CN110547658A - 一种钛复合不粘锅 - Google Patents

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高文柱
车宇峰
周小虎
何小松
李麦海
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Abstract

本发明涉及一种表面高硬度复合组织层的钛复合不粘锅，将钛及钛复合材做成的锅坯，内表面（钛面）用100~200目的不规则石英砂粒做喷砂表面处理，高压风清理干净后，使用热喷涂法中的超音速等离子喷涂法，用N2等作为保护气体，将200~400目的不规则纯钛粉末喷涂在处理后的表面上。喷涂后经过表面处理得到关键特征表面，此钛表面得到强化并呈现出粗糙度均匀的光滑表面。此表面由钛和钛的氮化物以及氧化物组成，外观呈不规则的明暗交替的麻纹状分布。经测试此表面的维氏硬度可达到1000HV以上，进一步进行表面处理降低表面粗糙度至Ra1.0以下，得到具有金属光泽单一颜色的表面，维氏硬度在800HV以上，同时结构十分致密，疏水性好，因此复合锅具有食物不粘锅的特点。

Description

一种钛复合不粘锅
技术领域
本发明涉及一种表面高硬度复合组织层的钛复合不粘锅，具体涉及一种钛复合不粘锅。
背景技术
现有的餐具中，炒锅、炖锅中为了不粘，普遍使用有毒的特氟隆涂层或者微毒的陶瓷涂层，涂层在长时间使用后会发生脱落，最终危害人体。而不使用涂层的锅具如不锈钢锅，本身不粘性较差，使用时食物经常粘锅影响口感，同时不锈钢在长时间使用后会有重金属析出，危害人体健康。
钛及钛合金具有许多优异的物化性能，如：高韧性、高比强度、高屈服强度、高疲劳极限、非磁性、高熔点、低膨胀系数、良好的生物惰性、耐腐蚀性、良好的加工性能和低温性能等。因此，从20世纪50年代到70年代分别以“空中金属”、“陆用金属”和“海洋金属”而著称于工业界，同时钛不含重金属，有抑菌性，因此钛是做炊具、餐具的一种非常好的选择。
然而，钛硬度较低、耐磨性较差，使用钛制作的锅具在使用过程中极易产生划痕，同时对食物的不粘效果差，因此采用表面硬度提升技术来提高钛复合锅的钛表面硬度和食物不粘性能意义重大。
申请号201610517180.X提出的一种网状结构钛金属复合不粘锅及其制造
方法，其采用铝制锅坯，铝制锅坯处理后不能杜绝表面铝金属残留，长时间使用铝锅容易出现铝的摄入，过多摄入铝会导致记忆力下降。
发明内容
本发明针对钛复合锅内表面硬度较低且易粘锅的问题，提供了一种钛复合不粘锅。
1.一种钛复合不粘锅，其特征在于：在钛复合锅内的钛质表面制备钛的氮化物与氧化物复合组织层，该组织层的钛和钛的氮化物与氧化物呈互相挤压状态；
所述钛的氮化物与氧化物复合组织层的制备方法为：
1）将在在钛复合锅内表面（钛面）用100至200目的不规则石英砂粒做喷砂表面处理，高压风清理干净后，使用热喷涂法，在保护气体作用下，将200至400目的不规则纯钛粉末喷涂在处理后的表面上；
2）喷涂后表面处理，用400目碳化硅砂轮打磨内表面，得到关键特征表面，此表面粗糙度达到Ra3.2以下，表面硬度达1000HV以上；
3）用2000目碳化硅砂轮进一步打磨内表面，使表面粗糙度至Ra1.0以下，得到最终表面，维氏硬度在800HV以上；
4）清洗干净并高压风吹干表面，无残留物后，进行烘干处理；
5）装把手、封装入库。
优选的，所述钛复合锅以钛为食材接触面的锅具，包括但不限于钛铝钢复合锅、钛铜钢复合锅、钛铝复合锅。
优选的，所述保护气体，为N2、CO2或两者按比于例混合气。
优选的，不粘锅内的关键特征表面外观呈不规则的明暗交替的麻纹状分布。
优选的，不粘锅内的最终表面外观呈具有金属光泽单一颜色的表面特征。
优选的，所述热喷涂法包括但不限于超音速等离子喷涂法、超音速火焰喷涂法、普通等离子喷涂法。
优选的，所述喷砂颗粒，其特征在于100至200目的不规则石英砂粒。
