专利名称：一种高耐磨的不粘炊具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炊具的制作方法；尤其涉及一种高耐磨的铝以及铝合金的不粘炊具的制作方法；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，高档一点的炊具大多数是不粘炊具。不粘炊具通常的做法是在基体表面上喷涂不粘涂料，然后经过一定的温度使涂料干燥覆盖在基体的表面上。由于涂料是喷涂在基体的表面上，所以和基体的结合能力有限，为了增加涂料和基体的结合能力，有的在涂料的涂装前采用喷砂的方法使基体的表面有一定的粗糙度来增加表面接触面积来增加涂料和基体的结合能力；有的在涂料中加入胶合剂；通过以上这些方法制作而成的不粘炊具使用寿命都比较短，一般在1～2个月左右；有的不粘炊具在涂料中加金属颗粒来增加炊具的耐磨性能；这些炊具在使用过程中很容易被其他金属器破坏涂层，使得炊具丧失不粘性能；因此通过此类方法制成的不粘炊具在生活中难以得到大规模的应用。
中国专利申请(93102199.5)涉及铝锅表面处理方法；该方法通过在铝锅表面用粗矽钢砂、钢珠和钢丝粒经喷嘴高压冲击，使其表面产生不规则、深浅不一的凹凸粗糙面；然后用硫酸、草酸或混合酸作硬质阳极氧化皮膜处理；然后在包覆皮膜的不平表面上喷洒浊液氟素树脂；然后加热烘干，最后成型；采用该方法虽然能够使铝锅具有良好的不粘性；但是该方法做成的不粘锅涂料仍然涂覆在氧化膜的表面，无法承受其他金属器具如铁铲、铁勺和刀、叉等的长期高强度的磨损；虽然该方法在铝锅的表面用粗矽钢砂、钢珠和钢丝粒经喷嘴高压冲击造成的凹凸不平表面能增加一点表面积，对不粘锅使用寿命有一点提高，但由于涂料还是涂覆在基材的表面，因此使用1～2个月后就会涂层脱落而失去不粘性。
发明内容
本发明针对现有技术的方法制成的炊具不粘性能不长久、抗耐磨性能较差的缺陷；提出一种新型的高耐磨的不粘炊具的制作方法；利用该方法制作的炊具不仅具有很强的不粘性能，而且硬度高，耐磨性好，使用寿命长。
本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的一种高耐磨的不粘炊具的制作方法，该方法包括以下步骤A、成型选用铝材或铝合金板材按照炊具的形状加工成型为炊具半成品；并对其进行表面除油处理；B、阳极硬质氧化将上述表面除油处理后的炊具半成品放入硫酸溶液中，在温度为-10℃～5℃的条件下进行阳极硬质氧化50分钟～90分钟；C、渗透将上述经过阳极硬质氧化后的炊具半成品放置在温度为20℃～80℃的不粘溶液中5～20分钟，使得不粘溶液中的不粘分子渗透入炊具半成品表面的孔隙中；D、封孔处理将上述经过渗透处理后的炊具半成品进行封孔处理后即得高耐磨的不粘炊具。
本发明采用铝材或铝合金板材可以按照各种炊具(如锅、盆、盘等等)的形状进行加工成型为炊具半成品；然后通过表面处油处理，阳极氧化可以使炊具表面生成具有多孔性又有一定硬度、厚度的氧化膜如图1和图2所示，从图2可以看出本发明形成的氧化膜像抽了芯的铅笔，它们是开口形的氧化膜，膜的孔经大小和孔的深度来比要小的多；不粘溶液中的不粘分子可以通过开口渗透进入氧化膜的孔隙中，由于某些不粘分子需要经过一定的温度固化，才能显现它们的不粘性能；所以在本发明的渗透步骤中采用的温度为20℃～90℃，而且不同颗粒大小的不粘分子渗透的速度不同，而在本发明的5～20分钟时间内，大部分的不粘分子都可以渗透进入氧化膜的孔隙中，上述不粘分子渗透进入氧化膜的孔隙中后，通过封孔处理后，不粘分子被固定在孔隙中，从而可以承受其他金属器具如铁铲、铁勺和刀、叉等的长期高强度的磨损。