一种用于不粘锅的铝合金材料、铝合金不粘锅及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铝合金材料，尤其涉及一种用于不粘锅的铝合金材料；本发明还 涉及一种铝合金不粘锅，尤其涉及一种耐磨耐划的铝合金不粘锅；本发明还涉及一种铝合 金不粘锅的制备方法。
【背景技术】
[0002] 锅是家家户户必备的厨房炊具用品，锅类产品主要有铝锅、不锈钢锅、铁搪瓷锅、 铁锅和不粘锅，这些锅各有优缺点，其中不粘锅的优点最为突出，"不粘锅"的问世给人们的 生活带来了很大的方便，不仅易清洗，还可轻松煎、炒食物而不粘底。现有技术中的不粘锅 一般为平底，大多采用喷砂的方法进行不粘层喷涂的表面处理，这种处理方法不仅使表面 的不粘层容易划伤、脱落和磨损，进而使得不粘层使用寿命较短，且不粘涂层中用聚四氟乙 烯，利用其强疏水性以及低摩擦系数的特点，来实现食物不粘的要求。
[0003] 但是这种不粘锅也有一些缺陷：第一、聚四氟乙烯涂层耐磨性差，容易脱落和损 害，而且一旦不粘浆料脱落，就会导致不粘性能的大大降低；第二、聚四氟乙烯容易在烹饪 的过程中会发生软化，尤其是当其温度超过250°C，其寿命会极大减少；第三、长期使用这 种不粘锅可能会释放对人体有害的全氟辛酸铵。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种耐磨耐划 的用于不粘锅的铝合金材料。
[0005] 本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种耐磨耐划 的铝合金不粘锅。
[0006] 本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种铝合金不 粘锅的制备方法，其制备的铝合金不粘锅耐磨、耐划性优。
[0007] 本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于不粘锅的铝合金 材料，包括如下重量百分比的化学成分：Cu0.08~0.3%，Ti0.2~0.4%，Mg0.02~ 0.04%，Mn0.6 ~0.8%，Fe0.4 ~0.6%，Si0.3 ~0.6%，Zn0? 1 ~0.2%，Ni0.02 ~ 0? 05%，Sc0? 1 ~0? 25%，Co0? 05 ~0? 12%，Sm0? 05 ~0? 1%，C< 0? 02%，P< 0? 02%， S<0? 01%，N0? 001%~0? 01%，余量为Al和杂质元素。
[0008] Cu具有通过使杂质粒微细化而形成致密的锈层从而使铝材的耐候性提高的效果。 Cu具有通过使杂质粒微细化而形成致密的锈层从而使铝材的耐候性提高的效果。不仅如 此，Cu元素可以与Al、Ti形成金属间化合物如Al-Cu系结晶物，Ti-Cu系化合物，可以弥补 耐磨性和耐热性。Cu和Ni形成金属间的化合物可以弥补耐磨性和耐热粘着性。另外。通 过添加Cu和Ni，使铝合金材料即使再高温状态，仍然能够抑制硬度的降低，可以得到优异 的抗软化性。而且在金属组织方面，Si、Mn和Ni粒子设置在规定的范围可以得到优异的耐 磨性，尤其是Si元素通过共晶Si和初晶Si的分别而提高了耐磨性、耐热粘着性。
[0009] Ti和Cu形成的化合物主要有Ti2Cu3、TiCu和Ti2Cu,上述化合物均具有较高的结 晶点，可作为非自发形核，从而细化组织和晶粒。Ti和Al也可以形成TiAl3，组织由未变质 时长板条树枝状变为短片状，并伴有等轴晶的倾向，组织细化的效果最好，力学性能最高， 强度和塑性的指标均有显著的增加。
[0010] Co会和Sm-起作用，不仅可以细化晶粒，抑制晶粒长大的作用，净化晶界组织，使 稀土富集在晶界中，合金以枝状方式生长，产生较多的结晶中心，改变杂质的分布及形态。
[0011] Sc和Al共同作用，Sc和AL会形成很多化合物如ScA13、ScA12、ScAl等，由于Sc在 所有稀土元素中原子半径是最小的，主要的合金质点ScAl3，熔点高且与Al的距离较近，因 此在结晶过程中容易形成过饱和的固溶体，在加热和挤压过程中容易析出共格的3(^1 3质 点，因而能强烈抑制再结晶过程和提高合金的稳定性。
