CN101010190A - 多层的、板形的、用于通过成型制造适用于感应炉灶的烹饪用具的复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种由多个金属层(1、2、3)构成的、板形的、用于通过深冲制造适应用于感应炉灶的烹饪用具的复合材料。在此该复合材料具有两个金属的外层(1、2)和至少一个设置在所述外层(1、2)之间的金属芯层(3)，其中所述两个外层中的至少一个(1)由铝或铝合金构成并且与该至少一个外层邻接的芯层(3)由铁磁性的金属或铁磁性的金属合金构成。所构成的复合材料能够以简单且廉价的方式施加在由铝或铝合金构成的外层上。因此可以用低的价格制造具有期望覆层的数量巨大的适用于感应炉灶的烹饪用具。
Description
技术领域
本发明涉及一种多层的、板形的、用于通过成型制造适用于感应炉灶的烹饪用具的复合材料、一种由该复合材料构成的圆片坯料、一种由该复合材料或圆片坯料制造或可制造的烹饪用具坯料以及由按各独立权利要求前序部分所述的复合材料、圆片坯料或烹饪用具坯料制成或可制成的烹饪用具。
背景技术
当今在大工业生产数量巨大的、适用于感应炉灶的烹饪用具时通常的是，通过深冲由多层金属的复合材料构成的圆片坯料制造烹饪用具坯料并且然后该烹饪用具坯料通过后加工和把柄元件的设置进一步加工成成品的烹饪用具。在此构成圆片坯料的复合材料具有一个由铝或铜构成的芯和至少一个由铁素体的不锈钢构成的外层，该外层在深冲圆片坯料之后形成这样产生的烹饪用具坯料的外侧并且在烹饪时在感应炉灶上用于产生烹饪热量。但是该外层的缺点在于，涂层例如由特富龙(Teflon)构成的抗粘涂层的设置在工艺技术上是困难的并且是高成本的，使得涉及烹饪用具外表面的结构可能性受限并且该烹饪用具实际上制造成仅有不锈钢外表面。
发明内容
因此目的在于提供一种多层的板形的复合材料、一种复合材料圆片坯料、一种烹饪用具坯料以及烹饪用具，它们不具有现有技术的缺点或至少部分地避免所述缺点。
该目的通过按独立权利要求所述的多层的板形的复合材料、圆片坯料、烹饪用具坯料以及烹饪用具解决。
因此本发明的第一方面涉及一种由多个金属层构成的板形的复合材料，该复合材料具有这样的深冲能力，使得圆片坯料即圆形的或椭圆形的板能够由该复合材料改变形成具有一个底部区域和一个包围该底部区域的壁区域的、适用于感应炉灶的烹饪用具坯料，而不会通过成型例如深冲、拉形、模压毁坏各层。在此复合材料具有两个金属外层和至少一个设置在所述外层之间的金属芯层，其中所述两个外层的至少一层即按要求的第一外层由铝或铝合金构成并且与该第一外层邻接的芯层即按要求的第一芯层由铁磁性的金属或铁磁性的金属合金构成。这样构成的复合材料能够以工艺技术容易的且低成本的方式在由铝或铝合金构成的外层上设有一个例如由特富龙构成的涂层、一个装饰涂层或一个硬化层，这优选在成型例如深冲之前进行，例如在由复合材料板构成的圆片坯料的冲出之后进行。在此可能的是，以相对较低的成本生产具有期望涂层的数量巨大的适用于感应炉灶的烹饪用具。
在复合材料的一种优选的实施形式中按要求的第二外层由铁素体的或奥氏体的不锈钢构成。
在复合材料的另一优选的实施形式中由铝或铝合金构成的按要求的第一外层具有小于100μm的厚度，优选小于40μm，并且还优选小于20μm，以便引起由铁磁性的金属构成的按要求的第一芯层相对于由感应炉灶产生的感应场的尽可能小的屏蔽。
同样如果复合材料的第二外层由铝或铝合金构成，那么两个外层能够以简单且低成本的方式设置一个涂层。在此有利的是，如果两个金属层关于材料和/或层厚是相同的，那么在此可以降低双金属效应并且从而降低由复合材料制造的烹饪用具的底部的拉伸倾向。
