等離子不粘鍋及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廚房用具領(lǐng)域，尤其是涉及一種等離子不粘鍋及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋是廚房常用的烹飪工具。為了方便清洗和燒制菜肴，越來越多的人使用不粘鍋，但現(xiàn)有的不粘鍋存在諸多缺陷，如目前壓鑄鍋體需進(jìn)行多次壓鑄，才能成型，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率低；又如中國專利CN102871529公開了一種具有硬質(zhì)表面的鋁合金不粘鍋及其加工工藝，其操作過程為成型一精車一氧化一噴涂一燒結(jié)，其精車操作只對鍋體進(jìn)行簡單的清洗，無法徹底清除制造過程中攜帶的油污和毛刺，雖然現(xiàn)有技術(shù)中雖有部分除油、清洗操作，但其由于步驟不合理及配置液體效果不佳等原因均無法達(dá)到很好的去油和去毛刺的效果，影響鍋體后期的使用效果和安全；且其制膜過程的溫度較高，氧化之后就進(jìn)行噴漆和燒結(jié)操作，影響制膜的速度和制成膜體的使用效果。
[0003]再者，現(xiàn)有鋁合金不粘鍋存在諸多缺陷，如由于鋁合金基材較軟，在鋁合金上噴涂一層更軟的不粘涂層。在實(shí)際使用中，由于涂層和基材都較軟，難以抵抗磨損，抗刮耐磨性能極差；后經(jīng)過改良，增加了鋁合金硬質(zhì)氧化技術(shù)，氧化膜硬度達(dá)到400HV (裸鋁硬度為250HV)，適當(dāng)提高了基材硬度，提高整體的抗刮耐磨性能。但相對來說，硬質(zhì)氧化硬度相對于我們家庭日常使用的鐵鏟，炒田螺等較硬物質(zhì)時(shí)，還是難以抵擋。通過實(shí)驗(yàn)方法，硬質(zhì)氧化涂層坎具，用鐵鏟炒田螺，15分鐘后就可視明顯劃傷。而后行業(yè)內(nèi)有人員就嘗試在鋁基材上通過等離子技術(shù)噴涂一層陶瓷涂層來提高硬度，因?yàn)榈入x子陶瓷涂層具有硬度極高(硬度達(dá)到1800HV)和高耐腐蝕效果；但該工藝存在兩個(gè)致命問題，一是等離子陶瓷氧化物層太脆，結(jié)合到鋁基材上存在脆性強(qiáng)，用鐵鏟撞擊容易崩裂；二是等離子層與不粘涂層結(jié)合力太差，等離子層非常致密，與PTFE涂層根本無法有效結(jié)合，涂層噴上去后使用壽命反而更短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐刮耐磨的等離子不粘鍋及其制造方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種等離子不粘鍋，包括鍋體和涂覆于鍋體的不粘涂層，所述不粘涂層與鍋體之間設(shè)有等離子層，該等離子層包括涂覆于鍋體表面的MCrALY層和涂覆于所述MCrALY層外的混合物層，該混合物層由MCrALY顆粒和金屬氧化物顆粒構(gòu)成。MCrALY層的韌性較好，粘接力強(qiáng)，與基材之間易結(jié)合，且結(jié)合后的牢固度高，很好地充當(dāng)了一個(gè)緩沖的作用，為后續(xù)涂覆混合物層做好基礎(chǔ)；而混合物層融合了MCrALY顆粒和金屬氧化物顆粒，具有更強(qiáng)的硬度和脆性，大大提升了鍋體表面的硬度和耐磨性能；通過MCrALY層的緩沖作用，混合物層在保證高硬度和脆度的情況下，與MCrALY層實(shí)現(xiàn)牢固可靠的持久粘接。
[0006]進(jìn)一步的，所述MCrALY層和混合物層之間還設(shè)有緩沖層，該緩沖層由70_80%的MCrALY和20-30%的金屬氧化物顆?；旌隙?。緩沖層的設(shè)置，產(chǎn)生更緩慢的過渡和緩沖作用，更加有利于提高各涂層之間的粘接力和持久性，進(jìn)一步提高了整個(gè)等離子涂層的硬度和厚度，將鍋體整體的耐磨性和硬度調(diào)試到最佳狀態(tài)。
