本发明涉及一种家庭烹饪用具，具体讲是一种不产生油烟、对人体健康有益的一种无油烟钛锅。
背景技术：
炒菜时，一般会在锅体内倒入的较少量食用油，并使油温达到一定的温度，才向锅放各种食材，进行烹制。由于这种锅的锅体底部为凹球形，因此，在锅内加入食用油后，锅体中心位置处的油层厚度较大，而远离锅体中心位置的油层厚度则越来越小。
但是，燃气灶所形成的火焰的面积通常大于锅体内食用油的投影面积。加热时，锅体中心处的温度由于有食用油的存在，而食用油导热又较慢，因此锅体中心处温升相对较慢；而没有食用油的锅体壁的温度则会迅速升高，而靠近这部分锅体油层又是最薄的地方，而且锅的侧壁总是难以避免沾上油迹，因此很容易被炽热的锅体侧壁加热到较高的温度，以致产生油烟；而此时由于油导热系数较低，且锅体中心位置处的油层厚度较大，则油温不易达到烹饪的要求，无法进行烹饪，因此，只能继续加热。这样，势必会在后续的加热过程中产生大量的油烟，以致达到无法控制的局面。
钛金属广泛用于航空航天、机械设备、电镀设备、医用、各种精密机件等行业。钛金属重量轻、强度高、具有金属光泽，有良好的抗腐蚀能力，具有稳定的化学性质，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度。钛金属及钛合金是理想的生活用锅制作材料。但由于锅具复杂的形状而难以实现高层次的艺术化处理，目前均采用简单的抛光拉丝处理，对锅体实行有机涂料及不锈钢花纹金属板复合工艺，这样不但工艺复杂，产品粗糙，观感差，更使锅具失去使用安全性；而且此工艺对钛锅具无法适用，也无法解决钛锅具的沾糊问题和油烟问题。
技术实现要素：
本发明通过提出一种无油烟钛锅。具体通过如下技术手段实现：
一种无油烟钛锅，所述无油烟锅包括锅本体和锅耳，所述锅本体为多层结构，由内到外依次包括耐磨涂层(1)，钛合金层(2)，纯铝导热层(3)，不锈钢层(4)，抗氧化层(5)；所述不锈钢层内外面均带不锈钢凸柱(6)，钛合金层内面具有钛合金凸柱(7)，不锈钢层的凸柱(6)与钛合金层的凸柱(7)位置对应，所述纯铝导热层填充在钛合金层和不锈钢层之间。
进一步地，所述钛合金层的成分为：al：20-60%，fe：3-5%，zr：0.5-1.5%，nb：2-3%，c：1-3%，ag：0.02-2.5%，余量为ti以及不可避免的杂质。通过钛合金成分的优化，使得钛合金具有足够的强度和导热性能，同时所述锅还具有抗菌性能，在使用过程中，不会锈蚀，还具有自动抗细菌功能，更加健康。
进一步地，所述钛合金层的成分为：al：35-44%，fe：4-4.5%，zr：0.7-1.3%，nb：2.6-2.8%，c：1.4-2.5%，ag：0.09-1.8%，余量为ti以及不可避免的杂质。
进一步地，所述钛合金层的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼钛合金，按照钛合金层成分进行熔炼，铸成钛合金铸锭；所述铸锭厚度为100-150mm；(2)将钛合金铸锭加热到880-930℃，开坯后锻成10-20mm厚的板坯，然后加热到700-830℃轧制成5-10mm的板坯，最后将钛合金加热到900-950℃，直接轧制成在表面带有凸柱的钛合金层，所述钛合金层的厚度为0.5-5mm，所述钛合金凸柱的高度为0.5-1mm；(3)热处理：热处理包括固溶处理和时效处理，固溶处理的温度为960℃～980℃，时间为10-20分钟，水冷；时效处理：首先将钛合金层加热到530-580℃，保温2-3小时，然后随炉冷却到370-420℃，保温1-2小时，空冷到室温。通过对钛合金的热处理的优化，形成细小等轴组织，使得钛合金具有较好的塑性、热稳定性和疲劳强度以及具有良好的抗氧化性能。
进一步地，所述钛合金层的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼钛合金，按照钛合金层成分进行熔炼，铸成钛合金铸锭；所述铸锭厚度为110-140mm；(2)将钛合金铸锭加热到890-925℃，开坯后锻成12-16mm厚的板坯，然后加热到750-800℃轧制成6-8mm的板坯，最后将钛合金加热到940-945℃，直接轧制成在表面带有凸柱的钛合金层，所述钛合金层的厚度为0.8-3mm，所述钛合金凸柱的高度为0.5-0.8mm；(3)热处理：首先进行固溶处理，所述固溶处理温度为965-975℃，时间为12-18分钟，水冷；然后进行时效处理：首先将钛合金层加热到545-575℃，保温2.5-3小时，然后随炉冷却到380-400℃，保温1-2小时，空冷到室温。
