CN100464009C - 一种不锈钢不粘锅的制造方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢不粘锅的制造方法；首先将不锈钢原材料置于模具中冲压成型，然后对不粘锅内表面进行机械抛光，并进行除油处理和清洗，接着将不粘锅置于微弧氧化研磨抛光电解质溶液中，接通设有专家控制器的正弦波换向电源，在不粘锅内表面产生微弧放电，从而在不粘锅的内表面原位逐步生长出一层以三氧化二铬、三氧化二锰为主的坚硬、耐磨、抗腐蚀能力强的金属陶瓷氧化膜，以增加不锈钢的硬度、耐热性能、抗腐蚀性能，解决了以往不锈钢不粘锅的耐磨问题，使得不锈钢材料得以应用于不粘锅的领域。

Description

一种不锈钢不粘锅的制造方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种锅的制造方法，尤其是一种不粘锅的制造方法。本法明还涉及一种制造不粘锅的设备。
背景技术
不粘锅实现烹饪食物不粘锅的原理是在锅体的内表面设有各种花纹，加热时积聚在花纹内的水分蒸发，形成一个蒸汽的气垫将食物和锅体隔离，从而实现食物不粘锅。锅内花纹在使用过程中会由于磨损而消失，导致了不粘锅的失效，需要对锅体的内表面进行处理，达到耐磨的目的。
现有的不粘锅主要采用铝、不锈钢等材料制造。其中铝经过化学或热处理后在表面形成硬度较高的氧化磨，具有很高的耐磨性，因此目前市面上的不粘锅基本上都是铝制品。但是近几年的研究表明，体内过多的铝对人体的中枢神经系统、脑、肝、骨、肾、细胞、造血系统、人体免疫功能、胚胎等均有不良影响；铝可干扰孕妇体内的酸碱平衡，使卵巢萎缩，影响胎儿生长并影响机体磷、钙的代谢等等。在临床上发现铝与老年性痴呆症、关岛帕金森氏痴呆综合症、肌萎缩性脊髓侧索硬化和透析性脑病等神经失调疾病、骨软化癌及贫血等有关。有鉴于此，炊具逐渐转向采用不锈钢材料，但是现有的技术难以解决不锈钢不粘锅内表面的耐磨问题，因此不锈钢没有在不粘锅得到很好的应用。
发明内容
为了克服现有铝不粘锅技术的不足，本发明提供一种表面硬度高、耐腐蚀性能好的不锈钢不粘锅的制造方法，大幅度提高了不锈钢不粘锅内表面的耐磨性。
本发明的另外一个目的是提供一种实现自动化控制的不锈钢不粘锅的微弧氧化研磨抛光设备，优化了微弧氧化研磨抛光过程的参数控制，提高了不粘锅内表面氧化膜耐磨、抗腐蚀性能，同时也节约电能，降低成本。
本发明是这样来实现上述目的的：
一种不锈钢不粘锅的制造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
a.将不锈钢原材料置于模具中冲压成型；
b.对不粘锅内表面进行机械抛光，然后进行除油处理，并进行清洗；
c.不粘锅内表面的微弧氧化研磨抛光：将不粘锅置于电解质溶液中，接通设有专家控制器的正弦波换向电源，产生正弦波微弧，专家控制器通过检测电源的放电电流密度并与设定值进行比较后反馈到电源的电流控制电路，对工作电流密度进行控制，从而在不粘锅的内表面形成一层致密的氧化膜；
d.将微弧氧化研磨抛光后的不粘锅进行清洗、干燥。
另外，本发明的制造设备采用了先进的自动控制系统，包括由专家控制器控制的正弦波换向电源，其中专家控制器包括信息获取与处理模块、知识库模块、推理机模块和控制规则集模块；将氧化膜膜厚和硬度、不锈钢材料、温度以及电流与上述因素的关系信息通过信息获取与处理模块输入并存储于知识库模块中，同时电解质溶液中的温度传感器将当前温度、正弦波换向电源的电流检测器件将当前工作电流以及该电流与电流设定值的偏差和偏差变化率信息送入信息获取与处理模块进行处理，然后入推理机模块，推理机模块根据信息获取与处理模块提供的信息调用知识库模块中由专家经验知识建立起来的数据和规则进行正向推理，并由控制规则集模块逐次判别各种规则条件，满足则执行，否则继续搜索，直至得到一个合适的微弧氧化研磨抛光电流。
本发明的有益效果是：本发明通过正弦波换向电源所产生的正弦波微弧，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生反应，从而在以镍、钛、铬金属及其合金为材料的不锈钢不粘锅内表面原位逐步生长出一层以三氧化二铬、三氧化二锰为主的坚硬、耐磨、抗腐蚀能力强的金属陶瓷氧化膜，以解决以往不锈钢不粘锅的耐磨问题，使得不锈钢材料得以应用于不粘锅的领域，克服了铝制品炊具对人体健康造成的危害；另外，本发明还采用了先进的微弧氧化研磨抛光设备，通过专家控制系统对电流密度进行智能化控制，优化了微弧氧化研磨抛光过程的参数控制，进一步提高了不粘锅内表面氧化膜耐磨、抗腐蚀性能，同时也节约电能，降低了制造成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本发明的微弧氧化研磨抛光设备方框图。
具体实施方式
本发明是一种不锈钢不粘锅的制造方法，首先将不锈钢原材料置于模具中冲压成型，所述不锈钢也可以为不锈钢复合材料，就是在不锈钢内设有铝、铜等夹层，以增加锅体的加热速度和均匀性，只要保证不粘锅的内表面采用不锈钢即可。然后对不粘锅内表面进行机械抛光，并进行除油处理和清洗，以减少工件的表面状态以及可能的杂质对后续耐磨过程的影响。接着，将不粘锅置于微弧氧化研磨抛光电解质溶液中，接通设有专家控制器1的正弦波换向电源2，在不粘锅上施加电压为30～120V的正弦波，在工件的表面产生微弧放电，从而在不粘锅的内表面原位逐步生长出一层以三氧化二铬、三氧化二锰为主的坚硬、耐磨、抗腐蚀能力强的金属陶瓷氧化膜，以增加不锈钢的硬度、耐热性能、抗腐蚀性能，解决了以往不锈钢不粘锅的耐磨问题，使得不锈钢材料得以应用于不粘锅的领域。
本发明中的电解质溶液由如下重量浓度的原料配置而成：多聚磷酸钠2～30％、氟硅酸钠5～10％、氟钛酸钾0.5～5％、对氨基苯磺酸0.1～1％、聚乙烯醇0.1～0.5％。
由于微弧氧化研磨抛光过程可分为4个阶段：表面生成氧化膜阶段，此时的电流密度逐渐增大；氧化膜被击穿并发生等离子微弧放电阶段，此时电流密度下降；氧化进一步向不粘锅深层渗透阶段，电流密度基本维持不变；氧化、熔融、凝固、平稳阶段，电流密度再次逐渐增大。同时在这个过程中，电解质溶液的组分以及温度也会产生变化，影响到微弧氧化研磨抛光的电流密度。参照上述微弧氧化研磨抛光过程需要对不同的阶段对电流密度进行相应的控制，本发明采用通过专家控制器1检测电源的放电电流密度并与设定值进行比较后反馈到电源的电流控制电路，根据反应阶段和影响因素对工作电流密度进行严格的控制，变化范围为2～10A/dm2。根据上述原理，本发明的微弧氧化研磨抛光设备包括由专家控制器1控制的正弦波换向电源2，其中专家控制器1是基于控制对象和控制规律各种知识，并以智能方式利用这些知识使控制系统尽可能优化的设备。本发明中的专家控制器1包括信息获取与处理模块11、知识库模块12、推理机模块13和控制规则集模块14，参见图1。将氧化膜膜厚和硬度、不锈钢材料、温度以及电流与上述因素的关系信息通过信息获取与处理模块11输入并存储于知识库模块12中，同时电解质溶液中的温度传感器将当前温度、正弦波换向电源2的电流检测器件将当前工作电流以及该电流与电流设定值的偏差和偏差变化率信息送入信息获取与处理模块11进行处理，然后送入推理机模块13，推理机模块13根据信息获取与处理模块11提供的信息调用知识库模块12中由专家经验知识建立起来的数据和规则进行正向推理，并由控制规则集模块14逐次判别各种规则条件，满足则执行，否则继续搜索，直至得到一个合适的微弧氧化研磨抛光电流。通过专家控制器1对电流密度进行智能化控制，优化了微弧氧化研磨抛光过程的参数控制，进一步提高了不粘锅内表面氧化膜耐磨、抗腐蚀性能，同时也节约电能，降低了制造成本。

