CN110893064A

CN110893064A - 锅体、锅体的加工方法及烹饪器具

Info

Publication number: CN110893064A
Application number: CN201811063276.9A
Authority: CN
Inventors: 张明; 金伟平; 瞿义生
Original assignee: Wuhan Supor Cookware Co Ltd
Current assignee: Wuhan Supor Cookware Co Ltd
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-03-20
Anticipated expiration: 2038-09-12
Also published as: CN110893064B

Abstract

本发明公开了一种锅体，包括：金属基体，包括位于所述锅体内壁处的铁基材；以及防锈层，位于所述铁基材表面，其包括铁层以及金属活性高于铁层的活性金属层，且至少部分所述铁层和部分所述活性金属层混合形成所述锅体的内表面。本发明还公开了一种包括上述锅体的烹饪器具。此外，本发明还公开了一种锅体的加工方法，包括步骤：制得锅坯，所述锅坯内壁的基材为铁基材；以及在所述锅坯内壁形成防锈层，所述防锈层包括铁层和活性金属层，且至少部分所述铁层和部分所述活性金属层混合形成所述锅体的内表面。本发明的锅体，通过形成阴极保护，保护锅体不被腐蚀。

Description

锅体、锅体的加工方法及烹饪器具

技术领域

本发明涉及烹饪器具技术领域，尤其涉及一种锅体及锅体的加工方法。

背景技术

目前市场上的铁质产品，为了防止腐蚀，一般会通过氮化氧化工艺，在铁基材上形成氮化层和氧化层，其中，氮化层能提高产品的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，氧化层使产品的表面黑化并使产品具有耐腐蚀性。但，采用这种氮化氧化工艺，不仅加工过程中所需的能耗很高，一般需要在570-700℃下持续加热6-8h，从而加工效率也低，而且，加工制成的产品的耐腐蚀性也较低。此外，由于复合板材上不能采用氮化技术，从而造成氮化氧化工艺也具有一定的局限性。

发明内容

为此，本发明提供了一种锅体，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种锅体，包括：金属基体，包括位于所述锅体内壁处的铁基材；以及防锈层，位于所述铁基材表面，其包括铁层以及金属活性高于铁层的活性金属层，且至少部分所述铁层和部分所述活性金属层混合形成所述锅体的内表面。

可选地，在根据本发明的锅体中，所述铁层覆盖在所述金属基体的铁基材上，所述活性金属层形成在所述铁层上；所述铁层具有多个凸起单元，且至少部分所述凸起单元外露于所述活性金属层。

可选地，在根据本发明的锅体中，所述活性金属层覆盖在所述金属基体的铁基材上，所述铁层形成在所述活性金属层上；所述活性金属层具有多个凸起单元，且至少部分所述凸起单元外露于所述铁层。

可选地，在根据本发明的锅体中，所述铁基材的表面形成具有多个凸起单元的粗糙层，所述粗糙层为所述铁层，所述活性金属层形成在所述粗糙层上，至少部分所述凸起单元外露于所述活性金属层。

