CN112998528A - 容器及制备方法、烹饪器具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了容器及制备方法、烹饪器具。该容器包括:基体,基体包括底壁和侧壁;复合涂层,复合涂层设置在基体的内表面和外表面的至少之一处,复合涂层中含有主体金属颗粒和异质金属颗粒,侧壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量,小于底壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量。一方面,可降低复合涂层的孔隙率,提高复合涂层的导热性和耐腐蚀性,另一方面,底壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量较高,可降低底壁处的复合涂层的孔隙率,降低底壁处复合涂层中的热应力,利于热量从底壁向侧壁快速均匀传导,同时可提高容器的整体耐腐蚀性能,延长容器的使用寿命,还可以有效提高主体金属颗粒和异质金属颗粒混合粉末的沉积效率。
Description
技术领域
本发明涉及电器制造领域,具体地,涉及容器及制备方法、烹饪器具。
背景技术
目前锅具的基体通常由铁磁性材料构成,以实现电磁加热。然而,铁磁性材料的导热性较差,电磁加热产生的热量不能快速的传递到整个锅身,导致锅具底部过热,上端热量不足,影响锅具的使用。为了缓解锅具热传递较差的问题,通常在锅具内表面设置铝涂层,以改善锅具的导热性能。
然而,目前的锅具仍有待改进。
发明内容
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的:
发明人发现,目前锅具中的铝涂层仍存在导热性能、耐蚀性能较差的问题,影响锅具的使用效果以及使用寿命。
本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种容器。该容器包括:基体,所述基体包括底壁和侧壁;以及复合涂层,所述复合涂层设置在所述基体的内表面和外表面的至少之一处,所述复合涂层中含有主体金属颗粒和异质金属颗粒,其中,所述侧壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述底壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。由此,一方面,通过在复合涂层中加入异质金属颗粒,可降低复合涂层的孔隙率,提高复合涂层的导热性和耐腐蚀性,另一方面,底壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量较高,可降低底壁处的复合涂层的孔隙率,且降低底壁处复合涂层中的热应力,利于热量从底壁向侧壁快速均匀传导,使得容器具有良好的使用性能,同时可提高容器的整体耐腐蚀性能,延长容器的使用寿命,且上述异质金属颗粒的加入,还可以有效提高主体金属颗粒和异质金属颗粒混合粉末的沉积效率。
根据本发明的实施例,所述基体进一步包括连接所述底壁和所述侧壁的弧度过渡部,所述侧壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述弧度过渡部处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。由于弧度过渡部受热量相对较多,由此,可降低弧度过渡部处的热应力,提高弧度过渡部的耐腐蚀性能,且有利于热量从弧度过渡部向侧壁快速传导,使得容器具有良好的使用性能以及耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例,所述弧度过渡部处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述底壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。由此,可实现热量从底壁到弧度过渡部再到侧壁的快速传导,使得容器具有良好的使用性能以及耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例,在所述复合涂层的至少一部分中,基于所述异质金属颗粒和所述主体金属颗粒的总质量,所述异质金属颗粒的平均含量不超过20%。由此,一方面,可有效降低复合涂层的孔隙率,另一方面,较少量的异质金属颗粒即可使复合涂层获得良好的使用性能,不会显著增加成本。
