专利名称：一种在铝锅内壁喷涂富硒铁基涂层的复合锅的制作方法
技术领域：
本发明属于食品炊具领域中的食品用锅制造行业。采用自动电弧喷涂的方法，将 含有微量硒、锌的铁基材料喷涂在铝锅的内壁，制成富硒铝铁复合锅以满足市场的需求。
背景技术：
食品用锅与人的生活密切相关，历史悠久而品种众多是众所周知的，但铁锅、铝锅 和不锈钢锅仍然是主导产品，其中铝锅和铁锅的制造工艺简单，生产成本低，一直是中低收 入人群的首选产品。随着人们生活水平的提高，开始逐步意识到使用益于健康、实用美观、 安全可靠的炊具是必要的，所以这类新产品的开发是目前行业的又一焦点，本发明的富硒 铁铝复合锅就是看好了这一市场的广阔前景。铝锅用于制作菜汤、酸白菜、蘑菇、腌咸鱼等含酸或含碱的食物时，容易使铝溶解 于食物中，对人体有害，因此，世界卫生组织于1989年正式将铝确定为食品污染物而加以 控制，提出成年人每天允许铝摄入量为60mg，所以在人们的心目中有一种尽量少使用铝制 炊具的心态，但是，铝锅具有轻便、美观、导热快、传热均勻、不生锈、生产成本低等特点，目 前的市场占有量仍在80%左右。铁锅虽然分量重，传热不均勻，易生锈，不宜长时间盛放食 物，但具化学反应稳定，不产生有害身体的物质，更重要的是可以补充人体所需的铁元素， 烹饪的食品能有效地吸收盐分而有益健康，使用寿命长，生产成本低等特点，所以仍然是人 们愿意使用的产品。针对该现状，人们综合了铁锅和铝锅的各种优点，采用先进技术开发一 种内壁为铁层的铝铁复合锅，这种复合锅与传统的铁锅或铝锅相比具有以下优点锅体轻 便、导热快传热均勻、省时节能、利于健康(隔离了有害元素铝，增加了有益元素铁)、经久 耐用(免除传统铁锅的剥底现象，内壁抗磨损)、造价低、符合市场的需求。经资料查新，制 造这种锅的技术可归纳为两种方法①采用铝铁复合板材压制成型，这种制锅技术比较成 熟，如专利 CN87216092，CN93102193. 6，CN992125189, CN90207051. 7 等；②在铝锅的表面喷 涂一层金属，如专利88207926，CN90215112. 6等，这种技术也比较成熟，但真正用于制锅行 业比较少。硒是一种抗氧化剂，能保护肝细胞膜，对防治糖尿病，癌症，心血管病，延缓衰 老等起着良好的作用。根据人体对微量元素硒的需要，人们曾开发过富硒锅，如专利 CN98111628. 0，在铸铁锅体内采用硒酸盐工艺渗入硒等微量元素。专利CN99229741. 9，采用 钢锅体，锅体的内、外侧涂覆硒陶瓷涂料层。本发明综合铝铁复合锅和富硒锅的优点，采用 电弧喷涂的方法，将含有微量硒、锌元素的铁基喷涂材料，喷涂在铝锅的内壁表面，形成一 定厚度的涂层，从而制造一种益于健康的铝铁复合锅新产品。
发明内容
1.方案产品类型富硒铁基涂层铝铁复合锅。产品结构锅体为铝锅，锅内壁喷涂一层富硒铁基涂层。
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喷涂方法电弧喷涂，采用自动喷涂作业方式。喷涂工艺铝锅内壁预处理_喷涂涂层_涂层后加工2.技术关键本发明的一种在铝锅内壁喷涂富硒铁基涂层的复合锅，采用自动电弧喷涂的方 法，将含有微量硒、锌元素的铁基材料喷涂在铝锅的内壁，制造富硒铝铁复合锅产品。技术 关键在于①涂层材料的设计；②涂层喷涂工艺的设计。3.