CN108784383A - 石墨内胆、石墨炊具及表面涂层处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及厨房用具领域，公开了一种石墨内胆、石墨炊具及表面涂层处理方法。本发明的石墨内胆包括石墨基体(300)和覆盖所述石墨基体(300)的内表面的不粘涂层(100)，其中，所述石墨内胆还包括形成在所述石墨基体(300)和所述不粘涂层(100)之间的用于提高所述不粘涂层的硬度和附着力的中间层(200)。本发明有效提高了石墨内胆不粘涂层的硬度和附着力，进而提高了石墨内胆的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及厨房用具领域，具体地涉及一种石墨内胆、石墨炊具及表面涂层处理方法。
背景技术
目前，具有石墨内胆的炊具可以采用电磁加热，由于电磁加热可以使内胆整体发热，因此，可以保证烧制的食物受热均匀且从里往外熟，不仅味道纯正，还能锁住食物本来的养分。另外，电磁加热还具有加热时间短的特点。因此，具有较广的使用前景。对于现有的石墨内胆，由于内胆内表面不能与食物直接接触，因此，可采用传统的不粘涂层对其表面进行处理。然而，在石墨内胆上制备的不粘涂层具有附着力差、硬度低等缺陷，且在石墨内胆喷砂处理后，表面粗糙度较大，影响产品的美观。
因此，需要一种新型的具有石墨内胆的炊具及其表面涂层处理方法，以更好地满足使用需求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的石墨内胆上制备的不粘涂层附着力差、硬度低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种石墨内胆。石墨内胆包括石墨基体和覆盖所述石墨基体的内表面的不粘涂层，其中，所述石墨内胆还包括形成在所述石墨基体和所述不粘涂层之间的用于提高所述不粘涂层的硬度和附着力的中间层。
优选地，所述中间层为采用等离子喷涂方法制备而成的金属氧化物涂层。
优选地，所述中间层为氧化铝涂层。
优选地，所述中间层为氧化钛涂层、氧化锆涂层或氧化铝与氧化钛的复合涂层。
优选地，所述中间层的厚度为60-100um；所述不粘涂层沉积在所述中间层上且形成厚度为30-50um。
优选地，所述中间层的孔隙率为2％-10％。
优选地，所述石墨基体的外表面形成有有机硅树脂涂层。
优选地，所述有机硅树脂涂层为：通过将液体状的有机硅树脂喷涂至所述石墨基体的外表面并渗入石墨内部后烧结而制成的外部保护层。
优选地，所述有机硅树脂涂层的厚度为20-30um。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种石墨炊具，该石墨炊具包括底部设有电磁加热装置的锅体和能分离地设置在所述锅体内的上述的石墨内胆。
根据本发明的第三个方面，提供了一种表面涂层处理方法，适用于上述的石墨内胆，其中，所述表面涂层处理方法包括步骤：
S1：对石墨内胆的内表面进行粗化处理，并将处理后的石墨内胆加热到预定温度；
S2：在经上述步骤处理后的石墨内胆的内表面喷涂中间层；以及
S3：在所述中间层上喷涂不粘涂层。
优选地，所述步骤S2为采用等离子喷涂工艺进行氧化铝的喷涂。
优选地，所述步骤S1中石墨内胆粗化处理后的表面粗糙度Rz为20um-40um；所述石墨内胆加热到的预定温度为100-150℃。
本发明的石墨内胆，可以有效提高内表面不粘涂层的硬度和附着力，因此提高了石墨内胆的质量和使用寿命。
附图说明
图1是本发明的一种实施方式的石墨内胆的结构示意图；
图2是本发明的石墨内胆的表面处理方法流程图。
附图标记说明
100 不粘涂层 200 中间层
300 石墨基体 400 有机硅树脂涂层
具体实施方式
本发明提供了一种石墨内胆，该石墨内胆包括石墨基体300和覆盖石墨基体300的内表面的不粘涂层100。石墨内胆还包括形成在石墨基体300和不粘涂层100之间的用于提高不粘涂层100的硬度和附着力的中间层200。在这种情况下，中间层200即可以很好地附着在石墨基体300上，又可以作为不粘涂层100的沉积基础，克服了在石墨基体300表面直接沉积不粘涂层100所导致的不粘涂层硬度低、耐磨性差以及附着力不够等缺陷。
由于采用等离子喷涂技术制备的涂层致密性高、结合强度好、且厚度可控，因此，本发明中的中间层200优选为采用等离子喷涂方法制备而成的金属氧化物涂层。