其中钛合金层的厚度是指不含有凸柱的厚度。
进一步地，所述不锈钢层的成分质量百分配比为：c：0.3-1.2%；si：0.6-1%，mn：0.05-0.3%；p＜0.020%；s＜0.020%；cr：14-17%；ni：32-40%；nb:0.7-0.9%；v：1-2%；w：0.5-2%；b:0.1~0.3%；al:0.2-0.5%；其余为fe及不可避免的杂质；所述不锈钢层的厚度为1-5mm，所述不锈钢层两侧的凸柱的高度为0.5-3mm。
进一步地，所述不锈钢层的成分质量百分配比为：c：0.45-0.9%；si：0.7-0.9%，mn：0.1-0.23%；p＜0.020%；s＜0.020%；cr：14.5-16%；ni：34-38%；nb:0.75-0.85%；v：1.2-1.6%；w：0.65-1.2%；b:0.12-0.23%；al:0.3-0.45%；其余为fe及不可避免的杂质；所述不锈钢层的厚度为2-4mm，所述不锈钢层两侧的凸柱的高度为0.8-2mm。
其中不锈钢层的厚度是指不含有凸柱的不锈钢层厚度。
进一步地，所述的制备方法为：(1)将钛合金层，纯铝导热层，不锈钢层顺序摆放好，运用冲床和模具进行冲压，并且一次冲压成形；（2）在钛合金层上制备耐磨涂层，所述耐磨涂层的原料成分按重量份计为：氧化铝：60-80份，透锂长石：5-10份，二氧化钛：10-15份，氮化钛：5-12份，硼化锆：5-10份，氧化锌：2-10份，氮化硅：2-8份，改性聚硅氧烷聚合物3-5份；将上述原料混合，粉碎，并以500-1000r/min的速度搅拌40-60分钟，接着添加20-40份去离子水，搅拌后得到浆料，将所述浆料熟化24-48h后涂敷在锅基体的内表面；(3)在锅底制备抗氧化层，所述抗氧化层按以下重量份称取原料：zno：15-30份、b2o3：3-12份、p2o5：2-6份、bi2o3：5-12份、碳化硅晶须：1-3份、氮化铝晶须：1-2份、氧化铝颗粒：5-10份、fe2o3:2-10份；将抗氧化层原料配置成涂层浆料，在锅底涂覆，并干燥；(4)热处理：将涂覆好的锅80-90℃保温10-20分钟；然后加热到700-750℃，保温4-10h，然后随炉冷却到200-350℃，保温2-4小时，然后在空气中冷却到室温。
进一步地，所述耐磨涂层的原料成分按重量份计为：氧化铝：65-78份，透锂长石：6-8份，二氧化钛：12-14份，氮化钛：7-11份，硼化锆：6-9份，氧化锌：3-8份，氮化硅：3-7份，改性聚硅氧烷聚合物3.3-4.8份。
进一步地，所述抗氧化层按以下重量份称取原料：zno：18-26份、b2o3：4-10份、p2o5：3-5份、bi2o3：6-10份、碳化硅晶须：2-2.5份、氮化铝晶须：1.2-1.6份、氧化铝颗粒：6-9份、fe2o3:3-7份；
本发明的效果在于：
1.通过层状结构的设计以及立柱的位置设置，导热好的铝导热层将热均匀传导到钛合金层，使得锅对食物、油的加热更均匀，避免油烟的产生，而立柱的热优先传导，可以使得被加热食物不完全与锅接触，避免了食物粘锅。
2.钛合金的成分以及热处理设计，使得锅体整体强度提高，并且对人体有益，同时，在长时间使用过程中，即使有残留，也不会对锅造成腐蚀，抗腐蚀能力强。
3.对于涂层的设置，保证了在翻炒过程中不会对钛合金本体造成划痕和伤害，抗磨能力强，并且涂层具有抗菌性，强度高，耐高温，耐磨，不易脱落，安全无毒。
4.综合整个层状结构的设计，以及每层组成和含量的设计，以及对锅整体的热处理，本发明的钛合金锅具有优异的耐腐蚀能力，抗磨性能，在使用过程中加热均匀，不会产生油烟，不沾连，寿命长，由于该炒锅的特殊结构，使锅内热量较平衡，导热、聚热性能好，使食物制作时不易烧焦，色、香、味俱佳且卫生。
附图说明
