CN110154091B

CN110154091B - 刀具

Info

Publication number: CN110154091B
Application number: CN201910391899.7A
Authority: CN
Inventors: 西原孝典
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2036-06-22
Also published as: CN110154091A; EP3254813A4; US20180050434A1; WO2016208646A1; JP2018008074A; EP3254813B1; CN107428014A; JPWO2016208646A1; JP6774716B2; CN107428014B; JP6194437B2; US10730193B2; EP3254813A1

Abstract

本发明的一个实施方式的刀具具备刀身，刀身具有基体部、以及沿该基体部的端部配置且与该端部连接的刃尖部。所述基体部包含第一金属。所述刃尖部包含第二金属、以及硬度比该第二金属的硬度高的多个硬质粒子。本发明的另一实施方式的刀具具备刀身，刀身具有基体部、以及沿该基体部的端部配置且与该端部连接的刃尖部。所述基体部包含作为主成分的第一金属。所述刃尖部包含作为主成分的硬度比所述第一金属的硬度低的第二金属。

Description

刀具

本申请是国际申请日为2016年6月22日，国际申请号为PCT/JP2016/068583(国家申请号：201680015966.X)，发明名称为“刀具”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种刀具。

背景技术

一直以来，使用由以金属材料为主成分的材料形成的菜刀。其中，近年来，多使用由以镍、铬为成分的不锈钢形成的菜刀(参照专利文献1)。另外，与不锈钢的菜刀较大不同的由氧化锆陶瓷形成的菜刀也广为人知(参照专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-189682号公报

专利文献2：日本特开2004-358069号公报

发明内容

本发明的一个实施方式的刀具具备刀身，刀身具有基体部、以及沿该基体部的端部配置且与该端部连接的刃尖部。所述基体部包含第一金属。所述刃尖部包含第二金属、以及硬度比该第二金属的硬度高的硬质粒子。

本发明的另一实施方式的刀具具备刀身，刀身具有基体部、以及沿该基体部的端部配置且与该端部连接的刃尖部。所述基体部包含作为主成分的第一金属。所述刃尖部包含作为主成分的硬度比所述第一金属的硬度低的第二金属。

本发明的另一实施方式的刀具具备具有端部和背部的基体部、以及沿该基体部的所述端部配置且与该端部连接的刃尖部。所述基体部从所述背部朝向所述刃尖部依次具有第一区域、第二区域以及第三区域。所述第二区域的硬度比所述第一区域以及所述第三区域的硬度低。所述第三区域的硬度比所述第一区域的硬度高。

本发明的另一实施方式的刀具具备刀身，刀身具有基体部、以及与该基体部连接且包含与所述基体部不同的材料的刃尖部。所述刀身具有刃尖、以及位于该刃尖的两侧的一对侧面。所述刀身的所述一对侧面具备相对于垂直方向以第一倾斜角倾斜的第一倾斜区域、以及相对于垂直方向以比第一倾斜角小的第二倾斜角倾斜的第二倾斜区域。所述第一倾斜区域位于比所述第二倾斜区域靠近所述刃尖侧的位置。所述刃尖部包括所述第一倾斜区域整体、以及所述第二倾斜区域的一部分。

附图说明

图1是本发明的实施方式的刀具的俯视图。

图2是图1的刀具的俯视透视图。

图3是对图1的刀具从刃尖侧观察到的图。

图4是图3的Zm区域的放大剖视图。

图5是将图4中的刃尖部侧放大的剖视图。

图6是本发明的另一实施方式的刀具的剖视图。

图7是对图1所示的刀具的刃尖部的侧面通过扫描型电子显微镜观察到的图像。

图8是对图11所示的刀具的刃尖部的剖面通过扫描型电子显微镜观察到的图像。

图9是本发明的另一实施方式的刀具的剖视图。

图10的(a)以及图10的(b)是本发明的另一实施方式的刀具的剖视图。

图11是本发明的另一实施方式的刀具的剖视图。

图12是本发明的另一实施方式的刀具的剖视图。

图13是本发明的另一实施方式的刀具的剖视图。

图14是将图1所示的刀具沿A-A线剖开时的剖视图。

图15是示出图14所示的剖面中的维氏硬度的分布的曲线图。

图16是示出图1所示的刀具的制造方法的俯视图。

图17是对图1所示的刀具的制造方法中的激光熔覆(cladding)技术进行说明的剖视图。

图18是图1所示的刀具的制造方法的剖视图，图18的(a)以及图18的(b)是图3的Zm的区域的放大剖视图。

图19是对实施例1的刀具的刃尖部附近的剖面通过扫描型电子显微镜观察到的图像。

图20是示出实施例1的锋利度试验的结果的曲线图。

图21是实施例2的刀具的图像，图21的(a)是对刃尖部附近的剖面通过扫描型电子显微镜观察到的图像，图21的(b)是对刃尖部附近的侧面通过扫描型电子显微镜观察到的图像。

