CN108330426A - 炊具、烹饪器具组件及炊具的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种炊具、烹饪器具组件和该炊具的制备方法，该炊具包括炊具本体和铁基非晶复合涂层，铁基非晶复合涂层附设在炊具本体的外壁面上。本发明提供的炊具，由于铁基非晶复合涂层具有优异的软磁性能、耐磨性、耐腐蚀性和高强度、高硬度，附设有该铁基非晶复合涂层的炊具，能够实现电磁加热，且炊具具有了优良的耐磨性和耐腐蚀性。

Description

炊具、烹饪器具组件及炊具的制备方法
技术领域
本发明涉及厨房用具领域，更具体而言，涉及一种炊具、包括该炊具的烹饪器具组件及该炊具的制备方法。
背景技术
目前，市场上的电饭煲、电压力锅内胆种类多样，其中传统的铝合金内胆为底盘加热，加热集中在内胆底部，使得内胆受热不均匀，米饭口味较差，存在夹生现象。而高端内胆均采用电磁加热技术(IH加热)，这种加热技术可以保证内胆实现立体加热，加热效率高，内胆和米饭受热均匀，米饭口感好，因而这种技术已成为重要的发展趋势。这就要求饭煲内胆为导磁性材料，如Fe、Co、Ni、430不锈钢等，而一般的铸铁材料极易腐蚀，并且塑性差，不易锻压加工；而Co、Ni等材料价格昂贵，制备成本太高；430不锈钢导磁性能较为一般，且导热能力较差，并且430不锈钢不是食品级材料，需要与304不锈钢复合制备内锅，工艺复杂，成本高。为实现电磁加热，现在常规的做法是制备复合内胆，如Al-不锈钢、Cu-不锈钢等材质复合，但这种技术也存在一些缺点，比如制备工艺复杂，炊具硬度较低、耐磨性不好、不锈钢导磁性能低等。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一个方面的目的在于提供一种炊具。
本发明的第二个方面的目的在于提供一种包括上述炊具的烹饪器具组件。
本发明的第三个方面的目的在于提供一种用于制备包括上述炊具的制备方法。
为实现上述目的，本发明的一个方面的实施例提供了一种炊具，用于烹饪器具组件，该炊具包括：炊具本体；和铁基非晶复合涂层，附设在所述炊具本体的外壁面上。
本发明上述实施例提供的炊具，包括炊具本体及附设在炊具本体的外壁面上的铁基非晶复合涂层，一方面，铁基非晶复合涂层具有优异的软磁性能，具有高的效率、较高的磁导率、低的涡流损耗等优良的物理性能，是优异的软磁功能材料，使得炊具能够使用电磁加热技术；另一方面，由于非晶合金中原子之间的键能较高，并且在非晶合金中不会产生因位错运动而发生的滑移，因此，铁基非晶复合涂层强度高、硬度高、耐磨性能好，且非晶合金的结构是单向无定性的，无晶界、堆垛层错等，所以其结构和成分都比晶态合金均匀，而且具有非晶态结构的合金自身活性比较高，可以在材料表面快速形成比较均匀的钝化膜，因此，铁基非晶复合涂层具有优异的耐腐蚀性能。因此，在炊具本体的外壁面上附设铁基非晶复合涂层，实现了炊具的电磁加热的功能，且使得炊具具有了高强度、优良的耐磨和耐腐蚀性能，由于铁基非晶复合涂层价格低，还能降低炊具的成本。
当然，炊具本体可以为铝合金、不锈钢(例如430不锈钢)、铸铁等材质。
另外，本发明上述实施例提供的炊具还具有如下附加技术特征：
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层包含的组分及各组分的质量百分比为：
所述铁基非晶复合涂层包括1.5wt％～2.5wt％C、13.0wt％～17.0wt％Cr、1.0wt％～3.0wt％Si、0.5wt％～1.5wt％B、8.0wt％～12.0wt％Ni、3.2wt％～3.5wt％Mo、6.3wt％～6.5wt％P，其余为Fe，或者其余为Fe和一种或多种其它组分。
Cr和Ni耐腐蚀性能良好，容易生成具有耐腐蚀性的氧化物，使铁基非晶复合涂层具有优良的耐腐蚀性能；Si、C等组分在等离子喷涂过程中能够生成SiC硬质相，提高涂层的耐磨性能；Mo能够增强铁基非晶复合涂层的钝化能力，增强抗腐蚀能力；Si、B等小尺寸半径的原子，提高了铁基非晶复合涂层的混乱度，有利于提高微观组织结构的形成能力，提高涂层的致密程度。
优选地，铁基非晶复合涂层中C的质量百分比可以为1.5％、2.0％或2.5％，Cr的质量百分比可以为13.0％、15.0％或17.0％，Si的质量百分比可以为1.0％、2.0％或3.0％，B的质量百分比为0.5％、1.0％或1.5％，Ni的质量百分比可以为8.0％、10.0％或12.0％，Mo的质量百分比为3.2％、3.3％、3.4％或3.5％，P为的质量百分比为6.3％、6.4％或6.5％，其余为Fe，或者其余为Fe和一种或多种其它组分。
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层的厚度为800μm～1000μm。
铁基非晶复合涂层的厚度大于等于800μm且小于等于1000μm，既能保证炊具具有良好的导磁性、耐磨性、耐腐蚀性和高强度、高硬度，又能避免铁基非晶复合涂层厚度过大导致的炊具成本过高。
