CN1065736C - 新型不锈钢覆铜炊具的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，更确切地说，涉及不锈钢炊具外底部的表面处理，属于不锈钢制品表面处理领域。该方法先对不锈钢炊具进行化学脱脂，然后进行非镀面保护，接着采用电化学手段活化镀覆表面，最后电沉积全光亮镜面紫铜。覆铜炊具由不锈钢炊具、金属镍中间层、镜面光亮紫铜外层三部分组成。用该方法制成的不锈钢覆铜炊具美观、轻巧、实用，燃煮食物不粘底，食物不焦化。

Description

新型不锈钢覆铜炊具的制备方法

本发明涉及一种新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，更确切地说，本发明是在普通不锈钢炊具外表面通过电化学覆铜工艺制成的一种新型不锈钢覆铜炊具，属于不锈钢制品表面处理领域。

随着人民生活水平的提高，不锈钢炊具以其特有的美观、高雅、耐酸、耐碱、耐磨损性能开始取代传统的铸铁、铝制品、搪瓷制品，然而受不锈钢材料热传导性能差的限制，制成的不锈钢炊具用作炒锅、饭锅，常常会使被煮食物局部受高温而粘底、焦化。一则破坏食物营养，二则锅底因焦化粘底而产生难以清除的黑色氧化斑，破坏炊具的外观。为解决上述问题，目前国内外常用以下两种方法，一是化学方法，即在炊具内表面涂覆一薄层不粘底的特氟龙材料；其二为物理方法，即利用专用冲压设备将2～3毫米厚的铜板或铝板与炊具外底部高温冲压而成(称为单复底不锈钢炊具)或在铜板、铝板外侧再包覆一层不锈钢皮(称为双复底不锈钢炊具)。这两种方法的缺陷在于，前者使用时需配备专用木铲，以防特氟龙涂层破损，并且炊具不允许干烧，以防特氟龙涂层高温分解放出有毒气体；而后者在高温冲压复底时往往会使铜板或铝板与炊具底部个别区域结合不紧密，从而产生空气夹层，影响热传导，严重时夹层内空气受热膨胀，使炊具变形或复底层脱落，导致炊具报废，而且用此法生产设备投资大(约20万人民币)，产品自重大。

本发明的目的是提供一种新型的不锈钢覆铜炊具的制备方法，具体地说是在普通不锈钢炊具的外表面(接近热源面)通过电化学覆铜工艺制成。

本发明提供的不锈钢覆铜炊具是由不锈钢炊具金属镍中间层及镜面光亮紫铜外层三部分组成，其中金属镍中间层厚度为1～3微米，全光亮镜面紫铜外层厚度为150～200微米。具体的制备方法是先对不锈钢炊具内外表面进行化学脱脂，然后进行非镀面保护，接着采用电化学工艺活化待镀表面和镀镍，最后电沉积全光亮镜面紫铜。该方法主要包括五个步骤：

1．不锈钢炊具内外表面化学脱脂，以除去炊具表面机加工留下的有机和无机附着物。具体方法是将炊具浸泡在60～70℃的化学除油液中10分钟进行脱脂处理。化学除油液的组分如下：

氢氧化钠(NaOH)       20～30克／升

磷酸钠(Na₃PO₄)     30～40克／升

硅酸钠(Na₂SiO₃)    20～30克／升

X-10乳化剂              2～3克／升

2．用可剥漆对不锈钢炊具非镀面进行绝缘保护，可剥漆为丙烯酸树脂或过氧乙烯树脂，通常在内外表面均涂覆三遍，待干后用刀片割除需镀铜区域的可剥漆。

3．在25～30℃下，对待镀面进行活化与镀镍处理，活化与镀镍溶液组分如下：

氯化镍             250～300克／升

盐酸               25～30毫升／升

其方法是先通阳极电流活化不锈钢表面，然后换相通阴极电流镀1～3微米金属镍，电流密度为2A／dm²。

4．电沉积覆铜：

将活化和镀镍处理后的炊具吊挂在20～30℃的酸性全光亮镀铜溶液中处理2～3小时。酸性镀铜溶液的组分和工艺条件是：

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)200～250克／升

硫酸(H₂SO₄)         50克／升

光亮剂                   2～3毫升／升

电流密度                 2～6A／dm²

5．剥去可剥漆，并清洗，化学钝化，干燥，化学钝化溶液组分和工艺条件是：

铬酸          250～350克／升。

钝化时间      30秒

用本发明提供的方法制成的不锈钢覆铜炊具其优点在于：

1．覆铜层与炊具外底部结合良好。覆底紫铜层赋予不锈钢覆铜炊具良好的传热性能，使烧煮的食物均匀受热，不粘底，不焦化。同时，紫铜厚度仅150～200微米，用它制成的炊具其自重远远小于用2～3毫米铜板或铝板冲压制成的同类产品，使用极为轻便。