可选地，在根据本发明的锅体中，所述活性金属层为铝层、铝合金层、镁层、镁合金层、锌层或锌合金层中的一种或多种。

可选地，在根据本发明的锅体中，形成所述锅体的内表面的铁层和活性金属层的面积之比为A，其中，0.1≤A≤10。

根据本发明的又一个方面，提供了一种烹饪器具，包括如上所述的锅体。

根据本发明的又一个方面，提供了一种锅体的加工方法，包括步骤：

S1：制得锅坯，所述锅坯内壁的基材为铁基材；以及

S2：在所述锅坯内壁形成防锈层，所述防锈层包括铁层和活性金属层，且至少部分所述铁层和部分所述活性金属层混合形成所述锅体的内表面。

可选地，在根据本发明的锅体的加工方法中，所述步骤S2包括：

SA21：在所述锅坯内壁热喷涂形成具有凸起的铁层；

SA22：在所述铁层上热喷涂形成活性金属层；以及

SA23：对所述活性金属层表面进行碱洗，以便部分所述铁层外露于所述活性金属层。

SB21：在所述锅坯内壁热喷涂形成具有凸起的活性金属层；

SB22：在所述活性金属层上热喷涂形成铁层；以及

SB23：对所述铁层表面进行打磨，以便部分所述活性金属层外露于所述铁层。

SC21：对所述锅坯内壁的铁基材进行粗化处理，形成具有凸起的粗糙层，所述粗糙层为所述铁层；

SC22：在所述粗糙层上热喷涂形成活性金属层；以及

SC23：对所述活性金属层表面进行碱洗，以便部分所述粗糙层外露于所述活性金属层。

根据本发明的技术方案，提供了一种锅体，包括金属基体以及覆盖在金属基体的铁基材表面的防锈层，其中，防锈层包括铁层以及金属活性高于铁层的活性金属层，且部分铁层和部分活性金属层混合形成在锅体的内表面，从而能在锅体内表面形成阴极保护，活性金属层能保护铁层不被腐蚀，因此，本发明的锅体通过阴极保护原理，能增强耐腐蚀性，使用寿命更长。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明第一个实施例的锅体的结构示意图；

图2示出了根据本发明第二个实施例的锅体的结构示意图；

图3示出了根据本发明第三个实施例的锅体的结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例的锅体的俯视结构示意图；

图5示出了根据本发明第一个实施例的在锅体上形成保护膜层的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如前文所述，现有技术中的锅体或多或少存在一定的功能缺陷，因此本发明提出了一种性能更优化的锅体。图1至图5示出了本发明的锅体100的结构示意图。

如图1和图2所示，该锅体100包括金属基体110，金属基体110可以由单层钢板、铸铁或者复合板材制成，只要金属基体110的内表面材质为铁即可。这里，若是用复合板材制成金属基体110，只要保证复合板材在相对于锅体100的内层材质为铁即可。可以理解，金属基体110包括位于锅体100的内侧壁处的铁基材。此外，该锅体100还包括覆盖在金属基体110的铁基材表面的防锈层110，防锈层110包括铁层120以及活性金属层130，活性金属层130是由金属活性比铁高的金属元素组成，从而活性金属层130的金属活性高于铁层120。其中，至少部分铁层120外露于活性金属层130，或者，至少部分活性金属层130外露于铁层120，从而使至少部分铁层120与部分活性金属层130相互交错地混合形成在锅体100的内表面，如图4所示。这样，一方面由于铁层120仅是部分露出在环境中，露出面积较小从而不会存在单纯生锈；另一方面由于活性金属层130的金属活性高于铁层120，使铁层120处于阴极，而活性金属层130处于阳极，根据阴极保护原理，处于阳极的活性金属层130会保护处于阴极的铁层120不会被腐蚀。

具体地，上述活性金属层130可以是金属活性高于铁的活性金属元素中的一种或多种组成，例如可以是镁、镁合金、铝、铝合金、锌、锌合金等金属元素中的一种或多种。

根据第一个实施例，如图1所示，在金属基体110的铁基材上进行热喷涂形成铁层120，从而铁层120覆盖在金属基体110的铁基材上，且热喷涂形成的铁层120具有多个凸起单元，优选地，多个凸起单元均匀分布。然后在铁层120上进行热喷涂形成活性金属层130。通过对位于上层的活性金属层130的表面进行碱洗，从而将涂覆在铁层120表面的部分活性金属层130去除，使铁层120上的至少部分凸起单元外露于活性金属层130，这样，部分铁层120和部分活性金属层130交错地分布在锅体100的内表面，一起形成防锈层，从而在锅体100的内表面形成阴极保护，保护铁层120不会被腐蚀。需要说明的是，在本实施例中，由于铁层120和活性金属层130并不是同时喷涂，而是先热喷涂形成铁层120，进而在铁层120上热喷涂形成活性金属层130，因此，在碱洗处理后，锅体100的内表面呈现铁层120和活性金属层130交叉混合的分布状态，由于碱洗程度的不同，碱洗后露在在锅体100内表面的铁层120与活性金属层130的分布也不同，故，处于防锈层表层的铁层120和活性金属层130有可能是不连续或连续的状态。但，铁层120的整体是连续状态，如图1所示。活性金属层130的整体也是连续状态，如图4所示。