优选地，中间层200为氧化铝涂层。由于氧化铝涂层具有硬度高、耐磨性好且具有微观空隙，因此适合不粘涂层100的沉积。另外，氧化铝粉末还具有制备工艺成熟，价格低廉等优点。在这种情况下，石墨内胆的整体形成为具有：石墨基体-氧化铝中间层-不粘涂层三级结构，因此，具有很好的稳定性。在这里需要说明的是，中间层200还可以为氧化钛涂层、氧化锆涂层或氧化铝与氧化钛的复合涂层等，只要能保证具有较好的等离子喷涂效果且致密性即可。
本发明的中间层200优选为采用大气等离子喷涂方法制备而成的Al2O3涂层。在制备Al2O3涂层时，采用纯度大于99％的市售氧化铝粉末，粉末粒径为0.15-0.3um。制备的Al2O3涂层的厚度为60-100um，孔隙率为2％-10％。不粘涂层100为氟树脂类或陶瓷类材料，不粘涂层100沉积在Al2O3涂层上且形成厚度为30-50um。这样，中间层200的表面显微硬度可以达到6-10Gpa，结合强度达到5-20Mpa。
为了提高石墨内胆外表面的硬度以及包覆石墨基体300不使基材露出，石墨基体300的外表面形成有有机硅树脂涂层400。有机硅树脂涂层400为通过将液体状的有机硅树脂喷涂至石墨基体300的外表面，液体状的有机硅树脂渗入石墨内部后烧结而制成的外部保护层。优选地，有机硅树脂涂层400的厚度为20-30μm。有机硅树脂涂层400相对于其他金属和陶瓷涂层施工简单，由于石墨基体300外表面本身存在一些微观空隙，当将液体状的有机硅树脂喷涂至石墨基体300的外表面后，该液体状的有机硅树脂涂层400可渗入石墨内部，形成钉扎结合，附着力较高。这样，可以保护石墨内胆的外表面，防止其受到外部物体的磨损和刮擦。
本发明还提供了一种石墨炊具，该石墨炊具包括底部设有电磁加热装置的锅体和能分离地设置在锅体内的石墨内胆，其中，石墨内胆为上述的石墨内胆。具体地，石墨炊具包括石墨锅和石墨烤盘等。锅和烤盘的内表面经处理才能与米饭等食物接触，本发明通过采用上述的石墨基体-氧化铝中间层-不粘涂层三级结构，使得了石墨炊具具有易清洗和耐磨损的优点。
另外，本发明还提供了一种表面涂层处理方法。该表面涂层处理方法适用于上述的石墨内胆且包括如下步骤：S1：对石墨内胆的内表面进行粗化处理，并将处理后的石墨内胆加热到预定温度；S2：在经上述步骤处理后的石墨内胆的内表面喷涂中间层；以及S3：在所述中间层上喷涂不粘涂层。优选地，等离子喷涂工艺中的工作参数设置范围为：喷枪功率为：12-20kw；主要工作气体Ar的流量为：20-30L/min；辅助气体H2流量：2-8L/min；喷枪移动速率：250-400mm/s；喷枪与工件表面的角度：80°±10°；以及喷枪枪口到工件表面的垂直距离：80-120mm。
下面对石墨内胆的制备过程进行详细的说明。
实施例1
对石墨内胆进行喷涂前预处理。将压制成型的石墨内胆进行表面粗化处理：采用喷砂设备对石墨内胆的内表面进行打砂(120目氧化铝和不锈钢砂粒，压缩空气压力4kg.f/m2)，喷砂完锅具表面粗糙度为Rz20um，对石墨内胆进行预热，温度为100℃。
采用大气等离子喷涂技术进行Al2O3涂层制备。等离子喷涂工艺参数设置为：
气体Ar的流量：20L/min；
气体H2的流量：2L/min；
喷枪功率为：12kw；
喷枪移动速率：250mm/s；
喷枪与工件表面的角度：70°；以及
喷枪枪口到工件表面的垂直距离：80mm。
采用空气压力喷涂技术进行氟树脂或陶瓷不沾涂层的喷涂。
在石墨内胆的外表面喷涂一层有机硅树脂涂层。
在实施例1中，制备的Al2O3涂层的厚度为60um，涂层表面显微硬度为6GPa，孔隙率为10％，涂层结合强度为5MPa。制备的不粘涂层优选为聚四氟乙烯，其厚度为30um，表面硬度为1HB，附着力为百格测试无掉落。制备的有机硅树脂涂层的厚度为20um。
实施例2
对石墨内胆进行喷涂前预处理。将压制成型的石墨内胆进行表面粗化处理：采用喷砂设备对石墨内胆的内表面进行打砂(135目氧化铝和不锈钢砂粒，压缩空气压力6kg.f/m2)，喷砂完锅具表面粗糙度为Rz30um，对石墨内胆进行预热，温度为125℃。
采用大气等离子喷涂技术进行Al2O3涂层制备。等离子喷涂工艺参数设置为：
气体Ar的流量：25L/min；
气体H2的流量：6L/min；
喷枪功率为：16kw；
喷枪移动速率：275mm/s；
喷枪与工件表面的角度：80°；
喷枪枪口到工件表面的垂直距离：100mm。
采用空气压力喷涂技术进行氟树脂或陶瓷不沾涂层的喷涂。
在石墨内胆的外表面喷涂一层有机硅树脂涂层。
在实施例2中，制备的Al2O3涂层的厚度为80um，涂层表面显微硬度为8GPa，孔隙率为6％，涂层结合强度为12MPa。制备的不粘涂层优选为聚四氟乙烯，其厚度为40um，表面硬度为1HB，附着力为百格测试无掉落。制备的有机硅树脂涂层的厚度为25um。
