专利名称：剃刀片工艺的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及改进的剃刀和剃刀片，以及一种加工具有锋利的和耐久的切削刃的剃刀片或类似的切削刀具的方法。
构成剃刀片的典型的适当基片材料如金属或陶瓷，以及切削刃由具有半径小于大约1000埃的端刃或尖端的楔形轮廓构成，楔形表面的夹角小于30°。由于剃削过程的剧烈和刀片刃的经常损坏的结果，及为了增加剃削效果，为便于剃削，已经提出了采用一层或多层辅助涂料的方案，和/或增加剃削刃的硬度和/或增加抗腐蚀性能的方案。许多这类涂料已经被采用，如聚合材料的金属，以及其它材料包括金刚石和金刚石状的碳(DLC)材料。这种辅助材料的单层或多层中的每一层必须具有粘合相容性，以使在剃刀片的整个使用寿命中，每一层能牢固粘接于基片，并获得合乎要求的性能，如改进剃削性，改进硬度和/或抗腐蚀性，而不得影响剃削刃的几何形状和切削效率。现已提出了一种具有改进的机械性能的剃刀片的切削刃，所说改进性能指在基片的锋利的刃上涂复金刚石或金刚石状的材料(DLC)。该种材料其特征是具有基本上为SP3碳的粘接性，其比重为大于1.5克/cm3;并且Raman峰值约为1331cm-1(金刚石)或者约为1552cm-1(DLC材料)。然而，该方案并不令人满意，是因为金刚石或金刚石状涂层对基片的楔形刃的粘合性差并有从其上剥落的趋势。现已发现，钼的夹层具有将金刚石或金刚石状碳粘到基片的楔形刃上的极好的粘合性，但是也已发现，在一定的加速腐蚀的实验条件下，诸如将其在80℃的热蒸镏水中浸入达16小时时，金刚石状碳涂层能从钼夹层中剥离并且在刚制刀片的基片上产生了电化学反应。
按照本发明一个特点，提供了一种剃刀片，它包括具有楔形刃的一块基片，在楔形刃的顶部和侧面上由所选择材料构成的夹层，该种材料选自钼、镍、铌、硅、碳化硅、钽、钒的组合和这些材料的合金，夹层的厚度最好在约50-500埃的范围内;并且夹层之上的金刚石或金刚石状的碳材料的层的厚度最好是至少约为1200埃，并限定了小于约400埃的顶部半径及纵横比1∶1-3∶1的范围。该刀片显示了极好地剃削性能和耐久的寿命。
在一个特殊的实例中，剃刀片的基片是钢制的;金刚石或DLC涂层的硬度至少是金属基片的二倍;借助机械研磨的工序形成楔形刃;并且夹层材料(最好的材料是铌)和金刚石或金刚石状的碳材料的各层是靠来自夹层材料和石墨的电极的喷涂材料所形成。
据本发明的另一特点，提供了包括提供基片的步骤在内的剃刀片的成形的方法，在基片的刃上形成具有小于30°夹角的楔形的锋利刃，并且一个尖端半径最好小于1200埃(即当该测定的尖端在放大倍数至少为25，000倍的电子显微镜下观测时，较大圆的测定半径应位于刃的尖端之内);把一层夹层材料涂复在锋利刃上，该夹层材料选自由钼、镍、铌、硅、碳化硅、钽、钒构成的组合以及该种材料的合金，并在夹层上涂复一层金刚石或金刚石状的材料，以便在金刚石或金刚石状的碳材料的尖端形成的半径小于约1000埃。
该夹层及金刚石或DLC层可采用各种技术涂复，诸如碳氢化合物气体的等离子体分解作用，采用来自或是等离子体或是离子枪轰击靶的离子的喷溅涂复，直接采用碳离子束，以及使用或E束(E-Beam)或喷涂源的离子束辅助涂复(IBAD)方法。
在一种特殊方法中，基片按照搪磨工序的顺序被研磨，以便形成锋利的刃;铌和金刚石或金刚石状的碳材料的各层用喷涂法连续涂复;铌夹层的厚度小于约500埃，在涂铌的切削刃上的金刚石或DLC涂层的厚度至少约为1200埃;金刚石涂层的Raman峰值约为1331cm-1并且金刚石状的碳材料(DLC)的涂层的Raman峰值约为1550cm-1;并有基本上为SP3碳的粘接性;其比重大于1.5克/cm3;并且在涂有金刚石或DLC的切削刃上施加粘着聚合物的涂层。
据本发明的另一特点，提供一种剃削装置包括在单刀刃或双刃前后的刀片支承结构，具有接触使用者皮肤的外表面;并且至少一片刀片件固定到支承结构上。固定于支承结构上的剃刀片结构包括由二平面限定的具有楔形切削刃的一个基片，在距锐利尖顶40微米处，二平面间夹角小于17°;一夹层选自包括钼、镍、铌、硅、碳化硅、钽、钒的组合物及这些材料的合金;并且在夹层上有一强化材料层，从所述基片的锋利尖端到距锋利尖端40微米距离处，该强化层的厚度至少为1200埃;以及由长度至少约为0.1微米的二平面限定的一个尖端并且限定了一个至少为60°的夹角;在强化材料的尖端处的半径小于400埃并且其尺寸比在1∶1-3∶1的范围内。