根据本发明的实施例,所述异质金属颗粒的密度大于所述主体金属颗粒的密度。由此,可以利用重量大(密度大)的颗粒在喷涂过程中沿喷涂方向带动或推动主体金属颗粒喷涂到基体上,减少较轻的主体金属颗粒在喷涂过程中的飞散,提高粉末(主体金属颗粒和异质金属颗粒)的沉积效率,并能够对前一道次涂层进行进一步的夯实,提高复合涂层的附着力以及降低复合涂层的孔隙率。
根据本发明的实施例,所述复合涂层是利用密度为X1的所述异质金属颗粒和密度为X2的所述主体金属颗粒,冷喷涂形成的,其中,X1和X2的差值为1g/cm3~7g/cm3;和/或,所述复合涂层是利用密度为X1的所述异质金属颗粒和密度为X2的所述主体金属颗粒,冷喷涂形成的,其中,1<X1/X2<3.4。由此,可进一步提高粉末的沉积效率,降低复合涂层的孔隙率。
根据本发明的实施例,所述主体金属颗粒包括铝颗粒、铝合金颗粒、钛颗粒、钛合金颗粒或者不锈钢颗粒。铝和铝合金具有较好的导热性能,主体金属颗粒为铝颗粒或者铝合金颗粒时,可以使复合涂层具有较好的导热性,钛和钛合金具有较好的耐腐蚀性能以及较高的热阻,可以使复合涂层具有较好的耐腐蚀性以及受热均匀性,不锈钢具有较好的耐腐蚀性和较高的硬度,可以使复合涂层具有较好的耐腐蚀性和较高的硬度。
根据本发明的实施例,所述异质金属颗粒包括铜颗粒、铜合金颗粒、钛颗粒、钛合金颗粒以及不锈钢颗粒的至少之一。由此,利用上述异质金属颗粒可有效提高粉末撞击基体的速度,提高粉末的沉积效率,并降低复合涂层的孔隙率,有效提升复合涂层的性能。
根据本发明的实施例,所述复合涂层是利用粒径为1-50μm的所述异质金属颗粒和粒径为1-50μm的所述主体金属颗粒,冷喷涂形成的。由此,主体金属颗粒和异质金属颗粒在冷喷涂过程中撞击到基体时会发生塑性变形,嵌入到基体中,或者,撞击到上一道次形成的层时发生塑性变形,嵌入该层中,颗粒层层堆叠,提高颗粒的沉积效率,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力。
根据本发明的实施例,所述侧壁处的所述复合涂层的厚度,小于所述底壁处的所述复合涂层的厚度。由此,底壁处的厚度较大,利于热量的传导,提高复合涂层的传热效率,使得容器具有良好的使用性能。
根据本发明的实施例,所述侧壁处的所述复合涂层的厚度,小于所述弧度过渡部处的所述复合涂层的厚度。由此,可提高复合涂层的传热效率,使得容器具有良好的使用性能。
根据本发明的实施例,所述弧度过渡部处的所述复合涂层的厚度,小于所述底壁处的所述复合涂层的厚度。由此,可提高复合涂层的传热效率,使得容器具有良好的使用性能。
根据本发明的实施例,所述复合涂层的厚度为60-150μm。具有较小孔隙率的复合涂层更易满足使用要求,由此,可降低复合涂层的厚度,从而缩短生产周期、减少原料用量,节省成本并提高生产效率。
根据本发明的实施例,所述复合涂层的至少一部分的孔隙率为0.1-1%。由此,复合涂层具有较小的孔隙率,提高复合涂层的导热性能和耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例,所述容器进一步包括:不粘涂层,所述不粘涂层位于所述基体的内侧,并设置在所述复合涂层远离所述基体的一侧。由此,可以使该容器具有良好的不粘性能。
在本发明的另一方面,本发明提出了一种制备容器的方法。根据本发明的实施例,所述容器为前面所述的容器,所述方法包括:提供所述基体;制备混合粉末,所述混合粉末包括所述主体金属颗粒和所述异质金属颗粒;将所述混合粉末喷涂到所述基体的内表面和外表面的至少之一处,形成所述复合涂层,并令所述侧壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述底壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。由此,该方法具有以下优点的至少之一:可降低复合涂层的孔隙率,提高复合涂层的导热性和耐腐蚀性;可显著降低底壁处的复合涂层的孔隙率,以降低底壁处复合涂层的热应力,利于热量从底壁向侧壁快速传导,使得容器具有良好的使用性能,同时可提高容器的整体耐腐蚀性能,延长容器的使用寿命;还可以有效提高主体金属颗粒和异质金属颗粒混合粉末的沉积效率。
根据本发明的实施例,基于所述混合粉末的总质量,所述异质金属颗粒的含量为0.1-20%。由此,一方面,可有效降低复合涂层的孔隙率,另一方面,较少量的异质金属颗粒即可使复合涂层获得良好的使用性能,不会显著增加成本。
