一种不粘锅具及其制造方法与流程

文档序号:26050459发布日期:2021-07-27 15:25阅读:230来源:国知局
一种不粘锅具及其制造方法与流程

本申请涉及一种不粘锅具及其制造方法,属于厨具领域。



背景技术:

在使用传统的铸铁、不锈钢、铝以及铝合金等基材的金属锅具烹饪食物时,容易发生食物粘锅现象。食物粘锅会产生如下问题:增加锅具的清洗难度;破坏食物外形;容易使食物发生焦糊,甚至有可能产生有害物质,影响人体健康。

现有的锅具解决不粘锅问题的方式是在锅具内表面涂覆一层有机聚合物如聚四氟乙烯防粘涂层,是利用聚四氟乙烯涂层具有极低的表面能特性。不过聚四氟乙烯防粘涂层存在下述问题:烹饪过程中会发生软化,搅拌工具如铲子容易划伤聚四氟乙烯涂层;聚四氟乙烯涂层的强度较差,容易脱落和损坏;聚四氟乙烯高温易因干烧而损坏,而丧失不粘功能,使得食物直接粘附在锅具基材。

电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具,具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点,能完成家庭的绝大多数烹饪任务。电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能。由于电磁炉高的升温速度快更容易产生锅具粘锅问题。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本申请提出了一种不粘锅具及其制造方法。在使用磁场感应电流加热时,该不粘锅具的非导磁合金层由于其不会产生磁感发热故烹饪面的温度只靠锅具基体的热传导而不会直接发热产生高温,进而避免锅具中的烹饪物糊化而粘锅;并且非导磁合金层具有高耐磨性和强耐腐蚀性,防止了非导磁合金层的剥落和减少了烹饪面的划痕,延长了不粘锅具的使用寿命。

根据本申请的一个方面,提供了一种不粘锅具,该不粘锅具在使用电磁加热方式时,该不粘锅具的非导磁合金层由于其不会产生磁感发热故烹饪面的温度不会过高,进而避免锅具中的烹饪物糊化而粘锅;非导磁合金层具有高强度和强耐腐蚀性,防止了非导磁合金层的剥落和减少了烹饪面的划痕,延长了不粘锅具的使用寿命。

该不粘锅具,其包括锅具基体,所述锅具基体的内表面附着有非导磁合金层,所述非导磁合金层通过熔射工艺形成于锅具基材内表面;

所述锅具基体为金属材质,所述非导磁合金层为奥氏体结构的合金组合物,所述合金组合物与所述金属材质熔射结合;

所述合金组合物以质量%计包含≤0.08%碳、15%~27%铬、12%~37%镍和1.5%~8%钼,余量为铁和不可避免的杂质。所述非导磁合金层具有优异的耐腐蚀性、高强度和较好的耐磨性,无磁性。

可选地,所述合金组合物包括0.0001%~0.06%的碳、18%~25%铬、16%~30%镍和3%~7%钼,余量为铁和不可避免的杂质。进一步地,所述合金组合物中的碳含量的范围下限或数值可以为0.001%、0.002%、0.005%、0.015%、0.03%、0.04%、0.05%、0.060%或0.070%,范围上限可以为0.025%、0.035%、0.045%、0.055%、0.06%、0.065%或0.08%;铬含量的范围下限或数值可以为15%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%或26%,范围上限可以为16%、17%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%或27%;镍含量的范围下限或数值可以为12%、14%、16%、18%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、32%、35%或36%,范围上限可以为15%、18%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、33%、35%或37%;钼含量的范围下限或数值可以为1.5%、1.8%、2%、3%、4%、4.5%、5%、6%或7%,范围上限可以为2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、7%、7.5%或8%。优选地,所述合金组合物包括0.001%~0.03%的碳、19%~24%铬、18%~28%镍、4%~7%钼,余量为铁和不可避免的杂质。

本申请中,非导磁合金层为含有奥氏体结构的不导磁合金组合物,故不粘锅具在电磁炉上使用时不会产生涡流而产生高温引起糊锅,起到不粘的作用。另一方面,熔射生成的合金组合物中不可避免的会产生微量的铁氧化物,而含有铁氧化物会降低热导率而提高隔热性,有利于降低锅底的温度,进而避免糊锅而粘锅。

