不锈炊具材料、不锈炊具及其制备方法与流程

本发明涉及锅体制备技术领域，具体而言，涉及一种不锈炊具材料、不锈炊具及其制备方法。

背景技术：

目前市场上有一种经过氮化处理的真不锈锅，这一类铁锅是用低碳钢板冷冲压成形或用铸铁铸造而成的，内外表面经过打磨后，采用氮化和氧化处理来防锈。

但是市场上经过氮化处理的真不锈锅耐酸性较差，在烹饪过程中不耐醋和酸菜等ph值小于7的酸性食物的腐蚀。在使用过程中锅体内表面与食物接触的部位很容易出现孔蚀而形成砂眼，最终导致锅体穿孔。而且目前铁锅氮化前的基材表面组织无法达到均匀一致，总会存在一些缺陷，这就导致目前的真不锈锅在使用过程中更容易出现砂眼和穿孔。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种不锈炊具材料，具有耐酸性能，减少不锈炊具在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，并且降低基材表面组织缺陷对不锈炊具性能的影响。

本发明的第二个目的在于提供一种不锈炊具，其具有优异的耐酸性同时减少使用过程中出现的砂眼以及穿孔的问题。

本发明的第三个目的在于提供一种不锈炊具的制备方法，以使得制得得到的不锈炊具材料具有优异的耐酸性同时减少使用过程中出现的砂眼以及穿孔的问题。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明涉及一种不锈铁质锅耐酸性材料，包括：依次层叠的掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层、第一氮化铁层、基体层及第二氮化铁层。

本发明涉及一种不锈铁质容器，其锅体具有上述任一项的不锈铁质锅耐酸性材料。

本发明涉及一种的不锈铁质锅耐酸性材料的制备方法，其特征在于，将钛层和/或钛合金层涂覆在基体层内表面，并对锅体进行渗氮或氮碳共渗处理；在锅体内表面依次制得氮化钛层与第一氮化铁层，锅体外表面得到第二氮化铁层；第一氮化铁层以及第二氮化铁层的厚度均为3－35um。

本发明涉及一种不锈炊具材料，包括：

基体，基体的第一表面为铁基材；

基体第一表面上还设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，致密保护层位于基体与防护层之间。

本发明还涉及一种不锈炊具，包括锅体，其由上述任一项的不锈炊具材料，且防护层为锅体的内表面。

本发明还涉及一种不锈炊具的制备方法，包括如下步骤：s1，制得锅胚，锅胚的第一表面为铁基材，步骤还包括s2，在锅胚内表面涂覆钛层和/或钛合金层；

s3，锅胚进行氮化处理；

优选地，采用热喷涂将钛层和/或钛合金层涂覆在锅胚内表面；

优选地，钛层和/或钛合金层厚度为5－200um；

在本发明的一些实施例中，氮化处理为气体氮化、液体氮化以及等离子氮化中的一种。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的不锈炊具材料，在锅体内表面设置钛化合物的防护层，其具有耐酸腐蚀耐磨损的优异性能，减少锅体内表面被酸腐蚀以及刮擦磨损。达到利用防护层耐酸性耐腐蚀性的优点来保护致密保护层以及基体。因此，本发明制得的不锈炊具材料具有优异的耐酸性能，并减少现有不锈锅在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对不锈锅性能的影响。

本发明实施例提供的不锈炊具，其锅体具有不锈炊具材料，具有优异的耐酸性能，并减少现有不锈锅在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对不锈锅性能的影响。

本发明实施例提供的不锈炊具材料制备方法：通过氮化处理，使设置在基体内表面的钛层和/或钛合金层发生氮化反应得到具有耐酸性、耐腐蚀性以及耐刮擦磨损性能优异的钛化合物防护层。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中的不锈炊具的微观组织形貌图；

图2为本发明实施例中的不锈炊具的包裹铝和/或铝合金层的钢材层微观组织形貌图。

附图标记说明

图标：100－基体；100a－钢材基材层；100b－第二基材层；100c－铝和/或铝合金层；200－致密保护层；300－防护层；400－第三基材层；500－保护层。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式或实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施方式的不锈炊具材料、不锈炊具及其制备方法进行具体说明。

本发明的一些实施方式提供了一种不锈铁质锅耐酸性材料，包括：依次层叠的掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层、第一氮化铁层、基体层及第二氮化铁层。优选地，氮化钛层的厚度为5－200um，第一氮化铁层以及第二氮化铁层的厚度均为3－35um；

更优选地，氮化钛层厚度10－100um。

本发明的一些实施方式提供了一种不锈铁质容器，其锅体具有上述任一项的不锈铁质锅耐酸性材料。

本发明的一些实施方式提供了一种不锈炊具材料，包括：基体100，基体100的第一表面为铁基材；

基体100第一表面设置有致密保护层200以及钛化合物的防护层300，致密保护层200位于基体100与防护层300之间。其中，第一表面是指当上述不锈炊具材质制成锅具时，锅具用于盛放食物，与食物接触的内表面(也即是内壁)；下文中与第一表面相对的第二表面，则为锅具用于与加热源接触的外表面(也即是外壁)。

