一种烹饪炊具的制作方法

本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种烹饪炊具。

背景技术：

现有的陶瓷类基材的烹饪炊具需要在其表面形成导磁层，传统的导磁层以铁为导磁材料时，成本高，并且铁在高温环境容易氧化，容易造成功率降低；并且密度大的铁粉或不锈钢粉末在喷涂时高速气流的作用下容易对脆性的陶瓷基材造成冲蚀，使得导磁层容易脱落，影响导磁层的寿命。

技术实现要素：

本申请提供了一种烹饪炊具，降低导磁材料对陶瓷基材的冲蚀，提高炊具的使用寿命。

本申请实施例提供一种烹饪炊具，所述烹饪炊具包括锅体，所述锅体的材质为陶瓷、玻璃或石材中的任意一种；所述锅体包括锅底，所述锅底的外表面设有导磁层，所述导磁层采用冷喷涂工艺形成于所述锅底的外表面，所述导磁层的材质为铝或铝合金。

在本方案中，在锅底外表面设有导磁层，铝和/或铝合金粉末密度小，熔点低，塑性强，通过冷喷涂工艺，不容易对脆性的陶瓷、玻璃或石材造成冲蚀，不容易造成导磁层无法附着的情况，工艺简单且制得的导磁层均匀，致密性好，导磁寿命久，提高炊具的使用寿命。并且铝或铝合金材料成本低，能够有效降低生产成本。

在一种实施方式中，所述导磁层的厚度为50um～600um。

在上述方案中，导磁层厚度小于50um时，工艺上难以处理，而且可能无法导磁或磁感应效率极弱，导磁层厚度大于600um时，成本增加，也容易造成导磁层内应力过大，在使用过程中带来导磁层崩裂的风险。

在一种实施方式中，所述导磁层的孔隙率为0.5％～2％。

在上述方案中，极小的孔隙率，使得导磁层具有高致密度、不易脱落。

在一种实施方式中，在冷喷涂之前，对所述锅底的外表面进行粗糙化处理，所述锅底外表面的粗糙度ra为3um～5um。

在上述方案中，通过喷砂处理，使得锅体的外表面粗糙化，从而提高涂层与锅体之间的结合力，避免涂层在使用过程中崩裂、脱落。

在一种实施方式中，所述铝或所述铝合金的粉末粒径为1um～50um。

在上述方案中，采用较小粒度的金属粉末有利于提高涂层的致密性和结合力，如果粉末粒度过高，容易导致涂层表面粗糙，涂层致密性较差等问题。

在一种实施方式中，所述冷喷涂粉末输送速度为3kg/h～10kg/h。

在本方案中，通过控制送粉速度，有利于提高粉末的有效沉积率，提高粉末的沉积率。

在一种实施方式中，所述冷喷涂的喷涂压力为0.1mpa～0.6mpa，喷涂温度为300℃～650℃。

在本方案中，通过控制喷涂压力及喷涂温度，有利于保证涂层具备良好的结合力及致密性。例如，如果压力过高，会导致后期喷涂的粉末难以沉积，涂层厚度无法增加的问题；如果压力过低，会导致金属粉末的速率低于其沉积的临界速率，始终难以在基体表面沉积的问题。

在一种实施方式中，所述冷喷涂的喷涂距离为10mm～50mm。

在本方案中，通过控制喷涂距离，有利于提高涂层的沉积效率，如果喷射距离过高，会导致粒子飞行至基体表面时的速度过低，难以沉积的问题；如果喷射距离过低，会导致粒子飞行至基体表面时的速度过高，将前期制备的涂层冲蚀掉而后期的涂层难以沉积增厚的问题。

在一种实施方式中，所述陶瓷炊具还包括形成于所述导磁层外表面上的防护层。

在一种实施方式中，所述防护层的材料为高温有机涂料。

在上述方案中，通过设置防护层，能够有效防止脏污进入导磁层内，防止导磁层生锈，提高整个炊具的耐腐蚀性、表面硬度和使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供一种烹饪炊具的整体剖视图；

附图标记：

10-锅体；

11-锅底；

12-导磁层；

13-防护层。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如“连接”可以是固定连接或者是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

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发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

在一种具体实施例中，下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

图1为本申请实施例提供的一种烹饪炊具，包括锅体10，所述锅体10的材质为陶瓷、玻璃或石材中的任意一种；所述锅体10包括锅底11，所述锅底11的外表面设有导磁层12；所述导磁层12采用冷喷涂工艺形成于锅底11的外表面，导磁层12的材质为铝和/或铝合金。