优选地，铁基非晶复合涂层的厚度为900μm，既能保证铁基非晶复合涂层的耐磨性和高强度，又能避免炊具成本太高。
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层的孔隙率为8％～10％。
铁基非晶复合涂层的孔隙率大于等于8％且小于等于10％，既能保证铁基非晶复合涂层的致密度，从而保证铁基非晶复合涂层高的耐磨性、耐腐蚀性和高强度，又能避免因铁基非晶复合涂层孔隙率过低，导致的对铁基非晶复合涂层的成型工艺要求苛刻、炊具制造成本高的弊端。
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层中非晶相的体积分数为80％～90％。
铁基非晶复合涂层中，非晶相的体积分数达到80％～90％，能够充分保证铁基非晶复合涂层优异的耐磨性、耐腐蚀性和导磁性。
上述技术方案中，优选地，所述炊具还包括：粗糙层，炊具本体的外壁面上形成有所述粗糙层，且铁基非晶复合涂层附设在所述粗糙层上。
在炊具本体的外壁面上制备铁基非晶复合涂层之前，对炊具本体的外壁面进行喷砂处理，以在炊具本体的外壁面上形成粗糙层，增强铁基非晶复合涂层与炊具本体之间的连接强度。
优选地，所述粗糙层的粗糙度Rz为65μm～85μm。
Rz大于等于65μm，且小于等于85μm，既能保证炊具本体的外壁面的粗糙度，保证炊具本体与铁基非晶复合涂层之间的连接强度，又能避免粗糙度过大导致的对炊具本体强度的削弱。
上述技术方案中，优选地，所述炊具本体的内壁面上附设有食品级不锈钢层或不粘涂层。
优选地，炊具本体为不锈钢(例如430不锈钢)炊具本体时，炊具本体的内壁面上附设食品级不锈钢(例如304不锈钢)层；当炊具本体为铝合金炊具本体时，炊具本体的内壁面上附设不粘涂层或其它材质。
本发明第二个方面的实施例提供一种烹饪器具组件，包括上述任一实施例所述的炊具。
本发明上述实施例提供的烹饪器具组件，因具有第一个方面的实施例所述的炊具，因而具有上述任一实施例所述的炊具的有益效果，在此不再赘述。
上述技术方案中，优选地，所述炊具为内胆、烤盘或炒锅。
本发明的炊具可以用在电饭煲或电压力锅中，用作电饭煲或电压力锅的内胆，放置在电饭煲或电压力锅的外锅中，由于炊具的外壁面上设有铁基非晶复合涂层，因而能够利用电磁加热，实现内胆的立体加热，提高烹饪器具的档次。当然，本发明的炊具也可以用在电磁炉，还可以用作煎烤机的烤盘，还可以用在其它采用或不采用电磁加热的场合。
本发明的炊具可以用在电饭煲或电压力锅中，用作电饭煲或电压力锅的内胆，放置在电饭煲或电压力锅的外锅中，由于炊具的外壁面上设有铁基非晶复合涂层，因而能够利用电磁加热，实现内胆的立体加热，提高烹饪器具的档次。当然，本发明的炊具也可以用在电磁炉中，还可以用在其它采用或不采用电磁加热的场合。
本发明第三个方面的实施例提供一种炊具的制备方法，用于制备上述任一实施例所述的炊具，该制备方法包括：制备铁基非晶复合粉末；采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上，以在所述炊具本体的外壁面上制备铁基非晶复合涂层。
本发明第三个方面的实施例提供的炊具的制备方法，包括制备铁基非晶复合粉末，采用等离子喷涂的方法将制备好的铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上，使得炊具本体的外壁面上形成铁基非晶复合涂层。由于铁基非晶复合涂层具有优良的耐磨性能、耐腐蚀性能、高强度，且具有良好的导磁性能，从而在提高炊具的耐磨和耐腐蚀性能的同时，使得炊具能够用于电磁加热的场合。
采用等离子喷涂的方法制备铁基非晶复合涂层，工艺简单，成本低，且铁基非晶复合涂层中的一种或多种组分在喷涂过程中，可发生化学反应生成硬质相，利于Si和C生成SiC，提高铁基非晶涂层的耐磨性。
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层包含的组分及各组分的质量百分比为：
上述实施例中，所述铁基非晶复合涂层包括1.5wt％～2.5wt％C、13.0wt％～17.0wt％Cr、1.0wt％～3.0wt％Si、0.5wt％～1.5wt％B、8.0wt％～12.0wt％Ni、3.2wt％～3.5wt％Mo、6.3wt％～6.5wt％P。
Cr和Ni耐腐蚀性能良好，容易生成具有耐腐蚀性的氧化物，使铁基非晶复合涂层具有优良的耐腐蚀性能；Si、C等组分在等离子喷涂过程中能够生成SiC硬质相，提高涂层的耐磨性能；Mo能够增强铁基非晶复合涂层的钝化能力，增强抗腐蚀能力；Si、B等小尺寸半径的原子，提高了铁基非晶复合涂层的混乱度，有利于提高微观组织结构的形成能力，提高涂层的致密程度。