应当注意的是，在本发明的一些实施例中，基体与基体层相同。

在本本发明较佳实施例中，防护层300选择氮化钛层，或氮化钛与碳化钛的混合层，原因是氮化钛熔点为2950℃，密度为5.43－5.44g/cm3，莫氏硬度8－9，热膨胀系数为6.81x10^－6/℃，热导率为29.31w/(mxk)，抗热冲击性好。tin熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高，而密度却比大多数金属氮化物低，因此是一种很有特色的耐热材料。同时氮化钛的化学稳定性极好，一般情况下，它与水、水蒸气、盐酸、硫酸等均不反应。同时还有由于它在耐腐蚀、耐摩擦等性能方面都胜过真空镀层。耐摩擦性能好可减少锅体使用过程中由于金属铲的摩擦损耗。由于氮化钛耐腐蚀性以及耐酸性较好，作为锅体的内表面涂层使用时可减少酸性和腐蚀性强的食物对锅体的腐酸蚀。

防护层300最为优选的为氮化钛层。在本发明的一些实施例中，防护层300也可以为氮化钛与碳化钛的混合层，这是为了使防护层300性能更加优异，耐磨性能更加出色，可在防护层300中掺杂碳化钛。碳化钛具有高硬度、高熔点、耐磨损以及导电性等基本特征。需要说明的是，在其它实施方式中，防护层300还可以是钛和/或钛合金和氮化钛的混合层或钛和/或钛合金、氮化钛和碳化钛的混合层，这是因为进行防护层300处理形成氮化钛层时，生成氮化钛的同时还会存在没有完全氮化的钛和/或钛合金。

在本发明的一些实施例中，致密保护层200可以为氮化铁层、氧化铁层或磷化铁层。本发明中，优选地，致密保护层200为氮化铁层。选择氮化铁层只是加工处理时更为方便。

在本发明的一些实施例中，防护层300的厚度为5－200um，在本发明的较佳实施例中，防护层300厚度10－100um。例如在本发明的一些实施例中，防护层300的厚度为5um、50um、100um、150um、200um。

在本发明的一些实施例中，致密保护层200的厚度为3－35um；例如在本发明的一些实施例中，致密保护层200的厚度为3um、10um、15um、20um、25um、30um、35um。

在本发明较佳的实施例中，基体100可以为复合基材、钢板或铸铁。当基体100为复合基材时，基体100的第一表面为钢板，且基体100远离第一表面的一侧设置有第二表面，第二表面为铝和/或铝合金基材、铜基材以及不锈钢基材。此时，由于第二表面处的基材均是不易腐蚀的金属，因此无需对第二表面进行防腐蚀处理。而当基体100的第二表面也为铁基材时，基体100的第二表面需设置有保护层500，以防止生锈、腐蚀。且优选地，保护层500为氧化层、氮化层、防腐金属层以及高温漆层中的一种。

同样地，当基体100为钢板或铸铁，基体100的第一表面和第二表面处的基材均为铁基材。因此，基体100的第二表面同样需设置有保护层500，以防止生锈、腐蚀。且优选地，保护层500为氧化层、氮化层、防腐金属层以及高温漆层中的一种。

请参阅图2，当基体100为复合基材，且复合基材中包括有铝和/或铝合金层100，如复合材料层为钢材层中间包裹铝和/或铝合金层100。复合材料层为低碳钢冷冲压成形的钢材层与铝和/或铝合金层100组成，具体复合方式是两块厚度大致相等的钢材基材层100a与第二基材层100b的中间夹着一层厚度大致均匀的铝或者铝合金层，由于铝或铝合金导热性能比钢材以及铸铁都要好，因此采用复合材料作为基体100有传热快的优势。应当注意的是，在本发明其他实施例中，可以不设置第二基材层100b，同样的，复合材料层靠近致密保护层200的一侧为钢材基材层100a，远离致密保护层200的一侧为铝和/或铝合金基材、铜基材以及不锈钢基材制得的第三基材层400。

应当注意的是，以上基体100为较佳实施方式，在本发明的其他实施方式中，基体100为两层设置，即第一表面为铁基材，远离第一表面的第二表面为铝和/或铝合金基材、铜基材以及不锈钢基材。