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步骤A中所述的表面除油处理的具体过程为把炊具的半成品放入温度为50～90℃表面除油溶液中处理1～5分钟；所述的表面除油溶液的配比为NaOH5～6g/L；Na2CO320～25g/L；Na3PO4·12H2O10～15g/L；其余为水。采用该表面除油处理方法可以将炊具表面的油污除净，此外为了防止对炊具表面的腐蚀，而在表面除油溶液中加入十二水磷酸钠、碳酸钠作为缓蚀剂，但是如果缓蚀剂加入过多，油污就不能够除净，氧化出来的表面就不均匀，就会影响炊具表面的质量。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步骤B中所述的硫酸溶液的浓度为100g/L～260g/L。如果硫酸溶液浓度低于100g/L，氧化膜硬度太差；如果硫酸溶液浓度高于260g/L，氧化膜就越致密，孔隙的孔径就太小，不粘分子就不容易渗透进入到氧化膜的孔隙中去。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步骤B中阳极氧化所用的电流为直流电流，所述电流密度为2～4A/dm2，经过阳极氧化处理后生成厚度为25～150μm的氧化膜。本发明中如果氧化膜的厚度低于25μm，氧化膜孔隙形成时就很浅，不粘分子渗透进入后易被破坏，那样做成的产品就没有不粘性能，且硬度不高，耐磨性能差，制作出来的炊具使用寿命就不长；而如果氧化膜的厚度高于150μm，那样氧化膜就更致密，氧化膜孔隙的孔径就太小，不粘分子就不易进入到孔隙中去，这样制作成的炊具成品虽然有很强的耐磨性能，但是不粘性能就相对较差。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步骤C中所述的不粘溶液为四氟乙烯溶液或六氟乙烯，其浓度为50％～80％。本发明采用的不粘溶液如四氟乙烯、六氟乙烯等，具有不粘性能，不粘分子的微粒比较小，容易渗透进入到氧化膜中，不粘溶液的浓度低于50％或高于80％，都不利于不粘分子进入到氧化膜的孔隙中去。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步骤D中所述的封孔处理的具体过程为将上述经过渗透处理的炊具半成品放入95℃～100℃的去离子水中处理30～50分钟，或将上述经过渗透处理的炊具半成品放入装有100℃～110℃的水蒸气的封闭容器中处理30～50分钟，或将上述经过渗透处理的炊具半成品放入80℃～85℃的化学镍盐溶液中处理10～20分钟。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，所述化学镍盐溶液的配比为硫酸镍4～5g/L；醋酸钠5～6g/L；硼酸5～6g/L，所述化学镍盐溶液的PH值为4.5～5.5。不管采用什么样的方法来封孔，采用上述的封孔工艺可以封孔到位，从而使得不粘分子在氧化膜的孔隙中不容易析出来。
因此，本发明高耐磨的不粘炊具的制作方法和现有技术相比，具有以下优点1、本发明高耐磨的不粘炊具的制作方法以具有良好的导热性能的铝和铝合金为基体材料，通过成型、阳极氧化、渗透和封孔处理后形成的炊具在使用过程中不易产生油烟；
2、本发明高耐磨的不粘炊具的制作方法经过成型、阳极氧化、渗透和封孔处理后形成的炊具硬度可以达到HV400以上，炊具表面的摩擦系数很底，可以使用铁铲等工具，使用后基本不会磨损，延长了炊具的使用寿命。
3、本发明高耐磨的不粘炊具的制作方法制作过程中形成的氧化膜为多孔膜，在微孔中渗透不粘分子，该不粘分子是进入到氧化膜孔隙中，然后进行封孔处理制作成的炊具具有优异的长久的不粘性能、即使用铁铲、铁勺和刀、叉等金属工具也不会对把不粘分子从孔内铲出，不粘使用寿命长。