图22的(a)是示出实施例3中的切纸试验的结果的曲线图，图22的(b)是将图22的(a)的试验结果的曲线图转换为对数的曲线图。

图23是实施例5的刀具的图。

附图标记说明

1 刀具

1a 刀身

1b 柄

2 刃尖部

2a 第二金属

2A 刃尖

2c 侧面

3 基体部

3a 第一区域

3b 第二区域

3c 第三区域

3d 第四区域

3A 背部

3C 端部

4 硬质粒子

6 刃构件

α 第一倾斜区域

β 第二倾斜区域

具体实施方式

以下，参照附图对刀具以及刀具的制造方法进行说明。需要说明的是，在以下的说明中所使用的图为示意性的图，附图上的尺寸比例等未必与现实的相一致。

<刀具的整体结构>

以下对本发明的刀具进行说明。本发明的刀具1具备刀身1a、以及与刀身1a连接的柄1b。

刀身1a被设定为符合刀具1的用途的形状、大小。在刀具1为菜刀的情况下，在刀身1a的形状的例子中例如包括厚刃尖菜刀、三德菜刀等日式菜刀，牛刀等西洋菜刀，或者中华菜刀等的形状。在为小刀、手术用器具等菜刀以外的用途的情况下，刀具1只要为能体现其用途的形状则可以为任何形状。

与刀身1a连接的柄1b是人在使用刀具1时供人把持的部分，与刀身1a同样地被设定为符合刀具1的用途的形状、大小。

刀身1a以及柄1b可以形成为一体，也可以分开形成。另外，刀具1不一定具备柄1b，也可以仅由刀身1a构成。在本实施方式中，刀身1a与柄1b分体形成，且刀身1a的一部分插入柄1b的内部并在该插入部相对于柄1b被固定。

柄1b包括木材、树脂、陶瓷或金属材料。金属材料可以使用不易生锈的材料，例如钛系或不锈钢系的材料。树脂例如可以使用ABS树脂(丙烯腈、丁二烯以及苯乙烯的共聚物)或聚丙烯树脂等。

需要说明的是，刀具1当然可以为任何尺寸，但示出刀具1的尺寸例供参考。图1以及图2所示的全长(x轴方向)Ht1可以设定为5cm以上且40cm以下。另外，图1以及图2所示的后述刃尖部2的全长(x轴方向)Ht2可以设定为2cm以上且35cm以下。图3所示的与刀身1a的全长Ht1正交的方向上的宽度方向(y轴方向)的长度Ht3可以设定为10mm以上且150mm以下。图3所示的刀身1a的厚度(z轴方向)Ht4为厚度最厚的部分，例如可以设定为1mm以上且5mm以下。另外，柄1b的长度(x轴方向)以及柄1b的厚度(z轴方向)也可以适当设定，例如柄1b的厚度可以设定为5mm以上且3cm以下。

<刀身>

刀身1a具有基体部3、以及与基体部3连接的刃尖部2。

基体部3包含第一金属。作为第一金属例如可以使用钢、合成钢、不锈钢、钛合金等。合成钢例如可以使用包括铬、钼、钒、钨、钴、铜、以及上述的组合等在内的材料。不锈钢可以使用铬、镍系或者铬系中的任意一种。钛合金例如可以使用所谓的64钛，即包括6％的铝(Al)、4％的钒(V)的钛合金。在所述第一金属为不锈钢的情况下，能够提高基体部3对锈等的耐腐蚀性。

在本实施方式中，所述第一金属成为基体部3的主成分。在此，主成分是指在构成基体部3的所有成分100质量％中，超过70质量％的成分。

如图2所示，基体部3具有从柄1b露出的露出部、以及插入柄1b的内部的芯3E。对露出部而言，端部3C以及背部3A沿着其长度方向(x轴方向)延伸，露出部30的宽度在露出部的长度方向前端附近变窄，端部3C与背部3A在露出部的前端相连。另外，刃尖部2沿着该端部3C与露出部的端部3C连接。需要说明的是，芯3E在宽度方向(y轴方向)上比露出部更窄并插入柄1b的内部。本实施方式中的芯3E具有一个或多个孔部3Ea，通过将柄1b的一部分插入该孔部3Ea而使得刀身1a与柄1b被牢固地固定。