需要特别说明的是，当基体100为复合基材，且复合基材中包括有铝和/或铝合金层100，如两钢材层中间包裹铝和/或铝合金层100的三层复合基材时，在制备不锈锅耐酸材料过程中温度控制在560℃。因为铝的熔点为660℃，当温度接近600℃时，铝开始变软具备一定流动性，则会影响铝或者铝合金层最终成型的厚度均匀性。因此基体100采用含有铝或者铝合金层的复合材料层时，最佳实施方式为进行氮化处理的温度低于560℃，氮化反应时间可延长一倍，目的是为了保证渗氮厚度达到要求。

本发明实施例还提供了一种不锈炊具，其包括上述任一项的不锈炊具材料制作而成，且防护层设置于锅体的内表面。

本发明的一些实施方式提供了一种的不锈铁质锅耐酸性材料的制备方法，其特征在于，将钛层和/或钛合金层涂覆在基体层内表面，并对锅体进行渗氮或氮碳共渗处理；在锅体内表面依次制得氮化钛层与第一氮化铁层，锅体外表面得到第二氮化铁层；第一氮化铁层以及第二氮化铁层的厚度均为3－35um。

本发明还提供了一种不锈炊具的制作方法，其可以通过上面的不锈炊具材料旋压、拉伸等形成烹饪器具的锅体。也可以通过第一表面为铁基材的普通基材制作而成，且该普通基材可以为钢板、铸铁或任意表面为钢板的复合基材。本发明的实施例提供的该普通基材制备不锈炊具的制备方法，包括；s1：制得锅胚，锅胚的内壁为铁基材；s2：在锅胚内表面设置钛层和/或钛合金层；s3：锅胚进行氮化处理。

在本发明较佳的实施例采用钛层和/或钛合金层制备防护层。原因是钛以及钛合金延展性更好，设置于基体的内表面更方便且容易实现。

设置有钛层和/或钛合金层的基体按以下方式制得：采用热喷涂将钛层和/或钛合金层涂覆在基体内表面。热喷涂可以采用电弧热喷涂、火焰热喷涂、等离子热喷涂以及中空镀和其他方法。都在本发明实施例的范围之内，最佳实施方式中优选热喷涂的方法将钛层和/或钛合金层涂覆在锅体内表面，原因是成本较低但是涂覆效果也达到较好的水平。

根据一些实施方式，热喷涂为电弧热喷涂、火焰热喷涂以及离子热喷涂其中的一种。是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面，沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。

在热喷涂这些过程中，细微而分散的金属或非金属的涂层材料，以一种熔化或半熔化状态，沉积到一种经过制备的基体表面，形成某种喷涂沉积层。涂层材料可以是粉状、带状、丝状或棒状。热喷涂枪由燃料气、电弧或等离子弧提供必需的热量，将热喷涂材料加热到塑态或熔融态，再经受压缩空气的加速，使受约束的颗粒束流冲击到基体表面上。冲击到表面的颗粒，因受冲压而变形，形成叠层薄片，粘附在经过制备的基体表面，随之冷却并不断堆积，最终形成一种层状的涂层。该涂层因涂层材料的不同可实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能。

为了使热喷涂处理时钛层和/或钛合金层能尽量牢固的涂覆在锅体内表面，本发明的最佳实施方式中喷涂钛层和/或钛合金层前对铁质锅体内表面进行喷砂处理，增加锅体的内表面粗糙度，ra为1.5－10um，通过增加锅体内表面粗糙度，使得涂覆钛层和/或钛合金层紧密牢固的附着在在铁质锅体内表面。

在本发明的一些实施例中，钛层和/或钛合金层厚度为5－200um。

钛层和/或钛合金层厚度不能太薄也不能太厚，钛层和/或钛合金层厚度低于5nm时，制备得到的防护层涂层厚度大致为5nm，耐久性差，钛层和/或钛合金层厚度大于200nm时，制得的防护层厚度大致为200nm，则为过厚，原因是制备得到的防护层应力较大，制备得到的炊具底部为平面时防护层的厚度达到100um就容易发生涂层开裂，同时增加生产成本，因此厚度在5－100um较佳，例如在一些实施例中钛层和/或钛合金层厚度可以设置为5um、40um、80um、120um、160um、200um。由于基体的铁质材料参与氮化反应的速率不如钛层和/或钛合金层，因此在氮化反应过程中制备得到的氮化铁层厚度较防护层的厚度薄，仅为3－35um。

发明人通过长期的理论研究，创新性地提出在基体的表面涂上一层耐腐蚀性耐酸性更好的防护层作为保护基体的功能性防护涂层，并在锅体内表面上完成了钛层和/或钛合金层的涂覆，然后利用氮化技术将钛层和/或钛合金层反应生成防护层，以及锅体内外两个表面的基体部分被氮化反应生成基体氮化层。发明人在长期理论研究中发现，即使在铁锅内表面涂覆了一层薄的钛层和/或钛合金层，但是氮化处理时仍能将锅体内表面的靠近防护层的一侧的基体生成致密保护层，且锅体的内表面与外表面反应生成的基体厚度一致，说明在锅体内表面涂覆钛层和/或钛合金层并不影响渗氮或氮碳共渗时表面涂覆有钛层和/或钛合金层的基体参与氮化反应。本发明的上述步骤s3中，氮化处理可以为气体氮化、液体氮化或等离子氮化。