在具体实施例中，铝合金例如可以是铝镁合金、铝锌合金、铝镍合金、铝钛合金等中的至少一种，铝合金中铝的含量不低于85％。可以理解地，导磁层12的材质可以是铝，也可以是铝合金，或铝与一种或多种铝合金的复合材料，或两种及两种以上铝合金的复合材料，在此不做限定。

需要说明的是，铝作为非铁磁性金属常规情况下不能导磁，根据电阻公式r＝ρl/s可知，截面面积s越小，电阻r越大，磁感应强度降低。当其厚度足够薄时，截面面积s越大，电阻r越小，磁感应强度升高，铝导磁层电阻接近铁磁性金属，能够在电磁炉上产生感应电流，正常发热。

在本方案中，在锅底外表面设有导磁层，铝和/或铝合金粉末密度小，熔点低，塑性强，通过冷喷涂工艺，不容易对脆性的陶瓷、玻璃或石材造成冲蚀，不容易造成导磁层无法附着的情况，工艺简单且制得的导磁层均匀，致密性好，导磁寿命久。并且铝和/或铝合金材料成本低，能够有效降低生产成本。

在锅底的外表面形成导磁层12之前，可以采用喷砂工艺使得锅底的外表面粗糙化，可选地，锅底外表面粗糙度ra可以达到3um～5um。表面粗糙度ra为轮廓算术平均偏差。将粗糙度控制在该范围内，涂层能够具有较好的致密性，不易脱落，粗糙度过小或过大，容易导致涂层结合力差，易脱落。

可选地，锅底外表面粗糙度ra可以为3um、3.5um、4um、4.5um、5um，能够有效提高导磁层12与锅底11的结合力。当然，锅底11外表面粗糙度ra还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。

需要说明的是，冷喷涂技术，又称为气体动力喷涂技术，是指当具有一定塑性的高速固态粒子与基体碰撞后，经过强烈的塑性变形而发生沉积形成涂层的方法。冷喷涂技术不同于传统热喷涂(超速火焰喷涂，等离子喷涂，爆炸喷涂等传统热喷涂)，它不需要将喷涂的金属粒子融化，冷喷涂采用压缩空气加速金属粒子到零界速度，经喷嘴喷出，金属粒子直击到基体表面后发生物理形变。金属粒子撞扁在基体表面并牢固附着，整个过程金属粒子没有被融化，喷涂基体表面产生的温度不会超过150℃。

冷喷涂技术根据压缩空气的压力不同，包括高压冷喷涂和低压冷喷涂，其中，高压冷喷涂使用的压缩空气为15个大气压以上，低压冷喷涂使用的压缩空气为10个大气压以下。

若导磁层12的材质为铁磁性金属粉末时，由于其密度大，熔点高，塑性弱，采用冷喷涂时只能采用高压冷喷涂，相比于低压冷喷涂，其噪声大，设备成本高，并且消耗的工作气体量与粉末量较大，喷涂效果差。

在具体实施例中，导磁层12的材质为铝和/或铝合金，并且采用低压冷喷涂工艺形成所述导磁层12。导磁层12的厚度为50um～600um。可以理解地，导磁层12厚度小于50um时，工艺上难以处理，而且可能无法导磁或磁感应效率极低，导磁层厚度大于600um时，成本增加，也容易造成导磁层内应力过大，在使用过程中带来导磁层崩裂的风险。

可选地，导磁层12的厚度可以为50um、100um、200um、300um、400um、500um或600um。优选地，导磁层12的厚度为200um。当然，导磁层12的厚度还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。

作为优选地，在一实施例中，采用冷喷涂工艺形成导磁层12，其中冷喷涂处理的条件包括：工作气体：空气、氦气或氮气；喷涂压力：0.1mpa～0.6mpa；喷涂温度：300℃～650℃；送粉速度：3kg/h～10kg/h；喷涂距离：10mm～50mm，形成厚度为50um～600um的导磁层。

冷喷涂时，铝或铝合金的粉末粒径：1um～50um；或者，所述铝和所述铝合金的混合粉末粒径为1um～50um。可以理解地，采用较小粒度的金属粉末有利于提高涂层的致密性和结合力，如果粉末粒度过高，容易导致涂层表面粗糙，涂层致密性较差等问题。

进一步地，导磁层12的孔隙率为0.5％～2％，极小的孔隙率，使得导磁层12具有高致密度、不易脱落。可选地，导磁层12的孔隙率可以为0.5％、1.0％、1.2％、1.5％、1.8％、2％。

