CN102462373B - 锅具及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种锅具及其制造方法。此种锅具包括锅体、具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层以及具有导热特性的第二金属陶瓷复合层。锅体具有外底面。第一金属陶瓷复合层配置于锅体的外底面上。第二金属陶瓷复合层配置于第一金属陶瓷复合层上。此种锅具适用于瓦斯炉及电磁炉。
Description
技术领域
本发明涉及一种锅具及其制造方法，且特别是涉及一种适用于瓦斯炉及电磁炉的锅具及其制造方法。
背景技术
铝锅因为质量轻、方便携带、制作较钢锅快速且省能源、热传导快速等优点，而被民间一直当作是烹煮工具之一，例如铝制饭锅、铝制蒸锅、铝制炒菜锅等等。铝锅本身仅适用于瓦斯炉，现有的技术是以锻造/焊接方式将导磁板强力黏合/接合于铝锅底部，使得铝锅也适用于电磁炉。
然而，以锻造/焊接方式制作的上述锅具依照客户诉怨统计，消费者有两种在过去于瓦斯炉使用上的习惯会造成锅具的损毁，如下所述：第一、假如当天锅具内的食物未吃完，消费者将锅具连同未吃完食物一起置入冰箱内如0℃的温度冷冻保存，隔日再取出，并再次拿至电磁炉上加热。第二、锅具在瓦斯炉上煮熟食物(一般此煮熟参考温度在100～260℃附近)，并将食物倒出后，直接以常温15～30℃的清水冲刷并清洗锅具。
虽然可能并非每日连续如此极端化地操作，但如此经过数月后，来自市场反应是导磁板会与铝锅分离或脱落，进而造成锅具损毁，再也无法使用于电磁炉。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锅具，合乎市场需求并符合上述消费习惯，在极冷极热的使用操作下也不会造成锅具损毁。
本发明另一目的在于提供一种锅具的制造方法，利用低温熔射法快速成型两层或两层以上的金属陶瓷复合层在锅体的外底面上，简单、容易且适合量产。
为达上述目的，本发明提供一种锅具，包括锅体、具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层及具有导热特性的第二金属陶瓷复合层。锅体具有外底面。第一金属陶瓷复合层配置于锅体的外底面上。第二金属陶瓷复合层配置于第一金属陶瓷复合层上。
在本发明的一实施例中，上述锅体不具有导磁特性。
在本发明的一实施例中，上述锅体的材料包括铝、铜、银、钛或其合金。
在本发明的一实施例中，上述第一金属陶瓷复合层的金属部分包括铁、钴、镍或其合金，第一金属陶瓷复合层的陶瓷部分包括氧化铁、氧化钴、氧化镍或其组合，且金属部分占第一金属陶瓷复合层的50～85wt％。
在本发明的一实施例中，上述第二金属陶瓷复合层的金属部分包括铝或其合金，第二金属陶瓷复合层的陶瓷部分包括氧化铝，且金属部分占第二金属陶瓷复合层的20～85wt％。
在本发明的一实施例中，上述第一金属陶瓷复合层的厚度为150μm至1.2mm，且第二金属陶瓷复合层的厚度为50μm至200μm。
在本发明的一实施例中，上述第一金属陶瓷复合层及第二金属陶瓷复合层以圆形、螺旋状或同心圆的方式配置于整个或局部的外底面上。
在本发明的一实施例中，上述第一金属陶瓷复合层与锅体的外底面之间的拉伸键结值大于4000Psi。
在本发明的一实施例中，上述第一金属陶瓷复合层的平均残值高斯值大于3G，且第一金属陶瓷复合层的中央残值高斯值大于6G。
在本发明的一实施例中，上述锅具还包括具有导磁特性的第三金属陶瓷复合层，配置于锅体的外底面与第一金属陶瓷复合层之间。
在本发明的一实施例中，上述第三金属陶瓷复合层与第一金属陶瓷复合层的材料不同。
本发明另提供一种锅具的制造方法。首先，提供锅体，锅体具有外底面。然后，以低温熔射法在锅体的外底面上形成具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层。接着，以低温熔射法在第一金属陶瓷复合层上形成具有导热特性的第二金属陶瓷复合层。
在本发明的一实施例中，上述低温熔射法的平均温度不大于200℃。
在本发明的一实施例中，上述低温熔射法包括等离子体熔射法、电弧熔射法、火焰熔射法或高速火焰熔射法。
在本发明的一实施例中，在提供锅体之后以及形成第一金属陶瓷复合层之前，上述锅具的制造方法还包括以低温熔射法在锅体的外底面上形成具有导磁特性的第三金属陶瓷复合层。