优选地，在本发明的一些实施例中，步骤s3的氮化处理为渗氮或氮碳共渗处理。

更为优选地，本发明的最佳实施方式中氮化处理前，对钛层和/或钛合金层表面进行打磨处理，降低锅体内表面粗糙度，渗氮和氮碳共渗处理前进行打磨是为了避免生成的氮化钛或掺杂碳化钛的氮化钛硬度极高难以打磨处理，因此氮化之前打磨可尽可能的降低锅体内表面粗糙度。

根据一些实施方式，渗氮或氮碳共渗处理按以下方式进行：锅胚在真空度为0.02－0.06mpa、压强为0.001－0.02mpa的环境下，与流动的反应剂反应；反应剂为氨气或氨气与二氧化碳的混合气体。渗氮处理的反应剂为氨气，碳氮共渗处理的反应剂为氨气与二氧化碳的混合气体。

当反应剂为氨气与二氧化碳的混合气体时，单位体积下，二氧化碳的流量为氨气流量的2－10％；例如在本发明的一些实施例中，二氧化碳的流量为氨气的流量的2％、4％、6％、8％、10％。

例如本发明的一些实施例中真空度可以设置为0.02mpa、0.03mpa、0.04mpa、0.05mpa、0.06mpa。

在本发明的一些实施例中，反应的压强为0.001－0.02mpa；例如本发明的一些实施例中真空度可以设置为0.001mpa、0.005mpa、0.010mpa、0.015mpa、0.02mpa。

在本发明的一些实施例中，基体选择钢材层或铁层时，高温的温度为580－620℃，例如在一些实施例中基体选择钢材层或铁层时，氮化处理的温度可以设置为580℃、590℃、600℃、610℃、620℃。应当注意的是，基体为包含有铝或铝合金材质的复合材料层时，氮化处理的温度为400－560℃。例如在本发明的一些实施例中，基体选择含有铝材质的复合基材层时，氮化处理的温度可以设置为400℃、440℃、480℃、520℃、560℃。

根据一些实施方式，氮碳共渗的气体氮化比渗氮处理的气体氮化的流动氨气多2－10％的二氧化碳。气体氮碳共渗工艺由于其处理温度低(一般500－600℃)，以渗氮为主、渗碳为辅，同时渗后的性能比单一渗氮或渗碳更理想，因而使用较广泛。

渗氮或氮碳共渗改变组织状态，因而也改变钢铁材料在静载荷和交变应力下的强度性能、摩擦性、成形性及腐蚀性。当处理温度低于600℃时，就不会像奥氏体淬火那样发生组织转变，以致可以以任意速度进行冷却，而不出现马氏体。与淬火相比较，渗氮件和工具的尺寸和形状变化是极微小的。因而可简化或完全取消后加工处理，此外，能量消耗比其他热处理稍小。在所有工业领域中，应用渗氮或氮碳共渗提高强度、抗磨损和抗腐蚀性能，已在技术上获得广泛应用。

根据一些实施方式，气体氮化反应过程分为升温阶段、保温阶段以及降温阶段；升温阶段氨气换气率为0.5－1.5次/h，保温阶段换气率1.5－3.5次/h，降温阶段换气率1.5－3.5次/h。基体为钢材层或铁层时，保温时长3－10h。基体为复合材料层时，保温时长6－20h，目的是为了在较低温度下延长反应时间使基体内外表面和钛层和/或钛合金层能充分发生氮化反应。

需要说明的是，在其它实施方式中，基体内表面的钛层和/或钛合金层与氮气没有反应充分，从而防护层中还包括钛和/或钛合金。需要说明的是，上述致密防护层还可以为氧化铁层或磷化铁层。当上述致密防护层为氧化铁层或磷化铁层时，需在上述步骤s2之前先对基体的内表面进行对应的氧化处理或磷化处理，之后再进行上述步骤s2，在所述氧化铁层或磷化铁层的表面涂覆钛层和/或钛合金层后进行氮化处理。由此可知，本发明的致密防护层最优选择氮化铁，可节省工艺步骤，无需单设工序在基体第一表面进行氮化反应生成氮化铁层。

在其他实施方式中，氮化处理也可以采用盐浴氮化等，采用气体氮化、液体氮化或等离子氮化中的一种均在本发明的范围内。

根据一些实施方式，还包括对锅体外表面进行处理形成氧化层，优选地，选择氧化发黑处理，具体为：对锅体外表面360－440℃熔融发黑盐处理1－4小时，锅体外表面的氮化铁化合物层表面形成1－3um一层黑色保护层，然后80－100℃的热水清洗氧化发黑盐并烘干。需要说明的是，在其它方式中，对锅体外表面的处理也可以是发蓝处理，喷涂聚醚砜/高温漆等处理。