刃尖部2包括第2金属2a以及多个硬质粒子4。第二金属2a可以由与第一金属不同的材料形成，也可以由与第一金属相同的材料形成。在本实施方式中，第二金属2a由与第一金属不同的材料形成。在这种情况下，具有能够不受基体部3的材料的束缚而选择适合刃尖部2的金属材料的优点。第二金属2a的材料可以使用镍、钛、镍合金或钛合金，也可以使用镍、铬、铁的合金(例如因科内尔合金(inconel注册商标))、镍、硅、硼的合金(例如铬化硼系化合物(Colmonoy注册商标))、或者钛、铝、钒的合金。

第二金属2a由因科内尔合金形成时耐腐蚀性比较高，因此能够减小在制造方法中使用激光时在刃尖部2所残留的热应力。

另外，第二金属2a在由镍系铬化硼系化合物形成的情况下，能够抑制因刀具1制造时的刃尖的淬火、退火造成的强度劣化。镍系铬化硼系化合物优选相对于镍系铬化硼系化合物的总量，碳为0.06质量％以下，铁为0.8质量％以下，硅为2.4～3.0质量％，硼为1.6～2.00质量％，氧为0.08质量％以下，其余为镍。

在本实施方式中，刃尖部2所包含的第二金属2a的维氏硬度比基体部3所包含的第一金属的维氏硬度低。由此刀具1能够同时拥有第一金属和第二金属2a这双方的优点，从而能够通过基体部3的第一金属提高刀具1的整体强度，通过刃尖部2的第二金属2a降低因刀具1的使用时所负荷的应力造成的刃尖部2的破损或缺口的产生，从而提高刃尖部2的耐久性。

在本实施方式中，第二金属2a成为刃尖部2的主成分。在此，主成分是指在构成刃尖部2的所有成分100质量％中，超过70质量％的成分。第二金属2a成为刃尖部2的主成分，因此能够进一步提高刃尖部2的耐久性。

另外，刃尖部2所包含的多个硬质粒子4的维氏硬度比刃尖部2所包含的第二金属2a的维氏硬度高。因此，能够提高刃尖部2整体的硬度，从而能够提高刃尖部2的耐磨损性。另外，硬质粒子4由比第二金属2a硬的材料形成，因此通过在使用刀具1时硬质粒子4与对象物接触来提高刃尖部2相对于对象物的锋利度。

在本实施方式中，硬质粒子4由不仅比第二金属2a硬且比第一金属硬的材料形成。像这样，通过使用具有充分硬度的硬质粒子4，从而能够增大刃尖部2的锋利度的提高以及耐磨损性的提高的效果。硬质粒子4的维氏硬度例如也可以为1000Hv以上且4000Hv以下。

硬质粒子4优选从刃尖部2的表面露出。并且，为了即便研磨刃尖部2也使硬质粒子4容易在刃尖部2的表面露出，优选硬质粒子4在刃尖部2的内部不仅分散在基体部3的长度方向(x轴方向)以及宽度方向(y轴方向)上，而且也分散在基体部3的厚度方向(z轴方向)上。

作为硬质粒子4例如可以举出包括碳化钨(WC)的超硬合金、包括碳化钛(TiC)、氮化钛(TiN)、碳化钽(TaC)等的金属陶瓷。另外，作为硬质粒子4也可以混合使用碳化钨和碳化钛等多种。

硬质粒子4可以采用各种形状。硬质粒子4的形状在剖面观察中例如可以举出三角形、方形、梯形等多边形、圆形等。另外，硬质粒子4的角部可以被切口。在这种情况下，能够提高硬质粒子4与第二金属2a的密合性。需要说明的是，硬质粒子4的形状并不限定于例示的形状，也能够使用不规则的形状。另外，硬质粒子4像如图6所示的实施方式那样，也可以为具有凹部4a的形状。在这种情况下，通过使硬质粒子4的凹部4a从侧面2c以及刃尖2A露出来提高刃尖部2的锋利度，进一步提高因接触面积的减小造成的刀具1的滑动性。

