CN105399328A - 一种高强度搪瓷锅及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
一种高强度搪瓷锅及其制作工艺，包括铸铁锅体和附着于铸铁锅体表面的搪瓷釉层，其中，铸铁锅体的组成元素为铁、锰、钒、钨、铝、钼、铈和碳，搪瓷釉层的组成原料为石英、钠长石、煅烧高岭土、磁石、贝壳粉、硼砂、氧化铁粉、氧化铝粉、硅微粉和外加剂。本发明所采用的搪瓷釉层除了采用常规的石英、钾长石、煅烧高岭土、硼砂等常规成分之外，还添加有磁石、贝壳粉、氧化铁粉、氧化铝粉、硅微粉和外加剂，从而使得在相对较低的温度下烧结的搪瓷层同样具有良好的强度和致密性，尽可能降低了由于磕碰导致的釉层破损。
Description
技术领域
本发明涉及到日常生活领域中的炊具，具体的说是一种高强度搪瓷锅及其制作工艺。
背景技术
搪瓷锅是在金属锅的基体上粘附一层无机玻璃质材料，然后通过熔融凝于金属基体上并与金属牢固结合在一起后，从而在锅表面形成一层搪瓷层，因其美观、轻便、耐热而受到追捧，同时，由于搪瓷锅的化学性质稳定，因此可存放轻度酸碱性食物。
现有的搪瓷锅一般呈白色，白色搪瓷所用的釉料溶剂是氧化硅、氧化铝、氧化锰、氧化钾和氧化钠，无铅，因此没有铝中毒的危险。但是由于这种搪瓷锅的搪瓷层在磕碰的情况下极其容易破损，因此，导致其在使用过程中需要很小心，来防止搪瓷层的破损。
发明内容
为了解决现有技术中搪瓷锅的搪瓷层强度不高、整体性不好造成的容易破损的问题，本发明提供了一种高强度搪瓷锅及其制作工艺，通过该工艺制作的搪瓷锅，不仅基体的强度得到了提高，而且搪瓷层和基体的粘结性能也得到了提高，防止了因为碰撞导致的搪瓷层脱落，而且搪瓷层的整体性和均一性也得到了提升。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高强度搪瓷锅，包括铸铁锅体和附着于铸铁锅体表面的搪瓷釉层，所述铸铁锅体的组成元素重量百分比含量如下：86-87%的Fe、3-3.5%的Mn、2.5-2.7%的V、2.2-2.3%的W、2.9-3.3%的Al、1.2-1.3%的Mo和0.8-0.9%的Ce，其余杂质和碳的含量不超过0.3%；
所述搪瓷釉层的组成原料为：按照重量比，由7-8份的石英、4-5份的钠长石、2-3份的煅烧高岭土、0.3-0.5份磁石、1.2-1.4份贝壳粉、1-2份的硼砂、1-2份氧化铁粉、1-2份氧化铝粉、3-4份硅微粉和0.7-0.8份的外加剂组成，外加剂由氧化锆、氧化锰、氧化锌、纳米二氧化钛、氮化硼、碳化硅和氯化钾按照重量比0.6-0.8：1：1.2-1.4：0.5-0.6：0.2-0.3：0.6-0.7：0.3-0.4的比例混合而成。
上述高强度搪瓷锅的制作工艺，包括以下步骤：
1）选取石英、钠长石、煅烧高岭土、磁石、贝壳粉、硼砂、氧化铁粉、氧化铝粉、氮化硼和碳化硅分别磨粉至粒径不超过0.074mm，然后按照上述搪瓷釉层的组成比例分别称取各组成物料，混合后得到搪瓷釉粉末，备用；
2）称取羧甲基纤维素钠溶于水中制成质量浓度2%的拌合溶剂，然后称取一定量的该拌合溶剂与步骤1）制得的搪瓷釉粉末拌合成釉料，备用；
其中，拌合溶剂的量为搪瓷釉粉末重量的3-5倍；
3）选取铸铁、锰铁、钒铁、钨铁、铝、钼和铈按照一定比例混合后冶炼成铁水，且使铁水中各组成元素的含量符合上述铸铁锅体的要求，然后将铁水浇铸成铸铁锅体；
4）待步骤3）中浇铸的铸铁锅体冷却后，将步骤2）制得的釉料涂刷在铸铁锅体表面，待晾干后再次进行涂刷，直至铸铁锅体表面粘附一层厚度为1-3mm的釉料层；
5）将步骤4）中得到的粘附有釉料层的铸铁锅体放入烧结炉内进行烧结，以使釉料层形成搪瓷层，烧结的具体工艺如下：