根据一些实施方式，还包括后处理：对锅体内外表面进行打磨和抛光处理然后清洗以及对锅体内表面进行封孔处理。对锅体清洗为了去除内外表面的打磨和抛光的灰尘和沾污；对锅体的内表面防护层进行封孔处理，填充热喷涂产生的空隙。

本发明还涉及一种不锈容器，其锅体具有上述任一项的不锈炊具材料。

在本发明的一些实施例中，不锈容器包括不锈锅、不锈高压锅、不锈电饭煲、煎锅以及炒锅；最佳实施方式中，不锈容器为煎锅以及炒锅。本发明实施例制备的不锈容器最佳用途是作为炒锅和煎锅等使用过程中经常与偏酸性食物烹饪的容器，同时使用时还会有较多刮擦，这也是本发明实施例制备得到的容器具有的防刮擦的强项。

通过在铁锅锅体内表面用热喷涂的方法涂覆一层5－200um的钛层和/或钛合金层，然后进行氮化处理，使钛层和/或钛合金层氮化反应生成防护层，同时将与防护层接触的锅体基体反应生成致密防护层，形成防护层和基体氮化层组成的复合层。因此，本发明制得的不锈炊具材料具有优异的耐酸性能，并减少现有氮化锅在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对氮化锅性能的影响。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

对钢材制成的锅体基体的内表面进行喷砂处理，增加锅体的内表面粗糙度，ra为10um；采用热喷涂的方法在锅体的内表面涂覆一层200um的钛和/或钛合金层，热喷涂采用电弧热喷涂；对热喷涂得到的钛或钛合金层表面进行打磨处理，降低锅体内表面粗糙度。

对锅体进行滲氮处理，渗氮方式按照气体氮化进行，方法如下：采用井式电阻炉处理，将产品锅口向下放置在专用的氮化夹具上，吊装入井式氮化炉中，盖上炉盖；将氮化炉中抽真空到真空度0.02mpa后通入氨气使炉内的压力达到0.001mpa正压力，并保持持续通入氨气，炉内氨气的换气率保持在每小时1.5次；开启炉内的搅拌风机，并开始升温，保持持续通入氨气，使炉内氨气的换气率保持在每小时1.5次；当炉内温度达到620℃时，开始保温，增加氨气流量，使炉内氨气的换气率保持在每小时3.5次，保温10小时。关闭加热，开启冷却风机，保持炉内持续通入氨气，氨气流量为炉内氨气的换气率在每小时3.5次；当炉内的温度降到200℃，停止通入氨气，炉内通入氮气，排出炉内残余的氨气。关闭冷却风机和搅拌风机，打开炉盖，吊出氮化夹具。

将产品转移到氧化工装夹具上，放入井式电阻氧化炉中，对锅体进行氧化发黑处理，氧化发黑处理采用360℃熔融发黑盐处理4小时，使锅体外表面氮化铁化合物层表面形成3um一层黑色氧化层，氧化后用80℃热水洗去产品表面的氧化发黑盐并烘干。

对锅体的内外表面进行打磨和抛光处理，降低内外表面的粗糙度；对锅体进行清洗处理，去除内外表面的打磨和抛光的灰尘和沾污；对锅体的内表面氮化钛层进行封孔处理，填充热喷涂产生的空隙。最终得到不锈锅。

实施例2

对钢材制成的锅体基体的内表面进行喷砂处理，增加锅体的内表面粗糙度，ra为8um；采用热喷涂的方法在锅体的内表面涂覆一层160um的钛和/或钛合金层，热喷涂采用电弧热喷涂；对热喷涂得到的钛或钛合金层表面进行打磨处理，降低锅体内表面粗糙度。

对锅体进行滲氮处理，渗氮方式按照气体氮化进行，方法如下：采用井式电阻炉处理，将产品锅口向下放置在专用的氮化夹具上，吊装入井式氮化炉中，盖上炉盖；将氮化炉中抽真空到真空度0.03mpa后通入氨气使炉内的压力达到0.001mpa正压力，并保持持续通入氨气，炉内氨气的换气率保持在每小时1.3次；开启炉内的搅拌风机，并开始升温，保持持续通入氨气，使炉内氨气的换气率保持在每小时1.3次；当炉内温度达到610℃时，开始保温，增加氨气流量，使炉内氨气的换气率保持在每小时3.1次，保温8.5小时。关闭加热，开启冷却风机，保持炉内持续通入氨气，氨气流量为炉内氨气的换气率在每小时3.1次；当炉内的温度降到200℃，停止通入氨气，炉内通入氮气，排出炉内残余的氨气。关闭冷却风机和搅拌风机，打开炉盖，吊出氮化夹具。