按要求的第一芯层优选由抗锈的不锈钢合金、由非抗锈的钢合金或由镍或镍合金构成，该第一芯层直接与按要求的第一金属外层邻接，其中在上述第一种和最后一种变形方案中得到如下优点，为了改善感应场介入(Induktionsfeldeindringung)，例如通过去除按要求的第一外层，该第一外层通过化学方法如侵蚀或者机械方法尤其是切削方法如修整来去除，第一芯层在由复合材料制成的烹饪用具坯料的底部区域内的事后的外露是可能的，而不会紧接着得到附加的腐蚀问题。
在另一优选的实施形式中复合材料具有至少一个第二芯层与按要求的第一芯层邻接，该第二芯层具有比第一芯层更高的导热性并且优选由铜或铝或由这些材料构成的合金构成。在此提供一种支持均匀热分布的复合材料。
在此有利的是，在第一芯层与第二外层之间设置另一芯层，该另一芯层具有比第二芯层更高的强度并且尤其是该另一芯层由钛、不锈钢或钢构成。在此得到一种具有很高机械强度的复合材料。
优选在第一芯层与第二外层之间设置一个由多个其他的芯层构成的复合体，所述其他芯层由相同金属的不同合金构成，更确切的说，优选由不同铝合金或由纯铝和铝合金构成。在此可以提高复合材料的深冲能力并且尤其是在深冲时避免所谓“桔子皮肤(Orangenhaut)”的形成，该“桔子皮肤”接着必须通过昂贵的机械后加工被清除。
在此有利的是，由其他芯层构成的复合体具有奇数层，如三层、五层、七层或九层，并且因此优选从中间的层出发在合金材料和/层厚方面具有一个对称的层结构，在这种情况下得到最可能均匀的结构，该结构在加热时实际上不引起双金属效应。
如果复合材料具有两个由多个其他芯层构成的、优选相同的复合体，所述其他芯层由相同金属的不同合金构成，更确切地说优选由不同的铝合金或由纯铝和铝合金构成，并且在所述复合体之间设置由其他金属或其他金属的合金构成的另一芯层，那么可以得到涉及复合材料的深冲性、强度和导热能力的最佳特性。
还在另一优选的实施形式中复合材料从中间的芯层出发在材料层和/或层厚方面具有一个对称的或镜像的结构，使得在加热和冷却时实际上不得到双金属效应并且在烹饪时最大程度地避免由该复合材料构成的烹饪用具的底部的拱起。
在此中间的芯层优选具有比一个与其邻接的芯层更高的强度并且尤其由钢、不锈钢或钛或由它们构成的合金构成，因此机械强度可以显著改善。
还在另一优选的实施形式中复合材料在按要求的第一外层上或在两个外层上具有一个例如由特富龙构成的涂层，在此便于深冲并且可以取消由该复合材料制造的烹饪用具坯料的事后的涂覆。
按本发明的第二方面涉及一种由按本发明的第一方面所述的复合材料构成的圆片坯料，由该圆片坯料通过深冲能够制造按本发明的烹饪用具坯料。该圆片坯料可以在一侧或两侧设置一个涂层例如由特富龙构成的抗粘涂层，其中该涂层在由按本发明的复合材料板冲出圆片坯料之后才被设置。这些圆片坯料在用于制造涂覆的铝烹饪用具的当今已知的工业的大设备中能够自动地涂覆并且被深冲，以便导致相对较低的生产成本和柔性的制造。
本发明的第三方面涉及一种由按本发明第一方面的复合材料或按本发明第二方面的圆片坯料制造或可制造的烹饪用具坯料。该烹饪用具坯料具有一个底部和一个包围该底部的壁区域并且在其内侧和/或外侧上可设有一个涂层尤其是设有一个例如由特富龙构成的抗粘涂层。这种烹饪用具坯料能够以低成本的方式由按本发明的复合材料通过成型优选深冲进行制造并且在进行最终加工例如端面的修整和设置把柄元件之后得到较高质量的、按本发明的适用于感应炉灶的烹饪用具，这些是本发明的第四和最后一个方面。
附图说明
由从属权利要求和根据附图的如下说明得到本发明的进一步的方案、优点和应用。其中：
图1至6分别显示了按本发明的复合材料的剖视图；
图7显示了由按本发明的另外的复合材料构成的按本发明的烹饪用具坯料的一半的剖视图。
具体实施方式
