用于食品接觸加工的鎂合金、制造方法及用途
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于食品接觸加工的鎂合金、制造方法和用途，所述鎂合金中的組分的重量比為：Zn為1.0-6.0%，Zr為0.02-2%，Ca為0.2-2%，Sn≤15%，余量為鎂。本發(fā)明的鎂合金因?yàn)樵谌蹮掃^(guò)程中通過(guò)控制加入的合金元素，使其具有合適的加工強(qiáng)度與優(yōu)良的塑性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于食品接觸加工的鎂合金、制造方法及用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)炊具的鎂合金，尤其涉及一種用于食品接觸加工的鎂合 金、制造方法和用途。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的炊具制品多使用不銹鋼或者鋁合金等材料，因?yàn)槠鋵?dǎo)熱性能較好，但這兩 種材料中都含有對(duì)人體有害的成分，為了防止鋁和重金屬等元素對(duì)人體的損害，通常要通 過(guò)涂層或其它方式將鍋體的包裹起來(lái)，不僅增加了加工成本，更關(guān)鍵的是還不能完全杜絕 使用過(guò)程中有害元素的進(jìn)入食品中。
[0003] 鎂（Mg)是人體必需的宏量元素，原子序數(shù)為12,原子量為24. 32.鎂是人體第四 位、細(xì)胞內(nèi)第二豐富的陽(yáng)離子，并調(diào)節(jié)西博內(nèi)外鉀、鈉、鈣的重要離子。在生命過(guò)程中促進(jìn)骨 及細(xì)胞形成，人體60%的沒(méi)儲(chǔ)存于骨骼和牙齒中，所有膜的結(jié)構(gòu)均少不了鎂離子的參與。酶 催化或激活機(jī)體325種酶系，只要一種酶的生成和活性受限，便會(huì)引起代謝疾病。鎂（Mg) 參與體內(nèi)所有能量代謝，并且在能量的輸送、儲(chǔ)存以及利用中的關(guān)鍵的元素。在體內(nèi)三大代 謝中通過(guò)調(diào)節(jié)核糖體DNA及RNA的結(jié)構(gòu)而對(duì)蛋白質(zhì)的合成起關(guān)鍵作用；在蛋白質(zhì)分解為氨 基酸的過(guò)程中也離不開(kāi)鎂；糖酵解、三羧循環(huán)、核酸的合成中都需要鎂。在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和 膜的結(jié)構(gòu)中鎂也起來(lái)及重要的作用。
[0004] 鎂合金作為一種新材料，具有重量輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能良好等特點(diǎn)，但是現(xiàn)有的 工業(yè)用鎂合金因?yàn)楹X或者對(duì)人體有害之元素，且塑性較差，無(wú)法直接用于炊具的生產(chǎn)加 工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于食品接觸加工的鎂合金、制 造方法及用途，對(duì)人體無(wú)損害，并使具有足夠的加工強(qiáng)度和優(yōu)良的塑性。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種用于食品接觸加工的鎂合金，所述 鎂合金中的組分的重量比為：Zn為1. 0-6. 0%，Zr為0. 02-2%，Ca為0. 2-2%，Sn彡15%，余量 為鎂。
[0007] 進(jìn)一步的，所述鎂合金中的組分的重量比為：Zn為3. 5-5%，Zr為0. 8-1. 5%，Ca為 0. 9-1. 5%，Sn 為 0. 001-7%，余量為鎂。
[0008] 進(jìn)一步的，所述鎂合金中的組分的重量比為：Zn為3%，Zr為0. 1%，Ca為0. 2%， Sn5%，余量為鎂。
[0009] 第二方面，本發(fā)明提供了一種用于制造上述鎂合金的方法，所述方法包括：
[0010] 將坩堝預(yù)熱并在爐底鋪溶劑；
[0011] 加入鎂錠進(jìn)行熔化；
[0012] 當(dāng)溫度達(dá)到710-740°C時(shí)，加入鋅、鋯、鈣、錫，形成合金液，并攪拌均勻；
[0013] 在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡面；
[0014] 當(dāng)溫度降至670-710°C澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
[0015] 進(jìn)一步的，所述將坩堝預(yù)熱并在爐底鋪溶劑具體為，將坩堝預(yù)熱至暗紅色并在爐 底鋪2號(hào)溶劑。
[0016] 進(jìn)一步的，所述加入鎂錠進(jìn)行熔化后還包括通入保護(hù)氣體。