优选地，部分铁层120和部分活性金属层130均匀交错地分布在锅体100的内表面，一起形成防锈层。

根据第二个实施例，如图2所示，在金属基体110的铁基材上进行热喷涂形成活性金属层130，从而活性金属层130覆盖在金属基体110的铁基材上，且热喷涂形成的活性金属层130具有多个几乎是均匀分布的凸起单元。然后在活性金属层130上进行热喷涂形成铁层120。通过对铁层120的表面进行打磨处理，从而将涂覆在活性金属层130表面的部分铁层120去除，使活性金属层130上的至少部分凸起单元外露于铁层120，这样，同样能使铁层120和活性金属层130交错地分布在锅体100的内表面，一起形成防锈层，从而在锅体100的内表面形成阴极保护，保护铁层120不会被腐蚀。类似地，在本实施例中，是先热喷涂形成活性金属层130，进而在活性金属层130上热喷涂形成铁层120，因此，在打磨处理后，锅体100的内表面表面呈现活性金属层130和铁层120混合交错的分布状态，由于打磨程度的不同，打磨后露在在锅体100内表面的铁层120与活性金属层130的分布也不同，故，处于防锈层表层的铁层120和活性金属层130有可能是不连续或连续的状态。但，活性金属层130与铁层120的整体都是连续状态，如图2和图4所示。

根据第三个实施例，如图3所示，由于金属基体110本身就具有铁基材，故，可以通过对金属基体110的铁基材进行表面处理，在铁基材的表面形成粗糙层，该粗糙层具有多个几乎是均匀分布的凸起单元，这样，上述铁基材表面的粗糙层即是铁层，可以直接在金属基体110的铁基材表面的粗糙层上进行热喷涂形成活性金属层130，从而铁基材的粗糙层与该活性金属层130共同形成防锈层。通过对该活性金属层130的表面进行碱洗，从而将涂覆在铁基材表面的粗糙层上的部分活性金属层130去除，使粗糙层的至少部分凸起单元外露于活性金属层130，且露出的凸起单元与活性金属层130交错地分布在锅体的内表面，从而形成阴极保护，保护锅体100的内表面不会被腐蚀。可以理解，在本实施例中，由于碱洗程度的不同，处于防锈层表层的粗糙层和活性金属层130有可能是不连续或连续的状态。但，金属基体110的粗糙层与活性金属层130的整体都是连续状态，如图3和图4所示。

具体地，在上述三个实施例中，初步形成在铁基材上的具有凸起单元的铁层120、活性金属层130或者粗糙层(即是铁层)中，铁层120、活性金属层130或者粗糙层的每个凸起单元露出在锅体100内表面的面积为S，其中，0＜S≤3mm²。这里，若S大于3mm²，会导致铁层120或活性金属层130的单个凸起单元露在锅体100内表面的面积较大，从而容易在铁层120或活性金属层130在露出部分的表面形成化学腐蚀。

进一步地，如图1所示，在上述三个实施例中，上述铁层120、活性金属层130或者粗糙层的每个凸起单元包括波峰和波谷，假设波峰的高度为H，相邻的两个波峰之间的间距为L，其中，5um≤H≤30um，且5um≤L≤30um。这里，若波峰的高度H和相邻两个波峰的间距L均小于5um时，会导致相邻两个波峰之间形成的波谷的体积较小，从而最终沉积在波谷内的活性金属层130或铁层120的体积较小，起不到明显的阴极保护作用，造成最终形成的防锈层的耐腐蚀能力不强，耐腐蚀寿命短。若波峰的高度H和相邻两个波峰的间距L均大于30um时，会造成相邻两个波峰之间形成的波谷的体积较大，从而最终沉积在波谷内的活性金属层130或铁层120的体积也较大，导致沉积在波谷内的活性金属层130或铁层120很容易自身腐蚀，最终形成的防锈层也就起不到较好的耐腐蚀效果。

此外，在上述三个实施例中，初步形成在金属基体110铁基材上的具有凸起单元的铁层120、活性金属层130或者粗糙层的厚度为D，其中，5um≤D≤200um。最终形成的防锈层的厚度也是D。这里，若D大于200um，会导致防锈层容易剥落，从而导致锅体100被腐蚀；若D小于5um，会导致凸起单元的波峰高度较小，从而无论是凸起单元的体积还是相邻两个波峰之间形成的波谷的体积均较小，从而在最终形成的防锈层中，无论活性金属层130是沉积在铁层形成的波谷内，还是位于凸起单元处，其体积均较小，导致活性金属层130起不到明显的阴极保护作用，造成最终形成的防锈层的耐腐蚀能力不强，耐腐蚀寿命短。

需要说明的是，在根据本发明的实施例中，热喷涂优选为电弧喷涂。

更进一步地，参见图4示出的俯视图，上述所有实施例中，在防锈层的单位面积上，外露在防锈层表面的铁层120和活性金属层130的面积之比为A，其中，0.1≤A≤10。可以理解，在形成的锅体100的整个内表面上，铁层120和活性金属层130的面积之比也是A。这里，若A小于0.1，会导致锅体100内表面的铁层120的面积太小可以忽略，从而防锈层几乎是由活性金属层130形成，不具备无涂层防锈铁锅的意义。若A大于10，会使锅体100内表面的单位面积上的铁层120面积太大，而活性金属层130的面积相对太小，导致活性金属层130不能起到明显的阴极保护作用，从而铁层120也就容易被腐蚀，防锈层的耐腐蚀性较差。