实施例3
对石墨内胆进行喷涂前预处理。将压制成型的石墨内胆进行表面粗化处理：采用喷砂设备对石墨内胆的内表面进行打砂(150目氧化铝和不锈钢砂粒，压缩空气压力8kg.f/m2)，喷砂完锅具表面粗糙度为Rz40um，对石墨内胆进行预热，温度为150℃。
采用大气等离子喷涂技术进行Al2O3涂层制备。等离子喷涂工艺参数设置为：
气体Ar的流量：30L/min；
气体H2的流量：8L/min；
喷枪功率为：20kw；
喷枪移动速率：400mm/s；
喷枪与工件表面的角度：90°；
喷枪枪口到工件表面的垂直距离：120mm。
采用空气压力喷涂技术进行氟树脂或陶瓷不沾涂层的喷涂。
在石墨内胆的外表面喷涂一层有机硅树脂涂层。
在实施例3中，制备的Al2O3涂层的厚度为100um，涂层表面显微硬度为10GPa，孔隙率为2％，涂层结合强度为20MPa。制备的不粘涂层优选为聚四氟乙烯，其厚度为50um，表面硬度为2HB，附着力为百格测试无掉落。制备的有机硅树脂涂层的厚度为30um。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.石墨内胆，包括石墨基体(300)和覆盖所述石墨基体(300)的内表面的不粘涂层(100)，其特征在于，所述石墨内胆还包括形成在所述石墨基体(300)和所述不粘涂层(100)之间的用于提高所述不粘涂层的硬度和附着力的中间层(200)。
2.根据权利要求1所述的石墨内胆，其特征在于，所述中间层(200)为采用等离子喷涂方法制备而成的金属氧化物涂层。
3.根据权利要求2所述的石墨内胆，其特征在于，所述中间层(200)为氧化铝涂层。
4.根据权利要求2所述的石墨内胆，其特征在于，所述中间层(200)为氧化钛涂层、氧化锆涂层或氧化铝与氧化钛的复合涂层。
5.根据权利要求3所述的石墨内胆，其特征在于，所述中间层(200)的厚度为60-100um；所述不粘涂层(100)沉积在所述中间层上且形成厚度为30-50um。
6.根据权利要求5所述的石墨内胆，其特征在于，所述中间层(200)的孔隙率为2％-10％。
7.根据权利要求1-6中任意一项权利要求所述的石墨内胆，其特征在于，所述石墨基体(300)的外表面形成有有机硅树脂涂层(400)。
8.根据权利要求7所述的石墨内胆，其特征在于，所述有机硅树脂涂层(400)为：通过将液体状的有机硅树脂喷涂至所述石墨基体(300)的外表面并渗入石墨内部后烧结而制成的外部保护层。
9.根据权利要求7所述的石墨内胆，其特征在于，所述有机硅树脂涂层(400)的厚度为20-30um。
10.一种石墨炊具，包括底部设有电磁加热装置的锅体和能分离地设置在所述锅体内的石墨内胆，其特征在于，所述石墨内胆为权利要求1-9中任意一项权利要求所述的石墨内胆。
11.一种表面涂层处理方法，适用于权利要求1-9中任意一项权利要求所述的石墨内胆，其特征在于，所述表面涂层处理方法包括步骤：
S1：对石墨内胆的内表面进行粗化处理，并将处理后的石墨内胆加热到预定温度；
S2：在经上述步骤处理后的石墨内胆的内表面喷涂中间层；以及
S3：在所述中间层上喷涂不粘涂层。
12.根据权利要求11所述的表面涂层处理方法，其特征在于，所述步骤S2为采用等离子喷涂工艺进行氧化铝的喷涂。
13.根据权利要求11所述的表面涂层处理方法，其特征在于，所述步骤S1中石墨内胆粗化处理后的表面粗糙度Rz为20um-40um；
所述石墨内胆加热到的预定温度为100-150℃。
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Citations (8)
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| CN207341642U (zh) * | 2017-05-03 | 2018-05-11 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 石墨内胆及石墨炊具 |
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2017
- 2017-05-03 CN CN201710304940.3A patent/CN108784383B/zh active Active
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