专利名称：耐磨防锈铁锅的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于日常用品技术领域，涉及一种炊具，特别是一种铁锅的生产工艺。
背景技术：
铁锅是中国的传统炊具，它具有补铁的功效，对人体有益，因此世界卫生组织向人们推荐使用中国的铁锅。传统的铁锅是由生铁铸造而成，表面粗糙、脆性大、易生锈，且比较笨重。目前市场上出现的搪瓷铁锅虽然可以使表面光滑且不会生锈，但其铁基体与食物隔离，失去了补铁的功效，而且搪瓷层易崩瓷。
另外，其它类型的锅也存在着种种不足之处，如以铝为材料制成的铝锅会溶出可能对人体有害的铝；不锈钢锅中的铬、镍等元素可能会诱发某些疾病的发生，并可促进衰老；不粘锅中的涂层不耐高温和金属铲，不适合中华饮食习惯。
为此，人们想了各种办法，提出了种种技术方案，有些还申请了专利。如申请号为90215112.6的专利在薄钢板外表面复合一层耐蚀金属或合金；申请号为90224166.4、92200855.8的专利采用在铁锅外表面涂覆搪瓷层；申请号为87100220、87201026、88105208.6、89200759.1的专利采用在铁锅外表面渗铝的方法；申请号为99212517.0、99212518.9的专利在铁锅的外表面涂覆铝复合层；申请号为90215560.1的专利在熟铁薄板制的锅体外表面施加搪瓷或涂覆层或化学成膜等，这些方法都无法解决锅体内表面的锈蚀问题。
申请号为03126592.8的专利通过电镀或热熔的方式将锡镍合金镀覆在锅体表面；申请号为90209085.2、90209084.4的专利在锅体内表面涂覆带镍铝结合底层的铁铜锌涂层，外表面喷涂镍铝合金涂层；申请号为92202034.5的专利提出一种热浸镀铝的方法，这些方法由于在铁锅内表面涂覆其它金属涂层，失去了补铁功能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的铁锅所存在的上述问题，提供一种新颖的耐磨防锈铁锅的生产工艺，该工艺采用化学热处理方法在铁锅表面形成一层既耐腐蚀又耐磨的化合物渗层，从而使铁锅表面光滑耐磨、韧性好不易碎，耐腐蚀不易生锈，而且具有重量轻、使用方便的特点。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案一种耐磨防锈铁锅的生产工艺，包括以下步骤(1)冷冲压成型用低碳钢板材通过油压机冷冲压成型，并除去工件表面的拉伸油；(2)渗氮处理将工件装入氮化罐中，抽去罐中的空气，向氮化罐通入NH3，使罐内的压力保持0.01～0.03Mpa之间，然后开始加热氮化罐，并不断通入NH3，排出废气；当温度达到5 50～800℃时，保温2～5小时；停止加热，将氮化罐中的温度降到450℃，停止通NH3；排掉废气，当氮化罐内压力降到零时，打开罐盖，吊出工件在空气中快速冷却至室温；(3)涂覆前处理用砂布砂掉氮化后工件的表面的挂灰和氧化皮；(4)涂覆涂层在工件的内外表面喷上一层10～35微米耐高温涂料，在250～350℃的温度中固化8～35分钟；(5)成品包装将工件装上手柄，包装入库。
在本生产工艺中，氮化过程的基本原理为不断输入的氨气分子向工件表面迁移并被工件表面吸附；氨分子在工件表面不断分解，生成氮原子和氢原子；活性的氢原子复合成氢气分子，不断从罐内排出，而吸附在工件表面的氮原子溶解于α-Fe中，不断由工件表面向内部扩散，并产生一定的浓度梯度；当工件中的氮的浓度超过其在α-Fe中的溶解度0.1％后，在工件表面开始形成氮化物，随着氮浓度的增大依次形成γ相和ε相的氮化层；随着时间的推移，氮原子不断从氮化物层向工件内部扩散，氮化层不断增厚。
在渗氮处理中，抽去罐中的空气是为了防止罐中的工件在加热过程中被罐内空气中的氧气氧化，影响渗氮效果。
在上述的工艺中，在渗氮处理后吊出工件在空气中快速冷却是为了使氮化层中的γ相不发生共析转变而保留到室温，提高氮化层的耐蚀性。
在上述的生产工艺中，在涂覆前的处理是为了增加耐高温装饰涂层的附着性。
在上述的耐磨防锈铁锅的生产工艺中，所述的渗氮处理工序中优选的保温温度为600～700℃。
在上述的耐磨防锈铁锅的生产工艺中，所述的渗氮处理工序中优选的保温时间为3～4小时。
在上述的耐磨防锈铁锅的生产工艺中，所述的耐高温涂料为有机硅耐高温涂料，其涂层厚度在15～25微米之间。
在上述的耐磨防锈铁锅的生产工艺中，优选的涂层固化温度在280～300℃之间。
在上述的耐磨防锈铁锅的生产工艺中，优选的涂层固化时间在15～25分钟之间。