优选地，铁基非晶复合涂层中C的质量百分比可以为1.5％、2.0％或2.5％，Cr的质量百分比可以为13.0％、15.0％或17.0％，Si的质量百分比可以为1.0％、2.0％或3.0％，B的质量百分比为0.5％、1.0％或1.5％，Ni的质量百分比可以为8.0％、10.0％或12.0％，Mo的质量百分比为3.2％、3.3％、3.4％或3.5％，P为的质量百分比为6.3％、6.4％或6.5％，其余为Fe，或者其余为Fe和一种或多种其它组分。
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层的厚度为800μm～1000μm。
铁基非晶复合涂层的厚度小于800μm，会影响炊具的耐磨性、耐腐蚀性、导磁性；铁基非晶复合涂层的厚度大于1000μm，会增加炊具的成本，且会导致炊具笨重。
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层的孔隙率为8％～10％。
制备的铁基非晶复合涂层的孔隙率小于8％，对铁基非晶复合涂层的成型工艺要求苛刻，会增加成型的成本；铁基非晶复合涂层的孔隙率大于10％，会影响铁基非晶复合涂层的耐磨性、导磁性及耐腐蚀性。
上述技术方案中，优选地，所述铁基非晶复合涂层中非晶相的体积分数为80％～90％，保证铁基非晶复合涂层中非晶相的体积分数，以使铁基非晶复合涂层能够充分发挥非晶合金的耐磨性、耐腐蚀性、优异的导磁性能和高强度、高硬度。
上述技术方案中，优选地，采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上的过程中，对所述炊具本体进行冷却处理。经过冷却处理，使得等离子喷涂过程中炊具本体的温度为8℃～10℃。
采用等离子喷涂的方法进行喷涂的同时，对炊具本体进行冷却处理，使得铁基非晶复合涂层制备过程中经历快速冷却的过程，从而提高铁基非晶复合涂层中非晶相的含量，并促使超细晶粒的形成，进一步提高铁基非晶复合涂层的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
优选地，采用压缩空气对炊具本体进行冷却处理，当然，也可以采用冷却水或其它方法对炊具本体进行冷却处理。
上述技术方案中，优选地，采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上的过程中，喷涂电压为50V～60V，喷涂电流为300A～550A，喷涂距离为100mm～120mm，工作气体的压力为0.6MPa～0.8MPa，辅助气体的压力为0.5MPa～0.7MPa，供粉速率为8L/min～12L/min。
喷涂电压可以为50V、55V或60V，喷涂电流可以为300A、400A或550A；喷涂距离过大，粉粒的温度和速度均将下降，结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降；喷涂距离过小，会使炊具本体温升过高，炊具本体和涂层氧化，影响涂层的结合，因此，喷涂距离可以为100mm、110mm或120mm，工作气体(主工作气体)的压力为0.6MPa、0.7MPa或0.8MPa，辅助气体(副工作气体)的压力为0.5MPa、0.6MPa或者0.7MPa；供粉速度必须与输入功率相适应，供粉速度过大，会出现生粉(未熔化)，导致喷涂效率降低，供粉速度过低，粉末氧化严重，并造成炊具本体过热，因此，供粉速度为8L/min、100L/min或12L/min。优选地，工作气体为Ar或N2，辅助气体为H2。
优选地，采用大气等离子喷涂的喷涂方法，当然，也可以采用真空等离子喷涂、超音速等离子喷涂等其它等离子喷涂方式。
上述技术方案中，优选地，所述炊具的制备方法还包括：在所述炊具本体的外壁面上制备铁基非晶复合涂层之后，对所述铁基非晶复合涂层进行激光重熔处理。
炊具本体上形成铁基非晶复合涂层后，对铁基非晶复合涂层的表面进行激光重熔处理，用激光做表面重熔可以将涂层中的杂质、气孔等释放出来，减少涂层中的裂纹、气孔及夹杂等结构缺陷，同时由于迅速冷却而使晶粒得到细化，使得铁基非晶复合涂层中具有致密的细晶组织，且进行激光重熔处理得到的激光重熔层与炊具本体之间能够产生冶金结合，增强两者之间的结合力，增强铁基非晶复合涂层在炊具本体上的附着强度。
上述技术方案中，优选地，对所述铁基非晶复合涂层进行激光重熔处理中，最大输出功率为500W～550W，扫描速率为5mm/s～10mm/s，频率为15Hz～20Hz。
最大输出功率为500W、525W或550W，扫描速率为5mm/s、7.5mm/s或10mm/s，频率为15H、18Hz或20Hz。
上述技术方案中，优选地，所述炊具的制备方法还包括：采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上之前，对所述炊具本体进行喷砂处理；对喷砂处理后的所述炊具本体进行预热处理。
