CN109693185B - 一种具有新型完成面钛金属锅具及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有新型完成面钛金属锅具及其制备工艺，其技术方案要点是：包括如下步骤：裁切与成型：通过镭射切割机将纯钛板材裁切为设定规格，之后采用旋压成型机对其进行旋压成型，得到半成品；抛光与超洗：对半成品进行抛光处理，再进行超声波清洗；喷砂处理：采用喷砂机对半成品表面进行喷砂处理；高低频冲击处理：将半成品用专用设备进行高频冲击和低频冲击处理硬化表面分子结构处理；真空热处理；装配并包装。本发明的一种具有新型完成面锅具及其制备工艺，对钛金属材料进行热处理、超洗、喷砂等处理后，获得具有耐油污浸渍不变色，防刮伤及物理性不粘的完成面的锅具。
Description
【技术领域】
本发明涉及钛金属超过技术领域，具体为一种具有新型完成面钛金属锅具及其制备工艺。
【背景技术】
钛金属具有很多优点，比如与其他的合金相比，钛金属的屈强比很高，屈服强度与抗拉强度极为接近，钛金属的密度为4.5g/cm，大约为钢的一半，使它具有较高的比强度，可以制作轻薄的产品，即可具有极高的强度和耐形变型，钛金属的耐腐蚀性能优良，在海水中其耐蚀性甚至比不锈钢还要好，这些都使得钛金属能够应用到更多的领域，但钛或钛金属表面耐磨性能较差，表面易擦伤，制作锅具等用品时，常常设计与铝或钢等结合为多层结构，锅体厚重，工艺复杂，也没有体现钛或钛金属的优异性能，目前市面上也有一些钛或钛金属的锅具，使用传统拉丝工艺，虽然锅具也有钛金属轻便的效果，但拉丝面完成面缺点的表面纹路较为粗糙，锅体表面使用过程中极易被划伤，烹饪后酱油痕难清洗，难以使客户感受钛或钛金属高端使用体验。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有新型完成面锅具的制备方法，特别的工艺方法，对钛金属材料进行超洗、喷砂、高频冲击、热处理等处理后，获得具有耐油污浸渍不变色，防刮伤及物理性不粘的完成面的锅具。
本发明的还提供一种具有新型完成面钛金属锅具的制备方法。
本发明技术方案如下：
一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺，包括如下步骤：
a)裁切与成型：通过镭射切割机将纯钛板材裁切为设定规格，之后采用旋压成型机对其进行旋压成型，得到半成品；
b)抛光与超洗：对半成品进行抛光处理，再进行超声波清洗；
c)喷砂处理：采用喷砂机对半成品表面进行喷砂处理；
d)高低频冲击处理：将半成品用专用设备进行高频冲击和低频冲击处理硬化表面分子结构处理；
e)真空热处理：对半成品放入真空热处理炉进行热处理；
f)装配并包装：对处理后的半成品进行旋铆手柄，清洁后得到具有新型完成面锅具。
优选的，所述步骤a)中纯钛板材厚度为2.0±0.3mm。
优选的，所述步骤b)中使用180#砂带及菜瓜布清除钛材表面自然氧化层使其完成面均匀，并再进行水温为90±10℃，清洗时间20min的超洗作业。
优选的，所述步骤c)喷砂处理过程依次包括喷氧化铝砂60#、喷玻璃砂100#、喷陶瓷砂150#。喷氧化铝砂能够使表面纹路均匀，对表面进行强化，且不会在完成面表面残留；而进一步喷玻璃砂，能够增加完成面的亮度同时形成凹凸落差；使完成面表面呈现不规则的凹孔，且致密的呈现于整个表面，喷陶瓷砂可以使表面看上去更加平整、圆润。
优选的，所述喷砂处理过程中，喷氧化铝砂60#时压强为5.5±0.5kg/cm2，喷玻璃砂100#时的压强为3±0.5kg/cm2，喷砂作业时间不大于1min，配陶瓷砂的压强为4±0.5kg/cm2，喷砂时间不大于2min，作业完成后，对完成面表面吹气清洁。喷氧化铝砂能够使完成面表面的附着的不完全氧化层去除，同时对表面进行强化，且不会在完成面表面残留；而进一步喷玻璃砂，能够增加完成面的亮度；再后续进行喷钢珠砂作业，能够使完成面表面的晶格形变，是表面硬度进一步提高，同时能够减少完成面表面的凹凸落差，使完成面表面呈现不规则的凹孔，且致密的呈现于整个表面，使表面看上去更加平整。
