一種耐磨涂層不粘鍋制造技術

本發明專利技術涉及一種金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋，包括鍋體以及位于鍋內表面的石墨層和金屬陶瓷涂層，所述金屬陶瓷層包括碳化鈦金屬陶瓷涂層。本發明專利技術的耐磨不粘鍋的鍋底內表面設有凹凸不平的凸起結構，使鍋底與食物的接觸面積減小；另外，鈦基金屬陶瓷高溫下性質穩定，且對食物無污染，熔射顆粒和基材結合緊密，附著力高，耐磨性好，從而達到高溫烹制過程中食物不易粘鍋的目的，可取代現有的鐵氟龍不粘涂料。本發明專利技術制備的金陶瓷耐磨涂層不粘鍋是一種設計巧妙，性能優良，無毒環保的不粘鍋，更加符合當前國際環境組織和國家所提出的“安全、健康、節能、綠色、環保”的要求。本發明專利技術工藝方法簡單，適合大規模生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種不粘鍋，具體的說，涉及一種基底為不銹鋼、鋁、鋁合金、鑄鐵或鋼的耐磨不粘鍋及其制備方法。
技術介紹
長期以來人們一直使用傳統的金屬鍋(鑄鐵、不銹鋼、鋁以及鋁合金)烹飪食品，但是在烹飪過程中時常發生食物粘鍋現象。這不僅破壞了食物外形，而且粘鍋的食物容易發生焦糊，甚至產生有害物質，影響人體健康。此外也增加了炊具洗刷難度，給烹飪帶來不 便。因此不粘鍋自專利技術以來就因為其易清洗、可輕松煎、炒食物而不粘鍋，能最大限度的減少油煙，符合現代人們追求綠色食品，低脂肪、低熱量的需要的性能而備受大眾的喜愛。但是目前市場主流的不粘鍋都是依靠在表面噴涂一層聚氟樹脂類的不粘涂料，依靠其強疏水性和低摩擦系數的特性，來實現食物不粘的，它的確能滿足人們烹飪過程中不發生食物粘鍋的要求，不過它也存在許多缺陷。首先是聚四氟乙烯涂層的強度較差，容易脫落和損壞，而且烹飪過程中會發生軟化，只能用木鏟，也不能烹飪較硬的食物；同時這種不粘鍋也不宜烹飪酸性食物，否則會影響不粘鍋的使用壽命；此外聚四氟乙烯涂層的使用溫度一般不能超過250°C，人們在使用時難以嚴格控制，容易因干燒而損壞。對于聚四氟乙烯涂層不粘鍋在使用過程中對人體健康是否存在危害也一直存在爭議，不斷引發爭端；而且一旦不粘涂料脫落，就會導致不粘性能的大大降低。隨著中國廚衛革命的興起，“安全、健康、節能、綠色、環保”等成為備受消費者廣泛關注和21世紀廚衛革命發展的主流。廚房水、電、氣等配套設施的改善，安全環保炊具的發展己成為炊具行業的亮點和熱點。從整體上看，目前我國家庭廚房中不粘鍋市場尚處于剛剛起步階段。據調查，城市家庭的擁有率還非常低，不足1%，農村基本上處于空白。因此，炊具產品的節能化、自動化、智能化、美觀化將是炊具行業的又一發展趨勢。陶瓷材料在國防、機械、化工、冶金、電子等領域具有廣泛的用處。其中，碳化鈦TiC陶瓷具有熔點高，導熱性能好，硬度大，化學穩定好，不水解，高溫抗氧化性好，熱膨脹系數小、抗熱震和耐化學腐蝕性強等優點，一直是世界各國材料學者研究的熱點。近年來，對不粘鍋的陶瓷涂層也大有進展，已經有將氧化鈦或氮化物陶瓷用于不粘鍋的報道，且已取得了可觀的經濟和社會效益(如Arcopal, Vision等品牌)。基于上述需求，本專利技術提供一種碳化硅類金屬陶瓷的耐磨涂層不粘鍋。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種碳化鈦類金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋及其制備方法。