炊具本体的外壁面进行喷砂处理，使炊具本体的外壁面上形成凹凸不平的结构，这样能够增加铁基非晶复合涂层与炊具本体之间的接触面积，进而增加铁基非晶复合涂层与炊具本体之间的结合力，从而进一步降低了铁基非晶复合涂层脱落的概率；优选地，喷砂处理后，采用气流(采用空气压缩机)将喷砂处理后的炊具本体的外壁面附着的细微沙砾、粉尘吹干净，保证炊具本体的外壁面的洁净，以便于铁基非晶复合涂层的附着。优选地，喷砂角度为70°～90°，喷砂选用棕刚玉砂，当然，也可以选用石英砂、白刚玉等。进一步地，可以采用自动喷砂机进行喷砂处理。
优选地，在喷砂处理前，对炊具本体的外壁面进行脱脂除油处理，碱洗、高温清洁炊具本体的外壁面，去除外壁面的油污等杂质，提高外壁面的清洁度。
喷砂处理后，对炊具本体进行预热处理，降低在等离子体热喷涂过程(制备铁基非晶复合涂层的过程)中产生的热应力，提高铁基非晶复合涂层与炊具本体的外壁面的结合力。
上述技术方案中，优选地，喷砂处理后，所述炊具本体的外壁面的粗糙度Rz为65μm～85μm；预热处理中，预热温度为100℃～200℃。
炊具本体的外壁面的粗糙度不小于65μm，能够避免粗糙度过小而起不到提高铁基非晶复合涂层与炊具本体之间的结合力的作用；设置粗糙度不大于85μm，能够避免粗糙度过大导致炊具本体强度严重降低的情况发生。
预热处理中，将炊具本体的预热至100℃～200℃，既能降低制备铁基非晶复合涂层的过程中炊具本体产生的热应力，提高铁基非晶复合涂层与炊具本体之间的结合力，又能避免炊具本体温度过高导致的等离子喷涂过程中需加大炊具本体的冷却力度。
上述技术方案中，优选地，制备铁基非晶复合粉末具体包括：对所述铁基非晶复合粉末进行球磨处理，以使所述铁基非晶复合粉末的粒径为20μm～40μm；对球磨处理后的所述铁基非晶复合粉末进行烘干处理。
对铁基非晶复合粉末进行球磨处理，使得粉末形成球状，提高等离子喷涂时粉末的流动性；对球磨处理后的铁基非晶复合粉末进行烘干处理，避免铁基非晶复合粉末的团聚。
上述技术方案中，优选地，对所述铁基非晶复合粉末进行球磨处理中，料球比为1:20，球径为3mm～5mm，公转速度为150r/min～200r/min，自转速度为500r/min～600r/min；烘干处理中，烘干温度为70℃～90℃，烘干时长为3h～5h。
采用本发明制备的炊具用在电磁炉上时，当电磁炉加热时输入功率为2100W时，输出功率为1200W～1300W，说明炊具具有良好的导磁性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的实施例所述的炊具局部的剖视结构示意图；
图2是本发明的一个实施例所述的炊具的制备方法的流程示意图；
图3是本发明的另一个实施例所述的炊具的制备方法的流程示意图。
其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10炊具本体，20铁基非晶复合涂层。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照附图描述根据本发明一些实施例的炊具、烹饪器具组件和炊具的制备方法。
如图1所示，根据本发明一些实施例提供的一种炊具，用于烹饪器具组件，该炊具包括炊具本体10和铁基非晶复合涂层20，铁基非晶复合涂层20附设在炊具本体10的外壁面上。
本发明上述实施例提供的炊具，包括炊具本体10及附设在炊具本体10的外壁面上的铁基非晶复合涂层20，一方面，铁基非晶复合涂层20具有优异的软磁性能，具有高的效率、较高的磁导率、低的涡流损耗等优良的物理性能，是优异的软磁功能材料，使得炊具能够使用电磁加热技术；另一方面，由于非晶合金中原子之间的键能较高，并且在非晶合金中不会产生因位错运动而发生的滑移，因此，铁基非晶复合涂层20强度高、硬度高、耐磨性能好，且非晶合金的结构是单向无定性的，无晶界、堆垛层错等，所以其结构和成分都比晶态合金均匀，而且具有非晶态结构的合金自身活性比较高，可以在材料表面快速形成比较均匀的钝化膜，因此，铁基非晶复合涂层20具有优异的耐腐蚀性能，实验结果表明，其腐蚀率比不锈钢要低得多。因此，在炊具本体10的外壁面上附设铁基非晶复合涂层20，实现了炊具的电磁加热的功能，且使得炊具具有了高强度、优良的耐磨和耐腐蚀性能，由于铁基非晶复合涂层20价格低，还能降低炊具的成本。
当然，炊具本体10可以为铝合金、不锈钢(例如430不锈钢)、铸铁、铜合金等材质。
优选地，铁基非晶复合涂层20包含的组分及各组分的质量百分比为：
铁基非晶复合涂层20包括1.5wt％～2.5wt％C、13.0wt％～17.0wt％Cr、1.0wt％～3.0wt％Si、0.5wt％～1.5wt％B、8.0wt％～12.0wt％Ni、3.2wt％～3.5wt％Mo、6.3wt％～6.5wt％P，其余为Fe，或者其余为Fe和一种或多种其它组分。
Cr和Ni耐腐蚀性能良好，容易生成具有耐腐蚀性的氧化物，使铁基非晶复合涂层20具有优良的耐腐蚀性能；Si、C等组分在等离子喷涂过程中能够生成SiC硬质相，提高涂层的耐磨性能；Mo能够增强铁基非晶复合涂层20的钝化能力，增强抗腐蚀能力；Si、B等小尺寸半径的原子，提高了铁基非晶复合涂层20的混乱度，有利于提高微观组织结构的形成能力，提高涂层的致密程度。