硬质粒子4的平均粒径例如可以设定为5μm以上且50μm以下。需要说明的是，在进行这样的设定时，使用筛子筛选出平均粒径不足5μm的粒子以及平均粒径超过50μm的粒子即可。

在刃尖部2内可以包括10体积％以上的硬质粒子4。在这种情况下，能够进一步提高刃尖部2的锋利度以及耐磨损性。另外也可以在刃尖部2内包括50体积％以下的硬质粒子4。在这种情况下，能够较高地维持刃尖部2的生产性。需要说明的是，硬质粒子4的含有率通过如下方式求出，即使用扫描型电子显微镜对刃尖部2的剖面(与yz平面平行的剖面)进行观察，从观察图像的照片求出硬质粒子4的总面积相对于刃尖部2整体的面积的体积％。具体而言，硬质粒子4的体积％按以下方式算出。首先，沿刃尖部2的长度方向(x轴方向)以大致均等间隔在5处不同位置实施刃尖部2的剖面观察。接下来，在这5处测定硬质粒子4的面积比例。然后，求出该5处的硬质粒子4的面积的比例的平均值。通过将该面积的比例的平均值看作硬质粒子4的体积％来计算硬质粒子4的体积％。

硬质粒子4、所述第一金属以及第二金属2a的维氏硬度的测定能够利用基于JIS Z2244(ISO6507-2、以下相同)的方法进行。如果在使用该方法难以进行测定的情况下，则分别鉴定硬质粒子4、所述第一金属以及第二金属2a的组成，制作具有与鉴定出的组成大致同等的组成的试样，并对这些试样以基于JIS Z 2244的方法进行测定。

需要说明的是，在本发明中，只要能够把握第一金属、第二金属2a以及硬质粒子4的维氏硬度的大小关系即可，因此只要是与鉴定出的组成大致同等的组成的试样，则在对大小关系无实质影响的范围内被许可。

接下来，使用图4以及图5对刀身1a的剖面(与yz平面平行的剖面)进行说明。刃尖部2具有刃尖2A、以及在该刃尖2A的两侧配置且与刃尖2A相连的一对侧面2c。多个硬质粒子4中的至少一个从刃尖部2的侧面2c露出。由此，在使用刀具1切割对象物时，硬质粒子4与对象物接触。其结果是，刃尖部2的锋利度变得良好，并且能够提高刃尖部2的耐磨性。在本实施方式中，多个硬质粒子4从刃尖部2的双方的侧面2c露出。因此，刃尖部2的锋利度和耐磨性进一步提高。

另外在本实施方式中，硬质粒子4中的至少一个从刃尖2A露出。因此，在使用刀具1切割对象物时，从刃尖2A露出的硬质粒子4与对象物接触，从而能够提高刃尖2A的锋利度。

接下来使用图7所示的照片对硬质粒子4的分布进行说明。图7是通过扫描型电子显微镜对刃尖部2的侧面2c进行观察的图像。在图7中，目视为白色的部分示出了硬质粒子4从刃尖部2的侧面2c露出的部分。由图7可知，在本发明实施方式中，与基体部3侧的区域相比，在刃尖2A侧的区域露出的刃尖部2内的硬质粒子4更多。因此，在刃尖2A侧的区域，能够提高刃尖部2的锋利度和耐磨损性，从而能够提高刃尖部2的性能。为了将露出的硬质粒子4设定为上述那样的分布，实施如下那样的研磨(例如，抛光研磨)即可，即与基体部3侧相比，在刃尖部2的刃尖2A侧选择性地削去较多的第二金属2a。

另外，如图4所示，刀身1a在剖面(与yz平面平行的剖面)中，厚度方向(z轴方向)的宽度朝向刃尖2A变窄。刀身1a的侧面的相对于垂直方向(y轴方向)的倾斜角在刃尖2A侧与背部3A侧不同。具体而言，与背部3A侧相比，刃尖2A侧的刀身1a的侧面的所述倾斜角变大。

在此，在刀身1a的侧面中，将倾斜角大的刃尖2A侧的区域设为第一倾斜区域α，将倾斜角小的背部3A侧的区域设为第二倾斜区域β，将第一倾斜区域α中的刀身1a的侧面的倾斜角设为Dα，将第二倾斜区域β中的刀身1a的侧面的倾斜角设为Dβ。垂直方向(y轴方向)是以刃尖2A为起点且平行于与刀身1a的厚度方向(z轴方向)正交的垂线(与y轴平行的线)的方向。在图4所示的刀具1中，倾斜角Dα变得比倾斜角Dβ大。另外，在本实施方式中，第一倾斜区域α不仅包括刃尖部2的侧面2c，还包括基体部3的侧面，刃尖部2的侧面2c整体包含于第一倾斜区域α。