本專利技術所述的耐磨涂層不粘鍋包括鍋體以及位于鍋內表面的石墨層和金屬陶瓷涂層，石墨層的厚度為5-8 μ m，所述金屬陶瓷層厚度為10-30 μ m，包括碳化鈦金屬陶瓷涂層。所述金屬陶瓷涂層還包括硼化鈦，所述硼化鈦的重量為金屬陶瓷涂層的4-30% ；。碳化鈦陶瓷硬度大，并具有良好的力學性能，是非常好的耐磨材料，但近年來，由于三氧化二鋁極為穩定，不粘鍋的基材常常選用鋁或鋁合金，而在碳熱反應過程中，碳有可能和鋁發生反應生成碳化鋁，碳化鋁的存在會大大降低材料的力學性能和化學穩定性。因此，本專利技術人在噴涂復合陶瓷粉末之前，在鍋底基體先涂覆一層石墨，一方面能夠為復合陶瓷粉末的制備提供原料，另一方面也防止噴涂過程中碳與鋁接觸結合生成碳化鋁。另外，專利技術人還發現硼化鈦的存在將大大抑制碳化鋁的生成，為保證本專利技術所述鍋底耐磨涂層的性能，本專利技術所述的耐磨涂層中還包括硼化鈦；硼化鈦(TiB2)是硼和鈦最穩定的化合物，純硼化鈦粉末是灰色或灰黑色的，具有六方(A1B2)的晶體結構，這種類似于石墨的硼原子層狀結構和Ti外層電子決定了 TiB2具有良好的導電性和金屬光澤，而硼原子面和鈦原子面之間Ti-B鍵決定了這種材料的高硬度和脆性的特點。因此，其在金屬陶瓷涂層中的含量不易過高，優選4-10%;本專利技術所述的涂層材料可采用本領域常用的方法進行涂覆，如等離子噴涂，火焰 噴涂等。噴涂原料可選擇碳化鈦，二氧化硅及硅酸鹽等，硼粉；噴涂原料可以市購，也可按本領域常用的方法自制，例如碳化鈦粉末一般情況下由TiO2與炭黑在通氫氣的碳管爐或調頻真空爐內于1600°c -1800°c高溫下反應制得。特別的，本專利技術提供一種上述金屬陶瓷耐磨涂層的制備方法。所述金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋的制備方法，包括如下步驟I)鍋體成型選擇金屬板制成鍋胚；2)基體表面處理將上述鍋胚放入拋砂機或噴砂機內，用碳化硅陶瓷、不銹鋼珠為噴丸或噴砂，進行拋砂或噴砂粗化處理，使鍋底基體的內表面形成凹凸不平的凸起結構，然后進行除油處理，并進行清洗；3)將石墨粉配置成漿料，涂覆在鍋底內表面；4)配置水合二氧化鈦和石墨粉均勻混合的混合粉體漿料，同時配置正硅酸乙酯水解溶液，然后將上述混合粉體漿料和水解溶液混合，并將其涂覆在鍋底基體的內表面上；5)在惰性氣氛中，以激光作為熱源在基體表面輻照形成熔池，使混合漿料發生碳熱反應，在鍋底基體的內表面上生成碳化鈦金屬陶瓷層。步驟2)中，拋、噴砂所用的碳化硅或不銹鋼鋼珠的顆粒的粒度為20目 50目；所述的除油和清洗可采用本領域常用的方法進行。步驟3)中，所述石墨漿料可將石墨粉與常用溶劑混合得到，如水，乙醇等；石墨與溶劑的比例可為任意比例，只要保證石墨為漿料即可；步驟3)和4)中，所述涂覆可采用常用的方法進行，如涂抹，噴槍噴涂等；所述涂覆可分為多次進行；所述涂覆可涂覆全部鍋底內表面，也可涂覆部分鍋底內表面；優選涂覆20-80%鍋底內表面；步驟4)中，所述混合粉體漿料如下配置先配置石墨的均勻分散的懸浮液，再將鈦酸丁脂、鈦酸異丙脂或者異丙醇鈦滴加入石墨懸浮液中，并攪拌均勻，球磨后得到水合二氧化鈦和石墨粉均勻混合的混合粉體；其中，所述步驟混合粉體漿料中水合二氧化鈦與石墨粉的摩爾量比為I :2 8 ;另外，步驟4)還可以包括，向制備的混合粉體漿料中添加三氧化二硼粉末，此時，水合二氧化鈦、石墨粉與三氧化二硼的摩爾量比為I :2 8 :0. 