优选地，铁基非晶复合涂层20中C的质量百分比可以为1.5％、2.0％或2.5％，Cr的质量百分比可以为13.0％、15.0％或17.0％，Si的质量百分比可以为1.0％、2.0％或3.0％，B的质量百分比为0.5％、1.0％或1.5％，Ni的质量百分比可以为8.0％、10.0％或12.0％，Mo的质量百分比为3.2％、3.3％、3.4％或3.5％，P为的质量百分比为6.3％、6.4％或6.5％，其余为Fe，或者其余为Fe和一种或多种其它组分。
优选地，铁基非晶复合涂层20的厚度为800μm～1000μm。
铁基非晶复合涂层20的厚度大于等于800μm且小于等于1000μm，既能保证炊具具有良好的导磁性、耐磨性、耐腐蚀性和高强度、高硬度，又能避免铁基非晶复合涂层20厚度过大导致的炊具成本过高。
优选地，铁基非晶复合涂层20的厚度为900μm，既能保证铁基非晶复合涂层的耐磨性和高强度，又能避免炊具成本太高。
优选地，铁基非晶复合涂层20的孔隙率为8％～10％。
铁基非晶复合涂层20的孔隙率大于等于8％且小于等于10％，既能保证铁基非晶复合涂层20的致密度，从而保证铁基非晶复合涂层20高的耐磨性、耐腐蚀性和高强度，又能避免因铁基非晶复合涂层20孔隙率过低，导致的对铁基非晶复合涂层20的成型工艺要求苛刻、炊具制造成本高的弊端。优选地，铁基非晶复合涂层20的孔隙率为8％、9％、10％。
优选地，铁基非晶复合涂层20中非晶相的体积分数为80％～90％。
铁基非晶复合涂层20中，非晶相的体积分数达到80％～90％，能够充分保证铁基非晶复合涂层20优异的耐磨性、耐腐蚀性和导磁性。优选地，非晶相的体积分数达到80％、85％、90％。
上述技术方案中，优选地，所述炊具还包括粗糙层，炊具本体10的外壁面上形成有粗糙层，且铁基非晶复合涂层20附设在粗糙层上。
在炊具本体10的外壁面上制备铁基非晶复合涂层20之前，对炊具本体10的外壁面进行喷砂处理，以在炊具本体10的外壁面上形成粗糙层，增强铁基非晶复合涂层20与炊具本体10之间的连接强度。
优选地，所述粗糙层的粗糙度Rz为65μm～85μm。
Rz大于等于65μm，且小于等于85μm，既能保证炊具本体10的外壁面的粗糙度，保证炊具本体10与铁基非晶复合涂层20之间的连接强度，又能避免粗糙度过大导致的对炊具本体10强度的削弱。优选地，粗糙层的粗糙度Rz为65μm、75μm、85μm。
上述技术方案中，优选地，所述炊具本体的内壁面上附设有食品级不锈钢层或不粘涂层。
优选地，炊具本体为不锈钢(例如430不锈钢)炊具本体时，炊具本体的内壁面上附设食品级不锈钢(例如304不锈钢)层；当炊具本体为铝合金炊具本体时，炊具本体的内壁面上附设不粘涂层或其它材质。
本发明第二个方面的实施例提供一种烹饪器具组件，包括上述任一实施例的炊具。
本发明上述实施例提供的烹饪器具组件，因具有第一个方面的实施例的炊具，因而具有上述任一实施例的炊具的有益效果，在此不再赘述。
优选地，所述炊具为内胆、烤盘或炒锅。
本发明的炊具可以用在电饭煲或电压力锅中，用作电饭煲或电压力锅的内胆，放置在电饭煲或电压力锅的外锅中，由于炊具的外壁面上设有铁基非晶复合涂层20，因而能够利用电磁加热，实现内胆的立体加热，提高烹饪器具的档次。当然，本发明的炊具也可以用在电磁炉，还可以用作煎烤机的烤盘，还可以用在其它采用或不采用电磁加热的场合。
本发明第三个方面的实施例提供一种炊具的制备方法，用于制备上述任一实施例的炊具，如图2所示，该制备方法包括：步骤S10，制备铁基非晶复合粉末；步骤S20，采用等离子喷涂的方法将铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体10的外壁面上，以在炊具本体10的外壁面上制备铁基非晶复合涂层20。
本发明第三个方面的实施例提供的炊具的制备方法，包括制备铁基非晶复合粉末，采用等离子喷涂的方法将制备好的铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体10的外壁面上，使得炊具本体10的外壁面上形成铁基非晶复合涂层20。由于铁基非晶复合涂层20具有优良的耐磨性能、耐腐蚀性能、高强度，且具有良好的导磁性能，从而在提高炊具的耐磨和耐腐蚀性能的同时，使得炊具能够用于电磁加热的场合。
采用等离子喷涂的方法制备铁基非晶复合涂层20，工艺简单，成本低，且铁基非晶复合涂层20中的一种或多种组分在喷涂过程中，可发生化学反应生成硬质相，利于Si和C生成SiC，提高铁基非晶涂层的耐磨性。
优选地，铁基非晶复合涂层20包含的组分及各组分的质量百分比为：
上述实施例中，铁基非晶复合涂层20包括1.5wt％～2.5wt％C、13.0wt％～17.0wt％Cr、1.0wt％～3.0wt％Si、0.5wt％～1.5wt％B、8.0wt％～12.0wt％Ni、3.2wt％～3.5wt％Mo、6.3wt％～6.5wt％P。