在一特殊的切削装置中，剃刀片结构包括二个钢基片，在与皮肤相接触的表面之间，楔形刃彼此之间平行布置;在钢基片与刃的强化层之间有一钼夹层，并且刃的强化层由金刚石或PLC材料制成，每一铌层的厚度小于约500埃;金刚石或PLC的每一涂层的厚度约为2000埃(根据加工参数，通常的范围1800-2200埃)并具有基本上为SP3碳的粘接性的特征，其比重大于1.5克/cm3;其Raman峰值约在1331cm-1(金刚石)或约1550cm-1(DLC);并且在金刚石或金刚石状的碳材料的每一层上涂有粘合聚合物涂层。
剃削元件应为可随意使用的支架型，适于从剃刀手柄上装上或卸下去，或者与手柄一起制成整体的，因此当一个刀片或多个刀片变钝时全部剃刀片作为一件可扔掉。与刀刃配合的前、后与皮肤相配合面限定了剃削的几何形状。美国专利US-3，876，563和US-4，586，255特别推荐了这些种类型的剃削装置。
下面结合实施例和附图描述本发明的其他特点和优点
图1是根据本发明的剃削装置的立体图;
图2是根据本发明的另一种剃削装置的主体图;
图3是根据本发明的剃刀刃的几何形状的一个实例的示意图;
图4是实施本发明的设备的示意图;以及图5和图6是使用图4的设备涂复DLC材料的Raman光谱。
参考图1，剃削装置10包括用于连接到剃刀手柄的结构，以及一个用耐冲击聚苯乙烯模塑的台架件12，件12包括向前、向横向延伸的接触皮肤的表面14限定的结构。具有锋利的刃18的导向刀片16和锋利刃22的随动刀片20安装到台架12上。用耐冲击的聚苯乙烯模塑制成的盖板件24具有由接触皮肤表面26限定的结构，表面26布置在刀刃22的后面，并且剃削辅助装置组件28固定到盖板件24上。
图2示出的剃削装置30是Jacobson的美国专利US 4，586，255中所示的类型，包括具有前部34和后部36的模塑体32。保护件38、引导刀片装置40和从动刀片装置42弹性地安装在体部32上。每个刀片装置40、42包括具有锋利刃46的刀片件44。剃削辅助组件48摩擦的固定到后部36中的一个槽内。
刀片16、20和44的刀刃部的示意图表示在图3中，该刀片包括具有楔形锋利刃的不锈钢的体部50，锋利刃是由按搪磨操作形成刃的工序制成的。锋利刃形成尖端部52，其半径一般小于500埃，尖端52具有以13°角公开的平面54和56。涂复在尖端52和平面54、56上的是铌夹层58，其厚度约为300埃。涂复在铌夹层58上的是金刚石状的碳(DLC)的外层60，其厚度约为2000埃，且具有每个长度约为0.25微米的平面62、64，它们间的夹角约为80°，平面62、64与夹角约为13°的二个主平面66、68合并，而且纵横比约为1.7(从DLC顶点70到不锈钢顶点52的距离(a)与在顶点52处的DLC涂层的宽度(b)的比率)。涂复在层60上的粘合调聚物层72基本上具有如涂复的厚度，但当开始剃削时即减小到单层厚度。
用于加工如图3所示类型的刀片的设备由图4示意性的示出。该设备包括由科罗拉多州的Vac Tec Systems of Boulder制造的DC平面磁控管喷涂系统，该设备有不锈钢箱体74，箱体74中有壁结构80、门82和基底结构84，在84中形成一个孔86接至适当的真空系统(未示出)。具有向上的支承件90的园盘传送带支承88安装到箱体74上，在件90上排布一组具有锋利刃94的剃削刀片92，刀片92排列成行并自支承件90起面朝外。用于铌(99.99%纯)电极件96的支承结构76以及用于石墨(99.999%纯)电极件98的支承结构78也布置在箱体74中。电极96和98是垂直布置的盘，每个约为12厘米宽和约为37厘米长。支承结构76、78和88对箱体74是绝缘的，并且通过开关102为刀片组92提供了与RF动力源100的电气连接并通过开关106提供了与DC动力源104的电气连接;并且电极96和98分别通过开关108和110导通至DC磁控管动力源112。挡板结构114和116分别在相邻电极96、98处布置，以便在打开位置与见不到与其相邻电极的位置之间运动。
园盘传送带88在距所对的电极板96、98约7厘米处支承具有刀刃94的刀片组92，并且绕一垂直轴在第一位置和第二位置之间转动，所述第一位置即刀片组92对准铌电极96处(图4)，第二位置即刀片组92对准石墨电极98处。
