我們(men) 最初做這種菜刀隻是想讓老百姓也能感受到激光技術的作用，其實，更主要的應用在工業(ye) 製造領域，如用在重大輪機裝備和工模具等重要部件的激光表麵強化，已經在全國各大企業(ye) 獲得推廣應用，替代傳(chuan) 統的熱處理、電鍍、噴塗等已經成為(wei) 必然趨勢。

                        ——浙江工業(ye) 大學激光加工技術工程研究中心  姚建華

自1960年7月8日美國科學家梅曼發明了第一台紅寶石激光器那一刻起，激光便以其特有的光束質量贏得了世人的矚目。在以後的歲月裏，激光技術突飛猛進，且逐步滲入到各種領域，於(yu) 是便產(chan) 生了許多嶄新的技術工藝。浙江工業(ye) 大學激光加工技術工程研究中心研製的“懶漢刀”便在此基礎上誕生。

目前，國內(nei) 普通的刀、剪生產(chan) 方法比較固定，對於(yu) 較高質量的刀具主要采用複合材料和熱處理技術。而一把高質量的刀具需要其即能保證有一定的韌性又要有一定的耐磨性，這些近似苛刻的要求，對傳(chuan) 統的處理工藝很難做到。在現有的一份刀具市場調查報告中顯示，在我國高檔的刀具市場中，國外刀具占著壟斷的地位，且其價(jia) 格也高的令人咋舌，如德國的“雙立人”，法國的“歐克歐”，丹麥的“歐森丹爾”等。因此開發出具有我國自主品牌的高檔刀具迫在眉睫。根據這一實際情況，本中心將激光技術與(yu) 刀具生產(chan) 加工相結合，自主研製出了可以與(yu) 國外高端刀具相媲美的“懶漢刀”。

“懶漢刀”學名納米刀，是在激光表麵強化技術的基礎上研製出來的。該技術的原理是當高能量的激光束照射工件時，工件吸收光能，加工部位被瞬間加熱 ，產(chan) 生升溫、熔化、汽化，工件表層組織發生改變，從(cong) 而達到材料改性的目的。根據工件吸光後表現出的不同狀態，該技術的作用可以分為(wei) 三種：加熱、熔化、汽化，而納米刀的製作主要依靠激光的加熱及熔化作用，最終達到合金化的效果。

圖1廚刀塗層微觀組織

合金化層的產(chan) 生是利用激光熔覆工藝在普通材料上(局部或大麵積)產(chan) 生一層厚度可調的新合金，新合金層可具有特殊性能：高耐磨、耐蝕、耐高溫等。在合金化的工藝中，要想獲得較深的合金層，必須采用較低的掃描速率，而這對較薄的刀具明顯存在變形和回火區較寬等問題。本中心根據試件的微觀組織分析、硬化曲線分析及實際應用，判斷優(you) 化對比各種表麵處理參數，尋找到了合適的激光強化工藝。試驗中，取淬火態3Cr13鋼廚刀，在廚刀的一側(ce) 采用預置式激光快速熔覆 , 即在廚刀一側(ce) 預置自己設計的納米合金層, 再用7KWCO2 橫流激光器多功能加工係統對預置合金層進行掃描激光處理，並根據廚刀的特點設計理想的工藝參數，最後得到厚度在0.02～0.08mm、寬度在5～6mm、均勻的高耐磨熔覆層 , 且變形小，熔覆層表麵均勻美觀，其塗層微觀組織如圖1所示，其晶粒尺寸為(wei) 20~30nm，屬於(yu) 納米級。#p#分頁標題#e#

圖1廚刀塗層微觀組織

為(wei) 了能夠更深入地了解納米刀的奧秘，本中心做出了上述工藝熔覆過刀具的界麵示意圖，如圖2所示。該圖示意地顯示了表麵熔覆層的分布、位置及相應的組織分布。為(wei) 了反映出從(cong) 三個(ge) 不同方向測定的硬度值，本中心分別在圖2所示的A、B、C三個(ge) 方向從(cong) 外向裏進行硬度測定，得到如圖3、圖4和圖5所示硬度曲線。從(cong) 實際使用情況看，A向的硬度分布是決(jue) 定廚刀質量的關(guan) 鍵，因此直接影響刀尖的耐磨性和鋒利度。