在本发明的一实施例中，上述第三金属陶瓷复合层与第一金属陶瓷复合层的材料不同。
在本发明的一实施例中，上述锅体不具有导磁特性。
在本发明的一实施例中，上述锅体的材料包括铝、铜、银、钛或其合金。
在本发明的一实施例中，上述第一金属陶瓷复合层的金属部分包括铁、钴、镍或其合金，第一金属陶瓷复合层的陶瓷部分包括氧化铁、氧化钴、氧化镍或其组合，且金属部分占第一金属陶瓷复合层的50～85wt％。
在本发明的一实施例中，上述第二金属陶瓷复合层的金属部分包括铝或其合金，第二金属陶瓷复合层的陶瓷部分包括氧化铝，且金属部分占第二金属陶瓷复合层的20～85wt％。
基于上述，本发明提供一种可适用于瓦斯炉以及电磁炉的锅具及其制造方法，其锅体的材质为不导磁的金属材料，具体方式为采取低温熔射法直接在锅体的外底面上依序形成具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层以及具有导热特性的第二金属陶瓷复合层，能有效使原本非导磁锅体也能在电磁炉上使用，并快速的达到煮沸点温度，使锅具拥有烹煮食物的实用功能。由于本发明所制作的具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层与锅体的外底面的附着性良好，因此可承受瞬间极大的高低温差变化也不会与锅体的外底面脱离而造成锅具损毁。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为依照本发明一实施例所绘示的锅具的剖面示意图；
图2A为依照本发明一实施例所绘示的锅具的外底面的上视示意图；
图2B为依照本发明另一实施例所绘示的锅具的外底面的上视示意图；
图2C为依照本发明又一实施例所绘示的锅具的外底面的上视示意图；
图3A至图3B为依照本发明一实施例所绘示的锅具的制造方法的剖面示意图。
主要组件符号说明
10：锅具
100：锅体
102：底部
104：侧壁
106：烹煮空间
108：外底面
109：把手
110：具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层
120：具有导热特性的第二金属陶瓷复合层
具体实施方式
图1为依照本发明一实施例所绘示的锅具的剖面示意图。请参照图1，本发明的锅具10包括锅体100、具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层110以及具有导热特性的第二金属陶瓷复合层120。锅体100具有底部102及由底部102向上延伸的侧壁104。底部102及侧壁104界定出烹煮空间106。锅体100的型式可为市售平底煎锅、炒锅、汤锅或火锅等型式。锅体100也可包括把手109。此外，锅体100具有与加热单元(未绘示)接触的外底面108。加热单元例如是瓦斯炉或电磁炉。
特别要注意的是，在本发明中，锅体100不具有导磁特性，也就是说，锅体100本身不能在电磁炉上使用。锅体100的材料包括铝、铜、银、钛或其合金。
第一金属陶瓷复合层110配置于锅体100的外底面108上。第一金属陶瓷复合层110的金属部分包括铁、钴、镍或其合金，第一金属陶瓷复合层110的陶瓷部分包括氧化铁、氧化钴、氧化镍或其组合，且金属部分占第一金属陶瓷复合层110的50～85wt％。
第一金属陶瓷复合层110与锅体100的外底面108之间的拉伸键结值例如是大于4000Psi。因此，在反复极冷极热的极端化操作下，第一金属陶瓷复合层110与锅体100的外底面108仍不会分离或脱落。另外，第一金属陶瓷复合层110的平均残值高斯值大于3G，且第一金属陶瓷复合层110的中央残值高斯值大于6G，均比市购的锅具的残值高斯值来得高。因此，本发明的锅具10在电磁炉上使用时，可以较市购的锅具更快速地将水煮沸。
第二金属陶瓷复合层120配置于第一金属陶瓷复合层110上。第二金属陶瓷复合层120的金属部分包括铝或其合金，第二金属陶瓷复合层120的陶瓷部分包括氧化铝，且金属部分占第二金属陶瓷复合层120的20～85wt％。第二金属陶瓷复合层120不但可以提升锅具10的加热速率，也可以保护第一金属陶瓷复合层110不受外界(如水气)污染或破坏。
此外，第一金属陶瓷复合层110的厚度例如为150μm至1.2mm，且第二金属陶瓷复合层120的厚度例如为50μm至200μm。