2-1 ;所述配置過程為先配置石墨和三氧化二硼的均勻分散的懸浮液，再將鈦酸丁脂、鈦酸異丙脂或者異丙醇鈦滴加入懸浮液中，并攪拌均勻，球磨后得到水合二氧化鈦、三氧化二硼和石墨粉均勻混合的混合粉體；溶劑可選用本領域常用的溶劑，如水、乙醇等，優選無水乙醇和蒸餾水按照1-3 1的重量比混合的乙醇溶液；步驟4)中，所述正硅酸乙酯水解溶液按以下方法配置將正硅酸乙酯、無水乙醇和蒸餾水按照(80-100) (20-40) (20-40)的重量比混合，充分攪拌配制成水解溶液；優選的，所述金屬陶瓷耐磨涂層可分為多次，更優選分三次得到，分別噴涂底油、噴涂中油和噴涂面油，噴涂底油的厚度為3 8 μ m，噴涂中油的厚度為3 8 μ m，噴涂面油的厚度為7 10 μ m，也就是說，將步驟4)和5)依次重復三次以獲得理想厚度的金屬陶瓷耐磨涂層，這樣得到的涂層不易開裂，表面平整，使用年限長。 所述步驟5)中，所述惰性氣氛可選用氬氣等不與反應物發生反應的氣氛；優選氬氣，其氬氣流量為15 20L/min。所述步驟5)中，采用脈沖Nd =YAG激光對步驟4)制得的涂層進行強化處理，電流為200 280A，脈寬為2 4ms，頻率15 40Hz，掃描速率為30 60mm/min。另外，需要注意的是，上述步驟I)的鍋體成型選擇金屬板，采用旋壓、鑄造、沖壓的成型工藝方法形成炊具結構，然后修理毛邊，清理后形成本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋，其特征在于，所述的耐磨涂層不粘鍋包括鍋體以及位于鍋底內表面的石墨層和金屬陶瓷涂層，石墨層的厚度為5？8μm，所述金屬陶瓷層厚度為10？30μm，所述金屬陶瓷層包括碳化鈦金屬陶瓷涂層。

【技術特征摘要】
1.一種金屬陶瓷耐磨涂層不粘鍋，其特征在于，所述的耐磨涂層不粘鍋包括鍋體以及位于鍋底內表面的石墨層和金屬陶瓷涂層，石墨層的厚度為5-8 μ m，所述金屬陶瓷層厚度為10-30 μ m，所述金屬陶瓷層包括碳化鈦金屬陶瓷涂層。2.如權利要求I所述的不粘鍋，其特征在于，所述金屬陶瓷涂層還包括硼化鈦，所述硼化鈦的重量為金屬陶瓷涂層的4-30%。3.如權利要求2所述的不粘鍋，其特征在于，所述硼化鈦在金屬陶瓷涂層中的含量為4-10%ο4.如權利要求1-3任一所述的不粘鍋的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 1)鍋體成型選擇金屬板制成鍋胚； 2)基體表面處理將上述鍋胚放入拋砂機或噴砂機內，用碳化硅陶瓷、不銹鋼珠為噴丸或噴砂，進行拋砂或噴砂粗化處理，使鍋底基體的內表面形成凹凸不平的凸起結構，然后進行除油處理，并進行清洗； 3)將石墨粉配置成漿料，涂覆在鍋底內表面； 4)配置水合二氧化鈦和石墨粉均勻混合的混合粉體漿料，同時配置正硅酸乙酯水解溶液，然后將上述混合粉體漿料和水解溶液混合，并將其涂覆在鍋底基體的內表面上； 5)在惰性氣氛中，以激光作為熱源在基體表面輻照形成熔池，使混合漿料發生碳熱反應，在鍋底基體的內表面上生成碳化鈦金屬陶瓷層。5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟4)中，所述混合粉體漿料如下配置取溶劑，先配置石墨的均勻分散的懸浮液，再將鈦酸丁脂、鈦酸異丙脂或者異丙醇鈦滴...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃立波，
申請(專利權)人：黃立波，
類型：發明
國別省市：