图1是本发明锅体层状结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种无油烟钛锅，所述无油烟锅包括锅本体和锅耳，所述锅本体为多层结构，由内到外依次包括耐磨涂层(1)，钛合金层(2)，纯铝导热层(3)，不锈钢层(4)，抗氧化层(5)；所述不锈钢层内外面均带不锈钢凸柱(6)，钛合金层内面具有钛合金凸柱(7)，不锈钢层的凸柱(6)与钛合金层的凸柱(7)位置对应，所述纯铝导热层填充在钛合金层和不锈钢层之间。
所述钛合金层的成分为：al：27.5%，fe：4.2%，zr：0.95%，nb：2.45%，c：1.33%，ag：0.15%，余量为ti以及不可避免的杂质。
所述钛合金层的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼钛合金，按照钛合金层成分进行熔炼，铸成钛合金铸锭；所述铸锭厚度为120mm；(2)将钛合金铸锭加热到900℃，开坯后锻成12mm厚的板坯，然后加热到820℃轧制成6mm的板坯，最后将钛合金加热到930℃，直接轧制成在表面带有凸柱的钛合金层，所述钛合金层的厚度为4mm，所述钛合金凸柱的高度为0.6mm；(3)热处理：热处理包括固溶处理和时效处理，固溶处理的温度为975℃，时间为15分钟，水冷；时效处理：首先将钛合金层加热到575℃，保温2.5小时，然后随炉冷却到410℃，保温1.5小时，空冷到室温。
所述不锈钢层的成分质量百分配比为：c：0.45%；si：0.7%，mn：0.12%；p：0.001%；s：0.0015%；cr：15.3%；ni：33.5%；nb:0.8%；v：1.35%；w：0.65%；b:0.22%；al:03%；其余为fe及不可避免的杂质；所述不锈钢层的厚度为2mm，所述不锈钢层两侧的凸柱的高度为0.5mm。
所述无油烟钛锅的制备方法为：(1)将钛合金层，纯铝导热层，不锈钢层顺序摆放好，运用冲床和模具进行冲压，并且一次冲压成形；（2）在钛合金层上制备耐磨涂层，所述耐磨涂层的原料成分按重量份计为：氧化铝：75份，透锂长石：6份，二氧化钛：12份，氮化钛：6份，硼化锆：7份，氧化锌：8份，氮化硅：3份，改性聚硅氧烷聚合物3.5份；将上述原料混合，粉碎，并以800r/min的速度搅拌50分钟，接着添加25份去离子水，搅拌后得到浆料，将所述浆料熟化30h后涂敷在锅基体的内表面；(3)在锅底制备抗氧化层，所述抗氧化层按以下重量份称取原料：zno：18份、b2o3：10份、p2o5：2.3份、bi2o3：6份、碳化硅晶须：2.1份、氮化铝晶须：1.3份、氧化铝颗粒：9份、fe2o3:8份；将抗氧化层原料配置成涂层浆料，在锅底涂覆，并干燥；(4)热处理：将涂覆好的锅85℃保温15分钟；然后加热到725℃，保温8h，然后随炉冷却到300℃，保温3小时，然后在空气中冷却到室温。
实施例2
一种无油烟钛锅，所述无油烟锅包括锅本体和锅耳，所述锅本体为多层结构，由内到外依次包括耐磨涂层(1)，钛合金层(2)，纯铝导热层(3)，不锈钢层(4)，抗氧化层(5)；所述不锈钢层内外面均带不锈钢凸柱(6)，钛合金层内面具有钛合金凸柱(7)，不锈钢层的凸柱(6)与钛合金层的凸柱(7)位置对应，所述纯铝导热层填充在钛合金层和不锈钢层之间。
所述钛合金层的成分为：al：48%，fe：4.4%，zr：0.9%，nb：2.8%，c：2%，ag：1,45%，余量为ti以及不可避免的杂质。
所述钛合金层的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼钛合金，按照钛合金层成分进行熔炼，铸成钛合金铸锭；所述铸锭厚度为110mm；(2)将钛合金铸锭加热到895℃，开坯后锻成14mm厚的板坯，然后加热到815℃轧制成7mm的板坯，最后将钛合金加热到930℃，直接轧制成在表面带有凸柱的钛合金层，所述钛合金层的厚度为1.5mm，所述钛合金凸柱的高度为0.6mm；(3)热处理：热处理包括固溶处理和时效处理，固溶处理的温度为965℃，时间为15分钟，水冷；时效处理：首先将钛合金层加热到545℃，保温2.5小时，然后随炉冷却到380℃，保温1.5小时，空冷到室温。
所述不锈钢层的成分质量百分配比为：c：0.45%；si：0.88%，mn：0.08%；p:0.010%；s:0.010%；cr：16%；ni：34.5%；nb:0.88%；v：1.2%；w：0.52%；b:0.13%；al:0.2-0.5%；其余为fe及不可避免的杂质；所述不锈钢层的厚度为2.5mm，所述不锈钢层两侧的凸柱的高度为0.6mm。