在一实施例中，第一金属陶瓷复合层110及第二金属陶瓷复合层120的形状为圆形，配置于锅体100的局部的外底面108上，如图2A所示。当然，呈圆形的第一金属陶瓷复合层110及第二金属陶瓷复合层120也可以配置于锅体100的整个外底面108上(未绘示)。
在另一实施例中，第一金属陶瓷复合层110及第二金属陶瓷复合层120是以螺旋状的方式配置于锅体100的外底面上，如图2B所示。
再又一实施例中，第一金属陶瓷复合层110及第二金属陶瓷复合层120是以同心圆的方式配置于锅体100的外底面上，如图2C所示。相邻同心圆的间距可以相同或不同。
在上述的实施例中，是以依序配置具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层110以及具有导热特性的第二金属陶瓷复合层120于锅体100的外底面108上为例来说明之，但本发明并不以此为限。换言之，本发明并不对锅体100的外底面108上的涂层的数目作限制。本领域具有通常知识者应了解，依使用者的需求，本发明的导磁涂层及导电涂层均可以为单层或多层，且其配置方式也可以有多种变化。
在一实施例中(未绘示)，本发明的锅具10可还包括具有导磁特性的第三金属陶瓷复合层。第三金属陶瓷复合层配置于锅体100的外底面108与第一金属陶瓷复合层110之间，以增进锅体100的外底面108与第一金属陶瓷复合层110之间的黏着力，避免涂层由锅具的外底面108剥离。举例来说，当第一金属陶瓷复合层110的材料为钴及氧化钴时，第三金属陶瓷复合层的材料可以为铁及氧化铁，其中钴及氧化钴可以增加抗腐蚀性，而铁及氧化铁可以增加黏着性。
第三金属陶瓷复合层的厚度例如为150μm至1.2mm。第三金属陶瓷复合层与第一金属陶瓷复合层110的材料可以相同或不同。
在又一实施例中(未绘示)，本发明的锅具10可还包括具有导热特性的第四金属陶瓷复合层。第四金属陶瓷复合层配置于上述第三金属陶瓷复合层与第一金属陶瓷复合层110之间。第四金属陶瓷复合层的厚度例如为50μm至200μm。第四金属陶瓷复合层与第二金属陶瓷复合层120的材料可以相同或不同。
接下来，将说明本发明的锅具的制造方法。首先，请参照图3A，提供锅体100。锅体100具有底部102、侧壁104、外底面108及把手109。锅体100的材料及构件的连接关系如图1所描述，在此不再赘述。然后，以低温熔射法在锅体100的外底面108上形成具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层110。
接着，请参照图3B，以低温熔射法在第一金属陶瓷复合层110上形成具有导热特性的第二金属陶瓷复合层120。至此，完成锅具10的制作。
上述低温熔射法的平均温度不大于200℃。低温熔射法包括等离子体熔射法、电弧熔射法、火焰熔射法或高速火焰熔射法。第一金属陶瓷复合层110及第二金属陶瓷复合层120的材料如图1所描述，在此不再赘述。
在本发明的锅具的制造方法中，以低温熔射法连续地制作第一金属陶瓷复合层110及第二金属陶瓷复合层120在锅体100的外底面108上，快速、简单且适合量产。
在一实施例中，在提供锅体100之后以及形成第一金属陶瓷复合层110之前，还包括以低温熔射法在锅体100的外底面108上形成具有导磁特性的第三金属陶瓷复合层。第三金属陶瓷复合层与第一金属陶瓷复合层110的材料相同或不同。
在又一实施例中，在形成上述第三金属陶瓷复合层之后以及形成第一金属陶瓷复合层110之前，还包括以低温熔射法在上述第三金属陶瓷复合层上形成具有导热特性的第四金属陶瓷复合层。第四金属陶瓷复合层与第二金属陶瓷复合层120的材料相同或不同。
以下，将列举多个实例来证明本发明的功效。
实验组为本发明的锅具，其中铝锅上以等离子体熔射法依序喷涂导磁层及导热层。铝锅的外底面的直径为175mm。导磁层的组成为铁及氧化铁的金属陶瓷复合层，其中铁与氧化铁的比率为79wt％比21wt％。导磁层与铝锅的拉伸键结值为6096Psi。导热层的组成为铝及氧化铝的金属陶瓷复合层，其中铝与氧化铝的比率为75wt％比25wt％。
对照组一的锅具为铝锅上以电弧熔射法喷涂AISI 420的导磁层。
对照组二的锅具为市售304不锈钢锅具。
表1为实验组与对照组的锅具的测试结果。
表1