本申请的合金组合物与锅具基体的金属材质熔射结合,即合金组合物与锅具基体的接触面属于物理-化学结合,包括机械结合、物理结合和冶金-化学结合,从而避免了非导磁合金层从锅具基体的剥落。

另外,非导磁合金层通过熔射产生,即将熔射原料高温熔融后熔射在所述锅具基体的表面,而熔射过程中金属不可以避免的氧化生成金属氧化物,故熔射的非导磁合金层中会含有微量的金属氧化物,例如合金中含有铬及铬氧化物,镍及镍氧化物,钼及钼氧化物,铁及铁氧化物。而其中部分金属氧化物的晶粒粗大、强度高,微量的金属氧化物的存在提高了非导磁合金层的强度,强度的提高使得非导磁合金层不易产生划痕和磨损。而至于金属氧化物的含量控制为不故意掺杂氧气控制得到的金属氧化物含量,通过熔射工艺不可避免产生的氧化物的量即可满足需求。

本申请的合金组合物中铬与碳生成硬度很高的硬质相cr7c3和cr23c7,弥散分布在固溶强化的非导磁合金层中,起沉淀硬化作用,提高锅具基体表面的耐磨性。但铬系碳化物的晶界析出,成为耐腐蚀性降低的主要原因,而本申请的碳含量和铬含量及其他元素的配合得到的合金组合物的强度高且耐腐蚀性好。另外,铬为铁素体生成剂,铬含量的增加虽然可以提高非导磁合金层的耐腐蚀性,但不利于奥氏体结构的稳定性,而本申请的铬的含量与其他金属元素及其含量的配合,既可以得到耐腐蚀性强且奥氏体结构稳定的非导磁合金层。

本申请的镍是奥氏体生成元素,镍含量既可以保持合金组合物在低温下保持奥氏体结构,镍含量的增加会降低不锈钢的硬度和抗拉强度,但本申请的镍含量与合金组合物的配合可以保持高强度、高耐磨性和并且合金组合物中的镍含量使其非导磁合金层在活性状态下也有较低的腐蚀速度。

本申请中,钼可以改善不锈钢的耐腐蚀性,其可以使不锈钢的基体强化,并提高不锈钢的高温强度和蠕变性能。

可选地,所述合金组合物还包括以质量%计的0.05%~3%铜。进一步地,所述合金组合物中的铜含量的范围下限或数值可以为0.05%、0.1%、0.3%、0.5%、1%、1.2%、1.5%、1.7%、2%或2.2%,范围上限可以为0.6%、0.8%、1%、1.3%、1.5%、1.8%、2%、2.3%、2.5%或3%。优选地,所述合金组合物还包括以质量%计的0.6%~2%铜。铜是有价值的奥氏体形成元素,且可对在一些环境下的耐腐蚀性具有有利影响,铜的含量范围与合金组合物中其它的元素及其含量的配合不会出现铜析出的问题。

本申请的合金组合物中的铬镍钼含量,再同铜元素配合,即使在还原性环境中,如硫酸和甲酸中也可以被钝化,提高合金组合物在醋酸中的耐腐蚀性。合金组合物中的铬含量和镍含量再和铜的配合使得合金组合物具有很强的抗酸能力,尤其对氯化物间隙腐蚀和应力腐蚀崩裂有高强抗性,不易出现蚀损斑和裂缝,抗点蚀能力强。

可选地,所述锅具基体的内表面形成与所述非导磁合金层相结合的贴附面,所述非导磁合金层的表面为烹饪面;

所述贴附面的表面粗糙度ra1为1.3μm~15μm;所述烹饪面的表面粗糙度ra2为2.5μm~40μm。

进一步地,所述贴附面的表面粗糙度ra1的范围下限或数值可以为1.5μm、2μm、3μm、4μm、6μm、8μm、10μm或12μm,范围上限可以为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm或14μm。

进一步地,所述烹饪面的表面粗糙度ra2范围下限或数值可以为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、32μm或37μm,范围上限可以为4μm、5μm、6μm、8μm、10μm、15μm、17μm、20μm、23μm、25μm、27μm、30μm、33μm、35μm、38μm或40μm。

