CN110465781A - 一种高导热性铁锅及其制造方法 - Google Patents

一种高导热性铁锅及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高导热性铁锅及其制造方法，具体涉及铁锅制造技术领域，所使用原料(按重量份数计)包括铸铁60‑70份、铜6‑10份、锌0.1‑0.3份以及钙2‑3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10‑20份。本发明通过将铜通过氧焊的方式熔合在铁锅的锅身毛胚外层，不仅有效提高了制造的铁锅的工作效率，并且使得外层大量的铜不直接与烹饪的食物接触，不对人体造成伤害，通过在铁锅外侧覆盖一层氮化铝，由于氮化铝导热性好，故提高制造的铁锅的工作效率，同时由于氮化铝的机械性能强、抗折强度高、良好的耐热冲击以及抗熔融金属侵蚀能力强，使得制造的铁锅的强度高以及具有较强的防腐蚀性能，有效提高铁锅产品的质量。

Description

一种高导热性铁锅及其制造方法
技术领域
本发明涉及铁锅制造技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高导热性铁锅及其制造方法。
背景技术
铁是地球上分布最广的金属之一，约占地壳质量的5.1％，居元素分布序列中的第四位，仅次于氧、硅和铝，铁是有光泽的银白色金属，硬而有延展性，熔点为1535℃，沸点3000℃，有很强的铁磁性，并有良好的可塑性和导热性，使用铁制作的铁锅是烹饪食物的传统厨具，一般不含有毒物质，但遇水时长会氧化，铁锅的主要品种有印锅、耳锅、平锅、油锅以及煎饼锅等，铁锅主要成分是铁，还含有少量的硫、磷、锰、硅以及碳等，铁锅有生铁锅和熟铁锅之分，生铁锅是选用灰口铁熔化用模型浇铸制成的，熟铁锅是用黑铁皮锻压或手工捶打制成，具有锅坯薄，传热快的性能，食品用锅与人的生活密切相关，历史悠久而品种众多是众所周知的，但铁锅、铝锅和不锈钢锅仍然是主导产品，其中铝锅和铁锅的制造工艺简单，生产成本低，一直是中低收入人群的首选产品，随着人们生活水平的提高，开始逐步意识到使用益于健康、实用美观、安全可靠的炊具是必要的。
铜元素是一种金属化学元素，也是人体所必须的一种微量元素，铜也是人类最早发现的金属，是人类广泛使用的一种金属，属于重金属，铜与人体健康关系密切，人体每天都要摄入各种微量元素，铜是人体不能缺少的金属元素之一，成年人体内，1千克体重中，铜含量大约为1.4mg～2.1mg，血液中铜的含量约为1.0mg～1.5mg，这一数量虽小，但它对于维持身体健康和器官的正常运行却不可缺少，这是因为铜元素在机体运行中具有特殊的作用，铜是机体内蛋白质和酶的重要组成部分，许多重要的酶需要微量铜的参与和活化，研究表明，缺铜会导致血浆胆固醇升高，增加动脉粥样硬化的危险，因而是引发冠状动脉心脏病的重要因素。
现有技术中的铁锅导热性较铜差，且工作效率较低，但是如果使用铜直接制造锅具，一方面成本较高，坚固度较铁差，另一方面容易产生对人体有害的铜绿，故发明一种高导热性铁锅及其制造方法很有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高导热性铁锅及其制造方法，通过将铜通过氧焊的方式熔合在铁锅的锅身毛胚外层，不仅有效提高了制造的铁锅的工作效率，并且使得外层大量的铜不直接与烹饪的食物接触，不对人体造成伤害，同时通过在制造时加入微量的铜、锌以及钙，使得在烹饪时铁锅能够释放出微量元素至菜肴中，满足日常所需微量元素的摄入，有益于人体健康，通过在铁锅外侧覆盖一层氮化铝，由于氮化铝导热性好，热膨胀系数小，各种电性能优良，故进一步提高制造的铁锅的工作效率，同时由于氮化铝的机械性能强、抗折强度高、良好的耐热冲击以及抗熔融金属侵蚀能力强，使得制造的铁锅的强度高以及具有较强的防腐蚀性能，有效提高铁锅产品的质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高导热性铁锅，所使用原料(按重量份数计)包括铸铁60-70份、铜6-10份、锌0.1-0.3份以及钙2-3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10-20份。
