊接工艺参数为：光斑直径0.8mm，扫描速度400mm/min，功率1800w，得到刀具a；32.(2)将刀具a的刃口进行激光淬火处理，激光淬火工艺参数为：光斑大小2×10mm，扫描速度13mm/s，功率2000w，得到刀具b；33.(3)将刀具b进行打背砂、水磨、抛光、开利口以及手柄安装，最终得到本发明实施例1所述的五金刀具。34.实施例235.本实施例提供一种刃口材料、五金刀具及其制备方法，具体如下：36.(一)以重量百分比计，本实施例提供的不锈钢的原料组成如下：37.15μm石墨粉1.0％；200nm铜粉1.3％；200nm锰粉0.11％；200nm钨粉0.05％；200nm钼粉0.05％；200nm碳化钨粉0.08％；15μm钛粉0.08％；余量为15μm铁粉；38.(二)刃口材料制备，包括如下步骤：39.(1)将上述原料粉末均匀混合；40.(2)喂料制备：将混合均匀的粉末制备获得喂料粒子；41.(3)注射成型：将喂料粒子通过注射机注射成型得到胚体；42.(4)脱脂烧结：对胚体进行脱脂烧结得到所述刃口材料；43.(三)五金刀具刀身材质为4cr14，五金刀具制备步骤如下：44.(1)将所述刃口材料激光焊接于刀身的一侧形成刃口，激光焊接工艺参数为：光斑直径1.0mm，扫描速度440mm/min，功率1500w，得到刀具a；45.(2)将刀具a的刃口进行激光淬火处理，激光淬火工艺参数为：光斑大小2×10mm，扫描速度10mm/s，功率2100w，得到刀具b；46.(3)将刀具b进行打背砂、水磨、抛光、开利口以及手柄安装，最终得到本发明实施例2所述的五金刀具。47.实施例348.本实施例提供一种不锈钢及其制备方法，具体如下：49.(一)以重量百分比计，本实施例提供的不锈钢的原料组成如下：50.5μm石墨粉1.7％；800nm铜粉1.6％；800nm锰粉0.11％；800nm钨粉0.05％；800nm钼粉0.05％；800nm碳化钨粉0.08％；5μm钛0.08％；余量为5μm铁粉。51.(二)刃口材料制备，包括如下步骤：52.(1)将上述原料粉末均匀混合；53.(2)喂料制备：将混合均匀的粉末制备获得喂料粒子；54.(3)注射成型：将喂料粒子通过注射机注射成型得到胚体；55.(4)脱脂烧结：对胚体进行脱脂烧结得到所述刃口材料；56.(三)五金刀具刀身材质为5cr15mov，五金刀具制备步骤如下：57.(1)将所述刃口材料激光焊接于刀身的一侧形成刃口，激光焊接工艺参数为：光斑直径0.7mm，扫描速度350mm/min，功率2000w，得到刀具a；58.(2)将刀具a的刃口进行激光淬火处理，激光淬火工艺参数为：光斑大小2×10mm，扫描速度15mm/s，功率1800w，得到刀具b；59.(3)将刀具b进行打背砂、水磨、抛光、开利口以及手柄安装，最终得到本发明实施例3所述的五金刀具。60.对比例161.采用市场购买某公司生产的不锈钢刀具，其采用激光淬火技术处理不锈钢刀具的刃口后获得。62.激光淬火工艺参数为：2×10mm，扫描速度10mm/s，功率2100w。63.对比例264.本对比例提供一种刃口材料、五金刀具及其制备方法，具体如下：65.(一)以重量百分比计，本对比例提供的不锈钢的原料组成如下：66.10μm石墨粉0.8％；500nm铜粉1.5％；500nm锰粉0.11％；500nm钨粉0.05％；500nm钼粉0.05％；500nm碳化钨粉0.08％；10μm钛粉0.08％；余量为10μm铁粉。67.(二)刃口材料制备，包括如下步骤：68.(1)将上述原料粉末均匀混合；69.(2)喂料制备：将混合均匀的粉末制备获得喂料粒子；70.(3)注射成型：将喂料粒子通过注射机注射成型得到胚体；71.(4)脱脂烧结：对胚体进行脱脂烧结得到所述刃口材料；72.(三)五金刀具刀身材质为3cr13，五金刀具制备步骤如下：73.(1)将刃口材料与刀身进行激光焊接，激光焊接工艺参数为：光斑直径2.0mm，扫描速度500mm/min，功率1000w，得到刀具a；74.(2)将刀具a的刃口进行激光淬火处理，激光淬火工艺参数为：光斑大小2×10mm，扫描速度25mm/s，功率1500w，得到刀具b；75.(3)将刀具b进行打背砂、水磨、抛光、开利口以及手柄安装，最终得到对比例2所述的五金刀具。76.对比例377.本对比例提供一种刃口材料、五金刀具及其制备方法，具体如下：78.(一)以重量百分比计，本实施例提供的不锈钢的原料组成如下：79.20μm石墨粉0.8％；5μm铜粉1.5％；5μm锰粉0.11％；5μm钨粉0.05％；5μm钼粉0.05％；5μm碳化钨粉0.08％；20μm钛粉0.08％；余量为20μm铁粉。80.(二)刃口材料制备，包括如下步骤：81.(1)将上述原料粉末均匀混合；82.(2)喂料制备：将混合均匀的粉末制备获得喂料粒子；83.(3)注射成型：将喂料粒子通过注射机注射成型得到胚体；84.(4)脱脂烧结：对胚体进行脱脂烧结得到所述刃口材料；85.(三)五金刀具刀身材质为3cr13，五金刀具制备步骤如下：86.(1)将刃口材料与刀身进行激光焊接，激光焊接工艺参数为：光斑直径1.0mm，扫描速度440mm/min，功率1500w，得到刀具a；87.(2)将刀具a的刃口进行激光淬火处理，激光淬火工艺参数为：光斑大小2×10mm，扫描速度10mm/s，功率2100w，得到刀具b；88.(3)将刀具b进行打背砂、水磨、抛光、开利口以及手柄安装，最终得到对比例3所述的五金刀具。89.性能测试90.对实施例1制备得到的刃口材料进行显微表征，得到的显微表征图如图1所示，将实施例1～3和对比例1～3按照gb/t230.1～2018中规定的测试方法进行硬度的性能测试，实施例1～3和对比例1～3所制备得到的17～4ph不锈钢主要性能测试结果如表1所示。91.表192.编号硬度(hrc)实施例163实施例262实施例360对比例152对比例250对比例34593.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。94.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，便于具体和详细地理解本发明的技术方案，但并不能因此而理解为对发明专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本发明提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑的分析、推理或者有限的试验得到的技术方案，均在本发明所附权利要求的保护范围内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书及附图可以用于解释权利要求的内容。









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