所述无油烟钛锅的制备方法为：(1)将钛合金层，纯铝导热层，不锈钢层顺序摆放好，运用冲床和模具进行冲压，并且一次冲压成形；（2）在钛合金层上制备耐磨涂层，所述耐磨涂层的原料成分按重量份计为：氧化铝：65份，透锂长石：6.5份，二氧化钛：13份，氮化钛：5份，硼化锆：7份，氧化锌：3.5份，氮化硅：3.5份，改性聚硅氧烷聚合物4份；将上述原料混合，粉碎，并以900r/min的速度搅拌45分钟，接着添加30份去离子水，搅拌后得到浆料，将所述浆料熟化30h后涂敷在锅基体的内表面；(3)在锅底制备抗氧化层，所述抗氧化层按以下重量份称取原料：zno：25份、b2o3：10份、p2o5：5份、bi2o3：10份、碳化硅晶须：2份、氮化铝晶须：1.6份、氧化铝颗粒：7.3份、fe2o3:6.6份；将抗氧化层原料配置成涂层浆料，在锅底涂覆，并干燥；(4)热处理：将涂覆好的锅88℃保温16分钟；然后加热到740℃，保温5h，然后随炉冷却到220℃，保温3小时，然后在空气中冷却到室温。
实施例3
一种无油烟钛锅，所述无油烟锅包括锅本体和锅耳，所述锅本体为多层结构，由内到外依次包括耐磨涂层(1)，钛合金层(2)，纯铝导热层(3)，不锈钢层(4)，抗氧化层(5)；所述不锈钢层内外面均带不锈钢凸柱(6)，钛合金层内面具有钛合金凸柱(7)，不锈钢层的凸柱(6)与钛合金层的凸柱(7)位置对应，所述纯铝导热层填充在钛合金层和不锈钢层之间。
所述钛合金层的成分为：al：55%，fe：3.5%，zr：1.35%，nb：2.23%，c：1.3%，ag：0.022%，余量为ti以及不可避免的杂质。
所述钛合金层的制备方法包括以下步骤：(1)熔炼钛合金，按照钛合金层成分进行熔炼，铸成钛合金铸锭；所述铸锭厚度为140mm；(2)将钛合金铸锭加热到895℃，开坯后锻成18mm厚的板坯，然后加热到790℃轧制成8mm的板坯，最后将钛合金加热到925℃，直接轧制成在表面带有凸柱的钛合金层，所述钛合金层的厚度为4mm，所述钛合金凸柱的高度为0.8mm；(3)热处理：热处理包括固溶处理和时效处理，固溶处理的温度为970℃，时间为16分钟，水冷；时效处理：首先将钛合金层加热到555℃，保温2.6小时，然后随炉冷却到385℃，保温1.5小时，空冷到室温。
所述不锈钢层的成分质量百分配比为：c：0.65%；si：0.75%，mn：0.23%；p:0.010%；s:0.010%；cr：15%；ni：34%；nb:0.88%；v：1.5%；w：1.6%；b:0.25%；al:0.47%；其余为fe及不可避免的杂质；所述不锈钢层的厚度为4mm，所述不锈钢层两侧的凸柱的高度为1mm。
所述无油烟钛锅的制备方法为：(1)将钛合金层，纯铝导热层，不锈钢层顺序摆放好，运用冲床和模具进行冲压，并且一次冲压成形；（2）在钛合金层上制备耐磨涂层，所述耐磨涂层的原料成分按重量份计为：氧化铝：75份，透锂长石：8份，二氧化钛：13份，氮化钛：6份，硼化锆：8份，氧化锌：4.5份，氮化硅：3.5份，改性聚硅氧烷聚合物4.5份；将上述原料混合，粉碎，并以600r/min的速度搅拌50分钟，接着添加35份去离子水，搅拌后得到浆料，将所述浆料熟化30h后涂敷在锅基体的内表面；(3)在锅底制备抗氧化层，所述抗氧化层按以下重量份称取原料：zno：16份、b2o37份、p2o5：4份、bi2o3：7.5份、碳化硅晶须：2.2份、氮化铝晶须：1.2份、氧化铝颗粒：5.8份、fe2o3:6.5份；将抗氧化层原料配置成涂层浆料，在锅底涂覆，并干燥；(4)热处理：将涂覆好的锅85℃保温18分钟；然后加热到725℃，保温7h，然后随炉冷却到295℃，保温3小时，然后在空气中冷却到室温。
将上述实施例制备的炒锅与现有炒锅进行对比，对比结果如下：
需要声明的是，上述实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，例如采用其他种类的导磁材料、采用不同的烧结温度或采用其他陶瓷锅基体配方，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种改进，都应涵盖在本发明的保护范围内。