在一个优选地实施方式中，所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁60份、铜6份、锌0.1份以及钙2份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10份。
在一个优选地实施方式中，所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁65份、铜8份、锌0.2份以及钙2.5份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末15份。
在一个优选地实施方式中，所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁70份、铜10份、锌0.3份以及钙3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末20份。
本发明还包括一种高导热性铁锅的制造方法，具体制造步骤如下：
S1、把铸铁、锌、钙以及十分之一的铜原料置于冲天炉中，进行预热，然后逐步加热，使原料被熔炼成铁水，然后再将铁水输送至中频炉内进行保温；
S2、将铁水输送入压锅机压铸，从而得到锅身毛胚；
S3、通过气压切边机切去锅身毛胚口部多余的材料，然后利用高速抛光机将口部切割的毛刺以及锅身内外表面氧化物清除；
S4、使用清水对抛光好的锅身毛胚反复进行清洗后干燥；
S5、将氮化铝粉末加入到氮化炉中加热，使氮化铝粉末全部溶化，然后将锅身毛胚浸入氮化铝液体中，并进行保温，从而使氮化铝附着在锅身毛胚外层；
S6、然后将锅身毛胚取出，并放入中温炉加热，对锅身毛胚进行中温烧烤后取出，然后使用风机对其吹拂冷却；
S7、取焊枪，然后启动焊枪对其喷头预热，然后使用焊枪对锅身毛胚进行预热，使锅身毛胚外层呈现暗红色；
S8、使用焊枪将剩余的铜熔化，将熔化后的铜熔和在锅身毛胚外层，同时不断沾取助焊剂，直至焊面牢固饱满；
S9、氧焊完成后，利用抛光机对锅身毛胚外侧焊面进行抛光处理，抛光后进行清洗并干燥，从而制得高导热性铁锅产品。
在一个优选地实施方式中，在步骤S1中冲天炉预热温度为800℃-900℃，冲天炉加热温度为1600℃-1650℃，中频炉保温温度为1600℃。
在一个优选地实施方式中，在步骤S5中氮化炉加热温度为600℃-650℃，保温时间为3h-5h。
在一个优选地实施方式中，在步骤S6中中温炉加热温度为400℃-450℃，烧烤时间为5min-6min。
在一个优选地实施方式中，在步骤S7中焊枪预热温度为500℃-700℃。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过将铜通过氧焊的方式熔合在铁锅的锅身毛胚外层，不仅由于铜的导热性较好，使得热量能够较为迅速的传递至烹饪的菜肴上，有效提高了制造的铁锅的工作效率，并且使得外层大量的铜不直接与烹饪的食物接触，不对人体造成伤害，同时通过在制造时加入微量的铜、锌以及钙，使得在烹饪时铁锅能够释放出微量元素至菜肴中，满足日常所需微量元素的摄入，有益于人体健康；
2、本发明通过在铁锅外侧覆盖一层氮化铝，由于氮化铝导热性好，热膨胀系数小，各种电性能优良，故进一步提高制造的铁锅的导热性能，进一步提高制造的铁锅的工作效率，同时由于氮化铝的机械性能强、抗折强度高、良好的耐热冲击以及抗熔融金属侵蚀能力强，使得制造的铁锅的强度高以及具有较强的防腐蚀性能，有效提高铁锅产品的质量。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种高导热性铁锅，所使用原料(按重量份数计)包括铸铁60-70份、铜6-10份、锌0.1-0.3份以及钙2-3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10-20份。
而具体到实施例中：所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁60份、铜6份、锌0.1份以及钙2份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10份。
一种高导热性铁锅的制造方法，具体制造步骤如下：
S1、把铸铁、锌、钙以及十分之一的铜原料置于冲天炉中，进行预热至800℃，然后逐步加热至1600℃，使原料被熔炼成铁水，然后再将铁水输送至中频炉内进行保温，保温温度为1600℃；
