一种咖啡机内胆及成型工艺及咖啡机的制作方法

本发明涉及一种咖啡机内胆及成型工艺及咖啡机。

背景技术

咖啡越来越受到国人的喜爱，各种咖啡机的使用也越来越普及，尤其是浓缩型咖啡机，压力萃取，风味独特，受到人们喜爱，需不断开发，咖啡机需要加热，为防止有害物质进入水中，一般采取内胆装水，加热部件位于内胆外部，热传导加热，因此内胆的导热性要好，目前，一般采用不锈钢或铝合金材料制作内胆，但不锈钢导热性差，铝合金导热性良好，但存在加工塑性差等缺点，因此内胆用铝合金材料的改进成为研发的重点，一方面为避免热量浪费，更快进行热交换，提高导热性，另一方面需提高本身力学性能，硬度、强度等增加，提高使用年限。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种咖啡机内胆及成型工艺及咖啡机，以解决现有内胆热导性及力学性能差的缺点，同时使具备该内胆的咖啡机更节能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种咖啡机内胆，具备铝合金的筒状本体，筒身壁厚在0.3-0.8mm之间，铝合金组分：

si：0.6-0.8％、fe：0.05-0.1％、mg：1.1-1.5％、mn：0.15-0.26％、zn：1.5-1.8％、cr：0.05-0.07％、nb：0.03-0.05％、w：0.02-0.04％、c：0.2-0.5％、ti、0.1-0.3％、b、0.03-0.1％、ni：0.01-0.02％，余量为铝。

进一步，所述铝合金组分：si：0.7％、fe：0.05％、mg：1.4％、mn：0.2％、zn：1.5％、cr：0.05％、nb：0.04％、w：0.02％、c：0.4％、ti、0.25％、b、0.08％、ni：0.01％，余量为铝。

调整了si、mg、fe的含量，通过弥散强化的方式提高加工性能及导热性，添加稀土元素，结合fe及固溶在al基体中的si等相互作用形成化合物，降低固溶，同时通过添加稀土元素细化晶粒，提高加工性能、塑性及导热性，其中c元素在铝合金中主要以石墨片形式存在，提高导热性，同时优化成分，添加mn、cr、w、ti等元素，提高加工性能。

一种咖啡机内胆的成型工艺，包括：

1)、根据权利要求1-2任一项所述的铝合金组分配料，进行熔融铸造，首先将除si、mn、c以外的炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，且mg、zn采用铝箔皮包裹后最后加入熔炼炉，炉料溶化后，加入2/5量的覆盖剂覆盖，继续升温至780-795℃，保持20min后加入al-si、al-mn的中间合金及石墨片，保持1-1.5h，加入炉料重量0.3-0.4％的精炼剂精炼，静置10-15min，撒上剩余的覆盖剂，静置20-25min后进行浇铸；

2)、均匀化退火处理，起始温度以100℃开始，将铸锭以80℃/h升温，分别在460℃及560℃均匀化保温，第一次保温时间4h，第二保温时间15h，空冷；

3)、挤压成型，首先预热2-3h，预热温度至520℃，保温3h，挤压机挤压成型；

4)、时效处理，炉温波动控制在±1℃，分别在180℃、190℃、205℃进行时效保温，保温时间分别在20min、60min、2h、4h、8h、14h、20h，空冷；

5)、采取热轧轧取4mm-8mm厚度的铝板，然后再冷轧成0.3mm-1mm之间的厚度的薄铝板；

6)、对经加热处理后的铝板进行拉伸工艺，成型筒状壳体；

7)、对步骤6)中壳体进行氧化处理，先对壳体进行清洗、打磨、化学除油及抛光，然后进行硬质氧化处理，处理完后，进行封闭及加热处理。

进一步，所述硬质氧化处理中，采用硫酸硬质氧化，其中硫酸浓度在180-250g/l之间，氧化温度在2-5℃，电流密度在1-4a/dm²，氧化时间80-90min，清水漂洗后封闭烘干。