优选地，在根据本发明的实施例中，防锈层的孔隙率为M，其中，M≤5％。这里，若M大于5％，会导致防锈层的防腐蚀能力较弱，起不到明显的保护锅体不被腐蚀的效果。

本发明还提供了一种烹饪器具(图中未示出)，其包括如上所述的锅体100。应当指出，本发明不限制该烹饪器具的具体类型和结构，本发明中的锅体100可以应用于各种结构的烹饪器具。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种锅体100的加工方法，该方法包括如下步骤：

S1：制成锅坯，其中，锅坯内侧壁的基材为铁基材；

S2：在锅坯的内侧壁形成防锈层，防锈层包括铁层120和活性金属层130，其中，至少部分铁层120和部分活性金属层130交错地混合形成在锅体100的内表面。

根据第一个实施例，上述步骤S2包括：

SA21：在锅坯内侧壁的铁基材上热喷涂形成具有凸起的铁层120；

SA22：在铁层120上热喷涂形成活性金属层130；

SA23：对活性金属层130表面进行碱洗，以便部分铁层120的凸起外露于活性金属层130。

这里，是通过活性金属层130与碱溶液发生化学反应，从而将铁层120的凸起处的活性金属层130去除，使铁层120的凸起露出在活性金属层130表面，从而使铁层120的凸起与活性金属层130交错地分布在锅体100的内表面，如图4所示，从而形成阴极保护，保护铁层120不会被腐蚀。在其它实施方式中，在SA23之前，也可以先进行机械抛光，使得位于活性金属层130下方的铁层120露出，再进行步骤SA23，将波峰较小的铁层120露出。

根据第二个实施例，上述步骤S2包括：

SB21：在锅坯内侧壁的铁基材上热喷涂形成具有凸起的活性金属层130；

SB22：在活性金属层130上热喷涂形成铁层120；

SB23：对铁层120表面进行打磨，以便部分活性金属层130的凸起外露于铁层120。

这里，由于铁层120并不会与碱溶液反应，因此是通过打磨将活性金属层130的凸起处的铁层120去除，使活性金属层130的凸起露出在铁层120表面，从而使活性金属层130的凸起与铁层120交错地分布在锅体100的内表面，如图4所示，从而形成阴极保护，保护铁层120不会被腐蚀。

具体地，在上述实施例中，热喷涂形成铁层120的步骤包括：

T1：在电弧喷涂喷枪中装入铁丝，其中，铁丝的直径为1.2mm；

T2：控制锅坯自转，并打开电弧喷涂喷枪的电源开关，从而使铁丝熔化并沉积在锅坯内侧壁的铁基材表面形成铁层120。具体地，电弧喷涂喷枪距离锅坯的高度为350-400mm，其送丝量为60-100cm/min，其压缩空气的压力为0.4Mpa，其电流为160A。

此外，在上述实施例中，热喷涂形成活性金属层130的步骤包括：

K1：在电弧喷涂喷枪中装入活性金属丝；需要说明的是，活性金属丝即是由金属活性比铁高的金属元素制成的金属丝，只要活性金属丝与所形成的活性金属层120种类相对应即可，例如可以是镁丝、镁合金丝、铝丝、铝合金丝、锌丝、锌合金丝等；可选地，活性金属丝为铝丝，且铝丝的直径为1.2mm；

K2：控制锅坯自转，并打开电弧喷涂喷枪的电源开关，从而使活性金属丝熔化并沉积在铁层120的表面形成活性金属层130。具体地，电弧喷涂喷枪距离锅坯的高度为250-400mm，其送丝量为60-100cm/min，其压缩空气的压力为0.4Mpa，其电流为80A。