在一种实施方式中，在冷喷涂之前，对所述锅底的外表面进行喷砂处理，所述锅底外表面的粗糙度ra为3um～5um。

在上述方案中，通过喷砂处理，使得锅体的外表面粗糙化，从而提高涂层与锅体之间的结合力，避免涂层在使用过程中崩裂、脱落。为了提高烹饪炊具的使用寿命，所述烹饪炊具还包括形成于所述导磁层12外表面上的防护层13，所述防护层13的材料为耐高温有机涂料。例如可以是高温防锈漆、耐高温涂料等等。在上述方案中，通过设置防护层13，能够有效防止脏污进入导磁层内，防止导磁层生锈，提高整个炊具的耐腐蚀性、表面硬度和使用寿命。

在其他实施方式中，防护层13的材料也可以是陶瓷涂料，从而使得整个炊具外表面更容易清洁。

防护层13也可以采用喷涂工艺或熔射工艺。

防护层13的厚度为20um～50um，可以理解地，防护层13厚度过厚，在使用过程中防护层13容易脱落，防护层13厚度过薄，不容易形成膜层，防锈防蚀能力差。

可选地，防护层13的厚度可以为20um、30um、40um、50um，优选地，防护层13的厚度可以为30um，膜层形成速度快，膜层粗糙度适宜，不易脱落，且能够对防滑层12起到较好的防护作用，避免烹饪器具过于笨重。当然，防护层13的厚度还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。

为了更好体现本申请烹饪器具的导磁层与基材有较好的结合力，能够提高炊具的使用寿命，做了下述测试。实施例1：

首先，以陶瓷材料制成的锅体为例，对锅底的外表面进行喷砂处理和脱油脱脂处理，使得锅底的外表面的粗糙度ra达到3～5um；

取铝粉(粉末粒径为1～50um)并采用低压冷喷涂工艺在锅底的外表面形成厚度为200um的导磁层12；所制备的陶瓷炊具记为s1。

实施例2：

与实施例1不同的是：

取铝镁合金粉末(粉末粒径为1～50um)并采用低压冷喷涂工艺在锅底的外表面形成厚度为100um的导磁层12，所制备的陶瓷炊具记为s2。

实施例3：

与实施例1不同的是：

取铝镁合金与铝锌合金的混合粉末(粉末粒径为1～50um)并采用低压冷喷涂工艺在锅底的外表面形成厚度为300um的导磁层12，所制备的陶瓷炊具记为s3。

实施例4：

与实施例1不同的是：

取铝粉与铝镁合金粉的混合粉末(粉末粒径为1～50um)并采用低压冷喷涂工艺在锅底的外表面形成厚度为200um的导磁层12,所制备的陶瓷炊具记为s4。

对比例1

与实施例1不同的是：

取铁粉(粉末粒径为1～50um)并采用等离子喷涂法在锅底的外表面形成厚度为200um的导磁层12,所制备的陶瓷炊具记为d1。

对比例2

与实施例1不同的是：

取铁粉(粉末粒径为1～50um)并采用高压冷喷涂工艺在锅底的外表面进行喷涂；其中，高压冷喷涂工艺的条件包括：工作气体为氮气；喷涂压力：1～3mpa；喷涂温度：500～700℃；送粉速度：5～15kg/h；喷涂距离：20～50mm；所制备的陶瓷炊具记为d2。

测试：

将实施例1至4，以及对比例1至2所制备的陶瓷炊具进行涂层结合力、孔隙率及导磁性能的测试。

涂层结合力测试：参照g98642-88中涂层结合力测定方法，结果见表1。

导磁性能测试：用标准电磁炉测量炊具导磁层的初始发热功率，并在陶瓷炊具在家用电磁炉2100w使用100h后，再次使用标准电磁炉测量炊具的导磁层的发热功率，计算发热功率损耗率。

孔隙率测试：

材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分比。

表1、各个实施例测试结果统计表

通过表1的结果可以看出，根据本申请实施例1～4所制备的陶瓷炊具，通过在锅底外表面设有铝和/或铝合金材质的导磁层，导磁层与锅体结合强度高，导磁性能好，导磁层具有高致密性，在喷涂过程中不易对陶瓷基材造成冲蚀，形成的导磁层不易脱落。在使用过程中，能够有效防止导磁层崩落、烧蚀，从而提高烹饪炊具的使用寿命。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，凡在本申请的精神和原则下，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围内。