喷涂方法的选择热喷涂是一门表面改性的新技术，由于发展迅速，已在各行各业得到了广泛的应 用，用于制造合金涂层类型的锅时，采用电弧喷涂方法更能体现出如下的特点①设备投资 少，操作工艺简单，容易实现自动化作业，生产效率高；②不需要特殊的操作场所，且占地面 积小；③在喷涂过程中不会使锅体过热变形，更不会破坏锅体的组织、成分、性能；④喷涂 材料选择范围大，凡是能导电的实心或药芯丝材都可以用于锅的喷涂，不会由于材料的不 同而影响涂层质量；⑤可实现单层材料结构、不同材料的多层结构、梯度结构的涂层；⑥涂 层与锅体之间结合面为100%，益于导热和利于均勻传热；⑦涂层均勻致密，结合强度好不 易脱落，涂层厚度容易控制，后加工量少，生产成本低等，所以本发明选用电弧喷涂方法制 造富硒铁基涂层的复合锅。4.涂层材料的设计电弧喷涂需要丝状喷涂材料，根据发明内容，喷涂材料要求的是含有微量硒、锌元 素的铁基材料，含有硒的实心丝材比较奇缺，冶炼制造比较麻烦，而且成本高，所以采用自 制的Φ 1.8mm药芯丝材，硒和锌是通过药芯粉末加入，配比调整容易，制造成本低。为了进 一步提高涂层的致密度和涂层的结合强度，药芯中还加入了对身体无害的少量锡。5.涂层结构的设计锅体的结构形式是在铝锅内壁全部喷涂富硒铁基涂层，涂层厚度> 0. 5mm，涂层太 厚会增加锅体重量和制造成本，涂层太薄会降低锅的使用寿命，该涂层厚度应能充分体现 铝锅和铁锅的综合优点而设计的。6.喷涂工艺的设计及实施方案在铝锅内壁喷涂单层铁基涂层的工序比较简单，喷涂工艺设计如下铝锅内壁预处理_喷涂涂层_涂层后加工6. 1铝锅内壁表面预处理喷涂锅的内壁时不会损伤锅体，不需要进行防护，所以本工艺采用喷砂处理的方 法一次实现净化和粗化工作，要求喷砂后的效果达到有金属光泽，凸凹坑分布均勻并呈菱 形状，喷砂部位不许用手摸，不许弄脏，喷砂面必须是清洁的，喷完砂的锅应尽快喷涂，间隔 不得超过1小时。喷砂选用25目的棕刚玉砂，压缩空气压力为0. SMPa06. 2喷涂及参数的设定铝锅内壁的喷涂采用专用自动喷涂设备进行喷涂，可以提高效率和保证喷涂质 量，见附图1，实施方案如下(1)将锅1装在吸盘转台2上，通过真空泵3将锅吸牢。(2)启动转动装置4，带动吸盘转台2转动，根据锅体直径的大小，设定旋转速度。(3)调节喷涂枪5与锅内壁喷涂面的喷涂距离为150mm，喷涂角度为90°。
(4)设置喷涂电压32V、喷涂电流140A、雾化气体压力0. 8MPa，气体流量调节到喷 涂焰流呈细而挺拔的状态为好。(5)启动喷涂机6和喷涂枪行走机构7，带动喷涂枪按锅内壁轨迹运动，起始点是 从锅的边缘开始向锅底中心喷涂，速度是从慢线性增快，喷涂枪到中心后再自动返回到边 缘，速度是从快线性减慢，喷涂枪按此轨迹反复运行喷涂，直到涂层达到设计的厚度时会自 动停止喷涂(根据每次喷涂的厚度，计算出行走的次数来控制)。吸盘转台2内有对锅的冷 却系统，能保证锅底连续喷涂不变形，从而提高生产效率。7.锅底涂层的后续加工喷涂后的锅内壁涂层表面采用钢丝刷打磨干净，涂层表面平整，而且向细砂纸一 样粗糙均勻，这种状态可起到少粘黏食物的作用。8.涂层质量指标根据相关标准和使用要求，涂层应达到如下指标(1)涂层空隙率彡4% ；(2)涂层结合强度> 20MPa ；(3)涂层无裂纹、脱落、损伤等缺陷；(4)涂层与锅体为100%的结合面；(5)锅体在承受300°C的热震时涂层不起层脱落。9.由于采用了上述技术方案，本发明取得了如下效果(1)采用电弧喷涂方法制造铝锅内壁喷涂富硒铁基涂层的复合锅，能实现涂层和 锅体为100%的牢固结合面，具有喷涂质量好，生产效率高，制造成本低的特点。(2)设计的单层涂层结构形式，喷涂工序简单，喷涂时不需要防护。在铝锅内壁喷 涂富硒铁涂层的结构，可体现出锅体轻便、导热快传热均勻、省时节能、经久耐用(免除传 统铁锅的剥底现象，内壁抗磨损)、造价低、符合中低收入人群的需求。(3)喷涂材料选用含有微量硒、锌元素的铁基材料，不仅有利于提高涂层的致密度 和涂层的结合强度，而且铁、硒、锌元素对身体有益，同时起到了隔离有害元素铝的作用，是 现代家庭更新换代的理想炊具。