從(cong) 圖3可見，A向硬度層深與(yu) 熔覆帶寬相近，且硬度較高、呈連續平緩過渡。因此，保證了每次磨刃都能有較高的硬度和強度。此外，從(cong) 硬度層分布看還有一個(ge) 軟化區，寬度隻有 0.2mm左右的是回火帶，它改善了使用時的擊韌性。圖4為(wei) 小刀刃處沿B 向的硬度分布。從(cong) 圖4可知，熔覆層的最高硬度超過了1000HV，厚度在0.02～0.08mm之間，這層熔覆層的存在，提高了刃口的硬度，從(cong) 而提高了廚刀的耐磨性和鋒利度。圖5反映了刀刃大刃處的截麵硬度分布情況。從(cong) 圖5可知，在基體(ti) 與(yu) 硬化區之間存在一個(ge) 硬度低穀，即回火區。回火區的寬度與(yu) 熔覆處理的工藝參數有關(guan) ，本試驗把該區控製在 0.2mm以內(nei) ，硬度為(wei) 440～470HV。通過硬度測定可知，在廚刀截麵上形成了三個(ge) 區域，即表麵熔覆區、硬化帶和回火帶，其分布如圖2所示，其金相低倍照片如圖6所示。

        圖3沿刀尖A向的硬度分布曲線

                                                               圖4 小刃處沿B向的硬度分布曲線

             圖5大刃處沿B向的硬度分布曲線    

      圖6 刀刃低倍金相照片 32x

熔覆區以熔覆合金為(wei) 主要成分，硬度在990～1300HV之間，厚度為(wei) 0.02～0.04mm , 其中大量未熔的硬質顆粒，起到了彌散強化的作用。硬化過渡區，包含與(yu) 熔覆層相接的合金化層，與(yu) 回火區相接的淬火區，占硬化層的80%，硬化層硬度平緩過渡，組織主要為(wei) 細化的馬氏體(ti) 和碳化物。回火區在硬度測試時顯示硬度下降。調整掃描速度，可以改變回火區的寬度。該區組織為(wei) 回火索氏體(ti) 及碳化物。回火區的存在有利於(yu) 保持刃口的韌性，在高硬度物體(ti) 衝(chong) 擊下避免斷裂出現，即刃口既有高的硬度，又有好的韌性。目前，本中心激光熔覆處理的廚刀性能已全麵達到德國“雙立人”廚刀的水平，但其價(jia) 格卻不到“雙立人”的50 %。

為(wei) 了更加體(ti) 現“懶漢”二字，本中心別出心裁地提出，隻對刀具的一麵進行強化處理。如此一來，在刀具的刃口上，處理過的一麵會(hui) 比未處理的硬的多，因此在切、削過程中，該麵磨損的要比未處理的慢的多，如此便實現了刀具的“自銳性”，即刀具的使用過程便是磨礪過程。

姚建華研究小組研製的納米菜刀

該項技術已獲得兩(liang) 項發明專(zhuan) 利和兩(liang) 項實用新型專(zhuan) 利。中心經過8年時間的潛心研究，對“懶漢刀”進行了5次更新換代。目前已經試製了一萬(wan) 把刀具，在浙江工業(ye) 大學校園裏人氣很高，各學院、相關(guan) 的合作企業(ye) 以及廚師都會(hui) 來訂購，得到一致好評。還有一部分刀具甚至被刻上浙江工業(ye) 大學的校徽，成為(wei) 校方贈送貴賓的標誌性禮物。

如果此種工藝投放到市場，那麽(me) 讓普通的老百姓用上高檔的刀具將不再是夢想，相信在將來“磨剪子，戧菜刀”隻能從(cong) 電視上聽到了。