第一倾斜区域α的y轴方向的长度例如能够设定为0.5μm以上且3mm以下。刃尖部2的y轴方向的长度能够设定为刃尖区域α的长度以下，例如能够设定为0.2mm以上且2.8mm以下。

另外，与刃尖部2连接的基体部3的端部3C可以为平坦面，进一步，其平坦面可以与刀具1的长度方向(x轴方向)平行。在这种情况下，如图4以及图5所示，在刀身1a的剖面(与yz平面平行的剖面)中，端部3C为与z轴方向平行的直线状。

需要说明的是，如图9所示，基体部3的端部3C可以相对于z轴方向倾斜。在这种情况下，能够增加基体部3与刃尖部2的接触面积，因此能够提高基体部3以及刃尖部2的密合性。端部3C相对于z轴方向的倾斜角D3c例如可以没定为15°以上且45°以下。

另外，如图10的(a)以及图10的(b)所示，基体部3的端部3C可以为曲面状。在这种情况下，基体部3与刃尖部2的接合面积增大，因此基体部3与刃尖部2的接合强度变高，从而刀具1的耐久性提高。

图11示出了刀具1的另一实施方式。刀具1的第一倾斜区域α与第二倾斜区域β的边界11位于刃尖部2。也就是说，刃尖部2的侧面2c包括第一倾斜区域α的整体且包括第二倾斜区域β的一部分。在这种情况下，刃尖部2中存在第二倾斜区域β，因此保证充分的厚度，从而能够反复进行研磨。其结果是，能够长期使用刃尖部2。

第一倾斜区域α的倾斜角Dα例如可以设定为10°～20°的范围。基体部3的端部3C的厚度(z轴方向的长度)例如可以设定为0.2mm以上且1mm以下。刃尖2A处的厚度(z轴方向的长度)根据刀具1的锋利度适当设定即可，例如可以设定为0.1μm以上且10μm以下。

接下来，使用图13对在刃尖部2不包含硬质粒子4的刀具1进行说明。在如图13所示的刀具1中，基体部3的主成分由第一金属形成，刃尖部2的主成分由第二金属2a形成。另外，第二金属2a的维氏硬度设定为比第一金属的维氏硬度小。在这种情况下，由于第一金属而刀具1的整体强度较高，且能够通过第二金属2a减少刃尖部2的破损或缺口的发生。

《维氏硬度分布》

对图1所示的刀具1的维氏硬度分布进行说明。图14是将图1所示的刀具沿A-A线剖开时的剖面图。如图14所示，基体部3的露出部从背部3A朝向端部3C依次具有第一区域3a、与第一区域3a连续的第二区域3b、与第二区域3b连续的第三区域3c、以及与第三区域3c连续且与刃尖部2连续的第4区域3d。

图15示出了基体部3的维氏硬度的分布。如图15所示，第二区域3b的硬度比第一区域3a以及第三区域3c的维氏硬度低，第三区域3c的维氏硬度比第一区域3a的维氏硬度高。

根据这些结构，维氏硬度比第一区域3a的维氏硬度低的第二区域3b位于第一区域3a与第三区域3c之间，因此当使用刀具1切割对象物时刃尖部2受到的冲击能够被第二区域3b吸收。另外，位于靠近刃尖部2的第三区域3c的维氏硬度比第一区域3a以及第二区域3b的维氏硬度高，因此刀具1具有高耐折损性。

根据图15，第二区域3b具有维氏硬度朝向刃尖2A逐渐减小的第一变化部分31、以及朝向刃尖2A逐渐增大的第二变化部分32。

第一区域3a的硬度一定。在此，硬度一定是指相对于从背部3A到第二区域3b的硬度的回归直线而处于±30Hv的范围内。

第一区域3a的具体的维氏硬度处于500Hv以上且700Hv以下的范围。维氏硬度的测定可以利用基于JIS Z 2244的方法进行。

第二区域3b的维氏硬度例如处于300Hv以上且500Hv以下的范围。第三区域3c的维氏硬度例如处于500Hv以上且800Hv以下的范围。第三区域3c包括基体部3中维氏硬度最高的部位3ca。