在一特殊的加工程序中，一组刀片92(5厘米高)固定在支承90上;箱体74是真空的;电极96、98由DC喷涂5分钟达到清洁;然后开关102闭合并且刀片92在10毫乇的压力下在氩气环境中被RF清洁5分钟，氩气流量为200SccM和1.5千瓦的功率;在箱体74中压力为2.0毫乇时氩气流然后减至150CSSM;开关106闭合以在刀片92上施加-25伏的DC偏压;开关108闭合，在1千瓦的功率时开始喷涂并且位于铌电极96前的挡板114打开30秒，以便在刀刃94上涂复厚约300埃的铌层58。挡板114然后闭合，开关106和108打开，并且园盘传送带88旋转90°以使刀片组92的刀刃与石墨电极98并列。箱体74中的压力维持在2毫乇，氩气流量为150SCCM;开关110闭合在750瓦时喷涂石墨电极98;开关102闭合，在刀片92上施加13.56兆赫800瓦的RF偏压(-420伏DC自偏压电压)，同时挡板116打开20分钟以便在铌层58上涂复厚达约2000埃的DLC涂层60，DLC涂层60在尖端70的半径约为350埃，尖端70由夹角约为80°的两平面62、64限定，其纵横比约为1.9∶1。如图5所示，在这种方法中涂复的涂料60的Raman光谱示出一个宽的Raman峰值118在波数约为1350和1530cm-1之间延伸。这是一种典型的DLC结构的光谱。
然后，聚四氟乙烯调聚物的涂层72施加到刀片的DLC涂复的刃上。该过程包括在氩气的中性气体中加热刀片，并且在刀片的切削刃上施加一种胶粘体和固态聚四氟乙烯的减摩聚合物涂层。涂层58和60牢固地粘到刀片的体部50上，提供低温度的羊毛毡切刀力(具有湿羊毛毡(L5)的最初的五次切割最低约为0.45公斤，并抵抗反复施加羊毛毡刀具的力，显示出DLC涂层60暴露在这种毛毡切刀试验的严酷条件下基本上不受影响并且与刀片体50保持了牢固的接合，即使将其浸入80℃的蒸镏水中达16小时也是如此。最后得到的刀片件44安装到图2示出形式的支架装置30中，并且获得极佳的剃削效果。
在另一个实施例中，电极96是钼的而电极98是石墨的。在这种系统的特殊加工方法中，箱体74是抽空的;电极96、98靠DC喷涂5分钟而被清洁;然后刀片92在压力为10毫乇，1.5千瓦功率和氩气流量为200SCCM的氩气环境中进行RF清洁;箱体74中的压力在2毫乇时氩气流量减至150SCCM;在钼电极96前面的挡板114打开，并且在功率为1千瓦偏压为-150伏功率时，电极96在刀片92上进行22秒的喷涂，以便在刀刃94上涂复约200埃厚的钼层58。挡板114随后关闭，并且园盘传送带88旋转90°以使刀片组92与电极98并列。箱体74中的压力维持在2毫乇，氩气流量为150SCCM，挡板116打开，在900瓦-150伏偏压时在刀片92上对石墨电极98进行10分钟的喷涂，以便在钼层58上涂复厚约800埃的DLC层60。如图6所示，在这种方法中涂复的涂料60的Raman光谱示出了在约1525cm-1波数时的对中的宽的Raman峰值120，这是典型的DLC结构的光谱。DLC涂层60牢固地粘合到刀片体50上并且抵抗反复施加的羊毛毡切刀力，显示出暴露在这种毛毡切刀试验的严酷条件下的DLC涂层60基本上不受影响，并且对刀片体50保持了牢固的粘合。其尖端70具有约700埃的半径并且纵横比为1.7∶1。
按照美国专利US，3，518，110所说，聚四氟乙烯调聚物的涂层72随后涂到刀片的涂复有DLC的刃上。这一过程包括在中性气体如氮气或氩气中加热刀片，或者减少气体如热解氨气以及在刀片的切削刃上施加一种粘合体和固态聚四氟乙烯减摩聚合物涂层。由此得到的刀片件44装在如图2所示类型以支架装置30中并且具有极佳的剃削效果。
在另一种加工程序中，箱体74被抽空;电极96、98由DC喷涂进行5分钟的清洁;在压力为10毫乇，功率为1.5千瓦和氩气流量为200SCCM时刀片92随后进行2分钟的RF清洁;箱体74中的压力为2毫乇时氩气流量减至150SCCM;在钼电极96前面的挡板114随后打开;在刀片92上在功率为1千瓦偏压为-150伏时喷涂电极90.32秒，以便在刀刃94上涂复厚约300埃的钼层58。挡板114闭合并且圆盘传送带88旋转90°以使刀片组92与石墨电极98并列。箱体74中的压力维持在2毫乇，氩气流量为150SCCM，挡板116打开，在刀片92上，在500瓦偏压为-100伏时喷涂石墨电极98 10分钟，以便在钼层58上涂复厚约1000埃的DLC涂层60。由此获得的刀片与DLC涂层60具有牢固的粘合性并具有极佳的剃削性能。