进一步，所述硬质氧化处理中，封闭采用沸水封闭，沸腾去离子水，处理5-10min，然后烘干冷却。

调整成型加工工艺，提高热导率及性能。

一种咖啡机，具备壳体，壳体顶部设置有顶盖，顶盖腔内安装有电池组，壳体腔内具有锅炉，锅炉内设内胆，内胆顶部设进水孔，底部设出水孔，内胆与锅炉壁之间设加热部，壳体顶部设泵及安装架，泵与内胆连通；壳体底部连接有杯体，杯体与壳体之间形成放置滤网部的空腔，滤网部与壳体之间形成放置粉仓的空腔，粉仓内设胶囊仓，滤网部底部设下刺破部，用于刺破胶囊仓内的咖啡胶囊及导流液体，另外壳体内腔底部设上刺破部，上刺破部与内胆出水孔连接，用于刺破咖啡胶囊，上刺破部内设压力阀芯，泵运作使内胆中压力达设定值，压力阀芯打开。

进一步，所述滤网部具备调味部，其中调味部包括旋刺部及承载部，其中旋刺部包括环状本体，环状本体与滤网部转动连接，本体上均布有多个弹簧按压按键，且按键底部为尖端，承载部为环状，承载部上开有容纳调味品环带的容纳槽，按键的尖端对应调味品环带。

进一步，所述调味品环带内区隔有多个独立的隔间。

19bar压力制备浓缩咖啡，口味可自调，且采用高导热及高性能内胆，加热时间短，使用时间长。

附图说明

图1：咖啡机整体结构图；

图2：咖啡机爆炸图；

图3：锅炉与内胆结构图；

图4：调味部结构图；

图中：1、壳体；101、锅炉；102、内胆；103、进水孔；104、加热部；105、出水孔；106、压力阀芯；107、下刺破部；2、顶盖；3、泵；4、安装架；5、上刺破部；6、胶囊仓；7、粉仓；8、下刺破部；9、滤网部；901、本体；902、弹簧按压按键；903、尖端；904、承载部；905、容纳槽；10、杯体；11、护筒；

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例1

一种咖啡机内胆，具备铝合金的筒状本体，筒身壁厚0.5mm，铝合金组分：

si：0.6％、fe：0.05％、mg：1.1％、mn：0.15％、zn：1.5％、cr：0.05％、nb：0.03％、w：0.02％、c：0.2％、ti、0.1％、b、0.03％、ni：0.01％，余量为铝。

调整了si、mg、fe、mn的含量，通过弥散强化的方式提高加工性能及导热性，添加稀土元素，结合fe及固溶在al基体中的si等相互作用形成化合物，降低固溶，同时通过添加稀土元素细化晶粒，提高加工性能、塑性及导热性，其中c元素在铝合金中主要以石墨片形式存在，提高导热性，同时优化成分，添加cr、w、ti等元素，其中al、ti、b相结合提高合金力学性能，锌与镁形成强化相，强化合金抗拉强度，提高硬度。

内胆成型工艺，包括：

1)、根据上述的铝合金组分配料，进行熔融铸造，首先将除si、mn、c以外的炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，且mg、zn采用铝箔皮包裹后最后加入熔炼炉，炉料溶化后，加入2/5量的覆盖剂覆盖，覆盖剂占炉料的1.2％，覆盖剂成分：苏打40％，玻璃25％，石灰石5％，硼渣20％，萤石10％，继续升温至780℃，保持20min后加入al-si、al-mn的中间合金及石墨片，保持1h，加入炉料重量0.3％的精炼剂精炼，精炼剂为六氯乙烷，静置10min，撒上剩余的覆盖剂，静置20min后进行浇铸；

2)、均匀化退火处理，起始温度以100℃开始，将铸锭以80℃/h升温，分别在460℃及560℃均匀化保温，第一次保温时间4h，第二保温时间15h，空冷；

3)、挤压成型，首先预热2h，预热温度至520℃，保温3h，挤压机挤压成型；

4)、时效处理，炉温波动控制在±1℃，分别在180℃、190℃、205℃进行时效保温，保温时间分别在20min、60min、2h、4h、8h、14h、20h，空冷；