根据本发明的实施例,在所述混合粉末中,所述异质金属颗粒的密度大于所述主体金属颗粒的密度,且所述异质金属颗粒的密度与所述主体金属颗粒的密度的差值为1g/cm3~7g/cm3;和/或,在所述混合粉末中,所述异质金属颗粒的密度为所述主体金属颗粒密度的X倍,且1<X<3.4。由此,可提高粉末的沉积效率,降低复合涂层的孔隙率。
根据本发明的实施例,在所述混合粉末中,所述异质金属颗粒的粒径为1-50μm,所述主体金属颗粒的粒径为1-50μm。由此,可提高颗粒的沉积效率,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力。
根据本发明的实施例,所述异质金属颗粒的纯度大于80%,所述主体金属颗粒的纯度大于80%。由此,可提高颗粒的沉积效率,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力。
根据本发明的实施例,所述喷涂为冷喷涂,所述冷喷涂的送粉压力为4.0-4.5MPa,喷枪压力为3.5-4.0MPa,喷涂温度为300-550℃,送粉转速为8-12转/min。由此,在上述条件下进行冷喷涂,可提高颗粒的沉积效率,以降低复合涂层的孔隙率,且便于使侧壁处复合涂层中异质金属颗粒的平均含量、弧度过渡部处复合涂层中异质金属颗粒的平均含量、底壁处复合涂层中异质金属颗粒的平均含量依次增大。
在本发明的另一方面,本发明提出了一种烹饪器具。根据本发明的实施例,该烹饪器具包括前面所述的容器,由此,该烹饪器具具有前面所述的容器的全部特征以及优点,在此不再赘述。总的来说,该烹饪器具具有良好的导热性能以及耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例,所述烹饪器具包括锅具。由此,可以使锅具具有良好的导热性以及耐腐蚀性,延长锅具的使用寿命。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1显示了根据本发明一个实施例的容器的结构示意图;
图2显示了根据本发明另一个实施例的容器的结构示意图;
图3显示了根据本发明一个实施例的制备容器方法的流程示意图。
附图标记说明:
100:基体;110:底壁;120:侧壁;130:弧度过渡部;200:复合涂层;300:不粘涂层;10:异质金属颗粒。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种容器。根据本发明的实施例,参考图1,该容器包括:基体100以及复合涂层200,其中,基体100包括底壁110和侧壁120,复合涂层200设置在基体100的内表面和外表面的至少之一处,如复合涂层200设置在基体100的内表面(如图1所示),或者,复合涂层200设置在基体100的外表面(图中未示出该种情况),或者,复合涂层200设置在基体100的内表面以及外表面(图中未示出该种情况),复合涂层200中含有主体金属颗粒和异质金属颗粒10,侧壁120处的复合涂层200中的异质金属颗粒10的平均含量,小于底壁110处的复合涂层200中的异质金属颗粒10的平均含量。由此,一方面,通过在复合涂层中加入异质金属颗粒,可降低复合涂层的孔隙率,提高复合涂层的导热性和耐腐蚀性,另一方面,由于底壁处受热量较大,底壁处复合涂层的热应力较高,设置底壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量较高,可降低底壁处的复合涂层的孔隙率,且能够降低底壁处复合涂层的热应力,利于热量从底壁向侧壁快速传导,使得容器具有良好的使用性能,同时可提高容器的整体耐腐蚀性能,延长容器的使用寿命,且上述异质金属颗粒的加入,还可以有效提高主体金属颗粒和异质金属颗粒混合粉末的沉积效率。
需要说明的是,“异质金属颗粒”是指材料组分不同于复合涂层中主体金属颗粒的金属颗粒,“异质金属颗粒的平均含量”是指某个区域处异质金属颗粒的质量与该区域处主体金属颗粒、异质金属颗粒的总质量的比值,例如,底壁处复合涂层中异质金属颗粒的平均含量是指,位于底壁处的复合涂层中异质金属颗粒的质量与底壁处复合涂层的总质量的比值。