优选的，所述步骤d)中高频冲击处理过程采用金刚石，液体的PH值为6.5～7，磨料与液体的质量比为35:1～35:2，频率为80hz；所述低频冲击处理过程采用钢珠，液体的PH值为7～7.5，磨料与液体的质量比为30:1～30:2，频率为20hz。在高频冲击中冲击物料与金属材料表面进行充分摩擦，使其表面的砂面纹路变动圆润和细腻，在低频冲击中，钢珠的冲击会是表面进一步细化，使表面分子结构更加紧密，解决了产生酱油痕的问题。
优选的，所述步骤e)中在真空炉真空度为-4Pa，热处理条件为800±10℃淬火，保温30min，氩气冷却，使半成品表面形成为40±10um的保护膜，使其表面抗研磨系数增加至2000次以上。钛金属比强度高，但摩擦系数大，导热性和耐磨性差，常规的表面处理无法解决表面耐磨性及物理性不粘的问题，经过真空热处理新技术，具有效率高、成本低、污染小、工艺稳定等优点，本申请技术在钛金属表面形成一层硬度膜，提高了基体材料的表面硬度和耐磨性，钛金属表面层硬度较可达到800-1000HV，可显著提高纯钛的耐磨性。
所述保护膜的厚度为40±10um。保护膜厚度可以通过调节作业时的温度、工作气压、保温时间等进行实现，但在保护膜达到一定厚度后，因为钛或钛金属致密晶体的限制，热处理难以使更深层晶态结构发生变化，且相对成本也更高，在较短时间内形成接近40微米的保护膜，作为锅具完成面使用，优选为40-50um，既能保护钛或钛金属芯材，又能改善钛或钛金属锅具完成面不耐刮擦不耐酱油等液体渗透的缺陷，且维持较低的成本。
一种具有新型完成面的钛金属锅具，所述锅体包括底部平面和围绕底部平面四周侧的弧面区，所述弧面区弧度为R78，锅体的厚度为2.5mm。弧面区能够方便使用者操作，缓冲锅铲或调羹与锅体的冲击碰撞，优选弧面区的弧度为R78，优选厚度2.5mm的钛金属锅体，不会使使用者感觉锅体过于轻，具有一定手感，锅体上装设有手柄，使用者能够更方便操作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果和优点：
(1)本发明的一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺，锅体采用钛金属材质，能够减轻锅具重量，通过高频冲击对完成面进行细化处理，能够完全除去丝纹，达到完全光滑的要求，最后进行真空热处理作业，改变钛金属的颗粒晶相结构，使其具有更好的强度和断裂韧性，同时保留较好的机械加工性能，能够使完成面表面形成保护膜，保护膜厚度超过30微米，能够提供很好的拉伸塑性，同时极大改善了耐磨性和耐腐蚀性；
(2)本发明的一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺，锅具表面经过多重喷砂工艺处理后，在整体进行高频冲击加工，使其锅体完成面趋向更加平整、纹路细腻、匀称，使用过程中降低了锅铲和锅体的摩擦系数，是其表面划伤痕改善70％，可以做到物理性不粘锅，并且烹饪后更易清洗，不残留酱油痕；
(3)本发明的一种具有新型完成面的钛金属锅具，具有钛金属轻便的特性，同时具有光亮耐侵蚀的完成面，耐刮擦的同时易清洁，能够长期保持钛金属本色的明亮表面，钛金属本身导热系数较小，现有多为重复合结构代替现有钛金属为多重复合结构应用的现状，使钛金属产品应用更加广阔，
【附图说明】
图1为现有钛金属锅具完成面放大示意图；
图2为本发明喷砂后钛金属锅具完成面放大示意图；
图3为本发明锅体结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合实施例1-4对本发明的一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺进一步进行说明：
a)裁切与成型：通过镭射切割机将纯钛板材裁切为设定大小，厚板材厚度为2.8±0.3mm，之后采用旋压成型机对其进行旋压成型，得到半成品；
b)抛光与超洗：中使用180#砂带及菜瓜布对表面进行抛光，再进行水温为90±10℃，清洗时间20min的超洗作业；
c)喷砂处理：所述喷砂处理过程中，喷氧化铝砂60#时压强为5.5±0.5kg/cm2，喷玻璃砂100#时的压强为3±0.5kg/cm2，喷砂作业时间不大于1min，喷陶瓷砂的压强为4±0.5kg/cm2，喷砂时间不大于2min，作业完成后，对完成面表面吹气清洁；