5)、采取热轧轧取4mm厚度的铝板，然后再冷轧成0.8mm厚度的薄铝板；

6)、对经加热处理后的铝板进行拉伸工艺，成型筒状壳体；

7)、对壳体进行氧化处理，先对壳体进行清洗、打磨、化学除油及抛光，然后进行硬质氧化处理，处理完后，进行封闭及加热处理，其中硬质氧化处理中，采用硫酸硬质氧化，其中硫酸浓度180g/l，氧化温度在4℃，电流密度在4a/dm²，氧化时间80min，清水漂洗，封闭采用沸水封闭，沸腾去离子水，处理5min，烘干冷却。

经检测，内胆的性能如下，导热系数为240w/(m·k)，超过纯铝的200w/(m·k)，同时内胆的硬度为130hb，并且在拉伸过程中，本配方及工艺制备铝合金加工塑性好，无断裂，成型性能好，且内胆硬度远超市面常用的6063系列铝合金，高的导热系数，使加热时间更短，快速享受咖啡的美味。

实施例2

一种咖啡机内胆，具备铝合金的筒状本体，筒身壁厚为0.3mm，铝合金组分：

si：0.8％、fe：0.1％、mg：1.5％、mn：0.26％、zn：1.8％、cr：0.07％、nb：0.05％、w：0.04％、c：0.5％、ti、0.3％、b、0.1％、ni：0.02％，余量为铝。

内胆的成型工艺，包括：

1)、根据上述的铝合金组分配料，进行熔融铸造，首先将除si、mn、c以外的炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，且mg、zn采用铝箔皮包裹后最后加入熔炼炉，炉料溶化后，加入2/5量的覆盖剂覆盖，覆盖剂占炉料的1.2％，覆盖剂成分：苏打40％，玻璃25％，石灰石5％，硼渣20％，萤石10％，继续升温至795℃，保持20min后加入al-si、al-mn的中间合金及石墨片，保持1.5h，加入炉料重量0.4％的精炼剂精炼，静置15min，撒上剩余的覆盖剂，静置25min后进行浇铸；

2)、均匀化退火处理，起始温度以100℃开始，将铸锭以80℃/h升温，分别在460℃及560℃均匀化保温，第一次保温时间4h，第二保温时间15h，空冷；

3)、挤压成型，首先预热3h，预热温度至520℃，保温3h，挤压机挤压成型；

4)、时效处理，炉温波动控制在±1℃，分别在180℃、190℃、205℃进行时效保温，保温时间分别在20min、60min、2h、4h、8h、14h、20h，空冷；

5)、采取热轧轧取6mm厚度的铝板，然后再冷轧成0.6mm厚度的薄铝板；

6)、对经加热处理后的铝板进行拉伸工艺，成型筒状壳体；

7)、对步骤6)中壳体进行氧化处理，先对壳体进行清洗、打磨、化学除油及抛光，然后进行硬质氧化处理，处理完后，进行封闭及加热处理。

其中，硬质氧化处理中，采用硫酸硬质氧化，其中硫酸浓度200g/l，氧化温度在2℃，电流密度在2a/dm²，氧化时间90min，清水漂洗，硬质氧化处理中，封闭采用沸水封闭，沸腾去离子水，处理10min，烘干冷却。

经检测，内胆的性能如下，导热系数为245w/(m·k)，超过纯铝的200w/(m·k)，同时内胆的硬度为128hb，并且在拉伸过程中，本配方及工艺制备铝合金加工塑性好，无断裂，成型性能好，且内胆硬度远超市面常用的6063系列铝合金，高的导热系数，使加热时间更短，快速享受咖啡的美味。

实施例3

一种咖啡机内胆，具备铝合金的筒状本体，筒身壁厚0.3mm，铝合金组分：

si：0.7％、fe：0.05％、mg：1.4％、mn：0.2％、zn：1.5％、cr：0.05％、nb：0.04％、w：0.02％、c：0.4％、ti、0.25％、b、0.08％、ni：0.01％，余量为铝。

