专利名称：不锈炊具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炊具的制作方法，尤其涉及一种不锈炊具的制作方法，属于日常用品的制作技术领域。
背景技术：
炊具与人的生活息息相关，现有的炊具主要由铸铁、不锈钢、铜、搪瓷等材料制作而成，如采用铸铁制成的炊具，其化学性质稳定，不易引起化学反应，而且再使用过程中溶解出来的少量铁元素，可被人体吸收利用，但是其容易生锈，而且铸铁炊具含杂质特别的多，不宜过长时间放置食物，而且放油容易造成油的氧化变质。采用不锈钢制成的炊具美观大方，轻便耐用，耐腐蚀不生锈。但是，不锈钢炊具是由铁铬合金渗入镍、钼、钛、镉、锰等微量元素制成，这些微量金属对人体有害；采用铜制成的炊具外表华丽，传热快，溶出的少量铜元素，对人体有利；但在生锈后可生“铜绿”和蓝矾，可使人恶心，呕吐甚至中毒。搪瓷制作的炊具含有有害金属铅和镉也不宜大规模的使用和推广。
为了人体健康，人们采用了各种方法来制作炊具如中国专利申请(20041002731.8)石锅及石锅加工食物的方法；该石锅用石材一次成形制成锅体，形状各异，并用该锅体加工各种汤(火锅)，鸡、鸭、鱼、牛肉等等锅或煲。用该制作出的食品有以下特点煲制肉制品鲜、滑、嫩，汤鲜味美，营养成份不易破坏，保持原有蔬菜色泽，环保，用该锅加工食物能产生许多人体所需的微量元素，有利于身体健康，但是采用石材制作成石锅比较笨重，(；)而且导热性能较差；不宜大规模的使用和推广。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有炊具容易生锈，对人体健康存在危害，导热性能差的技术问题，提出一种不锈炊具的制作方法；利用该方法制作的炊具不仅具有很强的防锈能力，而且硬度较高，耐磨性较好，具有良好的导热性能。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的一种不锈炊具的制作方法，该方法包括以下步骤A、成型选用钢板或铁板或铸铁按照炊具的形状加工成炊具半成品，然后对炊具半成品进行表面除油、除锈和助镀处理；B、热浸将上述经过步骤A中制作的炊具半成品放入温度为600～850℃的镀液中，浸润1～5分钟，其中镀液中铝的质量百分数为99％以上；C、渗透将上述经过热浸后的炊具半成品在温度为800～1000℃条件下，放置10～100分钟，让铝渗透入炊具表面，从而形成合金渗层；D、表面处理将上述经过渗透后的炊具半成品进行表面打磨和抛光后即制成不锈炊具成品。
本发明以钢板特别是低碳钢或合金钢或铸铁等材料通过现有的加工成型的方法按照炊具的形状加工成炊具半成品，对其表面进行除油、除锈和助镀处理后；放入熔融的铝液中热浸，从而使炊具表面形成以铁铝合金层和铝层组成的保护层，然后在高温条件下让表面的铝原子进行自由的扩散，使其慢慢的熔入到低碳钢、合金钢或铸铁内，形成较厚的合金渗层，其主要成分为为Fe2Al6和FeAl5，其化学反应式如下所示
由于用纯铝或铝合金制成的炊具，铝元素容易溶出，而铝元素容易导致衰老，而本发明采用上述方法制成的炊具，铝和铁进行了化学反应，形成化合物形式，并不是游离的铝单质形态，因此铝不易溶出，本发明制成的炊具对人体健康无害。
此外本发明还可以将钢板或铁板或铸铁先通过表面除油、除锈和助镀处理后放入镀液中热浸，再进行渗透处理，然后在加工成炊具半成品，最后经过表面处理形成成品。这样只是制作步骤顺序的改变并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
本发明通过上述方法制成合金渗层的厚度在0.2mm～6.0mm；最后通过表面抛光、打磨后即得本发明的产品，利用本发明的制作方法制成的炊具通过金相显微镜检测表面形成的合金渗层最大孔径小于等于0.015mm，而且没有裂纹，其检测结果如图1和图2所示在上述的不锈炊具的制作方法中，在步骤A中表面除油处理的具体过程是，将炊具半成品放置在温度为60～100℃的除油剂中10～60分钟进行除油，其中所述除油剂中各成分的重量百分比为NaOH6％～10％； Na2CO33％～6％；Na3PO42％～4％； Na2SiO30.5～2％；界面活性剂0.01％～0.1％；其余为水。所述的界面活性剂是现有市场上的除油粉(剂)、洗洁精等；此外采用表面除油的方法还有低温加热除油，碱液清洗除油和有机溶剂除油，也可以采用目前市场上流通的除油粉(剂)，以及超声波清洗机辅助清洗作用，只要达到表面不含油污即可。