图1显示了按本发明的、多层的、板形的、用于制造适用于感应炉灶的烹饪用具的第一复合材料的剖视图。可知，该复合材料包括一个按要求的铝制的层厚约20μm的第一外层1、一个按要求的铝制的层厚约2.5mm的第二外层2以及一个设置在所述外层之间的按要求的铁磁性碳钢制的层厚约0.5mm的第一芯层3。层1、2、3通过滚压彼此紧密地连接，以便可以深冲复合材料，而层1、2、3却不会彼此松开。在通过深冲由这些材料构成的圆片坯料制造适用于感应炉灶的烹饪用具时要注意的是，材料优选被这样加工，使得较薄的第一铝外层1构成烹饪用具的外侧。因为否则的话在深冲之后较厚的第二铝外层2在烹饪用具的底部区域内厚度降低或者被完全去除例如通过修整，因为否则该第二铝外层将屏蔽掉铁磁性的芯层3的感应场并且从而烹饪用具对于感应炉灶是无用的。
图2显示了按本发明的第二复合材料的剖视图，在此该第二复合材料与在图1中显示的复合材料区别在于，按要求的第一芯层3由铁素体的不锈钢取代碳钢构成并且在约2.0mm厚的、在图1中构成第二外层的铝层4上设置一个约0.5mm厚的由铁素体的不锈钢构成的层，在此该层构成按要求的第二外层2，使得设置在其下面的、约2.0mm厚的铝层在此是一个按要求的第二芯层4。
图3显示了按本发明的第三复合材料的剖视图，该第三复合材料与在图2中显示的复合材料区别仅在于，在约0.5mm厚的由铁素体的不锈钢构成的、在图2中构成第二外层2的层上设置一个约20μm厚的由铝构成的层，在此该层构成第二外层2，使得放置在其下面的、约0.5mm厚的由铁素体的不锈钢构成的层现在同样构成一个铁磁性的芯层3。在图3中显示的复合材料的方案中设定，最后提到的层由其他的材料例如由碳钢取代铁素体的不锈钢构成，和/或具有一个不同的层厚。
图4显示了按本发明的第四复合材料的剖视图，该第四复合材料与在图3中显示的复合材料区别仅在于，取代在图3中显示的由铝构成的第二芯层4，而存在一个由多个其他的由不同铝合金构成的芯层4a、4b、4c、4d、4e构成的复合体。在此芯层4a、4b、4c、4d、4e分别约为0.4mm厚并且芯层4a和4d以及4b和4e分别由相同的合金构成，使得从中间的芯层4c出发得到复合体的一个对称的或镜像的结构。也设定，芯层4a、4b、4c、4d和4e不同厚度地构成，例如芯层4a和4d约为0.1mm厚，芯层4b和4e约为0.2mm厚并且芯层4c约为1.4mm厚。也设定，芯层4a、4b、4c、4d和4e由纯铝和铝合金构成。
图5显示了按本发明的第五复合材料的剖视图，该第五复合材料与在图3中显示的复合材料区别在于，取代在图3中显示的约2.0mm厚的、由铝构成的第二芯层4，而存在两个约1.0mm厚的第二芯层4并且在所述两个第二芯层之间存在一个约0.5mm厚的、由不锈钢构成的另一芯层5，因此所示的复合材料得到一个尤其高的机械强度。
图6显示了按本发明的第六复合材料的剖视图，该第六复合材料与在图5中显示的复合材料区别仅在于，取代在图5中显示的两个由铝构成的第二芯层4，而分别存在一个由多个其他的由不同铝合金构成的芯层4a、4b、4c和4d、4e、4f构成的复合体。在此芯层4a、4b、4c、4d、4e、4f分别约为0.3mm厚并且芯层4a和4f、4b和4e以及4c和4d分别由相同的合金构成，使得所述两个复合体从在此约0.6mm厚的另一芯层5出发得到一个对称的或镜像的层结构。在此也设定，芯层4a、4b、4c、4d、4e和4f不同厚度地构成，例如芯层4a、4c、4d和4f约0.05mm厚并且芯层4b和4e约0.6mm厚。也设定，芯层4a、4b、4c、4d、4e和4f由纯铝和铝合金交替地构成。