Claims (6)

1.一种不锈钢不粘锅的制造方法，其特征在于包括以下工艺步骤：
a.将不锈钢原材料置于模具中冲压成型；
b.对不粘锅内表面进行机械抛光，然后进行除油处理，并进行清洗；
c.不粘锅内表面的微弧氧化研磨抛光：将不粘锅置于电解质溶液中，接通设有专家控制器的正弦波换向电源，产生正弦波微弧，专家控制器通过检测电源的放电电流密度并与设定值进行比较后反馈到电源的电流控制电路，对工作电流密度进行控制，从而在不粘锅的内表面形成一层致密的氧化膜；
d.将微弧氧化研磨抛光后的不粘锅进行清洗、干燥。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢不粘锅的制造方法，其特征在于正弦波换向电源的输出电压为30～120V。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢不粘锅的制造方法，其特征在于工作电流密度为6～10A/dm2。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢不粘锅的制造方法，其特征在于所述电解质溶液中含有如下重量浓度的原料：多聚磷酸钠2～30％、氟硅酸钠5～10％、氟钛酸钾0.5～5％、对氨基苯磺酸0.1～1％、聚多元醇表面活性剂0.1～0.5％。
5.根据权利要求4所述的一种不锈钢不粘锅的制造方法，其特征在于所述聚多元醇表面活性剂为聚乙烯醇。
6.实现权利要求1制造方法的一种微弧氧化研磨抛光设备，其特征在于包括由专家控制器(1)控制的正弦波换向电源(2)，其中专家控制器(1)包括信息获取与处理模块(11)、知识库模块(12)、推理机模块(13)和控制规则集模块(14)；将氧化膜膜厚和硬度、不锈钢材料、温度以及电流与上述因素的关系信息通过信息获取与处理模块(11)输入并存储于知识库模块(12)中，同时电解质溶液中的温度传感器将当前温度、正弦波换向电源(2)的电流检测器件将当前工作电流以及该电流与电流设定值的偏差和偏差变化率信息送入信息获取与处理模块(11)进行处理，然后送入推理机模块(13)，推理机模块(13)根据信息获取与处理模块(11)提供的信息调用知识库模块(12)中由专家经验知识建立起来的数据和规则进行正向推理，并由控制规则集模块(14)逐次判别各种规则条件，满足则执行，否则继续搜索，直至得到一个合适的微弧氧化研磨抛光电流。
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