Cr和Ni耐腐蚀性能良好，容易生成具有耐腐蚀性的氧化物，使铁基非晶复合涂层20具有优良的耐腐蚀性能；Si、C等组分在等离子喷涂过程中能够生成SiC硬质相，提高涂层的耐磨性能；Mo能够增强铁基非晶复合涂层20的钝化能力，增强抗腐蚀能力；Si、B等小尺寸半径的原子，提高了铁基非晶复合涂层20的混乱度，有利于提高微观组织结构的形成能力，提高涂层的致密程度。
优选地，铁基非晶复合涂层20中C的质量百分比可以为1.5％、2.0％或2.5％，Cr的质量百分比可以为13.0％、15.0％或17.0％，Si的质量百分比可以为1.0％、2.0％或3.0％，B的质量百分比为0.5％、1.0％或1.5％，Ni的质量百分比可以为8.0％、10.0％或12.0％，Mo的质量百分比为3.2％、3.3％、3.4％或3.5％，P为的质量百分比为6.3％、6.4％或6.5％，其余为Fe，或者其余为Fe和一种或多种其它组分。
优选地，铁基非晶复合涂层20的厚度为800μm～1000μm。
制备的铁基非晶复合涂层20的厚度小于800μm，会影响炊具的耐磨性、耐腐蚀性、导磁性；铁基非晶复合涂层20的厚度大于1000μm，会增加炊具的成本，且会导致炊具笨重。优选地，铁基非晶复合涂层的厚度为900μm。
优选地，铁基非晶复合涂层20的孔隙率为8％～10％。
制备的铁基非晶复合涂层20的孔隙率小于8％，对铁基非晶复合涂层20的成型工艺要求苛刻，会增加成型的成本；铁基非晶复合涂层20的孔隙率大于10％，会影响铁基非晶复合涂层20的耐磨性、导磁性及耐腐蚀性。
优选地，铁基非晶复合涂层20中非晶相的体积分数为80％～90％，保证铁基非晶复合涂层20中非晶相的体积分数，以使铁基非晶复合涂层20能够充分发挥非晶合金的耐磨性、耐腐蚀性、优异的导磁性能和高强度、高硬度。
优选地，在步骤S20中，对炊具本体10进行冷却处理。
采用等离子喷涂的方法进行喷涂的同时，对炊具本体10进行冷却处理，使得铁基非晶复合涂层20制备过程中经历快速冷却的过程，从而提高铁基非晶复合涂层20中非晶相的含量，并促使超细晶粒的形成，进一步提高铁基非晶复合涂层20的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
优选地，采用压缩空气对炊具本体10进行冷却处理，当然，也可以采用冷却水或其它方法对炊具本体10进行冷却处理。经过冷却处理，使得等离子喷涂过程中炊具本体10的温度为8℃～10℃。
优选地，在步骤S20中，喷涂电压为50V～60V，喷涂电流为300A～550A，喷涂距离为100mm～120mm，工作气体的压力为0.6MPa～0.8MPa，辅助气体的压力为0.5MPa～0.7MPa，供粉速率为8L/min～12L/min。
喷涂电压可以为50V、55V或60V，喷涂电流可以为300A、400A或550A；喷涂距离过大，粉粒的温度和速度均将下降，结合力、气孔、喷涂效率都会明显下降；喷涂距离过小，会使炊具本体10温升过高，炊具本体10和涂层氧化，影响涂层的结合，因此，喷涂距离可以为100mm、110mm或120mm，工作气体(主工作气体)的压力为0.6MPa、0.7MPa或0.8MPa，辅助气体(副工作气体)的压力为0.5MPa、0.6MPa或者0.7MPa；供粉速度必须与输入功率相适应，供粉速度过大，会出现生粉(未熔化)，导致喷涂效率降低，供粉速度过低，粉末氧化严重，并造成炊具本体10过热，因此，供粉速度为8L/min、10L/min或12L/min。优选地，工作气体为Ar或N2，辅助气体为H2。
优选地，采用大气等离子喷涂的喷涂方法，当然，也可以采用真空等离子喷涂、超音速等离子喷涂等其它等离子喷涂方式。
优选地，如图3所示，炊具的制备方法还包括：步骤S30，在步骤S20之后，对铁基非晶复合涂层20进行激光重熔处理。
炊具本体10上形成铁基非晶复合涂层20后，对铁基非晶复合涂层20的表面进行激光重熔处理，用激光做表面重熔可以将涂层中的杂质、气孔等释放出来，减少涂层中的裂纹、气孔及夹杂等结构缺陷，同时由于迅速冷却而使晶粒得到细化，使得铁基非晶复合涂层20中具有致密的细晶组织，且进行激光重熔处理得到的激光重熔层与炊具本体10之间能够产生冶金结合，增强两者之间的结合力，增强铁基非晶复合涂层20在炊具本体10上的附着强度。
优选地，在步骤S30中，最大输出功率为500W～550W，扫描速率为5mm/s～10mm/s，频率为15Hz～20Hz。
最大输出功率为500W、525W或550W，扫描速率为5mm/s、7.5mm/s或10mm/s，频率为15H、18Hz或20Hz。
优选地，炊具的制备方法还包括：在步骤S20之前，对炊具本体10进行喷砂处理；对喷砂处理后的炊具本体10进行预热处理。