与现有的技术相比，采用本生产工艺所生产的铁锅由于进行了等离子或气体渗氮处理，在内外表面生成一层厚度为20～100微米化学稳定性高而致密的氮化物复合层。该复合层包含三个相层最外层是ε相层，主要成分是Fe2N，其含氮的质量分数在8％～11.2％之间；中间层为γ相层，是氮在γ-铁中的固溶体，其含氮的质量分数在0.1％～2.8％；最内层为α相层，是氮在α-铁中的固溶体，含氮的质量分数在0.1％以下。这三个相合成的复合层可显著提高铁锅的抗腐蚀性能，使其能够抵抗大气、水、水蒸汽、油、盐、酱、醋和各种调味品的腐蚀，硬度达到450～750HV，具有很好的耐磨性，各种金属铲都能适用。同时，由于复合层中含有铁的成份，故在使用时具有补铁的功能，对人体有益。
附图是采用本发明所提供的生产工艺所生产的耐磨防锈铁锅的结构示意图。
图中，1、铁基体；2、复合层。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明并不限于这些实施例实施例一首先，低碳钢板材通过油压机冷冲压成型后，除去工件表面的拉伸油。将工件装入井式的氮化罐中，抽去罐中的空气，真空度达到-0.06Mpa，防止罐中的工件在加热过程中被罐内空气中的氧气氧化，影响渗氮效果。然后，向氮化罐通入NH3使炉内的压力保持0.015-0.020Mpa。氮化罐开始加热，并不断通入NH3，排出废气。当温度达到600℃时，保温4小时；停止加热，将氮化罐中的温度降到450℃，停止通NH3。排掉废气，当氮化罐内压力降到零时，打开罐盖，吊出工件在空气中快速冷却至室温。接着，用砂布砂掉氮化后工件的表面的挂灰和氧化皮，在工件的内外表面喷上一层25微米有机硅耐高温涂料，在280℃的温度中固化25分钟。最后，将工件装上手柄并配上锅盖，包装入库。
实施例二首先，低碳钢板材通过油压机冷冲压成型后，除去工件表面的拉伸油。将工件装入井式的氮化罐中，抽去罐中的空气，真空度达到-0.06Mpa，防止罐中的工件在加热过程中被罐内空气中的氧气氧化，影响渗氮效果。然后，向氮化罐通入NH3使炉内的压力保持0.015-0.020Mpa。氮化罐开始加热，并不断通入NH3，排出废气。当温度达到700℃时，保温3小时；停止加热，将氮化罐中的温度降到450℃，停止通NH3。排掉废气，当氮化罐内压力降到零时，打开罐盖，吊出工件在空气中快速冷却至室温。接着，用砂布砂掉氮化后工件的表面的挂灰和氧化皮，在工件的内外表面喷上一层15微米有机硅耐高温涂料，在300℃的温度中固化15分钟。最后，将工件装上手柄并配上锅盖，包装入库。
采用本生产工艺所生产的铁锅的结构如附图所示，在铁基体1的内外表面形成一层厚度为20～100微米化学稳定性高而致密的氮化物复合层2。
权利要求
1.一种耐磨防锈铁锅的生产工艺，其特征在于，该生产工艺包括以下步骤(1)冷冲压成型用低碳钢板材通过油压机冷冲压成型，并除去工件表面的拉伸油；(2)渗氮处理将工件装入氮化罐中，抽去罐中的空气，向氮化罐通入NH3，使罐内的压力保持0.01～0.03Mpa之间，然后开始加热氮化罐，并不断通入NH3，排出废气；当温度达到550～800℃时，保温2～5小时；停止加热，将氮化罐中的温度降到450℃，停止通NH3；排掉废气，当氮化罐内压力降到零时，打开罐盖，吊出工件在空气中快速冷却至室温；(3)涂覆前处理用砂布砂掉氮化后工件的表面的挂灰和氧化皮；(4)涂覆涂层在工件的内外表面喷上一层10～35微米耐高温涂料，在250～350℃的温度中固化8～35分钟；(5)成品包装将工件装上手柄，包装入库。
2.根据权利要求1所述的耐磨防锈铁锅的生产工艺，其特征在于，所述的渗氮处理工序中保温温度为600～700℃。
3.根据权利要求1所述的耐磨防锈铁锅的生产工艺，其特征在于，所述的渗氮处理工序中保温时间为3～4小时。
4.根据权利要求1所述的耐磨防锈铁锅的生产工艺，其特征在于，所述的耐高温涂料为有机硅耐高温涂料，其涂层厚度在15～25微米之间。
5.根据权利要求1所述的耐磨防锈铁锅的生产工艺，其特征在于，所述的涂层固化温度在280～300℃之间。
6.根据权利要求1所述的耐磨防锈铁锅的生产工艺，其特征在于，所述的涂层固化时间在15～25分钟之间。
全文摘要
本发明提供了一种耐磨防锈铁锅的生产工艺。本耐磨防锈铁锅的生产工艺包括冷冲压成型、渗氮处理、涂覆前处理、涂覆涂层和成品包装这几个步骤。采用本生产工艺所生产的铁锅由于进行了等离子或气体渗氮处理，在内外表面生成一层厚度为20～100微米化学稳定性高而致密的氮化物复合层。该复合层包含三个相层最外层是ε相层，中间层为γ相层，最内层为α相层。这三个相合成的复合层可显著提高铁锅的抗腐蚀性能，使其能够抵抗大气、水、水蒸气、油、盐、酱、醋和各种调味品的腐蚀，硬度达到450～750HV，具有很好的耐磨性，各种金属铲都能适用。同时，由于复合层中含有铁的成分，故在使用时具有补铁的功能，对人体有益。
文档编号B23P23/04GK1669724SQ20051002480
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月31日 优先权日2005年3月31日
发明者黄恩点, 张田福 申请人:浙江苏泊尔炊具股份有限公司