a）以2℃/min的升温速率将温度升至120℃，保持该温度10-15min；
b）以10℃/min的升温速率将温度升至400℃，保持该温度20min；
c）以30℃/min的升温速率将温度升至800℃，保持该温度30min；
d）以20℃/min的升温速率将温度升至900℃，保持该温度1-2h，然后停止加热，自然冷却即得到产品。
所述步骤3）的铁水中加入其总重0.005%的氯化钠，保温静置5-10min后再进行浇铸。
所述步骤5）中的烧结是在氮气气氛中进行烧结。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
首先，本发明所采用的搪瓷釉层除了采用常规的石英、钾长石、煅烧高岭土、硼砂等常规成分之外，还添加有磁石、贝壳粉、氧化铁粉、氧化铝粉、硅微粉和外加剂，从而使得在相对较低的温度下烧结的搪瓷层同样具有良好的强度和致密性，尽可能降低了由于磕碰导致的釉层破损；
其次，本发明搪瓷釉层中加入的外加剂中除了含有氮化硼、氧化锆、纳米二氧化钛以及碳化硅等高强度材料之外，还含有氧化锰、氯化锌和氯化钾等辅助成分，能够使得这些微量成分在高温下更好的弥散分布于搪瓷层中，从而增强搪瓷层的致密性和整体性，有效防止局部的破损；
最后，本发明中的铸铁锅体，通过在铸铁中添加Mn、V、Mo、W和Al等金属元素以及稀土元素Ce，从而提升了铸铁合金的综合性能，使得其上附着的搪瓷釉层在高温烧结时，不会对铁锅基体造成影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，本发明各实施例中所用到的各成分均可通过市售渠道获得。
实施例1
一种高强度搪瓷锅，包括铸铁锅体和附着于铸铁锅体表面的搪瓷釉层，所述铸铁锅体的组成元素重量百分比含量如下：87%的Fe、3%的Mn、2.5%的V、2.3%的W、2.9%的Al、1.3%的Mo和0.8%的Ce，其余碳和不可除去的微量杂质；
所述搪瓷釉层的组成原料为：按照重量比，由7份的石英、4份的钠长石、2份的煅烧高岭土、0.3份磁石、1.2份贝壳粉、1份的硼砂、1份氧化铁粉、1份氧化铝粉、3份硅微粉和0.7份的外加剂组成，外加剂由氧化锆、氧化锰、氧化锌、纳米二氧化钛、氮化硼、碳化硅和氯化钾按照重量比0.6：1：1.2：0.5：0.2：0.6：0.3的比例混合而成。
上述高强度搪瓷锅的制作工艺，包括以下步骤：
1）选取石英、钠长石、煅烧高岭土、磁石、贝壳粉、硼砂、氧化铁粉、氧化铝粉、氮化硼和碳化硅分别磨粉至粒径不超过0.074mm，然后按照上述搪瓷釉层的组成比例分别称取各组成物料，混合后得到搪瓷釉粉末，备用；
2）称取羧甲基纤维素钠溶于水中制成质量浓度2%的拌合溶剂，然后称取一定量的该拌合溶剂与步骤1）制得的搪瓷釉粉末拌合成釉料，备用；
其中，拌合溶剂的量为搪瓷釉粉末重量的3倍；
3）选取铸铁、锰铁、钒铁、钨铁、铝、钼和铈按照一定比例混合后冶炼成铁水，且使铁水中各组成元素的含量符合上述铸铁锅体的要求，然后将铁水浇铸成铸铁锅体；
4）待步骤3）中浇铸的铸铁锅体冷却后，将步骤2）制得的釉料涂刷在铸铁锅体表面，待晾干后再次进行涂刷，直至铸铁锅体表面粘附一层厚度为1-3mm的釉料层；
5）将步骤4）中得到的粘附有釉料层的铸铁锅体放入烧结炉内进行烧结，以使釉料层形成搪瓷层，烧结的具体工艺如下：
a）以2℃/min的升温速率将温度升至120℃，保持该温度10min；
b）以10℃/min的升温速率将温度升至400℃，保持该温度20min；
c）以30℃/min的升温速率将温度升至800℃，保持该温度30min；
d）以20℃/min的升温速率将温度升至900℃，保持该温度1h，然后停止加热，自然冷却即得到产品。