在另一个加工程序时，箱体74被抽空，电极96、98被进行5分钟的DC喷涂清洁;随后在压力为10毫乇功率为1.5千瓦和氩气流量为200SCCM的氩气环境中，对刀片92进行2分钟的RF清洁;箱体74中的压力为2毫乇氩气流量减至150SCCM;在钼电极96前面的挡板114随后被打开;并且电极96在刀刃94上喷涂厚约200埃的钼涂层58。挡板114关闭并且园盘传送带88旋转90°以使刀片组92与石墨电极98并列。箱体74中的压力维持在2毫乇氩气流量为150SCCM，挡板116被打开，并且在600瓦时喷涂石墨电极98，以便在钼层58上涂复厚约300埃的DLC层60。DLC涂层60牢固地粘合到由此获得的刀片上，并且DLC的尖端70具有约500埃的半径。
本发明已示出了多个实施例，对本专业的技术来讲这些变化是显然的 ，这些实施例和细节并未限制本发明的范围，这些变型均在本发明的精神和范围之内。
权利要求是
权利要求
1.一种制造剃刀片的方法，包括下列步骤设置一个基片，在所述基片上形成夹角小于30°并且尖端的半径小于1200埃的楔形的锋利刃；在所述的锋利刃上涂复一夹层，该夹层的材料选自由钼、镍、铌、硅、碳化硅、钽、钒构成的组合以及这些材料的合金；并在所述夹层上涂复一层金刚石或金刚石状的碳材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，在所述切削刃上的所述夹层的厚度小于约500埃，并且从所述基片的锋利尖端到距锋利尖点40微米的距离处，在涂复切削刃的所述夹层上的所述金刚石或金刚石状碳层的厚度至少为1200埃。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征是，所述基片是金属的，并且所述金刚石或金刚石状碳层的硬度至少是所述金属基片的二倍。
4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征是，所述金刚石或金刚石状碳材料的涂层是在氩气环境中，在设置了石墨和铌电极的真空的箱体中涂复的，所述铌电极是通电的，并且铌的夹层被喷涂涂复在所述刀片的刃上，当一个RF偏压施加到所述基片上时，所述石墨电极随后被通电以便在所述铌夹层上涂复所述的金刚石或金刚石状碳材料的层。
5.根据前述任一项权利要求的方法，其特征是所述楔形刃的夹角小于30°并且尖端半径小于1200埃;并且所述金刚石或金刚石状碳材料的层在所述金刚石或金刚石状碳材料的尖端的半径小于约400埃。
6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其特征是在所述锋利刃上的所述金刚石或金刚石状碳层的厚度约为2000埃。
7.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括在所述金刚石或金刚石状碳涂复的锋利刃上面，涂复粘合聚合物的涂层这一步骤。
8.根据前述任一项权利要求所述方法制造的剃刀片。
9.根据权利要求8所述的剃刀片，其特征是所述的金刚石或金刚石状碳(DLC)材料层具有在约1331cm-1(金刚石)或约1552cm-1(DLC)处的Raman峰值，其纵横比小于约3∶1;具有基本上为SP3碳的粘合性;其比重小于1.5克/cm3。
10.一种剃削装置包括限定间隔开的皮肤接触表面的支承结构，以及据权利要求8或权利要求9所述的固定于所述支承结构的剃刀片结构，涂复楔形刃的所述金刚石或金刚石状碳布置在所述与皮肤相配合的表面之间。
全文摘要
一种剃刀片包括一个具有楔形刀刃的基片；一层夹层，其材料选自下组中镍、铌、硅、碳化硅、钽、钒以及这种材料的合金，夹层位于楔形刃的尖端及侧面之上，夹层的厚度最好在约50—500埃的范围之内；以及在夹层上的金刚石或金刚石状碳材料的层，该层最好具有约2000埃的厚度并限定了小于约1000埃的尖端半径。
文档编号B26B21/40GK1068058SQ92103958
公开日1993年1月20日 申请日期1992年4月25日 优先权日1991年4月26日
发明者马诺哈·S·格鲁尔, 周仲平, 史蒂夫·S·哈恩, 约翰·马迪拉 申请人:吉莱特公司