优选地,所述贴附面的表面粗糙度ra1为3μm~12μm;所述烹饪面的表面粗糙度ra2为4μm~20μm。

本申请的贴合面的表面粗糙度ra1的数值范围有利于非导磁合金层与所述锅具基体发生机械结合和物理结合,使得非导磁合金层与所述锅具基体结合力强,不易发生非导磁合金层的剥落。非导磁合金层直接作为烹饪面,烹饪面的表面粗糙度ra2的数值范围可以降低烹饪面与食物的接触面积,有利于实现烹饪面的不粘效果;且形成烹饪面的表面粗糙度中的凸起部分能够减少与搅拌工具的接触点的表面积,从而有利于降低烹饪面表面的划痕,延长不粘锅具的使用寿命。并且,贴附面的表面粗糙度ra1与所述烹饪面的表面粗糙度ra2的数值范围的配合有利于增强非导磁合金层与锅具基体的强度、不粘性和耐腐蚀性。

可选地,所述非导磁合金层的厚度为0.05mm~2mm。进一步地,所述非导磁合金层的厚度范围下限或数值可以为0.1mm、0.2mm、0.35mm、0.45mm、0.5mm、、0.6mm、0.75mm、0.8mm、1.2mm、1.3mm、1.6mm或1.8mm;厚度范围上限可以为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.85mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm或1.8mm。优选地,所述非导磁合金层的厚度为0.3mm~0.8mm,更有选的为0.75mm。非导磁合金层的厚度大于该范围则其残余应力增大,非导磁合金层容易与锅具基体分离而发生剥落,厚度小该范围非导磁合金层容易发生腐蚀穿该层,本申请的非导磁合金层的厚度的设置方式使得其产生的残余张应力低,且抗腐蚀性强,锅具的使用寿命长。

可选地,所述非导磁合金层包括形成在所述锅具基体表面的内非导磁合金层,和形成在所述内非导磁层的外非导磁层。其中,内非导磁合金层和外非导磁合金层的材质组成可以相同或不同。内非导磁合金层的表面粗糙度设为在贴附面和烹饪面的表面粗糙度ra1和ra2之间,有利于增加各层之间的结合力,防止脱落。

可选地,所述内非导磁合金层的晶粒粒径大于所述外非导磁合金层的晶粒粒径。内导磁合金层的晶粒粒径大则同样厚度包含的晶粒层数少,即能够用更少的晶粒填充贴附面高的表面粗糙度形成的不平整度,晶粒的层数少则晶粒内层形成的压应力小,则非导磁合金层内部的应力小,降低非导磁合金层的剥落风险。另外,外非导磁合金层的晶粒粒径小,容易形成比附着面低的表面粗糙度,且外非导磁合金层的晶粒填充在内非导磁合金层的晶粒之间,内非导磁合金层的凸出部位形成在外非导磁合金层的晶粒之间形成刚性支撑,有利于提高外非导磁合金层形成的烹饪面的强度,防止划伤外非导磁层。且内非导磁合金层和外非导磁合金层的材料性能相同或接近不易发生剥落。

可选地,所述锅具基体选自铁、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金材质中的至少一种。锅具基体的选择符合国家标准对于锅具基体的要求,当锅具基体的材质为不产生涡流导磁的材料时,如为铝合金时,需要在锅具基体的外底面附一层导磁层,以使得在使用磁场感应电流加热时导磁层发热并传导至锅具基体。优选地,所述锅具基体为铝硅镁合金材质,执行标准gb/t15115-2009《压铸铝合金》。

根据本申请的另一个方面,提供了一种上述任一所述的不粘锅具的制造方法,其包括下述步骤:

所述锅具基材成型;

对所述锅具基材内表面进行喷砂粗化;

提供上述合金组合物的熔射原料;

将所述熔射原料熔射至锅具基体内表面形成所述非导磁合金层,即制得所述不粘锅具。通过该方法熔射制得的非导磁合金层光亮、致密和表面质量好。

本申请中的喷砂粗化有利于增加非导磁合金层和锅具基体的接触面,即可以通过喷砂粗化控制附着面的表面粗糙度ra1,增大非导磁合金层和锅具基体的机械咬合力。

本申请的锅具基材成型后还可以进行对锅具基材表面清洗除油,例如使用抛光或使用溶剂清洗去除锅坯表面污物。清洗后的锅具基体表面更加活化,提高非导磁合金层和锅具基体的结合强度。

