CN112831745B - 金属涂层在铝及铝合金餐饮器具上的应用 - Google Patents

金属涂层在铝及铝合金餐饮器具上的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及金属涂层在铝及铝合金餐饮器具上的应用。所述金属涂层由镍金属涂层、复合金属涂层、银或钛金属涂层组成。本发明金属涂层具有耐高温的特点，耐热温度＞750℃，不会因烹饪食物事过度加热而使涂层收到破坏。本发明金属涂层的附着力等级高、摩擦系数低，既不容易从容器上剥脱，又能满足不粘锅的性能特点。本发明金属涂层导热性能好，不会因涂层的厚度影响总体的导热效率，从而发挥铝制容器的导热特点。本发明金属涂层具有一定的耐酸性，总迁移量满足GBT4806.10‑2016的要求。

Description

金属涂层在铝及铝合金餐饮器具上的应用
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及金属涂层在铝及铝合金餐饮器具上的应用。
背景技术
金属铝在地球储量丰富，其具有质量轻延展性及导热性好易于回收等特点，在70～80年代以前是人们首选的餐饮器具。随着医学水平及对铝制品认识的提高，其逐渐被其他金属制品所取代并淘汰。但铝的热传导性及热熔性仅次于铜，铝及合金容器的热效率是铸铁熟铁容器的一倍以上，是不锈钢等器具两倍以上。因此，用对人体有益的金属涂层隔离铝及铝合金制品内部及外部，可以避免铝制品直接接触饮用水及食物对人体造成的伤害，比如已知的过多摄入铝元素可能罹患老年痴呆等，从而发挥铝制品的优良特性，也符合当前我国倡导的低碳节能的大趋势。
综上所述，目前领域内缺乏一种能满足上述需求的金属涂层在铝及铝合金餐饮器具上的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供金属涂层在铝及铝合金餐饮器具上的应用。
为实现上述目的，本发明提供了一种在铝及铝合金餐饮器具上应用的金属涂层，所述金属涂层由镍金属涂层、复合金属涂层、银或钛金属涂层组成。
优选地，所述镍金属涂层由镍55组成。
优选地，所述不锈钢涂层由304不锈钢、316不锈钢、304L不锈钢、316L不锈钢中的一种或两种以上的组合组成。
优选地，所述复合金属涂层由以下重量份的原料组成：0.5～0.8wt％银、0.1～0.5wt％锶、1～2wt％锌、0.5～1.5wt％铜、2～3wt％碳化钨、1.5～3.0wt％钛锡碳，余量为不锈钢。
优选地，所述银金属的纯度为99.99％。
优选地，所述钛金属为医用钛。
优选地，所述镍55的粒度为100～200目。
优选地，所述银、锶、锌、铜、碳化钨、钛锡碳、不锈钢的粒度为300～400目。
所述餐饮器具包括餐具、锅具、壶具。
优选地，所述复合金属涂层由以下重量份的原料组成：0.6wt％银、0.5wt％锶、1.2wt％锌、1.5wt％铜、2.5wt％碳化钨、1.5wt％钛锡碳，余量为316不锈钢。
优选地，所述复合金属涂层由以下重量份的原料组成：0.8wt％银、0.3wt％锶、2.0wt％锌、1.0wt％铜、2.0wt％碳化钨、3.0wt％钛锡碳，余量为316不锈钢。
本发明还提供一种在铝及铝合金餐饮器具上应用的金属涂层的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)采用0.6～0.8Mpa洁净压缩空气对铝制容器做喷砂处理，金刚砂粒度为40～80目，喷枪角度与制品表面夹角大于45度；
(2)使用超音速等离子喷涂法，用氮气做保护气体，将粒度为100～200目的镍55粉末喷涂在处理后的铝制容器表面上，厚度为0.1～0.5mm，形成镍金属涂层；
(3)将粒度为300～400目的银、锶、锌、铜、碳化钨、钛锡碳、316不锈钢等粉末混合，随后喷涂在镍金属涂层上，厚度为1～1.5mm，形成复合金属涂层；
(4)将金属银或金属钛涂覆在复合金属涂层上，厚度为0.5～1mm，形成银金属层或钛金属层；
(5)将制成品内外使用砂轮抛光、清洗，即得。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明金属涂层具有耐高温的特点，耐热温度＞750℃，不会因烹饪食物事过度加热而使涂层收到破坏。
2.本发明金属涂层的附着力等级高、摩擦系数低，既不容易从容器上剥脱，又能满足不粘锅的性能特点。
3.本发明金属涂层导热性能好，不会因涂层的厚度影响总体的导热效率，从而发挥铝制容器的导热特点。
4.本发明金属涂层具有一定的耐酸性，总迁移量满足GBT4806.10-2016的要求。
具体实施方式
实施例1
按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
(1)采用0.6Mpa洁净压缩空气对铝制容器做喷砂处理，金刚砂粒度为40目，喷枪角度与制品表面夹角大于45度；
(2)使用超音速等离子喷涂法，用氮气做保护气体，将粒度为100目的镍55粉末喷涂在处理后的铝制容器表面上，厚度为0.1mm，形成镍金属涂层；
(3)将粒度为300目的银、锶、锌、铜、碳化钨、钛锡碳、316不锈钢等粉末混合，随后喷涂在不锈钢涂层上，厚度为1mm，形成复合金属涂层；
(4)将金属银涂覆在复合金属涂层上，厚度为0.5mm，形成银金属层；
(5)将制成品内外使用砂轮抛光、清洗，即得。
实施例2
(1)采用0.8Mpa洁净压缩空气对铝制容器做喷砂处理，金刚砂粒度为80目，喷枪角度与制品表面夹角大于45度；
(2)使用超音速等离子喷涂法，用氮气做保护气体，将粒度为200目的镍55粉末喷涂在处理后的铝制容器表面上，厚度为0.5mm，形成镍金属涂层；
(3)将粒度为400目的银、锶、锌、铜、碳化钨、钛锡碳、316不锈钢等粉末混合，随后喷涂在不锈钢涂层上，厚度为1.5mm，形成复合金属涂层；
(4)将金属银涂覆在复合金属涂层上，厚度为1mm，形成银金属层；
(5)将制成品内外使用砂轮抛光、清洗，即得。
实施例3
(1)采用0.8Mpa洁净压缩空气对铝制容器做喷砂处理，金刚砂粒度为80目，喷枪角度与制品表面夹角大于45度；
(2)使用超音速等离子喷涂法，用氮气做保护气体，将粒度为200目的镍55粉末喷涂在处理后的铝制容器表面上，厚度为0.5mm，形成镍金属涂层；
(3)将粒度为400目的银、锶、锌、铜、碳化钨、钛锡碳、316不锈钢等粉末混合，随后喷涂在不锈钢涂层上，厚度为1.5mm，形成复合金属涂层；
(4)将医用金属钛涂覆在复合金属涂层上，厚度为0.8mm，形成钛金属层；
(5)将制成品内外使用砂轮抛光、清洗，即得。
对比例1
(1)采用0.8Mpa洁净压缩空气对铝制容器做喷砂处理，金刚砂粒度为80目，喷枪角度与制品表面夹角大于45度；
(2)使用超音速等离子喷涂法，用氮气做保护气体，将粒度为200目的镍55粉末喷涂在处理后的铝制容器表面上，厚度为0.5mm，形成镍金属涂层；
(3)将粒度为400目的304不锈钢粉末喷涂在镍金属涂层上，厚度为1mm，形成不锈钢涂层；
(4)将粒度为400目的银、锶、锌、铜、碳化钨、316不锈钢等粉末混合，随后喷涂在不锈钢涂层上，厚度为1.5mm，形成复合金属涂层；
(5)将制成品内外使用砂轮抛光、清洗，即得。
表1
Figure BDA0002874330750000041
实施例4性能测试
对实施例1～3、对比例1所制得的铝制容器、未涂层的铝制容器(对比例2)进行以下性能测试：加入等量的水，测试加热至水沸腾所需时间；采用标准GB/T 1735-2009提供的方法检验所得不粘锅涂层的热稳定性，保温时间3h，以达到指定温度无明显软化或破损为标准，得出其最高耐热温度；采用标准GB/T 1768-2006提供的方法检验所得不粘锅涂层的耐磨性能，负载总重量为500g，砂轮转数设定为300圈，检验漆膜失重；摩擦系数采用MHK-500A型试验机测试，试验条件为负荷312N，速度2.5m/s；涂层的附着力按GB1720-79规定的方法进行测定；按照GBT4806.10-2016要求的方法测定总迁移量，食物模拟物为4％乙酸，试验时间为2h，温度为100℃；测试结果见表2。
表2
Figure BDA0002874330750000051
注：对比例2只评价加热至水沸腾所需时间(min)、总迁移量(mg/dm2)。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (1)