根据本发明的实施例,参考图1,基体100还包括连接底壁110和侧壁120的弧度过渡部130,且侧壁120处的复合涂层200中的异质金属颗粒10的平均含量,小于弧度过渡部130处的复合涂层200中的异质金属颗粒10的平均含量。由于弧度过渡部受热量相对较多,由此,可降低弧度过渡部处的热应力,提高该处的耐腐蚀性能,且利于热量从弧度过渡部向侧壁快速传导,使得容器具有良好的使用性能以及耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例,进一步的,弧度过渡部130处的复合涂层200中的异质金属颗粒10的平均含量,小于底壁110处的复合涂层200中的异质金属颗粒10的平均含量。也即是说,侧壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量、弧度过渡部处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量、底壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量依次增大,由此,侧壁处的复合涂层的孔隙率、弧度过渡部处的复合涂层的孔隙率、底壁处的复合涂层的孔隙率依次减小。由此,可实现热量从底壁到弧度过渡部再到侧壁的快速传导,使得容器具有良好的使用性能以及耐腐蚀性能。
需要说明的是,复合涂层在侧壁、弧度过渡部和底壁三个区域处的异质金属颗粒的平均含量是逐渐增大的。
根据本发明的实施例,在复合涂层200的至少一部分中(如某个剖面处),基于异质金属颗粒10和主体金属颗粒的总质量,异质金属颗粒10的平均含量不超过20%,如1%、5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%。由此,一方面,可有效降低复合涂层的孔隙率,提高复合涂层在制备过程中的沉积效率,另一方面,较少量的异质金属颗粒即可使复合涂层获得良好的使用性能,不会显著增加成本。需要说明的是,上述含量为整个复合涂层中异质金属颗粒的平均含量,在上述含量范围下,侧壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量、弧度过渡部处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量、底壁处的复合涂层中的异质金属颗粒的平均含量满足依次增大的关系。
根据本发明的实施例,异质金属颗粒的密度大于主体金属颗粒的密度。由此,通过在复合涂层中添加单位体积重量(即密度)大于主体金属颗粒的金属颗粒,在喷涂时,重量大的颗粒在喷涂过程中沿喷涂方向带动或推动主体金属颗粒喷涂到基体上,减少较轻的主体金属颗粒在喷涂过程中的飞散,提高粉末撞击基体的速度(主体金属颗粒和异质金属颗粒),减少颗粒的反弹,从而提高粉末的沉积效率,并且重量大的金属颗粒可对前面喷涂的颗粒进行夯实,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力,并且异质金属颗粒的加入,还可以提高喷涂的温度,使得主体金属颗粒在撞击基体时容易达到所需的临界速度,减少主体金属颗粒的反弹,进一步提高主体金属颗粒的沉积效率,复合涂层的致密性提高以及复合涂层与基体之间的附着力提高,可以提高复合涂层的导热性能以及耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例,复合涂层可以是利用密度为X1的异质金属颗粒和密度为X2的主体金属颗粒,冷喷涂形成的,其中,X1和X2的差值可以为1g/cm3~7g/cm3,如差值可以为1g/cm3、2g/cm3、3g/cm3、4g/cm3、5g/cm3、6g/cm3、7g/cm3。也即是说,在冷喷涂前,混合粉末中的异质金属颗粒的密度与主体金属颗粒的密度的差值为1g/cm3~7g/cm3。发明人发现,当异质金属颗粒和主体金属颗粒的密度差值大于上述范围时,异质金属颗粒和主体金属颗粒的密度差值过大,在喷涂过程中,容易造成异质金属颗粒反弹,降低粉末的沉积效率,且容易造成复合涂层的应力过大,增大复合涂层开裂的风险,当异质金属颗粒和主体金属颗粒的密度差值小于上述范围时,异质金属颗粒和主体金属颗粒的密度差值过小,会降低粉末的沉积效率,降低复合涂层的致密性。本发明将异质金属颗粒和主体金属颗粒的密度差值设置在上述范围内,可进一步提高粉末的沉积效率,提高复合涂层的致密性。
或者,根据本发明的实施例,复合涂层可以是利用密度为X1的异质金属颗粒和密度为X2的主体金属颗粒,冷喷涂形成的,其中,1<X1/X2<3.4。也即是说,在冷喷涂前,混合粉末中的异质金属颗粒的密度为主体金属颗粒密度的1-3.4倍(不包括1倍和3.4倍)。发明人发现,当X1和X2的比值大于或低于上述范围时,均不利于颗粒沉积效率的提高。由此,通过将X1和X2的比值设置在上述范围内,可进一步提高粉末的沉积效率,提高复合涂层的致密性。