2．由于本方法采用传统的直流电沉积工艺，因而投资小，加工成本低，而且不受炊具底部面积与形状的限制。

3．由于本发明是在炊具外底面覆光亮镜面铜，除了在烧煮食物时无污染产生，保证食物卫生外，在外观上也为银白色的不锈钢炊具画龙点睛，增添光彩。

用本工艺制作的不锈钢覆铜炊具的结构如附图所示，其中图1是平底不锈钢覆铜锅，图2为不锈钢覆铜炒菜锅。

下面结合两个实例进一步说明本发明的实质性特点：

实例1

将市售的开口直径为32厘米的不锈钢炒菜锅浸泡在60～70℃的化学除油液中进行脱脂处理，以除去表面的有机和无机附着物，十分钟后取出，用水清洗并烘干；然后用可剥漆涂料均匀刷涂内外表面(三遍)，漆干后，用刀片在锅底部中央割除φ200毫米范围内的可剥漆；在25～30℃的活化与镀镍溶液中，先通阳极电流活化不锈钢表面，然后换相通阴极电流镀1～3微米金属镍，最后在25℃全光亮酸性镀铜液中镀铜。全光亮酸性镀铜溶液组分及工艺条件如下：

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)    200克／升

硫酸(H₂SO₄)              50克／升

光亮剂       2毫升／升

电流密度     4A／dm²

电镀时间     3小时

为防止紫铜层变色，将镀铜后的炒菜锅清洗后浸入250克／升的铬酸溶液中钝化30秒，水洗后烘干并剥去所有的可剥漆层。

通过上述处理，不锈钢炒菜锅即覆上了一层与锅底结合牢固的光亮紫铜外层，该层厚度为0．15毫米。

实例2

将市售的高度为18厘米的不锈钢平底锅浸泡在60～70℃的化学除油液中进行脱脂处理，以除去表面的有机和无机附着物，十分钟后取出，用水清洗并烘干；然后用可剥漆涂料均匀刷涂内外表面(三遍)，漆干后，用刀片将距底部平面2厘米处以下的外侧面及底面的可剥漆割除；在25～30℃的活化与镀镍溶液中，先通阳极电流活化不锈钢表面，然后换相通阴极电流镀1～3微米金属镍，最后在25℃全光亮酸性镀铜液中镀铜。全光亮酸性镀铜溶液组分及工艺条件如下：

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)    200克／升

硫酸(H₂SO₄)             50克／升

光亮剂                       3毫升／升

电流密度                     6A／dm²

电镀时间                     2小时

为防止铜层变色，将镀铜后的炒菜锅清洗后浸入300克／升的铬酸溶液中钝化30秒，水洗后烘干并剥去所有的可剥漆层。

通过上述处理，不锈钢炒菜锅即覆上了一层与锅底结合牢固的光亮紫铜外层，该层厚度为0．18毫米。

以上两种不锈钢覆铜炊具美观、轻巧、实用，在煤气灶上烧煮食物，效果与市售机械单覆底锅、双覆底锅及特氟龙不粘锅等同，食物不粘底，不焦化。

Claims (7)

1．一种新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，其特征在于是先对不锈钢炊具内外表面进行化学脱脂，然后进行非镀面保护，接着采用电化学工艺活化待镀表面和镀镍，最后电沉积全光亮镜面紫铜以及剥去可剥漆、清洗、化学钝化。

2．按权利要求1所述的新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，其特征在于所述的对不锈钢炊具内外表面进行化学脱脂是将炊具浸泡在60～70℃的化学除油液中10分钟进行脱脂处理。

3．按权利要求1所述的新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，其特征在于所述的非镀面保护是用可剥漆丙烯酸树脂或过氧乙烯树脂内外涂覆三遍，待干后用刀片割除需镀铜区域的可剥漆。

4．按权利要求1所述的新型不锈钢覆铜炊具及制备方法，其特征在于所述的采用电化学工艺活化待镀表面和镀镍是将经过绝缘保护的不锈钢炊具置于25～30℃的氯化镍和盐酸溶液中进行活化与镀镍处理，活化与镀镍溶液组分和工艺条件是：

氯化镍(NiCl₂)         250～300克／升

盐酸(HCl)              25～30毫升／升

电流密度                 2A／dm²

5．按权利要求1所述的新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，其特征在于所述的电沉积全光亮镜面紫铜是将活化与镀镍处理后的炊具吊挂在20～30℃的酸性全光亮镀铜溶液中，镀2～3小时，酸性镀铜溶液组分和工艺条件是：

硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)  200～250克／升

硫酸(H₂SO₄)           50克／升

光亮添加剂                 2～3毫升／升

电流密度                   2～6A／dm²

6．按权利要求1所述的新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，其特征在于所述的化学钝化溶液组分和工艺条件是：

铬酸(CrO₃)       250～350克／升

钝化时间            30秒

7．按权利要求1所述的新型不锈钢覆铜炊具的制备方法，其特征在于镀镍中间层厚度为1～3微米，全光亮镜面紫铜外层厚度150～200微米。

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