S2、将铁水输送入压锅机压铸，从而得到锅身毛胚；
S3、通过气压切边机切去锅身毛胚口部多余的材料，然后利用高速抛光机将口部切割的毛刺以及锅身内外表面氧化物清除；
S4、使用清水对抛光好的锅身毛胚反复进行清洗后干燥；
S5、将氮化铝粉末加入到氮化炉中加热至600℃，使氮化铝粉末全部溶化，然后将锅身毛胚浸入氮化铝液体中，并进行保温，保温时间为3h，从而使氮化铝附着在锅身毛胚外层；
S6、然后将锅身毛胚取出，并放入中温炉加热至400℃，对锅身毛胚进行中温烧烤5min后取出，然后使用风机对其吹拂冷却；
S7、取焊枪，然后启动焊枪对其喷头预热至500℃，然后使用焊枪对锅身毛胚进行预热，使锅身毛胚外层呈现暗红色；
S8、使用焊枪将剩余的铜熔化，将熔化后的铜熔和在锅身毛胚外层，同时不断沾取助焊剂，直至焊面牢固饱满；
S9、氧焊完成后，利用抛光机对锅身毛胚外侧焊面进行抛光处理，抛光后进行清洗并干燥，从而制得高导热性铁锅产品。
实施例2：
本发明提供了一种高导热性铁锅，所使用原料(按重量份数计)包括铸铁60-70份、铜6-10份、锌0.1-0.3份以及钙2-3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10-20份。
而具体到实施例中：所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁65份、铜8份、锌0.2份以及钙2.5份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末15份。
一种高导热性铁锅的制造方法，具体制造步骤如下：
S1、把铸铁、锌、钙以及十分之一的铜原料置于冲天炉中，进行预热至850℃，然后逐步加热至1625℃，使原料被熔炼成铁水，然后再将铁水输送至中频炉内进行保温，保温温度为1600℃；
S2、将铁水输送入压锅机压铸，从而得到锅身毛胚；
S3、通过气压切边机切去锅身毛胚口部多余的材料，然后利用高速抛光机将口部切割的毛刺以及锅身内外表面氧化物清除；
S4、使用清水对抛光好的锅身毛胚反复进行清洗后干燥；
S5、将氮化铝粉末加入到氮化炉中加热至625℃，使氮化铝粉末全部溶化，然后将锅身毛胚浸入氮化铝液体中，并进行保温，保温时间为4h，从而使氮化铝附着在锅身毛胚外层；
S6、然后将锅身毛胚取出，并放入中温炉加热至425℃，对锅身毛胚进行中温烧烤5.5min后取出，然后使用风机对其吹拂冷却；
S7、取焊枪，然后启动焊枪对其喷头预热至600℃，然后使用焊枪对锅身毛胚进行预热，使锅身毛胚外层呈现暗红色；
S8、使用焊枪将剩余的铜熔化，将熔化后的铜熔和在锅身毛胚外层，同时不断沾取助焊剂，直至焊面牢固饱满；
S9、氧焊完成后，利用抛光机对锅身毛胚外侧焊面进行抛光处理，抛光后进行清洗并干燥，从而制得高导热性铁锅产品。
实施例3：
本发明提供了一种高导热性铁锅，所使用原料(按重量份数计)包括铸铁60-70份、铜6-10份、锌0.1-0.3份以及钙2-3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10-20份。
而具体到实施例中：所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁70份、铜10份、锌0.3份以及钙3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末20份。
一种高导热性铁锅的制造方法，具体制造步骤如下：
S1、把铸铁、锌、钙以及十分之一的铜原料置于冲天炉中，进行预热至900℃，然后逐步加热至1650℃，使原料被熔炼成铁水，然后再将铁水输送至中频炉内进行保温，保温温度为1600℃；
S2、将铁水输送入压锅机压铸，从而得到锅身毛胚；
S3、通过气压切边机切去锅身毛胚口部多余的材料，然后利用高速抛光机将口部切割的毛刺以及锅身内外表面氧化物清除；
S4、使用清水对抛光好的锅身毛胚反复进行清洗后干燥；
S5、将氮化铝粉末加入到氮化炉中加热至650℃，使氮化铝粉末全部溶化，然后将锅身毛胚浸入氮化铝液体中，并进行保温，保温时间为5h，从而使氮化铝附着在锅身毛胚外层；
S6、然后将锅身毛胚取出，并放入中温炉加热至450℃，对锅身毛胚进行中温烧烤6min后取出，然后使用风机对其吹拂冷却；