另外，基体部3在第三区域3c与刃尖部2之间具有维氏硬度比第一区域3a的维氏硬度低的第四区域3d。第四区域3d的维氏硬度比第一区域3a的维氏硬度低，且比刃尖部2的维氏硬度高。第四区域3d的维氏硬度随着远离第三区域3c而逐渐减小。第四区域3d存在于基体部3，因此能够抑制刃尖部2的硬度的急剧变化。

<刀具的制造方法>

接下来，参照图16～图18对刀具1的制造方法进行说明。图16～图18是用于对图1所示的刀具1的制造方法进行说明的图。刀具1经过以下工序而被制造。具备准备包含第一金属的基体部3的工序、准备构成第二金属2a的金属粉体和硬质粒子4的工序、在对基体部3的端部3C喷射金属粉体和硬质粒子4的同时烧结金属粉体，从而形成作为主成分包含第二金属2a并且包括多个硬质粒子4的刃构件6的工序、以及对刃构件6和基体部3进行研磨的工序。

首先，准备包含第一金属的基体部3。基体部3为图16所示那样的形状。能够通过对不锈钢的板材进行冲压加工而冲裁出规定的刀具的形状后，进行淬火等来准备基体部3。在淬火中，优选多次进行预热、淬火以及冷却。由此，能够提高基体部3的硬度。

在预热中，以比之后实施的淬火的温度低的温度加热基体部3。由此能够降低在淬火之际成为高温时容易产生的裂纹等的产生。淬火的条件能够根据材料适当设定，例如能够设定以在1000℃以上的温度加热基体部3的条件。在冷却中，自淬火的温度急剧冷却基体部3。由此，能够使通过淬火而活性化的材料彼此固定。

另外，与基体部3的准备分开地准备构成第二金属2a的金属粉体以及硬质粒子4。

接下来，在对基体部3的端部3C喷射金属粉体和硬质粒子4的同时对端部3C烧结金属粉体。由此，形成包含第二金属2a以及多个硬质粒子4的刃构件6。

金属粉体优选通过激光熔化而烧结。即，优选使用利用激光的熔覆技术。具体而言，如图17所示，在喷嘴7处从激光7a的横侧对基体部3的端部3C附近供给由所述金属粉体形成的熔覆材料6a。由此能够在使构成刃尖部2的材料即熔覆材料6a熔化的同时使之与端部3C金属结合。另外，从熔覆材料6a的更靠外侧对端部3C喷吹非活性气体7b。由此熔覆材料6a容易接触激光7a。作为非活性气体7b例如可以举出氩气等。

在此，在使熔覆材料6a熔化时，混合硬质粒子4。由此，硬质粒子4以外的熔覆材料6a通过激光7a熔化，从而附着于端部3C。另一方面，由于硬质粒子4的熔点高，因此不易被激光7a熔化。因此，若在使熔覆材料6a熔化时混入硬质粒子4，则能够使多个硬质粒子4分散在刃尖部2。

然后，如图18所示，研磨刃构件6的一部分。在本实施方式中，不仅研磨刃构件6的一部分，还研磨基体部3的一部分。在此，例如能够使用在表面涂布有氧化铝(Al₂O₃)、碳化硅(SiC)或金刚石、碳化硅(SiC)或金刚石的混合粒子等的研磨石来进行研磨。

研磨可以分为多次进行。如图18所示，首先沿虚线Kml进行第一次研磨，接下来沿虚线Km2进行第二研磨。

为了得到具有如图15所示那样的维氏硬度的基体部3，只需调整基体部3的淬火的条件以及激光的照射条件等即可。在上述制造方法中，通过在淬火后进行激光的照射，从而基体部3多次反复进行所谓的淬火和退火。通过调整淬火的条件、激光的照射条件等能够调整在基体部3产生的淬火、退火的效果。

以下举出实施例对本发明进行更详细地说明，但本发明并不限于以下的实施例。

实施例1

在本实施例1中，制作了在刃尖部2包含硬质粒子4且端部3C相对于z轴方向倾斜的刀具1。使用的材料如下。

基体部3：不锈钢

刃尖部2：因科内尔合金600

硬质粒子4

组成：以碳化钨为主成分的陶瓷

筛孔粒径：45μm

刃尖部2内的含量：30体积％

接下来，对将制作出的刀具1以与y轴方向平行的方式剖开后的剖面通过扫描型电子显微镜进行确认。其结果在图19中示出。根据图19的结果可知，在本实施例1的刀具1中，硬质粒子4分散在刃尖部2内。