[0017] 進(jìn)一步的，所述在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡面后還包括：在所述 坩堝的上、中、下部分別取樣并分析合金成分。
[0018] 進(jìn)一步的，所述澆鑄成鎂合金棒錠或坯具體為，利用半連續(xù)鑄造機(jī)或者連續(xù)鑄造 機(jī)澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
[0019] 第三方面，本發(fā)明提供了一種用于食品接觸加工的鎂合金炊具，所述炊具的材質(zhì) 為上述任一鎂合金。
[0020] 本發(fā)明的鎂合金在熔煉過(guò)程中通過(guò)控制加入的合金元素，使其具有合適的強(qiáng)度與 優(yōu)良的塑性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明用于食品接觸加工的鎂合金的制造方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023] 堿土金屬指IIA族的所有元素，共計(jì)鈹（Be)、鎂（Mg)、鈣（Ca)、鍶（Sr)、鋇（Ba)、擂 (Ra)六種，堿土金屬在自然界均有存在，其單質(zhì)為灰色至銀白色金屬，硬度比堿金屬略大， 導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力好，容易同空氣中的氧氣、水蒸氣、二氧化碳作用，在表面形成氧化物和碳酸 鹽。
[0024] 鎂是人體所必須的宏量元素之一，在人體的含量?jī)H次于鈣、鈉、鉀，排名第四位，同 時(shí)接也是人體細(xì)胞內(nèi)排名第二位的陽(yáng)離子。接參與人體內(nèi)所有能量代謝，DNA的合成和降 解均需要接參與，是人體內(nèi)細(xì)胞新陳代謝過(guò)程中325種酶的激活劑。在醫(yī)學(xué)界鎂被稱作是 心臟的保護(hù)神，接在預(yù)防和治療心血管疾病中起著重要的作用，長(zhǎng)期以來(lái)臨床醫(yī)生利用鎂 劑搶救各種類(lèi)型的心律失常、重癥高血壓、急性心肌梗死伴心力衰竭的患者。鎂還能降低血 脂，加快體內(nèi)脂肪的氧化燃燒，因此對(duì)預(yù)防肥胖相關(guān)疾病有重要作用。
[0025] 鎂被稱為"抗疲勞的礦物質(zhì)"。鎂對(duì)大腦具有鎮(zhèn)靜作用，能消除緊張心理，減輕壓 力，解除焦躁。免疫反應(yīng)的許多方面都有鎂的參與，鎂參與免疫球蛋白的合成及參與激活補(bǔ) 休調(diào)節(jié)吞噬細(xì)胞的吞噬功能、調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞的成熟和功能，鎂缺乏可引起炎癥反應(yīng)。
[0026] 鎂與鈣是一對(duì)雙胞胎兄弟，鈣的吸收離不開(kāi)鎂，沒(méi)有足夠的鎂，鈣進(jìn)入軟組織會(huì)引 起一種關(guān)節(jié)炎，還影響血液和骨酷對(duì)鈣的吸收，適量的鏡攝入可以解決缺鈣的問(wèn)題。
[0027] 而本發(fā)明的種食品接觸材料就是一種用于食品接觸加工的鎂合金，所述鎂合金中 的組分的重量比為Zn為1. 0-6. 0%，Zr為0. 02-2%，Ca為0. 2-2%，Sn彡15%，余量為鎂。
[0028] 優(yōu)選的，所述鎂合金中的組分的重量比為：Zn為3. 5-5%，Zr為0. 8-1. 5%，Ca為 0. 9-1. 5%，Sn 為 0. 001-7%，余量為鎂。
[0029] 再優(yōu)選的，所述鎂合金中的組分的重量比為：Zn為3%，Zr為0. 1%，Ca為0. 2%， Sn5%，余量為鎂。
[0030] 本發(fā)明的鎂合金，因?yàn)榫哂刑囟ǖ挠猛?，即用?lái)加工炊具，因此是要和所加工的食 品直接接觸，所以必需嚴(yán)格控制重金屬的含量，如Pb、Cd、Cr、As、Ni。
[0031] 并且同樣要控制A1的含量，這是因?yàn)殇X元素對(duì)人體有害且極易溶于介質(zhì)。
[0032] 而Zr可以細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度和耐蝕性。Zn則可以保證一定的強(qiáng)度和硬度。Ca 可以使錠坯晶粒細(xì)化，并提高抗氧化性。
[0033] 所以本發(fā)明的鎂合金具有不小于180MPa的室溫抗拉強(qiáng)度〇 b、不小于l〇〇Mpa的屈 服強(qiáng)度σ 〇.2,以及不小于16%的延伸率。
[0034] 因此，可以利用本發(fā)明的鎂合金來(lái)制造炊具，可以直接用來(lái)進(jìn)行食品加工而對(duì)人 無(wú)毒無(wú)害，加工方便，具有良好的加工強(qiáng)度和優(yōu)良的塑性。