在上述的不锈炊具的制作方法中，在步骤A中表面除锈的具体过程为将炊具半成品放置在室温条件下质量百分数为15％～20％的盐酸溶液中2～10分钟，进行除锈。钢铁表面生锈的主要成分为Fe2O3，Fe3O4等如果不将其除去，那么采用本发明制作方法制作的炊具表面孔径较大，而且会出现裂痕，所以必须将其除去。采用盐酸溶液可以彻底除尽表面锈蚀产物，但是也会对金属基体产生腐蚀作用；为了消除在表面除锈过程中对金属基体产生腐蚀，在上述的不锈炊具的制作方法中，所述的盐酸溶液中还加入缓蚀剂，其中所述的缓蚀剂为六次甲基四胺，按总质量百分数为0.3％～0.5％。
在上述的不锈炊具的制作方法中，在步骤A中表面助镀处理的具体过程为将炊具半成品放入质量百分数为1～5％的酪酐溶液中钝化处理0.5～5分钟，然后用温度为0～25℃的水冲洗，冲洗后在温度为80～150℃的条件下干燥。
进行表面助镀处理也可以将炊具半成品放入浓度为10％～40％的氯化锌溶液中处理0.5～5分钟，但是助镀效果不如酪酐。本发明人经过长期实验发现没有经过助镀处理的炊具半成品直接进行热浸，表面不是很均匀，有漏镀现象，这样加工出来的炊具时间一久就会出现局部生锈。
在上述的不锈炊具的制作方法中，在步骤B中在镀液中还添加质量百分比为0.1～1％的锌、钙、硅、钴、锆、锗、铂元素中的一种或多种。为了起到保健功能，在镀液中添加必要的元素就可以实现补充人体必要元素的效果。如锌、钙、硅、钴、锆。此外锗、铂这两种元素，是有效的防癌抗癌元素。
在上述的不锈炊具的制作方法中，步骤B中在镀液的表面覆盖有防氧化剂。由于在高温的条件下，铝液极易氧化和吸气，从而造成合金渗层的效果较差，出现孔径较大，有裂痕的情况所以必须在铝液上覆盖一层防氧化剂，才能保证获得良好的镀层。
作为优选，所述的防氧化剂基本上有以下重量百分比的成分组成；NaCl40％～50％；KCl40％～50％；其余冰晶石5％～8％。
综上所述，本发明的不锈炊具的制作方法具有以下优点1、采用本发明的制作方法制作的不锈炊具具有良好的导热性能，克服了现有普通炊具使用过程中食物不熟或易焦的缺点；2、采用本发明的制作方法制作的不锈炊具具有较强的防锈能力，克服了现有普通炊具使用过程中容易生锈，从而造成易坏，对人体健康产生危害的缺点；3、采用本发明的制作方法制作的不锈炊具不仅表面无任何化学涂层，使用安全，对人体健康不产生任何危害作用，而且还可以做成保健炊具，补充人体必需元素和抗癌元素。
4、采用本发明的制作方法制作的不锈炊具，该炊具的保护层的元素不仅渗透到炊具的钢铁基体中和表面结合牢固；而且该炊具的保护层硬度很高，提高了炊具表面的耐磨性能，延长炊具的使用寿命。
图1是本发明制作的炊具表面关于孔径的金相显维图；图2是本发明制作的炊具表面关于裂纹的金相显维图。
具体实施例方式以下使本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1选用低碳冷扎钢按照炊具的形状按照现有加工炊具的方法加工成型成炊具半成品，然后将炊具半成品放置在温度为60℃的除油剂中除油60分钟，其中所述除油剂中各成分的重量百分比为NaOH6％；Na2CO36％；Na3PO44％ Na2SiO30.5％；界面活性剂0.1％；其余为水；将上述经过除油后的半成品放置在室温条件下质量分数为15％的盐酸溶液中除锈10分钟，在除锈过程中在盐酸溶液中加入占盐酸溶液的重量百分比为1％左右的缓蚀剂六次甲基四胺，除锈结束后，将炊具半成品放入质量分数为1％的酪酐溶液中，钝化5分钟，然后用20℃的冷水冲洗2～3遍，冲洗后在温度100℃的条件下立即干燥；