图7显示了按本发明的烹饪用具坯料的一半的剖视图，该烹饪用具坯料通过深冲由按本发明的第七复合材料构成的按本发明的圆片坯料制成。在此采用的复合材料与在图3中描述的复合材料区别仅在于，取代在图3中显示的约2.0mm厚的由铝构成的第二芯层4，而存在一个约0.8mm厚的由铜构成的层作为第二芯层4并且在按要求的由铝构成的两个外层1、2上在烹饪用具内侧上存在一个由特富龙构成的抗粘涂层6并且在烹饪用具外侧存在一个装饰涂层，其中两个涂层在深冲之前设置在由复合材料构成的圆片坯料上。
在上述方案中描述了本发明优选的实施形式，但是清楚地指出，本发明是不受此限制的并且也以其他的方式在如下的各权利要求的范围内能够被实施。
Claims (16)
1.一种多层的、板形的、用于通过成型尤其是深冲制造适应用于感应炉灶的烹饪用具的复合材料，包括两个金属的外层(1、2)和至少一个设置在所述外层之间的金属的芯层(3)，其特征在于：两个外层(1、2)的至少一个第一外层由铝或铝合金构成并且与第一外层(1)邻接的第一芯层(3)由铁磁性的金属或铁磁性的金属合金构成。
2.按权利要求1所述的复合材料，其特征在于：第二外层(2)由铁素体的或奥氏体的不锈钢构成。
3.按上述权利要求任一项所述的复合材料，其特征在于：第一外层(1)具有一个小于100μm的厚度，尤其是小于40μm并且还尤其是小于20μm。
4.按上述权利要求任一项所述的复合材料，其特征在于：复合材料的第二外层(2)同样由铝或铝合金构成，并且尤其是两个外层(1、2)在材料和/或层厚方面是相同的。
5.按上述权利要求任一项所述的复合材料，其特征在于：第一芯层(3)由不锈钢、由非抗锈的钢或由镍或镍合金构成。
6.按上述权利要求任一项所述的复合材料，其特征在于：第二芯层(4、4a、4b、4c、4d、4e、4f)与第一芯层(3)邻接，该第二芯层具有比第一芯层(3)更高的导热性，并且尤其是第二芯层(4、4a、4b、4c、4d、4e、4f)由铜或铝或由这些金属构成的合金构成。
7.按权利要求6所述的复合材料，其特征在于：在第一芯层(3)与第二外层(2)之间设置另一芯层，该另一芯层具有比第二芯层更高的强度，并且尤其是该另一芯层由不锈钢、钢、钛或钛合金构成。
8.按上述权利要求任一项所述的复合材料，其特征在于：在第一芯层(3)与第二外层(2)之间设置一个由多个其他的芯层(4a、4b、4c、4d、4e、4f)构成的复合体，所述其他的芯层由相同金属的不同的合金构成，尤其是由不同的铝合金或由纯铝和铝合金构成。
9.按权利要求8所述的复合材料，其特征在于：复合体具有奇数层，尤其是三层、五层、七层或九层，并且尤其是复合体从一个中间的层出发在合金材料和/或层厚方面具有对称的层结构。
10.按上述权利要求8或9任一项所述的复合材料，其特征在于：该复合材料具有两个由多个其他的芯层(4a-4c、4d-4f)构成的复合体，所述其他的芯层由相同金属的不同合金构成尤其由不同的铝合金构成并且在所述复合体之间设置由其他的金属或其他金属的合金构成的另一芯层(5)。
11.按上述权利要求任一项所述的复合材料，其特征在于：该复合材料从一个中间的芯层出发在层材料和/或层厚方面具有对称的层结构。
12.按权利要求11所述的复合材料，其特征在于：中间的芯层具有比一个与其邻接的芯层更高的强度，并且尤其是该中间的芯层由钢、不锈钢或钛或由这些材料构成的合金构成。
13.按上述权利要求任一项所述的复合材料，其特征在于：在第一外层上设置一个涂层(6)尤其是特富龙涂层(6)。
14.圆片坯料，它由按上述权利要求任一项所述的复合材料制成，用于通过深冲制造烹饪用具坯料。
15.烹饪用具坯料，它由按上述权利要求任一项所述的复合材料或圆片坯料制成或可制成。
16.烹饪用具，它由按上述权利要求任一项所述的复合材料、圆片坯料或烹饪用具坯料制成或可制成。
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