将产品转移到氧化工装夹具上，放入井式电阻氧化炉中，对锅体进行氧化发黑处理，氧化发黑处理采用380℃熔融发黑盐处理3小时，使锅体外表面氮化铁化合物层表面形成2.5um一层黑色氧化层，氧化后用85℃热水洗去产品表面的氧化发黑盐并烘干。

对锅体的内外表面进行打磨和抛光处理，降低内外表面的粗糙度；对锅体进行清洗处理，去除内外表面的打磨和抛光的灰尘和沾污；对锅体的内表面氮化钛层进行封孔处理，填充热喷涂产生的空隙。最终得到不锈锅。

实施例3

对铸铁铸造制成的锅体基体的内表面进行喷砂处理，增加锅体的内表面粗糙度，ra为6um；采用热喷涂的方法在锅体的内表面涂覆一层120um的钛和/或钛合金层，热喷涂采用火焰热喷涂；对热喷涂得到的钛或钛合金层表面进行打磨处理，降低锅体内表面粗糙度。

对锅体进行滲氮处理，渗氮方式按照气体氮化进行，方法如下：采用井式电阻炉处理，将产品锅口向下放置在专用的氮化夹具上，吊装入井式氮化炉中，盖上炉盖；将氮化炉中抽真空到真空度0.04mpa后通入氨气使炉内的压力达到0.002mpa正压力，并保持持续通入氨气，炉内氨气的换气率保持在每小时1.1次；开启炉内的搅拌风机，并开始升温，保持持续通入氨气，使炉内氨气的换气率保持在每小时1.1次；当炉内温度达到600℃时，开始保温，增加氨气流量，使炉内氨气的换气率保持在每小时2.7次，保温7.0小时。关闭加热，开启冷却风机，保持炉内持续通入氨气，氨气流量为炉内氨气的换气率在每小时2.7次；当炉内的温度降到210℃，停止通入氨气，炉内通入氮气，排出炉内残余的氨气。关闭冷却风机和搅拌风机，打开炉盖，吊出氮化夹具。

将产品转移到氧化工装夹具上，放入井式电阻氧化炉中，对锅体进行氧化发黑处理，氧化发黑处理采用400℃熔融发黑盐处理2.5小时，使锅体外表面氮化铁化合物层表面形成2.0um一层黑色氧化层，氧化后用90℃热水洗去产品表面的氧化发黑盐并烘干。

对锅体的内外表面进行打磨和抛光处理，降低内外表面的粗糙度；对锅体进行清洗处理，去除内外表面的打磨和抛光的灰尘和沾污；对锅体的内表面氮化钛层进行封孔处理，填充热喷涂产生的空隙。最终得到不锈锅。

实施例4

对铸铁铸造制成的锅体基体的内表面进行喷砂处理，增加锅体的内表面粗糙度，ra为4um；采用热喷涂的方法在锅体的内表面涂覆一层80um的钛和/或钛合金层，热喷涂采用火焰热喷涂；对热喷涂得到的钛或钛合金层表面进行打磨处理，降低锅体内表面粗糙度。

对锅体进行滲氮处理，渗氮方式按照气体氮化进行，方法如下：采用井式电阻炉处理，将产品锅口向下放置在专用的氮化夹具上，吊装入井式氮化炉中，盖上炉盖；将氮化炉中抽真空到真空度0.05mpa后通入氨气使炉内的压力达到0.002mpa正压力，并保持持续通入氨气，炉内氨气的换气率保持在每小时0.9次；开启炉内的搅拌风机，并开始升温，保持持续通入氨气，使炉内氨气的换气率保持在每小时0.9次；当炉内温度达到590℃时，开始保温，增加氨气流量，使炉内氨气的换气率保持在每小时2.3次，保温5.5小时。关闭加热，开启冷却风机，保持炉内持续通入氨气，氨气流量为炉内氨气的换气率在每小时2.3次；当炉内的温度降到200℃，停止通入氨气，炉内通入氮气，排出炉内残余的氨气。关闭冷却风机和搅拌风机，打开炉盖，吊出氮化夹具。

将产品转移到氧化工装夹具上，放入井式电阻氧化炉中，对锅体进行氧化发黑处理，氧化发黑处理采用420℃熔融发黑盐处理2.0小时，使锅体外表面氮化铁化合物层表面形成1.5um一层黑色氧化层，氧化后用95℃热水洗去产品表面的氧化发黑盐并烘干。

对锅体的内外表面进行打磨和抛光处理，降低内外表面的粗糙度；对锅体进行清洗处理，去除内外表面的打磨和抛光的灰尘和沾污；对锅体的内表面氮化钛层进行封孔处理，填充热喷涂产生的空隙。最终得到不锈锅。