接下来，为了确认实施例1的刀具1的耐磨损性的效果，进行切纸试验。切纸试验使用本多式锋利度试验机实施。切纸试验是测试对400张纸以规定的压力进行按压时能够切断几张纸的试验。

作为比较例，准备刀身整体由氧化锆形成的刀具(比较例1)以及由不锈钢形成的刀具(比较例2)，在与实施例1相同的条件下进行切纸试验。其结果在图20中示出。图20在横轴示出了进行切纸试验的次数，在纵轴示出了一次切纸试验所切断的张数。

由该结果可知，与由不锈钢形成的刀具的比较例2相比，实施例1的初始锋利度高，锋利度的劣化也不大。另外，与由陶瓷形成的刀具的比较例1相比较，实施例1的初始锋利度高。并且，实施例1中的锋利度的寿命能够接近比较例1。

因此，关于初始锋利度以及锋利度的寿命，可知实施例1接近比较例1且较比较例2更好。

实施例2

在实施例2中制作了刃尖部2包含多个硬质粒子4且端部3C相对于z轴方向倾斜的刀具1。使用的材料如下。

基体部3：不锈钢

刃尖部2：因科内尔合金600

硬质粒子4

组成：以碳化钨为主成分的陶瓷

筛孔粒径：25μm

刃尖部2内的含量：30体积％

将制作出的刀具1以与y轴方向平行的方式切断，通过扫描型电子显微镜确认其剖面。其结果在图21的(a)中示出。由图21的(a)明确可知，硬质粒子4分散在刃尖部2内。

对制作出的刀具1的刃尖部2附近的侧面通过扫描型电子显微镜进行确认。其结果在图21的(b)示出。由图21的(b)明确可知，在制作出的刀具1中，多个硬质粒子4在刃尖部2的侧面2c露出。另外也得知，多个硬质粒子4在刃尖2A露出。

实施例3

(激光熔覆组成的研究)

在本实施例3中，研究了构成刃尖部的金属材料(第二金属)与硬质粒子的优选的比例。即，针对改变两者的比例制作的各种的刃尖部进行与实施例1同样的切纸试验。试验所使用的材料如下。刃尖部的金属材料(第二金属)与硬质粒子的比例(体积％)如下。

实施例3-1金属材料：硬质粒子＝75：25

实施例3-2金属材料：硬质粒子＝81：19

实施例3-3金属材料：硬质粒子＝86：14

实施例3-4金属材料：硬质粒子＝90：10

实施例3-5金属材料：硬质粒子＝94：6

另外，为了比较制作了由不锈钢(SUS420J2)形成的刀具(比较例)。

试验结果在图22的(a)中示出。将图22的(a)示出的横轴的切纸试验次数制成对数直线的结果在图22的(b)中示出。通过制成对数直线更容易理解刃尖部的劣化。

由图22的(b)可知，实施例3-1～3-5中的任一个都具有高于比较例的耐久性。另外，从实施例3-5中的劣化相对较快，实施例3-3、3-4中的直线的倾斜平缓，实施例3-1、3-2中的倾斜较比较例平缓可知，耐久性得到提高。

实施例4

除了使用镍系铬化硼系化合物代替在实施例2中使用的刃尖部2的材料(因科内尔合金600)以外，与实施例2同样地造刀具。多个硬质粒子4在刀具的刃尖部2的侧面2c以及刃尖2A露出。另外，刃尖部2的维氏硬度在退火后为450Hv左右。

使用的镍系铬化硼系化合物的组成在表1中示出。

表1

成分	含量(质量％)
		碳	0.03
铁	0.23
		硅	2.75
硼	1.85
		氧	0.044
镍	其余

实施例5

制造了刃尖部2包含多个硬质粒子4且基体部3的端部3C相对于z轴方向倾斜的刀具1。使用的材料如下。

基体部3：不锈钢

刃尖部2：因科内尔合金600

硬质粒子4

组成：以碳化钨为主成分的陶瓷

筛孔粒径：45μm

刃尖部2内的含量：30体积％

接下来，对制作出的刀具1进行维氏硬度的分布的测定。具体而言，首先，在垂直于x轴方向且平行于刃尖部2的刃尖方向(y轴方向)的方向剖开刀具1。剖开部位为相当于图1以及图2所示的A-A线的部位。