将上述干燥后的炊具半成品，放入温度为680℃的镀液中，浸润5分钟；其中镀液中铝的质量百分数为99％以上，并在镀液中加入质量百分数为0.1％的锌、0.1％的锆、0.1％的锗元素；在浸润过程中为了防止铝液的氧化，还在镀液表面覆盖一层防氧化剂，其中防氧化剂基本上有重量百分比为的40％的NaCl，50％的KCl，10％的冰晶石组成；将上述经过浸润的炊具半成品放在温度为800℃条件的固化炉中固化60分钟，让铝渗透入炊具表面，从而形成合金渗层；将上述经过渗透后的炊具半成品放在打磨机中进行内、外表面打磨5～7分钟，打磨后进行抛光，抛光后即制成不锈炊具成品。
实施例2选用低碳热扎钢按照炊具的形状按照现有加工炊具的方法加工成型成炊具半成品，然后将炊具半成品放置在温度为70℃的除油剂中除油20分钟，其中所述除油剂中各成分的重量百分比为NaOH10％；Na2CO33％；Na3PO42％ Na2SiO32％；界面活性剂0.05％；其余为水；将上述经过除油后的半成品放置在室温条件下质量分数为17％的盐酸溶液中除锈8分钟，在除锈过程中在盐酸溶液中加入占盐酸溶液的重量百分比为1％左右的缓蚀剂六次甲基四胺，除锈结束后，将炊具半成品放入质量分数为2％的酪酐溶液中，钝化3分钟，然后用25℃的冷水冲洗2～3遍，冲洗后在温度120℃的条件下立即干燥。
将上述干燥后的炊具半成品，放入温度为710℃的镀液中，浸润3分钟；其中镀液中铝的质量百分数为99％以上；并在镀液中加入质量百分数为0.2％的硅、0.01％的钴、0.02％的锗元素；在浸润过程中为了防止铝液的氧化，还在镀液表面覆盖一层防氧化剂，其中防氧化剂基本上有重量百分比为的50％的NaCl，45％的KCl，5％的冰晶石组成；将上述经过浸润的炊具半成品放在温度为850℃条件的固化炉中固化50分钟，让铝渗透入炊具表面，从而形成合金渗层；将上述经过渗透后的炊具半成品放在打磨机中进行内、外表面打磨3～5分钟，打磨后进行抛光，抛光后即制成不锈炊具成品。
实施例3选用合金钢材料按照炊具的形状按照现有加工炊具的方法加工成型成炊具半成品，然后将炊具半成品放置在温度为80℃的除油剂中除油30分钟，其中所述除油剂中各成分的重量百分比为NaOH8％；Na2CO35％；Na3PO43％ Na2SiO31％；界面活性剂0.02％；其余为水；将上述经过除油后的半成品放置在室温条件下质量分数为18％的盐酸溶液中除锈5分钟，在除锈过程中在盐酸溶液中加入占盐酸溶液的重量百分比为1％左右的缓蚀剂六次甲基四胺，除锈结束后，将炊具半成品放入质量分数为3％的酪酐溶液中，钝化2分钟，然后用2℃的冷水冲洗2～3遍，冲洗后在温度130℃的条件下立即干燥。
将上述干燥后的炊具半成品，放入温度为780℃的镀液中，浸润5分钟；其中镀液中铝的质量百分数为99％以上；并在镀液中加入质量百分数为0.05％的钙、0.05％的铂、0.02％的钴元素；在浸润过程中为了防止铝液的氧化，还在镀液表面覆盖一层防氧化剂，其中防氧化剂基本上有重量百分比为的45％的NaCl，40％的KCl，15％的冰晶石组成；将上述经过浸润的炊具半成品放在温度为830℃条件的固化炉中固化30分钟，让铝渗透入炊具表面，从而形成合金渗层；将上述经过渗透后的炊具半成品放在打磨机中进行表面打磨5～7分钟，打磨后进行抛光，抛光后即制成不锈炊具成品。
实施例4选用铸铁材料按照炊具的形状按照现有加工炊具的方法加工成型成炊具半成品，然后将炊具半成品放置在温度为80℃的除油剂中除油10分钟，其中所述除油剂中各成分的重量百分比为NaOH7％；Na2CO34％；Na3PO43％ Na2SiO31.5％；界面活性剂0.06％；其余为水；将上述经过除油后的半成品放置在室温条件下质量分数为20％的盐酸溶液中除锈2分钟，在除锈过程中在盐酸溶液中加入占盐酸溶液的重量百分比为1％左右的缓蚀剂六次甲基四胺，除锈结束后，将炊具半成品放入质量分数为5％的酪酐溶液中，钝化0.5分钟，然后用20℃的冷水冲洗2～3遍，冲洗后在温度150℃的条件下立即干燥；将上述干燥后的炊具半成品，放入温度为850℃的镀液中，浸润2分钟；其中镀液中铝的质量百分数为99％以上；并在镀液中加入质量百分数为0.1％的锌、0.2％的硅、0.02％的锗元素；在浸润过程中为了防止铝液的氧化，还在镀液表面覆盖一层防氧化剂，其中防氧化剂基本上有重量百分比为的45％的NaCl，45％的KCl，10％的冰晶石组成；将上述经过浸润的炊具半成品放在温度为900℃条件的固化炉中固化30分钟，让铝渗透入炊具表面，从而形成合金渗层；将上述经过渗透后的炊具半成品放在打磨机中进行内、外表面打磨4～5分钟，打磨后进行抛光，抛光后即制成不锈炊具成品。