实施例5

对钢铝复合制成锅体基体的内表面进行喷砂处理，增加锅体的内表面粗糙度，ra为3um；采用热喷涂的方法在锅体的内表面涂覆一层40um的钛和/或钛合金层，热喷涂采用等离子热喷涂；对热喷涂得到的钛或钛合金层表面进行打磨处理，降低锅体内表面粗糙度。

对锅体进行滲氮处理，渗氮方式按照气体氮化进行，方法如下：采用井式电阻炉处理，将产品锅口向下放置在专用的氮化夹具上，吊装入井式氮化炉中，盖上炉盖；将氮化炉中抽真空到真空度0.06mpa后通入氨气使炉内的压力达到0.001mpa正压力，并保持持续通入氨气，炉内氨气的换气率保持在每小时0.7次；开启炉内的搅拌风机，并开始升温，保持持续通入氨气，使炉内氨气的换气率保持在每小时0.7次；当炉内温度达到560℃时，开始保温，增加氨气流量，使炉内氨气的换气率保持在每小时1.9次，保温4.0小时。关闭加热，开启冷却风机，保持炉内持续通入氨气，氨气流量为炉内氨气的换气率在每小时1.9次；当炉内的温度降到200℃，停止通入氨气，炉内通入氮气，排出炉内残余的氨气。关闭冷却风机和搅拌风机，打开炉盖，吊出氮化夹具。

将产品转移到氧化工装夹具上，放入井式电阻氧化炉中，对锅体进行氧化发黑处理，氧化发黑处理采用430℃熔融发黑盐处理1.5小时，使锅体外表面氮化铁化合物层表面形成1.0um一层黑色氧化层，氧化后用100℃热水洗去产品表面的氧化发黑盐并烘干。

对锅体的内外表面进行打磨和抛光处理，降低内外表面的粗糙度；对锅体进行清洗处理，去除内外表面的打磨和抛光的灰尘和沾污；对锅体的内表面氮化钛层进行封孔处理，填充热喷涂产生的空隙。最终得到不锈锅。

实施例6

对钢铝复合锅体基体的内表面进行喷砂处理，增加锅体的内表面粗糙度，ra为1.5um；采用热喷涂的方法在锅体的内表面涂覆一层5um的钛和/或钛合金层，热喷涂采用等离子热喷涂；对热喷涂得到的钛或钛合金层表面进行打磨处理，降低锅体内表面粗糙度。

对锅体进行滲氮处理，渗氮方式按照气体氮化进行，方法如下：采用井式电阻炉处理，将产品锅口向下放置在专用的氮化夹具上，吊装入井式氮化炉中，盖上炉盖；将氮化炉中抽真空到真空度0.06mpa后通入氨气使炉内的压力达到0.001mpa正压力，并保持持续通入氨气，炉内氨气的换气率保持在每小时0.5次；开启炉内的搅拌风机，并开始升温，保持持续通入氨气，使炉内氨气的换气率保持在每小时0.5次；当炉内温度达到450℃时，开始保温，增加氨气流量，使炉内氨气的换气率保持在每小时1.5次，保温3.0小时。关闭加热，开启冷却风机，保持炉内持续通入氨气，氨气流量为炉内氨气的换气率在每小时1.5次；当炉内的温度降到200℃，停止通入氨气，炉内通入氮气，排出炉内残余的氨气。关闭冷却风机和搅拌风机，打开炉盖，吊出氮化夹具。

将产品转移到氧化工装夹具上，放入井式电阻氧化炉中，对锅体进行氧化发黑处理，氧化发黑处理采用440℃熔融发黑盐处理1.0小时，使锅体外表面氮化铁化合物层表面形成1.0um一层黑色氧化层，氧化后用90℃热水洗去产品表面的氧化发黑盐并烘干。

对锅体的内外表面进行打磨和抛光处理，降低内外表面的粗糙度；对锅体进行清洗处理，去除内外表面的打磨和抛光的灰尘和污渍；对锅体的内表面氮化钛层进行封孔处理，填充热喷涂产生的空隙。最终得到不锈锅。

实施例7－12

实施例7－12一一对应的分别与实施例1－6中实验参数、实验条件相同，区别仅在于在通入的氨气中加入二氧化碳将渗氮反应变成氮碳共渗反应。实施例7－12中二氧化碳加入的流量分别为氨气流量的2％、4％、6％、8％、9％、10％。

实施例13－14

实施例13－14一一对应的分别与实施例3－4中实验参数、实验条件相同，区别仅在于所用锅体的基体为钢与铝合金制得的复合材料层，同时渗氮温度每个实施例相应减少100℃，反应时间分别延长至17h和15h。

