[发明专利]具有基于硼化铬的涂层的剃刀刀片

说明书

本发明涉及铬和硼的化合物的新型应用或基于硼化铬的涂层(例如，CrBsubgt;n/subgt;，其中硼的原子百分比在所述化合物的大于0原子％至小于100原子％的范围内)在剃刀刀片的表面(即切削刃)上的应用。在剃刀刀刃上，这些新型涂层坚硬耐用，并且提供新型低切割力和高质量的涂层结构，提高了刀片性能，同时还简化了制造工艺。

技术领域

该设备总体上涉及剃刀刀片，并且更具体地涉及剃刀刀刃上的新型涂层。

背景技术

当前的剃刀刀片通常包括锋利基底，诸如不锈钢、在不锈钢的顶部分层的用于优化刀刃强度、末端形状、耐磨性等的硬涂层以及在硬涂层的顶部分层的通常由聚合物材料(诸如聚四氟乙烯(PTFE))制成的用于赋予润滑性的软涂层。

众所周知，锋利刀片轮廓和坚硬润滑的涂层的组合通常限定了剃刀刀片元件的性能。通常，令人感兴趣的是可改善刀片元件的硬涂层性能和/或降低切割力的涂层选项。

理想的是优化刀片涂层和/或刀片生产中所需的步骤，同时保持或改善刀片性能。

发明内容

根据本发明，一种剃刀刀片设备包括锋利基底，其上设置有包括铬和硼的化合物(CrB_n)的至少一种材料，其中硼的原子百分比在该化合物的大于0原子％至小于100原子％的范围内。

在本发明的优选构造中，至少一层CrB_n材料直接设置在锋利基底上，并且至少一种CrB_n材料在锋利基底上形成至少一个层。一个或多个夹层可设置在该至少一个CrB_n层和该锋利基底之间，并且一个或多个外涂层可设置在该至少一个CrB_n层的顶部上，或设置两者。

该一个或多个夹层和该一个或多个外涂层可由聚合物材料、铌、铬、铂、钛、硅、钽、钨、钼、碳、硼或它们的任何组合或合金组成。

在本发明的一个实施方案中，至少一种聚合物材料设置在该至少一个CrB_n层的顶部上或该一个或多个外涂层的顶部上，或它们的任何组合。聚合物材料包括PTFE。

在另一个实施方案中，该一个或多个外涂层可由CrB_n材料和添加剂或第二组分组成。添加剂可以是聚合物材料、陶瓷、金属、硅、硼、碳或它们的任何组合中的一种或多种。

在本发明的另一个方面，该一个或多个外涂层具有在朝向基底的外表面的方向上增加的添加剂的浓度或在朝向基底的外表面的方向上降低的第二组分的浓度。

本发明的至少一个CrB_n层经由物理气相沉积或化学气相沉积或它们的任何组合设置在锋利基底上。锋利基底可包括不锈钢、金属、陶瓷、复合材料、金刚石、硅、聚合物材料、玻璃或它们的任何组合。基底可以是碳化物密度为约90个碳化物/100平方微米至约1000个碳化物/100平方微米的马氏体不锈钢。在一个方面，锋利基底设置在剃刀刀片的刀刃上，其中该刀刃是线性的、非线性的或它们的任何组合。

在本发明的另一个方面，该至少一个CrB_n层的硬度大于或等于15GPa。

在一个优选方面，该至少一个CrB_n层包括基本上致密平滑的无柱状结构或它们的任何组合，该剃刀刀片的末端半径范围为100埃至1000埃，该剃刀刀片的切割力范围为0.5lbs至2lbs，并且该层的厚度范围为50埃至5000埃。

一种制造剃刀刀片的方法包括提供锋利基底以及在该基底的外表面上沉积至少一层CrB_n材料。沉积可包括溅射，诸如通过物理气相沉积或化学气相沉积或它们的任何组合。基底上可存在负电压。负电压可以在小于或等于0V至负1000V(-1000VDC)的范围内。沉积步骤包括提供一个或多个靶。该一个或多个靶可以包括含有铬和硼的均质混合材料，或者包括两个靶，一个含有铬，一个含有硼。