[0012] Mn和Fe在铝合金中通过结晶出Al-Mn、Al-Fe-Mn-Si、Al-Fe-Si等粒子提高耐磨 性和耐热的粘着性。Mn的含量在0. 6-0. 8%之间，同时Fe的含量在0. 4-0. 6%之间能够得 到较好的上述效果。
[0013] 本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种铝合金不粘锅，所述 铝合金不粘锅由上述的铝合金材料制备而成。
[0014] 优选的，所述铝合金不粘锅的表面涂覆有不粘涂层，制备所述不粘涂层所需的原 料包括如下重量份数的组分：
[0015]
[0016] 优选的，所述表面活性剂为异十三醇聚氧乙烯醚。
[0017] 优选的，所述交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
[0018] 本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种铝合金不粘锅的制备 方法，包括如下步骤：
[0019] (1)铸造成型；根据铝合金材料中化学成分的配比，计算并称量所需的原料，所述 原料混合、熔炼、压铸成型，制得锅坯；
[0020] (2)预处理；对所述锅坯的表面依次进行第一次清洗、抛丸、喷砂、第二次清洗，制 得第一锅体；
[0021] (3)涂层处理；在所述第一锅体的表面涂覆不粘涂层，制得铝合金不粘锅。
[0022] 优选的，步骤（2)中，所述第一次清洗的过程为，先使用pH= 10~11的碱性清洗 液对所述锅坯的表面清洗2~3min，再用50~60°C的热水清洗1~2min;
[0023] 优选的，步骤（2)中，对所述锅坯的表面进行抛丸处理的时间为10~20min;
[0024] 优选的，步骤（2)中，对所述锅坯的表面进行喷砂处理时，压缩空气的压力为 0? 3~0? 5MPa，喷砂的粗糙度为3~5ym;
[0025] 优选的，步骤（2)中，对所述锅坯的表面进行第二次清洗的过程为，先用70~80°C 的pH= 10~11的碱液清洗2~3min;然后用60~70°C的pH= 9~10的碱液清洗2~ 3min;而后用50~60°C的热水清洗1~2min;再用冷却水清洗1~2min，最后高压风吹 10~20s，制得第一锅体。
[0026] 优选的，步骤（2)中，对所述锅坯的表面进行抛丸处理所需的抛丸磨料包括如下 重量百分比的化学组分：Fe5%，Mg4%，Ti4%，Si3%，B0. 3%，余量为铝及非金属元 素。
[0027] 优选的，步骤（2)中，按质量计，对所述锅坯的表面进行喷砂处理所需的砂子中， 氧化铝：碳化硼=1 : 2~3。
[0028] 优选的，步骤（3)中，涂覆所述不粘涂层所需的浆料包括如下重量份数的原料：
[0029]
[0030] 优选的，所述表面活性剂为异十三醇聚氧乙烯醚；
[0031] 优选的，所述交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷；
[0032] 优选的，所述浆料的制备方法为：按照配比将所述表面活性剂加入至去离子水中， 加热预溶，在搅拌的同时按配比分别加入水溶性聚氨酯改性环氧树脂、聚酰亚胺和交联剂， 保温2~3h，降温至室温，制得浆料；
[0033] 优选的，所述加热预溶的温度为80~90°C;
[0034] 优选的，搅拌的速度为300~500转/min。
[0035] 与现有技术相比，本发明的优点在于：通过优化本铝合金材料的化学组分及其含 量，使得本铝合金材料具有较优的力学性能，尤其是耐磨性和耐划性得到了显著提高。由本 铝合金材料制成的不粘锅也具有较优的耐磨性和耐划性；另外，本铝合金不粘锅的表面涂 覆了一层不粘涂层，与现有的聚四氟乙烯涂层相比，本不粘涂层更加环保，且对人体无害。
【具体实施方式】
[0036] 以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。
[0037] 实施例1
[0038] 本实施例的铝合金材料，包括如下重量分数的化学成分：Cu0. 3%，Ti0. 2%， Mg0. 03%,Mn0. 65%,Fe0. 4-0.6%,Si0. 45%,Zn0. 15%,Ni0. 04%,Sc0. 15%,Co 0? 06%，Sm0? 07%，C< 0? 02%，P< 0? 02%，S< 0? 01%，N0? 001%~0? 01%，余量为A