优选的，所述表面处理磨料，其特征在于400目和2000目的碳化硅砂轮。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的一种钛复合不粘锅，在钛复合锅内表面制备钛及钛的氮化物和氧化物复合组织层，该组织层有高硬度、高耐磨、致密及疏水性好的特点，从而实现不易划伤和食物不粘的效果，在锅具内所制备组织层不引入其他金属元素，且直接在钛复合材上进行表面处理，因此不改变钛不含重金属元素这一关键性质，优于在其他材料上进行的类似处理方式，工艺生产过程操作简便，适合于工业化生产。
具体实施方式
以下对本发明做进一步描述：
本发明的一种钛复合不粘锅，将钛及钛复合材做成的锅坯，内表面（钛面）用100~200目的不规则石英砂粒做喷砂表面处理，高压风清理干净后，使用热喷涂法，用N2等作为保护气体，将200~400目的不规则纯钛粉末喷涂在处理后的表面上。喷涂后经过表面处理得到关键特征表面，此钛表面得到强化并呈现出粗糙度均匀的光滑表面。此表面由钛和钛的氮化物以及氧化物组成，外观呈不规则的明暗交替的麻纹状分布。经测试此表面的维氏硬度可达到1000HV以上，进一步进行表面处理降低表面粗糙度至Ra1.0以下，得到具有金属光泽单一颜色的表面，维氏硬度在800HV以上，同时结构十分致密，疏水性好，因此复合锅具有食物不粘锅的特点。
实施例1
1）将在在钛复合锅内表面（钛面）用100至200目的不规则石英砂粒做喷砂表面处理，高压风清理干净后，使用热喷涂法，用N2做保护气体，将200至400目的不规则纯钛粉末喷涂在处理后的表面上。
2）喷涂后表面处理，用400目碳化硅砂轮打磨内表面，得到关键特征表面，此表面粗糙度达到Ra3.2以下，表面硬度达1000HV以上；
3）用2000目碳化硅砂轮进一步打磨内表面，使表面粗糙度至Ra1.0以下，得到最终表面，维氏硬度在800HV以上
4）清洗干净并高压风吹干表面，无残留物后，进行烘干处理；
5）装把手、封装入库。
利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钛复合不粘锅，其特征在于：将钛及钛复合材做成锅坯，在钛复合锅内的钛质表面制备钛的氮化物与氧化物复合组织层，该组织层的钛和钛的氮化物与氧化物呈互相挤压状态；
所述钛的氮化物与氧化物复合组织层的制备方法为：
1）在钛复合锅内表面用100至200目的不规则石英砂粒做喷砂表面处理，高压风清理干净后，使用热喷涂法中的超音速等离子喷涂法，用N2做保护气体，将200至400目的不规则纯钛粉末喷涂在处理后的表面上；
2）喷涂后表面处理，用400目碳化硅砂轮打磨内表面，得到关键特征表面，此表面粗糙度达到Ra3.2以下，表面硬度达1000HV以上；
3）用2000目碳化硅砂轮进一步打磨内表面，使表面粗糙度至Ra1.0以下，得到最终表面，维氏硬度在800HV以上；
4）清洗干净并高压风吹干表面，无残留物后，进行烘干处理；
5）装把手、封装入库
根据权利要求1中所述的一种钛复合不粘锅，其特征在于所述钛复合不粘锅为以钛为食材接触面的锅具，包括但不限于钛铝钢复合锅、钛铜钢复合锅、钛铝复合锅。
2.根据权利要求1中所述的一种钛复合不粘锅，其特征在于喷涂工艺采用热喷涂法，该方法包括不限于超音速火焰喷涂法、超音速等离子喷涂法、普通等离子喷涂法。
3.根据权利要求1中所述的一种钛复合不粘锅，其特征在于粗糙度在Ra3.2以下时为关键特征表面，外观呈不规则的明暗交替的麻纹状分布。
4.根据权利要求1中所述的一种钛复合不粘锅，其特征在于粗糙度在Ra1.0以下时为最终表面，外观具有金属光泽单一颜色。
5.根据权利要求1中所述的一种钛复合不粘锅，其特征在于所述保护气体，为N2、CO2或两者按比例混合气。
6.根据权利要求1中所述的一种钛复合不粘锅，其特征在于所述喷砂颗粒，为100至200目的不规则石英砂粒。
7.根据权利要求1中所述的一种钛复合不粘锅，其特征在于所述表面处理磨料，为400目的碳化硅砂轮和2000目的碳化硅砂轮。
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