4、本发明高耐磨的不粘炊具的制作方法制作过程中形成的氧化膜硬度高且氧化膜工艺跟随性好，无论炊具本身的几何形状如何，都能被均匀的氧化，均匀的被不粘物质渗透、均匀的封孔，不粘分子都能均匀的埋藏在氧化膜里面，结合力非常好，制作而成的炊具容易清洗。
图1是本发明的制作方法形成的氧化膜的电子显微图；图2是本发明的制作方法形成的氧化膜的结构示意图。
具体实施例方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但本发明并不限于这些实施例。
实施例1制作高耐磨的不粘锅A、成型选用厚度为3mm的铝合金板按照锅的形状加工成型为锅半成品，然后将锅半成品侵入到温度为80℃的表面除油溶液中进行表面除油处理3分钟；所述的表面除油溶液的配比为NaOH5g/L；Na2CO325g/L；Na3PO4·12H2O10g/L；其余为水。
B、阳极氧化将上述经过表面除油处理后的锅半成品放入浓度为180g/L硫酸溶液中的阳极电源，在电流密度为2A/dm2的直流电下，在温度为5℃的条件下进行阳极氧化处理90min，形成具有孔隙厚度为25～150μm的氧化膜。
C、渗透将上述经过阳极氧化处理锅半成品放置在温度为80℃，浓度为80％的四氟乙烯溶液中放置5分钟，让不粘分子四氟乙烯充分渗透入氧化膜的孔隙中；D、封孔处理将上述经过渗透处理的锅半成品放置在温度为95℃的去离子水中封孔处理50min后，即得高耐磨的不粘锅。
对上述制作而成的高耐磨的不粘锅在耐磨损性能、使用寿命以及硬度在标准的不粘锅耐磨测试仪检测具体的检测过程为先把锅用清水洗净，在不加任何油的情况下煎“太阳蛋”，鸡蛋很容易被铲子铲出。冷却后加1kg砝码，底下垫3M百洁布，来回磨50次，然后进行不粘锅的煎蛋试验，鸡蛋很容易被铲子铲出。
比较例1现有普通的不粘锅，对其在耐磨损性能、使用寿命以及硬度在同样的实验中进行先把锅用清水洗净，在不加任何油的情况下煎“太阳蛋”，鸡蛋很容易被铲子铲出。冷却后加1kg砝码，底下垫3M百洁布，来回磨50次，然后进行不粘锅的煎蛋试验，发现鸡蛋粘在锅上，很难铲出来。
表1是实施例1的高耐磨的不粘锅和比较例1的普通的不粘锅在性能上的比较表1本发明的高耐磨的不粘锅和比较例1的普通的不粘锅性能比较
从表1可以看出，通过本发明高耐磨的不粘炊具制作方法制作的高耐磨的不粘锅不仅具有很强的不粘性能，而且硬度高，耐磨性好。
实施例2制作高耐磨的不粘盘A、成型选用厚度为4mm的铝板按照盘的形状加工成型为盘半成品，然后将盘半成品侵入到温度为50℃的表面除油溶液中进行表面除油处理5分钟；所述的表面除油溶液的配比为NaOH6g/L；Na2CO320g/L；Na3PO4·12H2O15g/L；其余为水。
B、阳极氧化将上述经过表面除油处理后的盘半成品放入浓度为180g/L硫酸溶液电源的阳极中，在电流密度为3A/dm2的直流电下，在温度为0℃的条件下进行阳极氧化处理70min，形成具有孔隙厚度为25～150μm的氧化膜。
C、渗透将上述经过阳极氧化处理盘半成品放置在温度为50℃，浓度为60％的六氟乙烯溶液中放置10分钟，让不粘分子六氟乙烯充分渗透入氧化膜的孔隙中；D、封孔处理将上述经过渗透处理的盘半成品放置装有110℃的水蒸气的封闭容器封孔处理30min后，即得高耐磨的不粘盘。
实施例3制作高耐磨的不粘盆A、成型选用厚度为3.5mm铝片加工成型为盆半成品，然后对盆半成品进行表面除油处理；然后将盆半成品浸入到温度为90℃的表面除油溶液中进行表面除油处理1分钟；所述的表面除油溶液的配比为NaOH5g/L；Na2CO322g/L；Na3PO4·12H2O12g/L；其余为水。
B、阳极氧化将上述经过表面除油处理后的盆半成品放入浓度为220g/L硫酸溶液电源的阳极中，在电流密度为4A/dm2的直流电源，在温度为-10℃的条件下进行阳极氧化处理50min，形成具有孔隙厚度为25～150μm的氧化膜。