或者,根据本发明的实施例,异质金属颗粒的密度X1和主体金属颗粒的密度X2同时满足:X1和X2的差值为1g/cm3~7g/cm3,以及1<X1/X2<3.4。由此,可进一步提高粉末的沉积效率,提高复合涂层的致密性。
根据本发明的实施例,前面所描述的主体金属颗粒可以包括铝、铝合金颗粒、钛颗粒、钛合金颗粒或者不锈钢颗粒。铝和铝合金具有较好的导热性能,主体金属颗粒为铝颗粒或者铝合金颗粒时,可以使复合涂层具有较好的导热性,钛和钛合金具有较好的耐腐蚀性能以及较高的热阻,可以使复合涂层具有较好的耐腐蚀性以及受热均匀性,不锈钢具有较好的耐腐蚀性和较高的硬度,可以使复合涂层具有较好的耐腐蚀性和较高的硬度。
根据本发明的实施例,异质金属颗粒10可以选自铜颗粒、铜合金颗粒、钛颗粒、钛合金颗粒以及不锈钢颗粒的至少之一。由此,利用上述异质金属颗粒可有效提高粉末的沉积效率,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力。
需要说明的是,主体金属颗粒和异质金属颗粒可以分别从上述材料中选取,只要异质金属颗粒与主体金属颗粒的材料组分不同即可。
根据本发明的一些具体实施例,主体金属颗粒可以为铝颗粒或者铝合金颗粒,异质金属颗粒可以选取比铝颗粒/铝合金颗粒密度大的材料,如,异质金属颗粒可以选自铜颗粒、铜合金颗粒、钛颗粒、钛合金颗粒以及不锈钢颗粒的至少之一,在制备过程中,可以通过上述异质金属颗粒带动或推动铝颗粒/铝合金颗粒喷涂到基体上,减少较轻的铝颗粒/铝合金颗粒在喷涂过程中的飞散,提高粉末撞击基体的速度,提高粉末的沉积效率,提高最终复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的结合力。
根据本发明的实施例,当异质金属颗粒10为铜颗粒或者铜合金颗粒时,由于铜的导热性能较高,传热较快,能够快速在其分布的区域形成沸腾点,且使复合涂层均匀导热,提高加热的均匀性,因此,在提高复合涂层致密性的同时,还可以提高复合涂层的导热性。并且,由于底壁处的受热量较大,底壁处的热量较高,在底壁处的复合涂层中设置含量较高的铜颗粒或者铜合金颗粒,可以提高复合涂层的传热效率。
根据本发明的实施例,当异质金属颗粒10为钛颗粒或者钛合金颗粒时,能够提高复合涂层的耐腐蚀性能,由于钛颗粒/钛合金颗粒的导热性能较铝颗粒低,从而能够在其分布的区域形成热阻,进而可改变复合涂层中该处的导热率和传热速度,改善容器底壁的温度分布、避免容器底壁的局部区域受热过大而导致食材焦糊的现象。
根据本发明的实施例,当异质金属颗粒10为不锈钢颗粒时,由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和较高的硬度,由此,在提高复合涂层致密性的同时,还可以提高复合涂层的耐腐蚀性以及硬度。并且,底壁处的复合涂层中设置含量较高的不锈钢颗粒,可提高容器底壁处的硬度,减少容器的变形。
根据本发明的实施例,复合涂层200可以是利用粒径为1-50μm的异质金属颗粒和粒径为1-50μm的主体金属颗粒,冷喷涂形成的。由此,主体金属颗粒和异质金属颗粒在冷喷涂过程中撞击到基体时会发生塑性变形,嵌入到基体中,或者,撞击到上一道次形成的层时发生塑性变形,嵌入该层中,颗粒层层堆叠,提高颗粒的沉积效率,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力。
根据本发明的实施例,冷喷涂后异质金属颗粒和主体金属颗粒均会发生塑性变形,冷喷前选用的异质金属颗粒的粒径为1-50μm,主体金属颗粒的粒径为1-50μm。发明人发现,当异质金属颗粒以及主体金属颗粒的粒径大于上述范围时,由于颗粒太大,使得上述颗粒在喷管中不能得到充分的加速,导致上述颗粒的喷涂速度不够,当异质金属颗粒以及主体金属颗粒的粒径小于上述范围时,由于颗粒太小,尽管上述颗粒在喷管中可以得到充分加速,但是上述颗粒在出喷管时,降速也很明显,同样也会导致上述颗粒的喷涂速度不够,进而影响混合粉末的沉积效率以及复合涂层的孔隙率。本发明将异质金属颗粒以及主体金属颗粒的粒径分别设置在上述范围,可以保证上述颗粒具有足够的喷涂速度,从而有利于提高混合粉末的沉积效率以及降低复合涂层的孔隙率。
根据本发明的实施例,参考图1,侧壁120处的复合涂层200的厚度,小于底壁110处复合涂层200的厚度。由此,底壁处的厚度较大,利于热量的传导,提高复合涂层的传热效率,使得容器具有良好的使用性能。