本申请的锅具基材成型后熔射前,若有清洗除油步骤在清洗除油步骤后熔射前,还包括预热步骤,通过预热步骤可以消除锅具基体表面的水分,提高喷涂时非导磁合金层和锅具基体间附贴面的温度,减少锅具基体和非导磁合金层的膨胀差异造成的残余应力,以避免由此导致的非导磁合金层开裂和改善非导磁合金层与锅具基体结合强度。预热的温度可以根据锅具的大小、形状和材质等控制在60℃~120℃。预热可以是单独加热或是在熔射前的其它工序包括的加热的步骤,只要锅具基体在熔射前具有预热的温度,即可实现上述的效果。

本申请的锅具基体在熔射非导磁合金层后还可以进行强化处理,强化处理的方式采用喷丸或滚压的方法进行机械处理,以封闭非导磁合金层表面连贯的气孔,以提高表面平滑度,及消除非导磁合金层残余应力,改善非导磁合金层性能,例如改善气蚀性能。

可选地,所述合金组合物采用电弧喷涂,所述熔射原料呈线状合金丝材,所述熔射的熔射温度在2500℃~6000℃,所述合金组合物熔射冷却后,形成所述非导磁合金层。进一步地,熔射温度的范围上限或数值可以为3000℃、3500℃、4000℃、4500℃、5000℃或5500℃,范围下限可以为3000℃、3500℃、4000℃、4500℃、5000℃或5500℃。优选熔射温度为4000℃。该温度能够控制生成部分硬性合金化合物,以提高非导磁合金层的硬度。

本申请能产生的有益效果包括但不限于:

1.本申请所提供的不粘锅具,具有在使用电磁加热方式时,该不粘锅具的非导磁合金层不会产生磁感发热故烹饪面的温度不会过高,进而避免锅具中的烹饪物糊化而粘锅;非导磁合金层具有高强度和强耐腐蚀性,防止了非导磁合金层的剥落和减少了烹饪面的划痕,延长了不粘锅具的使用寿命。

2.本申请所提供的不粘锅具,熔射生成的合金组合物中不可避免的会产生微量的铁氧化物,而含有铁氧化物会降低热导率而提高隔热性,有利于降低锅底的温度,进而避免糊锅而粘锅。

3.本申请所提供的不粘锅具,即将熔射原料高温熔融后熔射在所述锅具基体的表面,而熔射过程中金属不可以避免的氧化生成金属氧化物,而其中部分金属氧化物的晶粒粗大、强度高,微量的金属氧化物的存在提高了非导磁合金层的强度,强度的提高使得非导磁合金层不易产生划痕和磨损。

4.本申请所提供的不粘锅具,合金组合物中铬与碳生成硬度很高的硬质相cr7c3和cr23c7,弥散分布在固溶强化的非导磁合金层中,起沉淀硬化作用,提高锅具基体表面的耐磨性。但铬系碳化物的晶界析出,成为耐腐蚀性降低的主要原因,而本申请的碳含量和铬含量及其他元素的配合得到的合金组合物的强度高且耐腐蚀性好;本申请的铬的含量与其他金属元素及其含量的配合,既可以得到耐腐蚀性强且奥氏体结构稳定的非导磁合金层。

5.本申请所提供的不粘锅具,镍含量既可以保持合金组合物在低温下保持奥氏体结构,镍含量的增加会降低不锈钢的硬度和抗拉强度,但本申请的镍含量与合金组合物的配合可以保持高强度、高耐磨性和并且合金组合物中的镍含量使其非导磁合金层在活性状态下也有较低的腐蚀速度。

6.本申请所提供的不粘锅具,合金组合物中的铬镍钼含量,再同铜元素配合,即使在还原性环境中,如硫酸和甲酸中也可以被钝化,提高合金组合物在醋酸中的耐腐蚀性。合金组合物中的铬含量和镍含量再和铜的配合使得合金组合物具有很强的抗酸能力,尤其对氯化物间隙腐蚀和应力腐蚀崩裂有高强抗性,不易出现蚀损斑和裂缝,抗点蚀能力强。