根据第三个实施例，上述步骤S2包括：

SC21：对锅坯内侧壁的铁基材表面进行粗化处理，使铁基材表面形成具有凸起的粗糙层，该粗糙层即是上述的铁层120；

SC22：在具有凸起的粗糙层上热喷涂形成活性金属层130；

SC23：对活性金属层130表面进行碱洗，以便部分粗糙层的凸起外露于活性金属层130。

从而，锅坯的粗糙层与活性金属层130共同形成最终锅体100内表面的防锈层。这里，也是通过活性金属层130与碱溶液发生化学反应，从而将粗糙层的凸起处的活性金属层130去除，使粗糙层的凸起露出在活性金属层130表面，从而使粗糙层的凸起与活性金属层130交错地分布在锅体100的内表面，如图4所示，从而形成阴极保护，保护锅体100不会被腐蚀。

需要说明的是，在根据本发明的实施例中，在锅体100的内表面形成防锈层后，由于防锈层表面较为粗糙，因此，可以对防锈层进行砂光或抛光等光滑化处理，从而使最终形成的锅体100的内表面更光滑和平整。

此外，形成上述防锈层后，为了进一步提升防锈层的耐腐蚀性，在上述步骤S2之后，还可以对露出防锈层进行喷涂、氧化、磷化或者氮化处理，从而在防锈层表面形成保护膜层125。当然，也可以仅在露出的铁层120表面形成保护膜层125，如图5所示。根据上述表面处理的方法不同，保护膜层125可相应的为聚醚砜层、氧化膜、磷化膜或氮化膜。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系是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示例。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。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims

1.一种锅体(100)，其中，包括：

金属基体(110)，包括位于所述锅体(100)内壁处的铁基材；以及

防锈层，位于所述铁基材表面，其包括铁层(120)以及金属活性高于铁层(120)的活性金属层(130)，且至少部分所述铁层(120)和部分所述活性金属层(130)混合形成所述锅体(110)的内表面。

2.如权利要求1所述的锅体(100)，其中：

所述铁层(120)覆盖在所述金属基体(110)的铁基材上，所述活性金属层(130)形成在所述铁层(120)上；

所述铁层(120)具有多个凸起单元，且至少部分所述凸起单元外露于所述活性金属层(130)。

3.如权利要求1所述的锅体(100)，其中：

所述活性金属层(130)覆盖在所述金属基体(110)的铁基材上，所述铁层(120)形成在所述活性金属层(130)上；

所述活性金属层(130)具有多个凸起单元，且至少部分所述凸起单元外露于所述铁层(120)。

4.如权利要求1所述的锅体(100)，其中：

所述铁基材的表面形成具有多个凸起单元的粗糙层，所述粗糙层为所述铁层(120)，所述活性金属层(130)形成在所述粗糙层上，至少部分所述凸起单元外露于所述活性金属层(130)。

5.如权利要求1-4任一项所述的锅体(100)，其中：

所述活性金属层(130)为铝层、铝合金层、镁层、镁合金层、锌层或锌合金层中的一种或多种；

更为优选地，形成所述锅体(100)的内表面的铁层(120)和活性金属层(130)的面积之比为A，其中，0.1≤A≤10。

6.一种烹饪器具，其中：包括如权利要求1-5任一项所述的锅体(100)。

7.一种锅体(100)的加工方法，其中，包括步骤：

S1：制得锅坯，所述锅坯内壁的基材为铁基材；以及

S2：在所述锅坯内壁形成防锈层，所述防锈层包括铁层(120)和活性金属层(130)，且至少部分所述铁层(120)和部分所述活性金属层(130)混合形成所述锅体(110)的内表面。

8.如权利要求7所述的锅体(100)的加工方法，其中，所述步骤S2包括：

SA21：在所述锅坯内壁热喷涂形成具有凸起的铁层(120)；

SA22：在所述铁层(120)上热喷涂形成活性金属层(130)；以及

SA23：对所述活性金属层(130)表面进行碱洗，以便部分所述铁层(120)外露于所述活性金属层(130)。

9.如权利要求7所述的锅体(100)的加工方法，其中，所述步骤S2包括：

SB21：在所述锅坯内壁热喷涂形成具有凸起的活性金属层(130)；

SB22：在所述活性金属层(130)上热喷涂形成铁层(120)；以及

SB23：对所述铁层(120)表面进行打磨，以便部分所述活性金属层(130)外露于所述铁层(120)。

10.如权利要求7所述的锅体(100)的加工方法，其中，所述步骤S2包括：

SC21：对所述锅坯内壁的铁基材进行粗化处理，形成具有凸起的粗糙层，所述粗糙层为所述铁层(120)；

SC22：在所述粗糙层上热喷涂形成活性金属层(130)；以及

SC23：对所述活性金属层(130)表面进行碱洗，以便部分所述粗糙层外露于所述活性金属层(130)。