[0007]作為優(yōu)選，所述混合物層由40-50%的MCrALY顆粒和50_60%的金屬氧化物顆?；旌隙桑辉摫壤钆湫纬傻牡入x子涂層，兼具了最佳表面硬度和最佳附著力。50-60%金屬氧化物在表層，起到了主要硬度支撐作用，硬度達(dá)到1800-2000HV ;若含量低于50%，覆蓋率不夠，硬度不夠；含量高于60%，則會(huì)出現(xiàn)局部堆積，導(dǎo)致過脆。經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該范圍下的MCrALY和金屬氧化物的混合為最佳分布。
[0008]本發(fā)明還公開了一種等離子不粘鍋的制造方法，其包括如下步驟:
(1)成型；
(2)除油:除去鍋體表面的油污和氧化皮并吹干；
(3)熱覆底；
(4)清洗鍋體，吹干；
(5)噴砂:用20#與46#混合的棕剛玉對鍋體表面進(jìn)行噴砂處理，使鍋體表面粗糙度達(dá)到Ra=7.0-10.0ym ;該粗糙度可以使30-60 μm等離子涂層具有最佳的附著力；
(6)預(yù)熱，將鍋體加熱到220-280°C;該溫度下預(yù)熱，使得鋁基材軟化，軟化后的基材與等離子層更好地粘結(jié)、融合在一起，相比穩(wěn)態(tài)下的基材，軟化后的基材具有更好的融合性和吸附性；
(7)噴涂等離子層:用由直流電驅(qū)動(dòng)的等離子電弧作為熱源，將粉末狀的MCrALY顆粒加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并以150m/s的速度噴向鍋體表面而形成附著牢固的MCrALY層；然后將粉末狀的MCrALY顆粒和金屬氧化物顆粒的混合物加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并以150m/s的速度噴向鍋體表面而形成附著于MCrALY層外的混合物層；
(8)打底層噴涂:待噴涂完等離子層后，采用改型樹脂涂料噴涂鍋體內(nèi)表面，在120-280°C下烘烤5-10分鐘，形成厚度為3_5 μπι的打底層；該打底層可與等離子層非?？煽康卣辰?；
(9)內(nèi)噴涂:在鍋體內(nèi)表面噴涂PTFE涂料，在380-440°C下烘烤10分鐘，形成厚度為30-45 ym的PTFE涂料層。通過在等離子層外噴涂一層特殊材質(zhì)的打底層，該打底層不僅可與等離子層有效粘合，還可以與PTFE涂料可靠地粘接，有效解決了 PTFE涂料易脫落的問題，保證了不粘鍋的使用壽命。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟(7 )中，所述混合物層由40-50%的MCrALY顆粒和50_60%的金屬氧化物顆粒混合而成。該配比下的混合物層具有最優(yōu)的表面粗糙度，提高不粘性。
[0010]作為優(yōu)選，所述步驟(7)中在MCrALY層與混合物層之間噴涂一層緩沖層，該緩沖層由70-80%的MCrALY顆粒和20-30%的金屬氧化物顆?；旌隙?。
[0011]進(jìn)一步的，所述金屬氧化物選自氧化鋁、氧化錯(cuò)、氧化鈦、氧化絡(luò)、氮化鈦、MCrALY中的一種或幾種的混合，所述MCrALY和金屬氧化物的顆粒粒徑為60-80 μπι。
[0012]作為優(yōu)選，所述步驟(7)中等離子層的噴涂厚度為30-60 μπι，粗糙度范圍為:Ra=10-15ym, Rz=50-70 ym。該數(shù)值下實(shí)現(xiàn)了最佳表面粗糙度，該粗糙度可增強(qiáng)PTFE涂料與等離子噴涂的混合物層的牢固性，同時(shí)在表面形成微觀的波峰波谷表面，在烹飪過程中，此種波峰波谷結(jié)構(gòu)可有效抵抗外來物的刮擦；實(shí)現(xiàn)20%的波峰與食物接觸，80%的涂層被有效的保護(hù)，極大延長不粘涂層的使用壽命和持久不粘性能。
[0013]作為優(yōu)選，所述步驟(7 )中，等離子層的噴涂電流為400-800A，電壓為25-45V，送粉量為50-80g/min，噴涂距離為10_20mm，噴涂時(shí)間為90_120s。