7.本申请所提供的不粘锅具,贴合面的表面粗糙度ra1的数值范围有利于非导磁合金层与所述锅具基体发生机械结合和物理结合,使得非导磁合金层与所述锅具基体结合力强,不易发生非导磁合金层的剥落。非导磁合金层直接作为烹饪面,烹饪面的表面粗糙度ra2的数值范围可以降低烹饪面与食物的接触面积,有利于实现烹饪面的不粘效果;且形成烹饪面的表面粗糙度中的凸起部分能够减少与搅拌工具的接触点的表面积,从而有利于降低烹饪面表面的划痕,延长不粘锅具的使用寿命。并且,贴附面的表面粗糙度ra1与所述烹饪面的表面粗糙度ra2的数值范围的配合有利于增强非导磁合金层与锅具基体的强度、不粘性和耐腐蚀性。

8.本申请所提供的不粘锅具,非导磁合金层的厚度大于该范围则其残余应力增大,非导磁合金层容易与锅具基体分离而发生剥落,厚度小该范围非导磁合金层容易发生腐蚀穿该层,本申请的非导磁合金层的厚度的设置方式使得其产生的残余张应力低,且抗腐蚀性强,锅具的使用寿命长。

9.本申请所提供的不粘锅具,内非导磁合金层的晶粒粒径大于外非导磁合金层的晶粒粒径,有利于降低非导磁合金层的应力,防止其剥落;提高非导磁合金层的强度和不粘性能。

10.本申请所提供的不粘锅具的制造方法,通过该方法熔射制得的非导磁合金层光亮、致密和表面质量好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1为本申请实施例涉及的锅具示意图;

图2为本申请实施例涉及的锅具熔射状态示意图;

图3为实施例涉及的测试腐蚀性试验后的锅具1#照片;

图4为实施例涉及的测试腐蚀性试验后的对比锅具1#照片;

图5为实施例涉及的测试腐蚀性试验后的对比锅具2#照片;

图6为实施例涉及的测试腐蚀性试验后的对比锅具5#照片;

图7为实施例涉及的测试腐蚀性试验后的对比锅具6#照片。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思,下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是,本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外,在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1

参考图1,本实施例提供一种锅具,其包括锅具基体1,锅具基体1的内表面附着非导磁合金层2,非导磁合金层2可以覆盖锅具基体1的全部内表面,或至少覆盖锅具基体1的内表面的工作高温区,如图1中的锅具基体1的内表面的底面,具体覆盖区域可以根据锅具基体1的形状和工作加热区域喷射非导磁合金层。

作为一种实施方式,锅具基体1为铝或铝合金等不导磁材质时,锅具基体1的锅底外安装导磁层3,导磁层3可以为不锈钢材质。

作为一种实施方式,锅具基体1包括锅底和围绕锅底的锅侧壁,锅底的第一内表面和锅侧壁的第二内表面形成锅具基体1的内表面;第一内表面为平面结构,第二内表面设为向外凹陷的环形弧面结构,第一内表面设为烹饪面,或第一内表面和与第一内表面连接的部分第二内表面形成烹饪面。

具体的,锅侧壁包括形成锅具开口的顶段锅侧壁,沿远离锅底的方向顶段锅侧壁的径向截面积增大;和沿远离锅底的方向顶段锅侧壁的壁厚增大。该设置方式可以使得锅具基体1与盖合锅具基体1的锅盖扣合更紧密,且锅具基体1开口处的温度低避免烫伤用户。

作为一种实施方式,非导磁合金层的烹饪面还上附着不粘层,不粘层的硬度小于非导磁合金层。不粘层可以为一层或多层,例如不粘层可以为单层聚四氟乙烯层,不粘层可以起到防腐蚀的作用和其表面光滑能够起到不粘的作用。

作为一种实施方式,锅具包括锅具基体1,锅具基体1的内表面附着通过熔射喷工艺形成的非导磁合金层2,非导磁合金层2为铁合金;锅具具有主烹饪区和围绕主烹饪区的辅烹饪区;主烹饪区上,非导磁合金层2的厚度为0.2mm~2mm;辅烹饪区与主烹饪区的厚度比为0.25~0.9。同一热源下,靠近锅具中心的加热温度大于边沿的加热温度,通过设置靠近锅具中心的主烹饪区的厚度大于边沿辅烹饪区的厚度,使得锅具中心的升温速率接近边沿的升温速率,减少锅具中心和边沿的温度差,使得靠近锅具中心的温度接近锅具边沿的温度,从而防止温度差异太大而出现的糊锅的现象,提高锅具的不粘性能。