请参照表1，比较实验组及对照组一、二，得知本发明的锅具较市售的锅具拥有较高的中央残磁高斯值及平均残磁高斯值。因此，本发明的锅具在电磁炉上使用时，可以较市购的锅具更快速地将水煮沸。
此外，在锅内装600ml的水置于电磁炉上加热，发现实验组及对照组二的锅具中的水可达煮沸温度(100℃)，但对照组一的锅具中的水仅达80℃，无法将水煮沸。也就是说，对照组一的锅具仅能用来加热食物，无法用来烹煮食物。虽然实验组及对照组二的锅具均能用来烹煮食物，但实验组的铝锅较对照组二的不锈钢锅重量轻、成本低且制造容易，更能吸引制造商的青睐。
另外，本发明的锅具也有模拟消费者使用状况进行测试。第一种状况，将本发明的锅具于0℃冰点冷却后，再在电磁炉上加热至锅内水达沸腾温度，反复测试至少10次，发现试验后涂层不会由锅具的底部剥离。第二种状况，将本发明的锅具在瓦斯炉上空烧至260℃附近，再以常温水淬火至60℃附近，反复测试至少10次，发现试验后涂层也不会由锅具的底部剥离。
综上所述，本发明提供一种简单量产的方法，以低热熔射法依序喷涂具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层及具有导热特性的第二金属陶瓷复合层在不导磁的金属锅体的外底面上。因此，所形成的具有导磁特性的金属陶瓷复合层与锅体的外底面的附着性良好，可承受瞬间极大的高低温差变化也不会与锅体的外底面脱离而造成锅具损毁。
此外，本发明的方法比传统机械加压、焊接法或烧结法快速，不需作热处理。本发明的方法也无电镀法残留酸或碱液等长期碰触的伤害，或污染食物或其它环保问题。
虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (9)
1.一种锅具，包括：
锅体，具有外底面，该锅体为不具有导磁特性的金属；
具有导磁特性的第一金属陶瓷复合层，配置于该锅体的该外底面上，该第一金属陶瓷复合层的一金属部分包括铁、钴、镍或其合金，该第一金属陶瓷复合层的一陶瓷部分包括氧化铁、氧化钴、氧化镍或其组合，且该金属部分占该第一金属陶瓷复合层的50～85wt％；
具有导热特性的第二金属陶瓷复合层，配置于该第一金属陶瓷复合层上，该第二金属陶瓷复合层的一金属部分包括铝或其合金，该第二金属陶瓷复合层的一陶瓷部分包括氧化铝，且该金属部分占该第二金属陶瓷复合层的20～85wt％；以及
具有导磁特性的第三金属陶瓷复合层，配置于该锅体的该外底面与该第一金属陶瓷复合层之间，该第三金属陶瓷复合层与该第一金属陶瓷复合层的材料不同。
2.如权利要求1所述的锅具，其中该锅体的材料包括铝、铜、银、钛或其合金。
3.如权利要求1所述的锅具，其中该第一金属陶瓷复合层的厚度为150μm至1.2mm，且该第二金属陶瓷复合层的厚度为50μm至200μm。
4.如权利要求1所述的锅具，其中该第一金属陶瓷复合层及该第二金属陶瓷复合层以圆形、螺旋状或同心圆的方式配置于整个或局部的该外底面上。
5.如权利要求1所述的锅具，其中该第一金属陶瓷复合层的平均残值高斯值大于3G，且该第一金属陶瓷复合层的中央残值高斯值大于6G。
6.一种锅具的制造方法，包括：
提供一锅体，该锅体具有一外底面，该锅体为不具有导磁特性的金属；
以一低温熔射法在该锅体的该外底面上形成具有导磁特性的一第一金属陶瓷复合层，该第一金属陶瓷复合层的一金属部分包括铁、钴、镍或其合金，该第一金属陶瓷复合层的一陶瓷部分包括氧化铁、氧化钴、氧化镍或其组合，且该金属部分占该第一金属陶瓷复合层的50～85wt％；以及
以该低温熔射法在该第一金属陶瓷复合层上形成具有导热特性的一第二金属陶瓷复合层，该第二金属陶瓷复合层的一金属部分包括铝或其合金，该第二金属陶瓷复合层的一陶瓷部分包括氧化铝，且该金属部分占该第二金属陶瓷复合层的20～85wt％；
其中在提供该锅体之后以及形成该第一金属陶瓷复合层之前，还包括以该低温熔射法在该锅体的该外底面上形成具有导磁特性的一第三金属陶瓷复合层，该第三金属陶瓷复合层与该第一金属陶瓷复合层的材料不同。
7.如权利要求6所述的锅具的制造方法，其中该低温熔射法的平均温度不大于200℃。
8.如权利要求6所述的锅具的制造方法，其中该低温熔射法包括等离子体熔射法、电弧熔射法、火焰熔射法或高速火焰熔射法。
9.如权利要求6所述的锅具的制造方法，其中该锅体的材料包括铝、铜、银、钛或其合金。
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