对炊具本体10的外壁面进行喷砂处理，使炊具本体10的外壁面上形成凹凸不平的结构(粗糙层)，这样能够增加铁基非晶复合涂层20与炊具本体10之间的接触面积，进而增加铁基非晶复合涂层20与炊具本体10之间的结合力，从而进一步降低了铁基非晶复合涂层20脱落的概率；优选地，喷砂处理后，采用气流(采用空气压缩机)将喷砂处理后的炊具本体10的外壁面附着的细微沙砾、粉尘吹干净，保证炊具本体10的外壁面的洁净，以便于铁基非晶复合涂层20的附着。优选地，喷砂角度为70°～90°，喷砂选用棕刚玉砂，当然，也可以选用石英砂、白刚玉等。进一步地，可以采用自动喷砂机进行喷砂处理。
优选地，在喷砂处理前，对炊具本体10的外壁面进行脱脂除油处理，碱洗、高温清洁炊具本体10的外壁面，去除外壁面的油污等杂质，提高外壁面的清洁度。
喷砂处理后，对炊具本体10进行预热处理，降低在等离子体热喷涂过程(制备铁基非晶复合涂层20的过程)中产生的热应力，提高铁基非晶复合涂层20与炊具本体10的外壁面的结合力。
优选地，喷砂处理后，炊具本体10的外壁面的粗糙度Rz为65μm～85μm；预热处理中，预热温度为100℃～200℃。
炊具本体10的外壁面的粗糙度不小于65μm，能够避免粗糙度过小而起不到提高铁基非晶复合涂层20与炊具本体10之间的结合力的作用；设置粗糙度不大于85μm，能够避免粗糙度过大导致炊具本体10强度严重降低的情况发生。
预热处理中，将炊具本体10的预热至100℃～200℃，既能降低制备铁基非晶复合涂层20的过程中炊具本体10产生的热应力，提高铁基非晶复合涂层20与炊具本体10之间的结合力，又能避免炊具本体10温度过高导致的等离子喷涂过程中需加大炊具本体10的冷却力度。
优选地，如图3所示，步骤S10具体包括：步骤S102，对铁基非晶复合粉末进行球磨处理，以使铁基非晶复合粉末的粒径为20μm～40μm；步骤S104，对球磨处理后的铁基非晶复合粉末进行烘干处理。
对铁基非晶复合粉末进行球磨处理，使得粉末形成球状，提高等离子喷涂时粉末的流动性；对球磨处理后的铁基非晶复合粉末进行烘干处理，避免铁基非晶复合粉末的团聚。
优选地，对铁基非晶复合粉末进行球磨处理中，料球比为1:20，球径为3mm～5mm，公转速度为150r/min～200r/min，自转速度为500r/min～600r/min；烘干处理中，烘干温度为70℃～90℃，烘干时长为3h～5h。
采用本发明制备的炊具用在电磁炉上时，当电磁炉加热时输入功率为2100W时，输出功率为1200W～1300W，说明炊具具有良好的导磁性。
实施例一：
对铝合金炊具基体(炊具本体10)进行预处理，包括对炊具本体10碱洗除油，然后100℃烘干，然后采用打砂处理，使表面粗糙度Rz达到65μm，打砂完成后采用压缩空气喷枪对炊具本体10进行清洁。随后对铝合金炊具(炊具本体10)进行预热，使表面温度达到100℃。
待喷涂的铁基非晶复合粉末材料成分(质量百分比)如下：
C Cr Si B Ni Mo P Fe
1.5％ 13％ 1％ 0.5％ 8％ 3.2％ 6.3％ 其余
喷涂前对铁基非晶复合粉末进行球磨处理，料球比为1:20，球径3mm；公转转速150r/min，自转转速500r/min，形成粒径为20μm之的粉末。喷涂前将粉末至于70℃的烘箱内烘烤5h。
采用等离子喷涂的方法对在炊具本体10的外壁面上制备铁基非晶复合涂层20，且等离子喷涂的工艺参数如下：
等离子喷涂后处理：铁基非晶复合涂层20制备完成后采用激光重熔技术对涂层表面进行处理，激光重熔处理工艺为：最大输出功率500W，扫描速率5mm/s，频率15Hz。
最终得到所要求的涂层：涂层厚度为800μm，孔隙率8％；非晶含量80％。
实施例二：
对铝合金炊具基体(炊具本体10)进行预处理，包括碱洗除油，然后150℃烘干，再采用打砂处理，使表面粗糙度Rz达到85μm，打砂完成后采用压缩空气喷枪对炊具本体10进行清洁。随后对炊具本体10进行预热，使表面温度达到200℃。
待喷涂的铁基非晶复合粉末材料成分(质量百分比)如下：
C Cr Si B Ni Mo P Fe
2.5％ 17％ 3％ 1.5％ 12％ 3.5％ 6.5％ 其余
喷涂前对铁基非晶复合粉末进行球磨处理，料球比为1:20，球径5mm；公转转速200r/min，自转转速600r/min，使粉末均形成球状，提高喷涂时的流动性，且粒径为40μm。喷涂前将粉末至于90℃的烘箱内烘烤3h。
采用等离子喷涂的方法对在炊具本体10的外壁面上制备铁基非晶复合涂层20，且等离子喷涂的工艺参数如下：
等离子喷涂后处理：铁基非晶复合涂层20制备完成后采用激光重熔技术对涂层表面进行处理，激光重熔处理工艺为：最大输出功率550W，扫描速率10mm/s，频率20Hz。
最终得到所要求的铁基非晶复合涂层20：涂层厚度为1000μm，孔隙率10％；非晶含量90％。
当然，实际应用中铁基非晶复合粉末的具体构成及炊具制备过程中的具体参数，可灵活调整。