接下来，在剖开部位的剖面从刃尖2a朝向背部3A以基于JIS Z 2244的方法测定维氏硬度。测定条件如下。

试验力：5Kg

测定间距：0.5mm

测定结果在图15中示出。由图15明确可知，刀具1的基体部3具有上述的第一区域3a、第二区域3b、第三区域3c以及第四区域3d。

接下来，将制作出的刀具1以与y轴方向平行的方式剖开，并通过扫描型电子显微镜观察其剖面。其结果在图23中示出。由图23可知，第二区域3b确认到因“退火(100℃～200℃)”造成的结晶的粗大化。推测第二区域3b因“退火”而维氏硬度比第一区域3a的维氏硬度低。第三区域3c因“淬火(1150℃～1200℃)”而致密地再结晶化，确认到结晶的凝集、致密化。推测第三区域3c因“淬火”而维氏硬度比第一区域3a的维氏硬度高。推测第四区域3d因热分散引起的混合组成、合金化等而维氏硬度比第一区域3a的维氏硬度低。

通过上述实施方式对本发明进行了说明，但不应将构成该发明的一部分的论述以及附图理解为对本发明进行的限定。

Claims

1.一种刀具，其具备：

基体部，其具有端部和背部；以及

刃尖部，其沿所述基体部的所述端部配置且与所述端部连接，

所述基体部作为主成分包含钢或钛合金，

所述基体部从所述背部朝向所述刃尖部依次具有第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域，

所述第二区域的硬度比所述第一区域以及所述第三区域的硬度低，

所述第三区域的硬度比所述第一区域的硬度高，

所述第四区域位于所述第三区域与所述刃尖部之间，与所述刃尖部连接，且硬度从所述第三区域朝向所述刃尖部减小并且所述第四区域的硬度比所述第一区域的硬度低。

2.根据权利要求1所述的刀具，其中，

所述钢是合成钢。

3.根据权利要求1所述的刀具，其中，

所述钢是不锈钢。

4.根据权利要求1所述的刀具，其中，

所述第三区域包括所述基体部中硬度最高的部位。

5.根据权利要求1所述的刀具，其中，

所述刀具具备刀身，所述刀身具有所述基体部以及所述刃尖部，

将所述基体的所述主成分作为第一金属，

所述刃尖部包含：与所述第一金属不同的材料的成为主成分的第二金属，作为所述第二金属使用镍、钛、镍合金、钛合金、镍和铬和铁的合金、镍和硅和硼的合金、或者钛和铝和钒的合金；以及硬度比该第二金属的硬度高的多个硬质粒子，作为所述硬质粒子使用包含碳化钨的超硬合金、或者包含碳化钛、氮化钛或碳化钽的金属陶瓷。

6.根据权利要求5所述的刀具，其中，

所述第一金属为钢，

所述第二金属为镍、镍合金、镍和铬和铁的合金、镍和硅和硼的合金、或者钛和铝和钒的合金，

所述硬质粒子为包含碳化钨的超硬合金、或者包含碳化钽的金属陶瓷。

7.根据权利要求6所述的刀具，其中，

所述钢是合成钢。

8.根据权利要求6所述的刀具，其中，

所述钢是不锈钢。

9.根据权利要求5所述的刀具，其中，

所述刃尖部具有刃尖、以及位于所述刃尖的两侧的一对侧面，所述硬质粒子中的至少一个从所述侧面露出。

10.根据权利要求9所述的刀具，其中，

所述硬质粒子中的至少一个从所述刃尖露出。

11.根据权利要求9或10所述的刀具，其中，

所述刃尖的厚度为0.1μm以上且10μm以下，

所述硬质粒子的平均粒径为5μm以上且50μm以下。

12.根据权利要求9或10所述的刀具，其中，

所述刃尖部的全长为2cm以上且35cm以下，

所述刀身的与全长正交的方向上的宽度方向的长度为10mm以上且150mm以下，

所述刀身的厚度最厚的部分的厚度为1mm以上且5mm以下。

13.根据权利要求5或6所述的刀具，其中，

所述第二金属包含硬度比所述第一金属的硬度低的金属材料。

14.根据权利要求13所述的刀具，其中，

所述硬质粒子包含比所述第一金属硬度高的材料。

15.根据权利要求9所述的刀具，其中，

对于在所述刃尖部的所述侧面露出的所述硬质粒子的面积比例而言，所述刃尖侧高于所述基体部侧。

16.根据权利要求9所述的刀具，其中，

在所述刃尖部的所述侧面露出的所述硬质粒子在所述刃尖部内含有10体积％以上且50体积％以下。