实施例2
一种高强度搪瓷锅，包括铸铁锅体和附着于铸铁锅体表面的搪瓷釉层，所述铸铁锅体的组成元素重量百分比含量如下：86%的Fe、3.5%的Mn、2.7%的V、2.2%的W、3.3%的Al、1.2%的Mo和0.9%的Ce，其余为碳和不可除去的微量杂质；
所述搪瓷釉层的组成原料为：按照重量比，由8份的石英、5份的钠长石、3份的煅烧高岭土、0.5份磁石、1.4份贝壳粉、2份的硼砂、2份氧化铁粉、2份氧化铝粉、4份硅微粉和0.8份的外加剂组成，外加剂由氧化锆、氧化锰、氧化锌、纳米二氧化钛、氮化硼、碳化硅和氯化钾按照重量比0.8：1：1.4：0.6：0.3：0.7：0.4的比例混合而成。
上述高强度搪瓷锅的制作工艺，包括以下步骤：
1）选取石英、钠长石、煅烧高岭土、磁石、贝壳粉、硼砂、氧化铁粉、氧化铝粉、氮化硼和碳化硅分别磨粉至粒径不超过0.074mm，然后按照上述搪瓷釉层的组成比例分别称取各组成物料，混合后得到搪瓷釉粉末，备用；
2）称取羧甲基纤维素钠溶于水中制成质量浓度2%的拌合溶剂，然后称取一定量的该拌合溶剂与步骤1）制得的搪瓷釉粉末拌合成釉料，备用；
其中，拌合溶剂的量为搪瓷釉粉末重量的5倍；
3）选取铸铁、锰铁、钒铁、钨铁、铝、钼和铈按照一定比例混合后冶炼成铁水，且使铁水中各组成元素的含量符合上述铸铁锅体的要求，然后将铁水浇铸成铸铁锅体；
4）待步骤3）中浇铸的铸铁锅体冷却后，将步骤2）制得的釉料涂刷在铸铁锅体表面，待晾干后再次进行涂刷，直至铸铁锅体表面粘附一层厚度为1-3mm的釉料层；
5）将步骤4）中得到的粘附有釉料层的铸铁锅体放入烧结炉内进行烧结，以使釉料层形成搪瓷层，烧结的具体工艺如下：
a）以2℃/min的升温速率将温度升至120℃，保持该温度15min；
b）以10℃/min的升温速率将温度升至400℃，保持该温度20min；
c）以30℃/min的升温速率将温度升至800℃，保持该温度30min；
d）以20℃/min的升温速率将温度升至900℃，保持该温度2h，然后停止加热，自然冷却即得到产品。
实施例3
一种高强度搪瓷锅，包括铸铁锅体和附着于铸铁锅体表面的搪瓷釉层，所述铸铁锅体的组成元素重量百分比含量如下：86.5%的Fe、3.25%的Mn、2.6%的V、2.25%的W、3.1%的Al、1.25%的Mo和0.85%的Ce，其余为碳和不可除去的微量杂质；
所述搪瓷釉层的组成原料为：按照重量比，由7.5份的石英、4.5份的钠长石、2.5份的煅烧高岭土、0.4份磁石、1.3份贝壳粉、1.5份的硼砂、1.5份氧化铁粉、1.5份氧化铝粉、3.5份硅微粉和0.75份的外加剂组成，外加剂由氧化锆、氧化锰、氧化锌、纳米二氧化钛、氮化硼、碳化硅和氯化钾按照重量比0.7：1：1.3：0.55：0.25：0.65：0.35的比例混合而成。
上述高强度搪瓷锅的制作工艺，包括以下步骤：
1）选取石英、钠长石、煅烧高岭土、磁石、贝壳粉、硼砂、氧化铁粉、氧化铝粉、氮化硼和碳化硅分别磨粉至粒径不超过0.074mm，然后按照上述搪瓷釉层的组成比例分别称取各组成物料，混合后得到搪瓷釉粉末，备用；
2）称取羧甲基纤维素钠溶于水中制成质量浓度2%的拌合溶剂，然后称取一定量的该拌合溶剂与步骤1）制得的搪瓷釉粉末拌合成釉料，备用；
其中，拌合溶剂的量为搪瓷釉粉末重量的4倍；
3）选取铸铁、锰铁、钒铁、钨铁、铝、钼和铈按照一定比例混合后冶炼成铁水，且使铁水中各组成元素的含量符合上述铸铁锅体的要求，然后将铁水浇铸成铸铁锅体；
4）待步骤3）中浇铸的铸铁锅体冷却后，将步骤2）制得的釉料涂刷在铸铁锅体表面，待晾干后再次进行涂刷，直至铸铁锅体表面粘附一层厚度为1-3mm的釉料层；
5）将步骤4）中得到的粘附有釉料层的铸铁锅体放入烧结炉内进行烧结，以使釉料层形成搪瓷层，烧结的具体工艺如下：