d)高低频冲击处理：高频冲击处理过程采用金刚石，液体的PH值为6.5～7，磨料与液体的质量比为35:1～35:2，频率为80hz；所述低频冲击处理过程采用钢珠，液体的PH值为7～7.5，磨料与液体的质量比为30:1～30:2，频率为20hz；
e)热处理：对半成品进行热处理，真空度为-4Pa，800±10℃淬火，保温30min条件下，氩气冷却；
f)装配并包装：对处理后的半成品进行旋铆手柄，清洁后得到具有新型完成面锅具。
在具体实施例1～4中各种作业条件及组分配比如表1所示
表1：实施例1～4中各作业条件
对上述实施例所得具有新型完成面锅具进行实际测试，结果如表2
表2：实施例1～4所得产品完成面性能测试
图1为市场现有钛锅内部完成面基本都是拉丝面，其表面放大500倍视图，图示中拉丝面具有细微的沟槽，易留存酱油等大颗粒分子，且不易清洁，细微沟槽的棱角也容易在与锅铲的碰撞中形变，导致产生表面划痕；
图2为本发明的具有新型完成面钛金属锅具，其表面放大视图，图示中表面无明显凹槽，且图片中布满致密的不规则凹孔，能够耐受锅铲各个角度的碰撞，且不易留存酱油等大颗粒分子，表面平滑易清洁。
如图3所示，一种具有新型完成面的钛金属锅具，所述锅体1包括底部平面11和围绕底部平面四周侧的弧面区12，所述弧面区12弧度为R78，锅体1的厚度为2.5mm。弧面区12能够方便使用者操作，缓冲锅铲或调羹与锅体的冲击碰撞，优选弧面区的弧度为R78，优选厚度2.5mm的钛金属锅体，不会使使用者感觉锅体过于轻，具有一定手感，锅体上装设有手柄3，使用者能够更方便操作。
本发明的一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺，锅体采用钛金属材质，能够减轻锅具重量，锅具表面经过多重喷砂工艺处理，其锅体完成面趋向更加平整、纹路细腻、匀称，通过高频冲击对完成面进行细化处理，能够完全除去丝纹，达到完全光滑的要求，通过热处理改变钛金属的颗粒晶相结构，使其具有更好的强度和断裂韧性，同时保留较好的机械加工性能，而进一步对材料进行热处理，能够使完成面表面形成保护膜，保护膜厚度约为40微米，能够提供很好的拉伸塑性，同时极大改善了耐磨性和耐腐蚀性，最后使用过程中降低了锅铲和锅体的摩擦系数，是其表面划伤痕改善70％，可以做到物理性不粘锅，并且烹饪后更易清洗，不残留酱油痕；具有钛金属轻便的特性，同时具有光亮耐侵蚀的完成面，耐刮擦的同时易清洁，能够长期保持钛金属本色的明亮表面，钛金属本身导热系数较小，现有多为重复合结构代替现有钛金属为多重复合结构应用的现状，使钛金属产品应用更加广阔。
Claims (3)
1.一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：
a)裁切与成型：通过镭射切割机将纯钛板材裁切为设定规格，之后采用旋压成型机对其进行旋压成型，得到半成品；所述纯钛板材厚度为2.0±0.3mm；
b)抛光与超洗：对半成品进行抛光处理，再进行超声波清洗；所述抛光处理为使用180#砂带及菜瓜布对表面进行抛光，再进行水温为90±10℃，清洗时间20min的超洗作业；
c)喷砂处理：采用喷砂机对半成品表面进行喷砂处理；
d)高低频冲击处理：将半成品用放入设备先后进行高频冲击和低频冲击处理，使半成品表面分子结构硬化；
所述高频冲击处理过程采用金刚石，液体的PH值为6.5～7，磨料与液体的质量比为35:1～35:2，频率为80hz；所述低频冲击处理过程采用钢珠，液体的PH值为7～7.5，磨料与液体的质量比为30:1～30:2，频率为20hz；
e)真空热处理：对半成品放入真空热处理炉进行热处理；
装配并包装：对处理后的半成品进行旋铆手柄，清洁后得到具有新型完成面锅具。
2.根据权利要求1所述的一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺，其特征在于：所述步骤c）中喷砂处理过程依次包括喷氧化铝砂60#、喷玻璃砂100#、陶瓷砂150#。
3.根据权利要求1所述的一种具有新型完成面钛金属锅具的制备工艺，其特征在于：所述步骤e）中在热处理条件为真空度为-4Pa，800±10℃淬火，保温30min条件下，氩气冷却。
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