实施例15－16

实施例15－16一一对应的分别与实施例5－6中实验参数、实验条件相同，区别仅在于渗氮反应采用等离子氮化而不是气体氮化，反应温度分别为400℃和500℃。

实施例17－18

实施例17－18一一对应的分别与实施例3－4中实验参数、实验条件相同，区别仅在于渗氮反应采用液体氮化而不是气体氮化。

对比例1

对比例1与实施例3不同之处仅在于，本对比例中的锅体内表面不涂覆钛和/或钛合金层。

对比例2

对比例2与实施例3不同之处仅在于，本对比例中不进行渗氮处理或氮碳共渗处理。

对比例3

对比例3与实施例3不同之处仅在于，本对比例中不进行氧化发黑处理。

对比例4

对比例4与实施例3不同之处仅在于，本对比例中仅进行涂覆钛和/或钛合金层处理无后续操作。

试验例1

将实施例1、实施例3、实施例5、实施例7、实施例9、实施例11、实施例13、实施例15、实施例17、对比例1、对比例2、对比例3以及对比例4分别制备得到的不锈炊具材料同等面积的样品进行中性盐雾试验；

将氯化钠溶于蒸馏水或去离子水中，其浓度为50±5g/l，5％氯化钠溶液ph值为6.5－7.2之间，喷雾时长为18h，并统计试验样品的表面的点蚀、裂纹、气泡、针孔以及缺陷面积等情况。

并将统计结果等到表1

表1不锈炊具材料中性盐雾试验结果

通过对上述表1中的不同不锈炊具材料的中性盐雾试验测试结果进行分析可知，本发明实施例中的不锈炊具材料均具有较高的耐腐蚀性能。进一步分析对比，通过实施例1与实施例5比较可知制备得到的氮化钛厚度越大，缺陷面积占比越小，因此耐腐性性能越好，通过实施例3与实施例9对比可知，缺陷面积占比越小说明氮碳共渗比渗氮处理制备得到的不锈炊具材料的耐腐蚀较好。对比例1与各个实施例对比可知，当没有涂覆一层钛和/或钛合金层时，制得得到的氮化铁层耐腐蚀性要与氮化钛涂层的耐腐蚀性差，且差距明显。对比例2与各个实施例测试结果对比可知，钛和/或钛合金没有氮化时耐腐蚀性较差，原因是钛与低碳钢接触时，由于钛表面产生新生氢，破坏了钛的氧化膜，不仅引起钛的氢脆，而且加快钛的腐蚀，这可能是由于钛对氢有高度的活性所致。对比例3与参与检测的各个实施例对比可知，没有氧化发黑处理对锅体内表面的耐腐蚀性基本没有影响。对比例4与参与检测的各个实施例对比可知，既没有氧化发黑也没有氮化处理时，氮化钛直接面对腐蚀性溶液耐腐性较差。

试验例2

将实施例1、实施例3、实施例5、实施例7、实施例9、实施例11、实施例13、实施例15、实施例17、对比例1、对比例2、对比例3、对比例4分别制备得到的不锈锅的锅体内表面进行使用醋浸泡试验，试验温度为20－30℃，将上述锅体浸没在日常生活所用的使用醋中24h，并检测最早出现明显针孔点蚀的时间记录得到表2

表2锅体内表面食醋浸没试验结果

通过对上述表2中的不同不锈炊具材料的泡食醋试验测试结果进行分析可知，本发明实施例中的不锈炊具材料均具有较高的耐酸性能。参与泡食醋实验的各个实施例中的锅体内表面最早出现缺陷时长超过250小时，而对比例1中制备得到的锅体内表面只有一层氮化铁，耐酸性较差，仅用5小时的泡食醋试验即可出现缺陷。

实施例7、实施例9以及实施例11与实施例1、实施例3以及实施例5相互对比可知，当进行氮碳共渗时，得到的不锈锅内表面耐酸性更优异，原因是氮碳共渗得到的涂层厚度更厚。

综上所述，与现有技术相比，本发明的实施例方式具有以下有益效果：

本发明一些实施例制备得到的不锈炊具材料提升目前的氮化处理真不锈锅的耐酸性能，减少氮化锅在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，并且降低基材表面组织缺陷对锅性能的影响。

本发明实施例提供的一种不锈炊具材料的制备方法，巧妙地通过在基体涂覆一层钛层和/或钛合金层，在经过氮化处理制备得到表面涂覆一层掺杂或未掺杂碳化钛的防护层的不锈炊具材料，利用掺杂或未掺杂碳化钛的防护层具有显著地耐酸性耐腐蚀性还同时具有耐摩擦性能，使得现有技术中不锈锅的氮化基体得到有效的保护而不被酸腐蚀也不容易被刮擦磨损。

本发明优选实施例中还提供了一种不锈容器，尤其是炒锅和煎锅，其具有优异的耐酸性和耐刮擦性能，减少使用过程中出现的砂眼、刮擦磨损以及穿孔的问题。

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。