C、渗透将上述经过阳极氧化处理盆半成品放置在温度为20℃，浓度为50％的四氟乙烯溶液中放置20分钟，让不粘分子四氟乙烯充分渗透入氧化膜的孔隙中；
D、封孔处理将上述经过渗透处理的盆半成品放置在配比为硫酸镍4～5g/L；醋酸钠5～6g/L；硼酸5～6g/L的PH值为4.5～5.5化学镍盐溶液在温度为80℃～85℃的条件下封孔处理10～20分钟即得高耐磨的不粘盆。
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
1.一种高耐磨的不粘炊具的制作方法，该方法包括以下步骤A、成型选用铝材或铝合金板材按照炊具的形状加工成型为炊具半成品；并对其进行表面除油处理；B、阳极硬质氧化将上述表面除油处理后的炊具半成品放入硫酸溶液中，在温度为-10℃～5℃的条件下进行阳极硬质氧化50分钟～90分钟；C、渗透将上述经过阳极硬质氧化后的炊具半成品放置在温度为20℃～80℃的不粘溶液中5～20分钟，使得不粘溶液中的不粘分子渗透入炊具半成品表面的孔隙中；D、封孔处理将上述经过渗透处理后的炊具半成品进行封孔处理后即得高耐磨的不粘炊具。
2.根据权利要求1所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步骤A中所述的表面除油处理的具体过程为把炊具的半成品放入温度为50～90℃表面除油溶液中处理1～5分钟；所述的表面除油溶液的配比为NaOH5～6g/L；Na2CO320～25g/L；Na3PO4·12H2O10～15g/L；其余为水。
3.根据权利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步骤B中所述的硫酸溶液的浓度为100g/L～260g/L。
4.根据权利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步骤B中阳极氧化所用的电流为直流电流，所述电流密度为2～4A/dm2，经过阳极氧化处理后生成厚度为25～150μm的氧化膜。
5.根据权利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步骤C中所述的不粘溶液为四氟乙烯溶液或六氟乙烯，其浓度为50％～80％。
6.根据权利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步骤D中所述的封孔处理的具体过程为将上述经过渗透处理的炊具半成品放入95℃～100℃的去离子水中处理30～50分钟，或将上述经过渗透处理的炊具半成品放入装有100℃～110℃的水蒸气的封闭容器中处理30～50分钟，或将上述经过渗透处理的炊具半成品放入80℃～85℃的化学镍盐溶液中处理10～20分钟。
7.根据权利要求6所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，所述化学镍盐溶液的配比为硫酸镍4～5g/L；醋酸钠5～6g/L；硼酸5～6g/L，所述化学镍盐溶液的PH值为4.5～5.5。
全文摘要
本发明提供了一种高耐磨的不粘炊具的制作方法，属于日常用品的制作技术领域。它解决了现有技术方法制成的炊具存在的不粘性能不长久、抗耐磨性能较差的缺陷。本高耐磨的不粘炊具的制作方法，该方法包括以下步骤A.成型；B.阳极硬质氧化；C.渗透；D.封孔处理。利用本发明方法制作的炊具不仅具有不粘性能强、硬度高、耐磨性好、使用寿命长的优点；而且在使用过程中不易产生油烟、容易清洗。
文档编号A47J27/00GK101019742SQ200710038349
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月23日 优先权日2007年3月23日
发明者严卫星 申请人:严卫星, 游亦长