主烹饪区和辅烹饪区的厚度均匀性不做具体限定,例如,主烹饪区厚度可以均匀或不均匀喷涂,辅烹饪区的厚度可以均匀或不均匀喷涂,只要保证主烹饪区上,非导磁合金层2的厚度为0.2mm~2mm,辅烹饪区厚度小于主烹饪区的厚度,辅烹饪区与主烹饪区的厚度比为0.25~0.9即可。

作为本申请的一种实施方式,主烹饪区上,自锅具基体1的中心至主烹饪区边缘方向上,非导磁合金层2厚度逐渐减小;和/或,辅烹饪区上,自主烹饪区边缘至辅烹饪区边缘方向上,非导磁合金层2厚度逐渐减小,以实现锅具较均匀加热;且非导磁合金层2厚度逐渐减小,使得非导磁合金层2内的应力逐渐变化,提高了主烹饪区和辅烹饪区上非导磁合金层2内的应力变化均匀性,非导磁合金层2不会因内部应力的急剧变化而发生开裂或脱落的现象,有效防止了涂层脱落的现象。

作为本申请的一种实施方式,自锅具基体1的中心至锅具基体1边沿方向上,非导磁合金层2呈0.05mm~1.2mm厚度线性减小。同一热源下,靠近锅具中心的加热温度向边沿是逐渐减少的,通过优化非导磁合金层2线性减小的厚度值,实现锅具均匀发热,且不会造成非导磁合金层2内部的应力发生太大的变化,进一步提高了锅具的不粘和防脱性能。

作为本申请的一种实施方式,在主烹饪区中,形成有自锅具基体的中心向主烹饪区边缘延伸的中心区域,中心区域边缘至主烹饪区边缘形成有围绕中心区域的环形区域,中心区域熔喷层的厚度小于环形区域熔喷层的厚度,且中心区域与环形区域的熔喷层厚度过渡变化,以使得锅具基体如锅具底壁形成内凹的表面,锅具内的食用油由锅具中心汇聚,锅具中心能够聚油,避免了锅具内的食用油由锅具中心向边缘汇集而导致因锅具中心无油烹饪食物烧焦的现象。

作为本申请的一种实施方式,辅烹饪区的非导磁合金层2厚度较主烹饪区非导磁合金层2厚度过渡变化,且辅烹饪区的非导磁合金层2厚度小于主烹饪区的非导磁合金层2厚度;辅烹饪区的非导磁合金层2厚度较主烹饪区非导磁合金层2厚度过渡变化,减少了辅烹饪区与主烹饪区的连接处产生的应力,从而提高了非导磁合金层2与基体1的结合力,非导磁合金层2不易起翘、开裂或剥落。

作为本申请的一种实施方式,锅具基体1具有底壁与侧壁,底壁的厚度为1.0mm-5.5mm;主烹饪区完全覆盖底壁内表面,底壁厚度与主烹饪区非导磁合金层2厚度比为1.25~20。优选的,底壁厚度厚度为1~5.5mm,主烹饪区非导磁合金层2厚度为0.2-0.8mm。当底壁与主烹饪区非导磁合金层2厚度的比值设置的过大时,主烹饪区非导磁合金层2的厚度过薄,锅具表面的耐刮划性和耐磨性下降;当底壁与主烹饪区非导磁合金层2厚度的比值设置的过小时,主烹饪区非导磁合金层2的厚度过厚,主烹饪区非导磁合金层2内的应力增加,涂层易开裂、起翘或脱落。本申请通过优化底壁厚度与主烹饪区非导磁合金层2厚度比,降低了应力对涂层的影响,提高了主烹饪区非导磁合金层2在锅具的附着力,提高了锅具的使用寿命。

作为本申请的一种实施方式,主烹饪区延伸至侧壁内表面,主烹饪区边缘距离的底壁的高度占锅具基体1高度的0.2~0.65。

实施例2

作为一种实施方式,不粘锅具的制造方法包括下述步骤:锅具基材成型;对锅具基材内表面进行喷砂粗化;提供合金组合物的熔射原料;将熔射原料熔射至锅具基体内表面形成非导磁合金层,即制得不粘锅具。

作为一种不导磁铝合金锅具基体的不粘锅具的制造方法,其包括下述步骤:将铝合金基材成型为锅具基体,在锅具基体复底不锈钢导磁层后,清洗除油、喷砂粗化、预热、电弧熔射熔射原料和强化处理后,在锅具基体内喷涂聚四氟乙烯不粘涂层。