综上所述，本发明实施例提供的炊具，炊具的外壁面上设有铁基非晶复合涂层20，由于铁基非晶复合涂层20具有优异的软磁性能、耐磨性、耐腐蚀性和高强度、高硬度，附设有该铁基非晶复合涂层20的炊具，能够实现电磁加热，且炊具具有了优良的耐磨性和耐腐蚀性。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种炊具，其特征在于，包括：
炊具本体；和
铁基非晶复合涂层，附设在所述炊具本体的外壁面上。
2.根据权利要求1所述的炊具，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层包含的组分及各组分的质量百分比为：
3.根据权利要求1或2所述的炊具，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层的厚度为800μm～1000μm。
4.根据权利要求1或2所述的炊具，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层的孔隙率为8％～10％。
5.根据权利要求1或2所述的炊具，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层中非晶相的体积分数为80％～90％。
6.一种烹饪器具组件，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的炊具。
7.根据权利要求6所述的烹饪器具组件，其特征在于，
所述炊具为内胆、烤盘或炒锅。
8.一种炊具的制备方法，用于制备如权利要求1至5中任一项所述的炊具，其特征在于，包括：
制备铁基非晶复合粉末；
采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上，以在所述炊具本体的外壁面上制备铁基非晶复合涂层。
9.根据权利要求8所述的炊具的制备方法，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层包含的组分及各组分的质量百分比为：
10.根据权利要求8所述的炊具的制备方法，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层的厚度为800μm～1000μm。
11.根据权利要求8所述的炊具的制备方法，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层的孔隙率为8％～10％。
12.根据权利要求8所述的炊具的制备方法，其特征在于，
所述铁基非晶复合涂层中非晶相的体积分数为80％～90％。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的炊具的制备方法，其特征在于，采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上的过程中，对所述炊具本体进行冷却处理。
14.根据权利要求8至12中任一项所述的炊具的制备方法，其特征在于，
采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上的过程中，喷涂电压为50V～60V，喷涂电流为300A～550A，喷涂距离为100mm～120mm，工作气体的压力为0.6MPa～0.8MPa，辅助气体的压力为0.5MPa～0.7MPa，供粉速率为8L/min～12L/min。
15.根据权利要求8至12中任一项所述的炊具的制备方法，其特征在于，在所述炊具本体的外壁面上制备铁基非晶复合涂层之后，还包括：
对所述铁基非晶复合涂层进行激光重熔处理。
16.根据权利要求15所述的炊具的制备方法，其特征在于，
对所述铁基非晶复合涂层进行激光重熔处理中，最大输出功率为500W～550W，扫描速率为5mm/s～10mm/s，频率为15Hz～20Hz。
17.根据权利要求8至12中任一项所述的炊具的制备方法，其特征在于，采用等离子喷涂的方法将所述铁基非晶复合粉末喷涂在炊具本体的外壁面上之前，还包括：
对所述炊具本体进行喷砂处理；
对喷砂处理后的所述炊具本体进行预热处理。
18.根据权利要求17所述的炊具的制备方法，其特征在于，
喷砂处理后，所述炊具本体的外壁面的粗糙度Rz为65μm～85μm；
预热处理中，预热温度为100℃～200℃。
19.根据权利要求8至12中任一项所述的炊具的制备方法，其特征在于，
制备铁基非晶复合粉末具体包括：
对所述铁基非晶复合粉末进行球磨处理，以使所述铁基非晶复合粉末的粒径为20μm～40μm；
对球磨处理后的所述铁基非晶复合粉末进行烘干处理。
20.根据权利要求19所述的炊具的制备方法，其特征在于，
对所述铁基非晶复合粉末进行球磨处理中，料球比为1:20，球径为3mm～5mm，公转速度为150r/min～200r/min，自转速度为500r/min～600r/min；
烘干处理中，烘干温度为70℃～90℃，烘干时长为3h～5h。
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