通过上述制作方法制得的炊具通过放大倍数为200倍的金相显微镜对打磨后表面进行分析，其分析的结果如图1和图2所示。
从图1可以看出本发明制作的炊具表面的孔隙的孔径小于等于0.015mm，并构成致密的网络结构；从图2可以看出本发明制作的炊具表面基本上没有裂纹。从而得出本发明制作的炊具具有较强的防锈能力，该炊具的保护层的元素不仅渗透到炊具的钢铁基体中和表面结合牢固。
此外，通过国家标准试验GB/T228-1987和国家标准GB/T9790-1988对本发明制作的炊具的硬度、耐蚀性、耐磨性进行测试，测试的结果如表1所示
表1本发明制作的炊具的性能测试 根据表1的数据分析我们可以得出，热浸的时间越长，那样镀上的铝就越厚，渗透的时间越长，铝和铁的扩散越好，硬度也相对来说越硬。
本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
权利要求
1.一种不锈炊具的制作方法，该方法包括以下步骤A、成型选用钢板或铁板或铸铁按照炊具的形状加工成炊具半成品，然后对炊具半成品进行表面除油、除锈和助镀处理；B、热浸将上述经过步骤A中制作的炊具半成品放入温度为600～850℃的镀液中，浸润1～5分钟，其中镀液中铝的质量百分数为99％以上；C、渗透将上述经过热浸后的炊具半成品在温度为800～1000℃条件下，放置10～100分钟，让铝渗透入炊具表面，从而形成合金渗层；D、表面处理将上述经过渗透后的炊具半成品进行表面打磨和抛光后即制成不锈炊具成品。
2.根据权利要求1所述的不锈炊具的制作方法，其特征在于，在步骤A中表面除油处理的具体过程是，将炊具半成品放置在温度为60～100℃的除油剂中10～60分钟进行除油，其中所述除油剂中各成分的重量百分比为NaOH6％～10％； Na2CO33％～6％；Na3PO42％～4％； Na2SiO30.5～2％；界面活性剂0.01％～0.1％；其余为水，所述的界面活性剂是现有市场上的除油粉(剂)、洗洁精等。
3.根据权利要求1所述的不锈炊具的制作方法，其特征在于，在步骤A中表面除锈的具体过程为将炊具半成品放置在室温条件下质量百分数为15％～20％的盐酸溶液中2～10分钟，进行除锈。
4.根据权利要求3所述的不锈炊具的制作方法，其特征在于，所述的盐酸溶液中还加入缓蚀剂，其中所述的缓蚀剂为六次甲基四胺，按总质量百分数为0.3％～0.5％。
5.根据权利要求1所述的不锈炊具的制作方法，其特征在于，在步骤A中表面助镀处理的具体过程为将炊具半成品放入质量百分数为1～5％的酪酐溶液中钝化处理0.5～5分钟，然后用温度为0～25℃的水冲洗，冲洗后在温度为80～150℃的条件下干燥。
6.根据权利要求1所述的不锈炊具的制作方法，其特征在于，在步骤B中在镀液中还添加质量百分比为0.1～1％的锌、钙、硅、钴、锆、锗、铂元素中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的不锈炊具的制作方法，其特征在于，步骤B中在镀液的表面覆盖有防氧化剂。
8.根据权利要求7所述的不锈炊具的制作方法，其特征在于，所述的防氧化剂基本上有以下重量百分比的成分组成；NaCl40％～50％；KCl40％～50％；其余冰晶石5％～8％。
全文摘要
本发明提供了一种不锈炊具的制作方法，属于日常用品的制作技术领域。它解决了现有炊具容易生锈，对人体健康存在危害，导热性能差的技术问题。本不锈炊具的制作方法，该方法包括以下步骤A、成型，然后对炊具半成品进行表面除油、除锈和助镀处理；B、热浸，铝的质量百分比占99％以上的镀液中浸润；C、渗透，让铝渗透入炊具表面，从而形成合金渗层；D、表面处理，表面打磨和抛光后即制成不锈炊具成品。利用本方法制作的炊具不仅具有很强的防锈能力，而且硬度较高，耐磨性较好，具有良好的导热性能。
文档编号A47J36/02GK1931069SQ20061003026
公开日2007年3月21日 申请日期2006年8月22日 优先权日2006年8月22日
发明者严卫星 申请人:游亦长, 严卫星