附图1是本发明的喷涂锅内壁涂层使用的自动喷涂设备示意图；附图2是本发明的内壁喷涂富硒铁基涂层复合锅的半成品照片。附图1标记说明1锅，2吸盘转台，3真空泵，4转动装置，5喷涂枪，6喷涂机，7喷涂枪行走机构。具体实施方例铝锅内壁喷涂富硒铁基涂层复合锅的实施例1.条件锅的外形见附图2，锅口直径285mm，锅高60mm，材质为铝合金，锅壁厚度 为2. 5mm。内壁喷涂富硒铁基涂层。2.涂层的设计喷涂材料选用含有微量元素硒、锌和锡的铁基药芯丝材，规格为 Φ1. 8mm。涂层为单层结构，涂层厚度> 0. 5mm，锅的内壁全部均勻喷涂。3.喷涂工艺将铝锅的内壁先进行喷砂处理，喷砂时不需要防护，将锅装在自动喷涂设备上(附图1)，采用电弧喷涂的方法进行连续喷涂，涂层厚度达到设计的涂层厚度 为止。4.涂层加工喷涂后的锅内壁涂层表面采用钢丝刷高速旋转打磨干净，涂层表面 呈细砂纸一样粗糙均勻的状态，将锅从吸盘转台2上取下即可5.锅的特点采用电弧喷涂方法制造铝锅内壁喷涂富硒铁基涂层的复合锅，使涂 层和锅体实现了 100%的牢固结合面，具有涂层质量好，喷涂工序简单，生产效率高，制造成 本低的特点。综合了铝锅和铁锅的共同优点，体现出锅体轻便、导热快传热均勻、省时节能、 利于健康(隔离了有害元素铝，增加了微量的有益元素铁、硒、锌)、经久耐用(免除传统铁 锅的剥底现象，内壁抗磨损)、造价低等特点。
权利要求
一种用于食品用锅制造行业的在铝锅内壁喷涂富硒铁基涂层的复合锅，采用自动电弧喷涂的方法，选用含有微量硒、锌的铁基药芯丝材的喷涂材料，在铝锅的内壁喷涂一层≥0.5mm的涂层结构形式，制造富硒铝铁复合锅以满足市场的需求。
2.根据权利要求1所述的采用自动电弧喷涂的方法，制造富硒铝铁复合锅，其特征在 于能实现涂层和锅体为100%的牢固结合面；涂层表面呈细砂纸状均勻的毛面，具有少粘 黏食物的效果；具有喷涂质量好，生产效率高，制造成本低的特点。
3.根据权利要求1所述的在铝锅的内壁喷涂一层>0. 5mm的涂层的结构形式，制造富 硒铝铁复合锅，其特征在于喷涂工序简单，喷涂时不需要防护；制造的富硒铝铁复合锅具 有轻便、导热快传热均勻、省时节能、经久耐用(免除传统铁锅的剥底现象，内壁抗磨损)、 实用美观、造价低，符合中低收入人群需求的效果。
4.根据权利要求1所述的选用含有微量硒、锌的铁基药芯丝材的喷涂材料，制造富硒 铝铁复合锅，其特征在于药芯丝材配比调整容易，制造成本低；通过药芯添加的铁、硒、锌 元素对身体有益，通过涂层能有效地隔离有害元素铝的作用，避免过量铝对人身体的伤害。
全文摘要
一种在铝锅内壁喷涂富硒铁基涂层的复合锅，采用电弧自动喷涂的方法，将含有微量硒、锌的铁基材料喷涂在铝锅的内壁，制成富硒铁铝复合锅，见摘要附图。该方法具有涂层质量好，喷涂工序简单，生产效率高，制造成本低的特点；涂层表面呈细砂纸状均匀的毛面，具有少粘黏食物的效果；涂层能有效地隔离对身体有害的元素铝，并含有微量硒、锌元素的铁基材料，对身体健康有益；该复合锅综合了传统铝锅和铁锅的共同优点，体现出锅体轻便、导热快传热均匀、省时节能、经久耐用(免除传统铁锅的剥底现象，内壁抗磨损)、造价低的特点，是日常常用的理想炊具。
文档编号A47J37/10GK101879043SQ20091013714
公开日2010年11月10日 申请日期2009年5月6日 优先权日2009年5月6日
发明者丁少雄, 刘爱国, 蔡林强, 郭面焕 申请人:慈溪光华金属复合材料有限公司