S7、取焊枪，然后启动焊枪对其喷头预热至700℃，然后使用焊枪对锅身毛胚进行预热，使锅身毛胚外层呈现暗红色；
S8、使用焊枪将剩余的铜熔化，将熔化后的铜熔和在锅身毛胚外层，同时不断沾取助焊剂，直至焊面牢固饱满；
S9、氧焊完成后，利用抛光机对锅身毛胚外侧焊面进行抛光处理，抛光后进行清洗并干燥，从而制得高导热性铁锅产品。
实施例4：
分别取上述实施例1-3所制得的90个铁锅加热相同量的水，每个实施例取30个铁锅，并计算水沸腾平均所需的时间，然后对三个实施例中铁锅的强度进行检测，测试后得到以下数据：
由上表可知，实施例2中原料配合比例适中，相比于普通铁锅加热水沸腾的时间明显缩短，工作效率明显提升，且机械性能大幅度提升。
最后：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，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 (9)

1.一种高导热性铁锅，其特征在于：所使用原料(按重量份数计)包括铸铁60-70份、铜6-10份、锌0.1-0.3份以及钙2-3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种高导热性铁锅，其特征在于：所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁60份、铜6份、锌0.1份以及钙2份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末10份。
3.根据权利要求1所述的一种高导热性铁锅，其特征在于：所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁65份、铜8份、锌0.2份以及钙2.5份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末15份。
4.根据权利要求1所述的一种高导热性铁锅，其特征在于：所述使用原料(按重量份数计)包括铸铁70份、铜10份、锌0.3份以及钙3份，所述辅料(按重量份数计)包括氮化铝粉末20份。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种高导热性铁锅，其特征在于：还包括高导热性铁锅的制造方法，具体制造步骤如下：
S1、把铸铁、锌、钙以及十分之一的铜原料置于冲天炉中，进行预热，然后逐步加热，使原料被熔炼成铁水，然后再将铁水输送至中频炉内进行保温；
S2、将铁水输送入压锅机压铸，从而得到锅身毛胚；
S3、通过气压切边机切去锅身毛胚口部多余的材料，然后利用高速抛光机将口部切割的毛刺以及锅身内外表面氧化物清除；
S4、使用清水对抛光好的锅身毛胚反复进行清洗后干燥；
S5、将氮化铝粉末加入到氮化炉中加热，使氮化铝粉末全部溶化，然后将锅身毛胚浸入氮化铝液体中，并进行保温，从而使氮化铝附着在锅身毛胚外层；
S6、然后将锅身毛胚取出，并放入中温炉加热，对锅身毛胚进行中温烧烤后取出，然后使用风机对其吹拂冷却；
S7、取焊枪，然后启动焊枪对其喷头预热，然后使用焊枪对锅身毛胚进行预热，使锅身毛胚外层呈现暗红色；
S8、使用焊枪将剩余的铜熔化，将熔化后的铜熔和在锅身毛胚外层，同时不断沾取助焊剂，直至焊面牢固饱满；
S9、氧焊完成后，利用抛光机对锅身毛胚外侧焊面进行抛光处理，抛光后进行清洗并干燥，从而制得高导热性铁锅产品。
6.根据权利要求5所述的一种高导热性铁锅的制造方法，其特征在于：在步骤S1中冲天炉预热温度为800℃-900℃，冲天炉加热温度为1600℃-1650℃，中频炉保温温度为1600℃。
7.根据权利要求5所述的一种高导热性铁锅的制造方法，其特征在于：在步骤S5中氮化炉加热温度为600℃-650℃，保温时间为3h-5h。
8.根据权利要求5所述的一种高导热性铁锅的制造方法，其特征在于：在步骤S6中中温炉加热温度为400℃-450℃，烧烤时间为5min-6min。
9.根据权利要求5所述的一种高导热性铁锅的制造方法，其特征在于：在步骤S7中焊枪预热温度为500℃-700℃。
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