[发明专利]一种具有高硬度防锈涂层的安全刀刀片及制备方法

说明书

本发明涉及一种具有高硬度防锈涂层的安全刀刀片的制备方法，其包括步骤：S1：提供D2钢作为安全刀刀片基材；S2：将其置于装有钛铝共渗剂的压力容器中，升温加热使得钛铝共渗剂处于沸腾状态，通入含氮气体进行气体放电处理，保温后停止放电，提高压力容器的压力；S3：将其进行一次淬火处理；S4：再将其置于装有渗钛剂的机械能助渗设备中，在一定转速下升温至400～420℃后保温，然后随炉冷却至室温；S5：将其进行二次淬火，然后回火处理，得到具有高硬度防锈涂层的安全刀刀片。本发明制备得到的安全刀刀片，不仅具有高耐磨、高硬度、高韧性和防锈等性能，而且刀片不易出现崩口和卷口等问题，可满足长期耐用的使用要求。

技术领域

本发明涉及美工刀的技术领域，尤其涉及一种具有高硬度防锈涂层的安全刀刀片及其制备方法。

背景技术

美工用的安全刀广泛应用于是美术和手工艺品的创作过程中，主要用来切割质地较软的东西，多由塑刀柄和金属刀片两部分组成。传统的美工安全刀刀片比较脆，安全性能相对较低，容易在使用时造成划伤；而且切割硬物的使用效果相对较差。不同材料制成的安全刀刀片，性能各不相同。

D2钢是美国材料与试验协会标准牌号，对应的中国标准牌号是Cr12Mo1V1，其含碳量高达1.5％，含铬量高达11.5％，具有高耐磨性能，广泛应用于硅钢片冲模、冷切剪刀、切边模等用途。但其存在脆性大，极易开裂、防锈性能差等特性，使得刀片在使用过程中，易于出口崩口、卷口等现象，无法满足长期耐久使用等问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的不足之处，本发明一方面提供了一种具有高硬度防锈涂层的安全刀刀片的制备方法，以解决现有安全刀刀片无法兼顾高耐磨、高硬度、高韧性和防锈等性能，及刀片易于出现崩口和卷口等问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有高硬度防锈涂层的安全刀刀片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：提供经前处理后的高碳高铬D2钢作为安全刀刀片基材；

S2：将步骤S1得到的刀片基材置于装有钛铝共渗剂的压力容器中，升温加热使得所述钛铝共渗剂处于沸腾状态，在所述压力容器中通入含氮气体并进行气体放电，400～450℃保温2～3h后停止放电，提升压力容器的压力至0.1～0.3MPa，得到钛铝氮三元共渗的刀片基材；本申请通过将钛铝共渗剂加热沸腾气化，再在压力容器中进行低压气体放电，一方面，在保持刀片基材高耐磨性的同时，可以防止在刀片基材表面出现脱碳问题，并得到深层厚度达50微米以上的钛铝氮三元共渗层，提高刀片基材的硬度和防锈性能；另一方面，在D2钢的刀片基材中渗入钛、铝、氮，形成TiN、AlN等韧性陶瓷，有利提高刀片基材的韧性，使其不易断脆，避免刀片使用过程中出现崩口和卷口等问题，使得刀片更加坚硬锋利，提高刀片锋利持久性和防锈性。渗入刀片基材的钛、氮元素还与碳元素反应得到氮碳化钛TiCN，其进一步提高刀片基材的硬度和耐磨性。

S3：将步骤S2得到的刀片基材进行一次淬火处理，得到一次热处理后的刀片基材；

S4：将步骤S3得到的刀片基材置于装有渗钛剂的机械能助渗设备中，所述机械能助渗设备滚筒在50～100r/min的转速下以约5.5～8.5℃/min的速率从室温升至400～420℃后保温4～6h，然后随炉冷却至室温，得到渗钛处理后的刀片基材；本申请进一步通过机械能助渗，起到减少扩散时间，降低处理温度，减少对基材组织的性能影响，有利提高了产品质量。本申请通过复合涂层的保护，使得安全到刀片不易出现崩口、卷口等问题。

S5：将步骤S4得到的刀片基材进行二次淬火，然后回火处理，得到具有高硬度防锈涂层的安全刀刀片。本申请通过两次分步淬火，改善了刀片基材表层的金相组织结构和机械性能，进一步提高刀片基材的综合性能。