a）以2℃/min的升温速率将温度升至120℃，保持该温度13min；
b）以10℃/min的升温速率将温度升至400℃，保持该温度20min；
c）以30℃/min的升温速率将温度升至800℃，保持该温度30min；
d）以20℃/min的升温速率将温度升至900℃，保持该温度1.5h，然后停止加热，自然冷却即得到产品。
以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的优化和限定：
如，在所述步骤3）的铁水中加入其总重0.005%的氯化钠，保温静置5-10min后再进行浇铸；
又如，所述步骤5）中的烧结是在氮气气氛中进行烧结。
Claims (4)
1.一种高强度搪瓷锅，包括铸铁锅体和附着于铸铁锅体表面的搪瓷釉层，其特征在于：所述铸铁锅体的组成元素重量百分比含量如下：铁水中各组成元素的含量分别为：86-87%的Fe、3-3.5%的Mn、2.5-2.7%的V、2.2-2.3%的W、2.9-3.3%的Al、1.2-1.3%的Mo和0.8-0.9%的Ce，其余杂质和碳的含量不超过0.3%；
所述搪瓷釉层的组成原料为：按照重量比，由7-8份的石英、4-5份的钠长石、2-3份的煅烧高岭土、0.3-0.5份磁石、1.2-1.4份贝壳粉、1-2份的硼砂、1-2份氧化铁粉、1-2份氧化铝粉、3-4份硅微粉和0.7-0.8份的外加剂组成，外加剂由氧化锆、氧化锰、氧化锌、纳米二氧化钛、氮化硼、碳化硅和氯化钾按照重量比0.6-0.8：1：1.2-1.4：0.5-0.6：0.2-0.3：0.6-0.7：0.3-0.4的比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的一种高强度搪瓷锅的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
选取石英、钠长石、煅烧高岭土、磁石、贝壳粉、硼砂、氧化铁粉、氧化铝粉、氮化硼和碳化硅分别磨粉至粒径不超过0.074mm，然后按照权利要求1中搪瓷釉层的组成比例分别称取各组成物料，混合后得到搪瓷釉粉末，备用；
称取羧甲基纤维素钠溶于水中制成质量浓度2%的拌合溶剂，然后称取一定量的该拌合溶剂与步骤1）制得的搪瓷釉粉末拌合成釉料，备用；
其中，拌合溶剂的量为搪瓷釉粉末重量的3-5倍；
选取铸铁、锰铁、钒铁、钨铁、铝、钼和铈按照一定比例混合后冶炼成铁水，且使铁水中各组成元素的含量符合权利要求1中铸铁锅体的要求，然后将铁水浇铸成铸铁锅体；
待步骤3）中浇铸的铸铁锅体冷却后，将步骤2）制得的釉料涂刷在铸铁锅体表面，待晾干后再次进行涂刷，直至铸铁锅体表面粘附一层厚度为1-3mm的釉料层；
将步骤4）中得到的粘附有釉料层的铸铁锅体放入烧结炉内进行烧结，以使釉料层形成搪瓷层，烧结的具体工艺如下：
a）以2℃/min的升温速率将温度升至120℃，保持该温度10-15min；
b）以10℃/min的升温速率将温度升至400℃，保持该温度20min；
c）以30℃/min的升温速率将温度升至800℃，保持该温度30min；
d）以20℃/min的升温速率将温度升至900℃，保持该温度1-2h，然后停止加热，自然冷却即得到产品。
3.根据权利要求2所述的一种高强度搪瓷锅的制作工艺，其特征在于：所述步骤3）的铁水中加入其总重0.005%的氯化钠，保温静置5-10min后再进行浇铸。
4.根据权利要求2所述的一种高强度搪瓷锅的制作工艺，其特征在于：所述步骤5）中的烧结是在氮气气氛中进行烧结。
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