一种具有纳米氮化钛涂层的抗菌不锈钢刀具的制备方法与流程

1.本发明涉及抗菌不锈钢刀具领域，具体涉及一种具有纳米氮化钛涂层的抗菌不锈钢刀具的制备方法。


背景技术：

2.氮化钛涂层是应用范围最广的硬质涂层之一，同时也是最早的被开发的二元过度金属氮化物涂层。由于氮化钛具有熔点高、硬度大、高温条件下化学性质不活泼等特点，氮化钛涂层可作为一种耐磨及硬质薄膜而广泛用于各种切削工具和机械零部件。抗菌不锈钢成本低、抗菌性能优异可以应用到许多领域中。例如铁素体抗菌不锈钢可用于餐厨具、家电等方面，奥氏体抗菌不锈钢可应用于餐厨具、家电、食品工业、医疗器械等方面，马氏体抗菌不锈钢可用于制造餐厨刀具等。
3.为了增加刀具的硬度以及耐摩擦能力，传统做法是在刀具外部设置一层氮化钛涂层，但是传统的做法是将整个涂层图在刀具的外部，但是我们知道，负责切割部分的只是刀具的刀刃部分，也就是底部，传统的不锈钢刀具，受限于刀刃的材质，即使涂上纳米氮化钛涂层，也会因为涂层破损而使得其硬度降低，特别是增加硬度、耐磨度的纳米氮化钛涂层一旦破损后，便不能再继续保护刀具，所以这种涂层的结构使用寿命往往很短，而且将纳米氮化钛涂层与抗菌材料混合后在包裹在刀具的外部，工艺复杂，成本增加，而且只能是薄薄的一层，否则厚度会增加，重量就会增加。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是一种具有纳米氮化钛涂层的抗菌不锈钢刀具的制备方法，将刀刃与刀体分开，增加刀刃处的纳米氮化钛涂层的厚度，又不会过多增加刀具整体的重量，不会过多增加刀具成本，增加刀具的刀刃处的硬度，并使得整个刀身具有抗菌的效果。
5.本发明是通过以下技术方案来实现的：一种具有纳米氮化钛涂层的抗菌不锈钢刀具的制备方法，包括以下几个具体步骤：
6.步骤一、准备一个加入抗菌元素的刀具载体以及刀头载体，刀头载体一端与刀具载体拼接固定，刀头载体两侧与刀具载体两侧之间形成一个倾斜的涂镀腔；
7.步骤二、利用氨气还原法制备纳米氮化钛涂层，并利用冷喷涂技术对涂镀腔内涂镀纳米氮化钛涂层，并使得纳米氮化钛涂层的两侧外壁面为两个倾斜的切割面，刀头载体的底面裸露出纳米氮化钛涂层的外部并形成切割刃；
8.步骤三、在刀具载体与刀头载体的两侧衔接处均开设一个凹陷的过渡腔，纳米氮化钛涂层喷涂至过渡腔内并形成过渡段。
9.作为优选的技术方案，其中，加入抗菌元素的刀具载体采用不锈钢刀具载体，刀头载体采用高硬度金属载体。
10.作为优选的技术方案，加入的抗菌元素为银粉末，将不锈钢刀具载体加热软化后，
将银粉末撒在刀具载体上，然后加压锻造成型后冷却，即得到具有抗菌能力的刀具载体。
11.作为优选的技术方案，所述过渡段的外壁面形成一弧形微凸部，过渡段外壁面与刀具载体外壁面平齐。
12.作为优选的技术方案，在刀具载体的底部开设一条凹槽，在刀头载体的顶部形成一段凸段，凸段装入至凹槽内，并利用焊接将刀头载体与刀具载体焊接固定为一体，焊接完成后对焊接处进行打磨平整。
13.作为优选的技术方案，步骤二中，利用氨气还原法制备纳米氮化钛涂层具体步骤如下：将锐钛矿相二氧化钛纳米颗粒放入真空管式炉中进行热处理，得到纳米氮化钛颗粒，热处理时，以氮气作为保护气体，以7℃/min的速率升温至800℃，保温6h，保温过程中通入氨气。
14.本发明的有益效果是：本发明将刀头与刀体分离开来，增加刀头处的纳米氮化钛涂层的厚度，进而增加整个刀具的硬度以及耐磨能力，进而增加使用寿命，同时由于没有在刀具载体外部涂覆纳米氮化钛涂层，所以抗菌效果更好，而且由于设置了弧形微凸部，可以有效防止切割过程中外部硬物与刀具载体面的接触，进而增加刀具载体的使用寿命。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的整体结构示意图；
17.图2为本发明图1中a处的局部放大图。
具体实施方式
18.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
19.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
20.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
21.此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.本发明使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元
将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语
23.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.如图1所示，本发明的一种具有纳米氮化钛涂层的抗菌不锈钢刀具的制备方法，包括以下几个具体步骤：准备一个加入抗菌元素的刀具载体1以及刀头载体4，刀头载体4一端与刀具载体1拼接固定，刀头载体4两侧与刀具载体1两侧之间形成一个倾斜的涂镀腔；利用氨气还原法制备纳米氮化钛涂层，并利用冷喷涂技术对涂镀腔内涂镀纳米氮化钛涂层3，并使得纳米氮化钛涂层3的两侧外壁面为两个倾斜的切割面，刀头载体4的底面裸露出纳米氮化钛涂层3的外部并形成切割刃；
25.在刀具载体与刀头载体的两侧衔接处均开设一个凹陷的过渡腔，纳米氮化钛涂层喷涂至过渡腔内并形成过渡段6。
26.其中，其中，加入抗菌元素的刀具载体1采用不锈钢刀具载体，刀头载体4采用高硬度金属载体，本实施例中，加入的抗菌元素为银粉末，将不锈钢刀具载体加热软化后，将银粉末撒在刀具载体上，然后加压锻造成型后冷却，即得到具有抗菌能力的刀具载体。
27.其中，过渡段的外壁面形成一弧形微凸部5，过渡段外壁面与刀具载体外壁面平齐，如图2所示，由于形成了该弧形微凸部，所以即使切割硬物，也可以防止硬物直接与刀身主体接触，防止硬物损坏刀身主体。
28.其中，在刀具载体的底部开设一条凹槽，在刀头载体的顶部形成一段凸段2，凸段装入至凹槽内，并利用焊接将刀头载体与刀具载体焊接固定为一体，焊接完成后对焊接处进行打磨平整。
29.其中，步骤二中，利用氨气还原法制备纳米氮化钛涂层具体步骤如下：将锐钛矿相二氧化钛纳米颗粒放入真空管式炉中进行热处理，得到纳米氮化钛颗粒，热处理时，以氮气作为保护气体，以7℃/min的速率升温至800℃，保温6h，保温过程中通入氨气。
30.本发明将刀头与刀体分离开来，增加刀头处的纳米氮化钛涂层的厚度，进而增加整个刀具的硬度以及耐磨能力，进而增加使用寿命，同时由于没有在刀具载体外部涂覆纳米氮化钛涂层，所以抗菌效果更好，而且由于设置了弧形微凸部，可以有效防止切割过程中外部硬物与刀具载体面的接触，进而增加刀具载体的使用寿命。
31.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。