具体的,锅具基体的成型可以采用拉伸、压铸、锻打工艺实现,实际生产中可以根据需要进行选择;导磁层的加工方式可以为冷铆复底、热复底和钎焊复底。

具体的,电弧熔射的示意图参见图2,熔射的控制条件包括:焰流温度为4000℃,焰流30~500m·s-1,颗粒速度20~300m·s-1

参考图2,具体的,熔射使用的喷枪4的喷料出口与锅具的开口相对设置,喷料出口以锅具的中心轴线为基点向锅具边沿摆动,锅具绕其中心轴线x旋转,非导磁合金层2由合金组合物的熔射原料呈多层热喷涂覆盖锅具基体1内表面形成。该制造方法制得的锅具的非导磁合金层的厚度分布方式有利于锅具的烹饪面更均匀发热,以摆动方式向锅具中熔射形成非导磁合金层的结合强度高,硬度大、孔隙率低和残余张应力低;且非导磁合金层由多层热喷涂形成,其形成的应力小,可以防止剥落。

参考图2,烹饪容器的开口朝上,锅具的中心轴线纵向设置,烹饪容器绕其中心轴线呈水平离心转动,喷枪4位于锅具的开口上方,喷枪4的喷料出口以锅具的中心向其边沿单侧往复摆动。水平离心转速为80r/min~200r/min。优选的,水平离心转速为120r/min~160r/min;更优选为140r/min。该水平离心转速有利于使得在圆周方式喷涂的熔射层的厚度均匀,熔射层的圆周方向的应力低;在形成熔射层的每层热喷涂层的结合力强,压应力低,熔射层不容易剥落。本实施例中,喷枪4的喷料出口以烹饪容器的中心轴线为基点,向烹饪容器边沿单侧往复摆动记1次,熔射过程中喷枪4摆动次数为0.5-8次,喷枪4的摆动速度为3度/s~60度/s。进一步地,喷枪4摆动次数为3次,摆动速度为30度/s~36度/s,10s完成熔射。该设置方式控制的熔射层的应力低、厚度和孔隙率形成的熔射层的防腐蚀性和防剥落性强。喷枪4的摆动角度以烹饪容器的中心轴线为基点呈α角度单侧往复摆动,30°≤α≤70°;优选为40°≤α≤60°。作为一种实施方式,α角度可以为30°、35°、40°、45°、50°或55°。该α角度控制熔射形成熔射层的温度变化增强熔射层内部之间每层之间的结合力,降低熔射层应力。

喷枪位于锅具的上方,熔射原料在重力和熔射驱动力的共同作用下使得生成的非导磁合金层的孔隙率更低和结合强度更高,且摆动方式和旋转的配合更有利于锅具的圆周方向喷涂更均匀。

作为一种实施方式,锅具基体1使用的为铝硅镁合金压(铸铝)锅具基体材质的具体成分如表1所示。

表1

铜元素可以提高合金流动性、抗拉强度和硬度。

进一步地,硅元素以质量%计含量≥11.7%,硅元素含量至11.7%时,硅与铝形成共晶体,提高合金的高温造型性,减少收缩率;铁元素以质量%计含量≥0.6%,能够降低铝合金粘模现象。

实施例3

使用铝硅镁合金压(铸铝)锅具基体,在锅具基体上熔射如表2所示的非导磁合金层的合金组合物,分别制得锅具1#-10#,对比锅具1#-6#。分别对制得的锅具1#-10#和对比锅具1#-6#的喷射层进行耐磨测试,测试方法包括:将样品洗净后固定在耐磨试验机上,施加向下15n的力,来回运动距离100mm。启动试验机,每10000次更换一次钢丝球,每5000次测试一次不粘性,10万次测试后,熔射层表面无基材暴露,且不粘性达到ⅰ级,则测试合格。

测试标准为:

ⅰ级:用非金属锅铲可使鸡蛋无损伤取出并不留残渣;

ⅱ级:用非金属锅铲不能使鸡蛋无损伤取出并不留残渣;