[0035] 此外，健康的人體大環(huán)境的ΡΗ值在7. 35到7. 45之間，弱堿性才能保持正常的生 理功能和物質(zhì)代謝；食物中所含的礦物質(zhì)呈現(xiàn)不同的酸堿性，鉀、鈣、鈉、鎂呈堿性，而磷、 氯、硫呈酸性；人體的酸性食品進(jìn)食過(guò)多，機(jī)體內(nèi)的堿性資源會(huì)不足，智慧的人體會(huì)根據(jù)食 物攝入量自動(dòng)平衡機(jī)體的酸堿度，隨著人們生活水平的提高，酸性食物攝入量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于堿 性食物，機(jī)體會(huì)將細(xì)胞內(nèi)外液中的鉀、鈉和骨骼上的鈣以及骨骼、體液中的鎂都調(diào)出來(lái)中和 酸，容易引發(fā)堿性元素缺失，進(jìn)而容易引發(fā)各種相關(guān)疾病。雖然鎂對(duì)人體健康的功效非常 大，但由于鎂原子是密排六方的晶體結(jié)構(gòu)，純鎂成型非常困難，所以一直沒(méi)有鎂合金制造的 炊具?，F(xiàn)有的鎂產(chǎn)品都是借助金屬鋁才能成型的鑲鋁合金，但鋁在人體內(nèi)容易形成沉積，影 響神經(jīng)系統(tǒng)。
[0036] 而本發(fā)明可以提供了一種可以熔煉出不含鋁且容易成型的鎂合金。由營(yíng)養(yǎng)元素鎂 和鋅合金而成的材料，由于鎂是堿土金屬，所以鎂鋅材質(zhì)為堿性。
[0037] 圖1為本發(fā)明用于食品接觸加工的鎂合金的制造方法的流程圖，如圖所示，本發(fā) 明具體包括如下步驟：
[0038] 步驟101，將坩堝預(yù)熱并在爐底鋪溶劑；
[0039] 步驟102,加入鎂錠進(jìn)行熔化；
[0040] 步驟103,當(dāng)溫度達(dá)到710-740°C時(shí)，加入鋅、鋯、鈣、錫，形成合金液，并攪拌均勻；
[0041] 步驟104,在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡面；
[0042] 步驟105,當(dāng)溫度降至670-710°C澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
[0043] 實(shí)施實(shí)例1
[0044] 本實(shí)施例中鎂合金中各組分的重量比為：Zn為4. 5%，Zr為0. 8%，Ca為0. 9%，Sn為 0.0001，余量為鎂。
[0045] 具體的，其中可能會(huì)包括不可除去的雜質(zhì)。
[0046] 具體加工方法為：將坩堝用溶劑清洗干凈并預(yù)熱至暗紅色，在爐底鋪適量2號(hào)溶 齊U (即鋇溶劑)，加入預(yù)熱后的鎂錠進(jìn)行熔化，并通入保護(hù)氣體。當(dāng)溫度達(dá)到710-740°C時(shí)， 加入鋅、鋯、鈣、錫，形成合金液，并攪拌均勻。在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡 面，例如20min，在坩堝上、中、下部取樣分析鎂合金成分，合格后，溫度降至670-7KTC用半 連續(xù)鑄造機(jī)或者連續(xù)鑄造機(jī)澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
[0047] 實(shí)施實(shí)例2
[0048] 本實(shí)施例中鎂合金中各組分的重量比為：Zn為3. 5%，Zr為1. 3%，Ca為1%，Sn為 1%，余量為鎂。
[0049] 具體的，其中可能會(huì)包括不可除去的雜質(zhì)。
[0050] 具體加工方法為：將坩堝用溶劑清洗干凈并預(yù)熱至暗紅色，在爐底鋪適量2號(hào)溶 齊U (即鋇溶劑)，加入預(yù)熱后的鎂錠進(jìn)行熔化，并通入保護(hù)氣體。當(dāng)溫度達(dá)到710-740°C時(shí)， 加入鋅、鋯、鈣、錫，形成合金液，并攪拌均勻。在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡 面，例如20min，在坩堝上、中、下部取樣分析鎂合金成分，合格后，溫度降至670-7KTC用半 連續(xù)鑄造機(jī)或者連續(xù)鑄造機(jī)澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
[0051] 實(shí)施實(shí)例3
[0052] 本實(shí)施例中鎂合金中各組分的重量比為：Zn為5%，Zr為1. 5%，Ca為1. 5%，Sn為 7%，余量為鎂。
[0053] 具體的，其中可能會(huì)包括不可除去的雜質(zhì)。