1.一种在铝及铝合金餐饮器具上应用的金属涂层的制备方法，其特征在于，所述金属涂层由镍金属涂层、复合金属涂层和钛金属层组成；所述镍金属涂层由镍55组成，所述镍55的粒度为200目；所述复合金属涂层由以下重量份的原料组成：0.8wt％银、0.3wt％锶、2.0wt％锌、1.0wt％铜、2.0wt％碳化钨、3.0wt％钛锡碳，余量为316不锈钢；
所述金属涂层的制备方法包括如下步骤：
(1)采用0.8MPa洁净压缩空气对铝制容器做喷砂处理，金刚砂粒度为80目，喷枪角度与制品表面夹角大于45度；
(2)使用超音速等离子喷涂法，用氮气做保护气体，将粒度为200目的镍55粉末喷涂在处理后的铝制容器表面上，厚度为0.5mm，形成镍金属涂层；
(3)将粒度为400目的银、锶、锌、铜、碳化钨、钛锡碳、316不锈钢粉末混合，随后喷涂在不锈钢涂层上，厚度为1.5mm，形成复合金属涂层；
(4)将医用金属钛涂覆在复合金属涂层上，厚度为0.8mm，形成钛金属层；
(5)将制成品内外使用砂轮抛光、清洗，即得。
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