[0014]本等離子不粘鍋，成型操作利用4800噸壓力一次成型，成型效果好，效率高，表面更平整使鍋體受熱更均勻，傳熱更快；而在成型操作后設(shè)置除油操作，該設(shè)置的濃度為5%的脫脂粉可快速溶解鍋體表面的油脂，除油徹底，速度快，然后用拋光劑清洗，即可對堿性液體進(jìn)行中和，又可對鍋體表面進(jìn)行拋光處理；而熱覆底可在鍋體底面再增加一層保護(hù)層，增強(qiáng)鍋體的牢固性和使用壽命，在熱覆底后增加再次清洗操作，用氫氧化鈉對鍋體進(jìn)行清洗，在用稀硝酸對鍋體表面的氫氧化鈉進(jìn)行中和清洗，而該設(shè)置對氫氧化鈉的濃度、溫度及PH值進(jìn)行了設(shè)定，使氫氧化鈉的去污效果最好，最快，更少的氫氧化鈉使用量，更好的去污效果，且節(jié)約了成本，而無需很多的稀硝酸即可去除氫氧化鈉，且稀硝酸對氫氧化鈉的中和效果好；
噴砂操作可使鍋體表面達(dá)到一定的粗糙度提高固體的附著力和耐磨力，且可使鍋體表面形成微觀的波峰波谷表面；使鍋體的牢固性和抗疲勞性能更高；且鍋體經(jīng)等離子噴涂形成的表面層硬度可達(dá)到1500-2000HV，相比之前的氧化膜硬度提高了 3-4倍，進(jìn)一步增強(qiáng)鍋體的耐久性，同時(shí)耐酸、耐堿及耐鹽水能力都比氧化膜提升2倍以上；且噴涂的PTFE涂料，由于打底層的過渡作用，突破了現(xiàn)有技術(shù)難題，不僅可以與等離子層持久地粘接，而且只需要噴涂很薄的一層即可實(shí)現(xiàn)非常好的不粘附性能；短時(shí)間鍋體可以耐高溫到300°C，一般在240?260°C之間可以連續(xù)使用，有顯著的熱穩(wěn)定性，在高溫下不融化，在冷凍的溫度下不脆化；可使鍋體表面具有不沾水和油污，如粘有少量的污垢，簡單的擦拭也可以去除干凈；不受藥品和其他化學(xué)藥品的侵蝕；即使涂料脫落，由于等離子涂層的粗糙度設(shè)置，也只是在波峰尖點(diǎn)位置造成斷層破損，不會(huì)牽連到其他區(qū)域，保持其他區(qū)域涂層的完整性.綜上所述，本發(fā)明制得的等離子不粘鍋具有顯著的熱穩(wěn)定性和不粘性，鍋體硬度高，不粘涂層不易脫落，耐磨損時(shí)間長，使用壽命明顯提高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的A處放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0018]如圖1、2所示，圖2中各涂層表示的厚度并非實(shí)際比例，是為了便于理解而做出放大；一種等離子不粘鍋，包括鍋體I和涂覆于鍋體的不粘涂層11，所述不粘涂層11與鍋體之間設(shè)有等離子層2，該等離子層包括涂覆于鍋體I表面的MCrALY層21和涂覆于所述MCrALY層21外的混合物層22，該混合物層由MCrALY顆粒和金屬氧化物顆粒構(gòu)成。通過在不粘涂層與鍋體之間設(shè)置了特殊的等離子層，使得鍋體表面硬度明顯提高；該等離子層為雙層結(jié)構(gòu)，由MCrALY顆粒構(gòu)成的MCrALY層與鍋體基材相粘接，其具有較強(qiáng)韌性，與基材粘接力強(qiáng)；混合物層由MCrALY顆粒和金屬氧化物顆?；旌隙?，其具有更強(qiáng)的硬度，通過MCrALY層的過渡和銜接作用，混合物層可以牢固的附著于基材上。
[0019]為了更好的提高個(gè)涂層的粘接力度和耐磨性，在所述MCrALY層21和混合物層22之間再噴涂一層緩沖層23，該緩沖層由70-80%的MCrALY和20-30%的金屬氧化物顆?；旌隙桑彌_層起到一個(gè)承接的作用，形成一個(gè)很好的過渡作用，保證了整個(gè)等離子層再最優(yōu)的厚度下，具有最優(yōu)的硬度和粘接力；
具體的，所述混合物層22由40-50%的MCrALY顆粒和50-60%的金屬氧化物顆?；旌蟫fn 。
[0020]所述的等離子不粘鍋的制備方法如下，
Cl)成型，利用4800噸壓力將鍋體一次壓鑄成型；質(zhì)地致密，比普通拉升鍋受熱更均勻，傳熱更快，真正無油煙。
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