[0054] 具體加工方法為：將坩堝用溶劑清洗干凈并預(yù)熱至暗紅色，在爐底鋪適量2號(hào)溶 齊U (即鋇溶劑)，加入預(yù)熱后的鎂錠進(jìn)行熔化，并通入保護(hù)氣體。當(dāng)溫度達(dá)到710-740°C時(shí)， 加入鋅、鋯、鈣、錫，形成合金液，并攪拌均勻。在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡 面，例如20min，在坩堝上、中、下部取樣分析鎂合金成分，合格后，溫度降至670-7KTC用半 連續(xù)鑄造機(jī)或者連續(xù)鑄造機(jī)澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
[0055] 實(shí)施例4
[0056] 本實(shí)施例中鎂合金中各組分的重量比為：Zn為3%，Zr為0. 1%，Ca為0. 2%，Sn5%， 余量為鎂。
[0057] 具體的，其中可能會(huì)包括不可除去的雜質(zhì)。
[0058] 具體加工方法為：將坩堝用溶劑清洗干凈并預(yù)熱至暗紅色，在爐底鋪適量2號(hào)溶 齊U (即鋇溶劑)，加入預(yù)熱后的鎂錠進(jìn)行熔化，并通入保護(hù)氣體。當(dāng)溫度達(dá)到710-740°C時(shí)， 加入鋅、鋯、鈣、錫，形成合金液，并攪拌均勻。在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡 面，例如20min，在坩堝上、中、下部取樣分析鎂合金成分，合格后，溫度降至670-7KTC用半 連續(xù)鑄造機(jī)或者連續(xù)鑄造機(jī)澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
[0059] 試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的鎂合金不含對(duì)人體有害的元素，具有優(yōu)良的塑性，可 以很好的用于炊具的生產(chǎn)制造。
[0060] 以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步 詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于食品接觸加工的鎂合金，其特征在于，所述鎂合金中的組分的重量比為： Zn 為 L 0-6. 0%，Zr 為 0· 02-2%，Ca 為 0· 2-2%，Sn 彡 15%，余量為鎂。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金，其特征在于，所述鎂合金中的組分的重量比為：Zn為 3. 5-5%，Zr 為 0· 8-1. 5%，Ca 為 0· 9-1. 5%，Sn 為 0· 001-7%，余量為鎂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金，其特征在于，所述鎂合金中的組分的重量比為：Zn為 3%，Zr 為 0. 1%，Ca 為 0. 2%，Sn5%，余量為鎂。
4. 一種用于制造權(quán)利要求1一3任一鎂合金的方法，其特征在于，所述方法包括： 將坩堝預(yù)熱并在爐底鋪溶劑； 加入鎂錠進(jìn)行熔化； 當(dāng)溫度達(dá)到710-740°C時(shí)，加入鋅、鋯、鈣、錫，形成合金液，并攪拌均勻； 在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金液為鏡面； 當(dāng)溫度降至670-710°C澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將坩堝預(yù)熱并在爐底鋪溶劑具體為， 將坩堝預(yù)熱至暗紅色并在爐底鋪2號(hào)溶劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述加入鎂錠進(jìn)行熔化后還包括通入保 護(hù)氣體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述在720-750°C下進(jìn)行精煉至所述合金 液為鏡面后還包括：在所述坩堝的上、中、下部分別取樣并分析合金成分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述澆鑄成鎂合金棒錠或坯具體為，利用 半連續(xù)鑄造機(jī)或者連續(xù)鑄造機(jī)澆鑄成鎂合金棒錠或坯。
9. 一種用于食品接觸加工的鎂合金炊具，其特征在于，所述炊具的材質(zhì)為權(quán)利要求 1一 3的任一鎂合金。
【文檔編號(hào)】C22C1/02GK104120319SQ201410074650
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】郭笑飛, 呂曉華, 呂艷東 申請(qǐng)人:北京鼎盛泰來(lái)科貿(mào)有限公司