内胆的成型工艺，包括：

1)、根据上述的铝合金组分配料，进行熔融铸造，首先将除si、mn、c以外的炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，且mg、zn采用铝箔皮包裹后最后加入熔炼炉，炉料溶化后，加入2/5量的覆盖剂覆盖，覆盖剂占炉料的1.2％，覆盖剂成分：苏打40％，玻璃25％，石灰石5％，硼渣20％，萤石10％，继续升温至785℃，保持20min后加入al-si、al-mn的中间合金及石墨片，保持1h，加入炉料重量0.3％的精炼剂精炼，精炼剂为六氯乙烷，静置15min，本实施例中精炼后继续加入提质剂，提质剂中各成分占覆盖剂的质量如下：活性炭0.1％，氟化钙0.12％，氟化铝钠0.15％，二硼化钒0.1％，提质剂混合覆盖剂撒入溶液，静置25min后进行浇铸；

2)、均匀化退火处理，起始温度以100℃开始，将铸锭以80℃/h升温，分别在460℃及560℃均匀化保温，第一次保温时间4h，第二保温时间15h，空冷；

3)、挤压成型，首先预热3h，预热温度至520℃，保温3h，挤压机挤压成型；

4)、时效处理，炉温波动控制在±1℃，分别在180℃、190℃、205℃进行时效保温，保温时间分别在20min、60min、2h、4h、8h、14h、20h，空冷；

5)、采取热轧轧取8mm厚度的铝板，然后再冷轧成0.3mm的厚度的薄铝板；

6)、对经加热处理后的铝板进行拉伸工艺，成型筒状壳体；

7)、对步骤6)中壳体进行氧化处理，先对壳体进行清洗、打磨、化学除油及抛光，然后进行硬质氧化处理，处理完后，进行封闭及加热处理。

其中，硬质氧化处理中，采用硫酸硬质氧化，其中硫酸浓度190g/l，氧化温度在3℃，电流密度在3a/dm²，氧化时间90min，清水漂洗。

其中，硬质氧化处理中，封闭采用沸水封闭，沸腾去离子水，处理10min，烘干冷却。

经检测，内胆的性能如下，导热系数为247w/(m·k)，超过纯铝的200w/(m·k)，同时内胆的硬度为132hb，并且在拉伸过程中，本配方及工艺制备铝合金加工塑性好，无断裂，成型性能好，且内胆硬度远超市面常用的6063系列铝合金，高的导热系数，使加热时间更短，快速享受咖啡的美味。

实施例4

一种咖啡机，参阅图1，具有实施例1、实施例2或实施例3制备的任一内胆，同时具备壳体1，壳体顶部设置有顶盖2，顶盖腔内安装有电池组(图中未显示)，壳体腔内具有锅炉101，锅炉内设内胆102，具体实施时，壳体底部形成锅炉的托座108，内胆顶部设进水孔103，具体实施时，进水孔安装阀门(图中未显示)，底部设出水孔105，内胆与锅炉壁之间设加热部104，加热部采用电阻丝加热结构，壳体顶部设泵3及安装架4，泵与内胆连通；壳体底部连接有杯体10，本实施例中杯体上固定有护筒11，杯体与壳体之间形成放置滤网部9的空腔，滤网部与壳体之间形成放置粉仓7的空腔，胶囊仓6位于粉仓内，滤网部底部设下刺破部8，用于刺破胶囊仓内的咖啡胶囊及导流液体，另外壳体内腔底部设上刺破部5，上刺破部与内胆出水孔连接，用于刺破咖啡胶囊，上刺破部内设压力阀芯106，泵运作使内胆中压力达设定值，压力阀芯打开。

其中滤网部具备调味部，其中调味部包括旋刺部及承载部904，其中旋刺部包括环状本体901，环状本体与滤网部转动连接，本体上均布有多个弹簧按压按键902，且按键底部为尖端903，承载部904为环状，嵌入式固定在滤网部腔口处，承载部上开有容纳调味品环带的容纳槽905，按键的尖端对应调味品环带(图中未显示)，且调味品环带内区隔有多个独立的隔间，可分装多种口味的调味品。

使用时，通过旋转旋刺部，按下弹簧按压按键，使尖端插入调味品环带，水流充入调味品环带溶解调味品，咖啡口味自调。

本咖啡机采用19bar压力制备浓缩咖啡，口味可自调，且采用高导热及高性能内胆，加热时间短，使用时间长，自备电池组，整体体积小，易携带，咖啡机胶囊两用，适应性广。

当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。