ⅲ级:用是海绵或抹布轻拭不能去除残渣。

表2

分别对表2中的合金组合物和制得合金组合物的熔射原料的熔射层耐磨性进行测试,测试结果可知,锅具1#-10#的合金组合物测试后熔射层表面无基材暴露,且满足ⅰ级不粘性要求,其中锅具3#及8#测试后表面没有明显失去光泽或者明显毛躁;锅具4#-10#表面具有轻微擦痕;锅具1#-2#表面有一定程度擦痕。而对比锅具1#-6#的合金组合物的熔射层经过耐磨测试后,不能达到上述测试要求。故采用测试中合格范围内的合金组合物作为熔射原料,有利于提高外非导磁合金层形成的强度,在防止划伤外非导磁层的基础上,可以保证锅具的不粘性能。

实施例4

分别对制得的锅具1#-10#和对比锅具1#-6#锅具涂层耐腐蚀测试,测试方法包括:将5%浓度的氯化钠分析纯溶液(配好溶液再倒入锅内)注入烹饪器具中,使溶液达烹饪器具的1/2以上高度,盖上盖子,在加热源上加热至沸腾(推荐2100w)。然后保持微沸(推荐300w),继续加热7h,煮沸过程中因蒸发损失的氯化钠溶液(5%)应及时补充蒸馏水,以保持溶液高度不变。将烹饪器具移离热源,在常温(23℃±2℃)环境下放置16h(拉伸铝锅17h)后,用清水洗净盐渍,并用软布吸干表面,立即进行目视检查,铝及铝合金不粘锅与陶瓷不粘锅该试验连续进行2次,其他类型的锅具进行1次。

锅具1#-10#的耐腐蚀性测试结果均为合格,无起皮、气泡、开裂、缩孔、侵蚀点等缺陷,其中以锅具1#为例测试腐蚀性试验后的锅具1#照片见图3。

对比锅具测试后产生侵蚀或起泡现象,例如对比锅具1#腐蚀性测试后的照片图4,对比锅具2#腐蚀性测试后的照片图5,对比锅具5#腐蚀性测试后的照片图6,对比锅具6#腐蚀性测试后的照片图7。

综合上述测试后,观察对比锅具1#具有侵蚀点,对比锅具2#、5#、6#具有明显起泡现象,因此得出以下结论:当对比锅具1#铬含量小于15%、镍含量小于12%时,耐腐蚀性测试中抗侵蚀点性能偏低;当对比锅具2#铬含量超出27%、镍含量小于12%、钼大于8%时,起泡现象明显、且起泡点广泛;当对比锅具3#镍含量大于37%时,以及当对比锅具4#铬含量小于15%、钼小于1.5%、铜小于0.05%时,耐腐蚀测试合格,但耐磨测试及防粘性能不佳;当对比锅具5#铬含量大于27%、镍含量大于37%、铜小于0.05%时,存在起泡现象,但起泡程度偏低;当对比锅具6#铬含量小于15%、镍含量大于37%、铜大于3%时,存在起泡现象,起泡程度重于对比锅具5#,轻于对比锅具2#。结合锅具1#-10#的耐腐蚀性测试结果及组分占比,确定了所述合金组合物以质量%计包含≤0.08%的碳、15%~27%铬、12%~37%镍、1.5%~8%钼、0.05%~3%铜的组分范围,且选取了所述合金组合物以质量%计包含0.0001%~0.06%的碳、18%~25%铬、16%~30%镍、3%~7%钼、0.3%~2.5%的铜的优选范围,并进一步选取了所述合金组合物以质量%计包含0.001%~0.03%的碳、19%~24%铬、18%~28%镍、4%~7%钼、0.6%~2%的铜的更优范围。

实施例5

对符合上述范围组分的锅具1#-10#进行食品接触涂层测试,其标准为gb4806.10-2016;总迁移量测试,其测试标准为gb31604.8-2016。锅具1#-10#的迁移量测试结果均为合格,如表3所示。

表3

对上述锅具进行乙酸迁移量的测定,锅具1#-10#均满足食品安全国家标准。

对上述锅具采用更严格的耐酸性测试,测试方法包括:5%乙酸溶液煮沸10分钟,保温浸泡24小时后取出,用清水冲洗干净,观察涂层有无明显变色、起泡、侵蚀点、脱落等异常现象。经测试,锅具2#-5#及7#-9#的耐酸性能更优,其中锅具3#的耐起泡性能较优;而8#的抗变色、耐起泡、防侵蚀点等的综合性能较优。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

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