根据本发明的实施例,侧壁120处的复合涂层200的厚度,小于弧度过渡部130处复合涂层200的厚度。由此,可提高复合涂层的传热效率,使得容器具有良好的使用性能。
根据本发明的实施例,进一步的,弧度过渡部130处复合涂层200的厚度,小于底壁110处复合涂层200的厚度。也即是说,侧壁处的复合涂层的厚度、弧度过渡部处的复合涂层的厚度、底壁处的复合涂层的厚度依次增大。由此,可提高复合涂层的传热效率,使得容器具有良好的使用性能。
需要说明的是,复合涂层在侧壁、弧度过渡部和底壁三个区域处的厚度是逐渐增大的(如图1所示)。
根据本发明的实施例,复合涂层的厚度为60-150μm,如60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm。具有较小孔隙率的复合涂层更易满足使用要求,由此,可降低复合涂层的厚度,从而缩短生产周期、减少原料用量,节省成本并提高生产效率。需要说明的是,上述厚度为整个复合涂层的厚度,在上述厚度范围下,侧壁处的复合涂层的厚度、弧度过渡部处的复合涂层的厚度、底壁处的复合涂层的厚度满足依次增大的关系。
根据本发明的实施例,复合涂层的至少一部分(如某个剖面处)的孔隙率为0.1-1%,如0.1%、0.3%、0.5%、0.8%、1%。由此,复合涂层具有较小的孔隙率,提高复合涂层的导热性能和耐腐蚀性能。需要说明的是,上述孔隙率为整个复合涂层的孔隙率,在上述孔隙率范围下,侧壁处的复合涂层的孔隙率、弧度过渡部处的复合涂层的孔隙率、底壁处的复合涂层的孔隙率满足依次减小的关系。
关于基体的材料不受特别限制,只要具有良好的导磁性能即可,本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如,根据本发明的实施例,构成基体100的材料可以包括铁或者不锈钢(如430不锈钢)。
根据本发明的实施例,参考图2,该容器进一步包括:不粘涂层300,不粘涂层300设置在基体100的内侧,并位于复合涂层200远离基体100的一侧。由此,可以使该容器具有良好的不粘性能,并且由于复合涂层的孔隙率较小,可以增强复合涂层与不粘涂层之间的结合强度。
关于不粘涂层的材料不受特别限制,本领域技术人员可以根据不粘涂层的常用材料进行设计。
在本发明的另一方面,本发明提出了一种制备容器的方法。根据本发明的实施例,由该方法制备的容器为前面所描述的容器,参考图3,该方法包括:
S100:提供基体
根据本发明的实施例,在该步骤中,提供基体。关于基体的结构以及基体的材料,前面已经进行了详细描述,在此不再赘述。
根据本发明的实施例,该步骤还包括对基体进行前处理,前处理包括除油和脱脂,由此,可以保证基体具有干净的表面,为后续冷喷涂提供良好的基底。
S200:制备混合粉末
根据本发明的实施例,在该步骤中,制备混合粉末。根据本发明的实施例,该混合粉末包括主体金属颗粒和异质金属颗粒,且混合粉末可以通过机械混合获得。具体的,可以利用V型混合机,将异质金属颗粒和主体金属颗粒进行混合,以获得混合均匀程度较高的混合粉末。关于主体金属颗粒和异质金属颗粒的材料,前面已经进行了详细描述,在此不再赘述。
根据本发明的实施例,基于混合粉末的总质量,异质金属颗粒的含量可以为0.1-20%。由此,一方面,可有效降低后续形成的复合涂层的孔隙率,另一方面,较少量的异质金属颗粒即可使复合涂层获得良好的使用性能,不会显著增加成本。
根据本发明的实施例,在混合粉末中,异质金属颗粒的密度大于主体金属颗粒的密度,且异质金属颗粒的密度与主体金属颗粒的密度的差值可以为1g/cm3~7g/cm3,或者,在混合粉末中,异质金属颗粒的密度为主体金属颗粒密度的X倍,且1<X<3.4,或者,异质金属颗粒的密度和主体金属颗粒的密度同时满足上述两个条件。由此,可提高粉末的沉积效率,降低复合涂层的孔隙率。
根据本发明的实施例,在混合粉末中,异质金属颗粒的粒径可以为1-50μm,主体金属颗粒的粒径可以为1-50μm。由此,可提高颗粒的沉积效率,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力。
根据本发明的实施例,异质金属颗粒的纯度大于80%,主体金属颗粒的纯度大于80%,如异质金属颗粒的纯度为99%以上,主体金属颗粒的纯度为99%以上。由此,可提高颗粒的沉积效率,提高复合涂层的致密性以及提高复合涂层与基体之间的附着力。
S300:将混合粉末喷涂到基体上,形成复合涂层
根据本发明的实施例,在该步骤中,将混合粉末喷涂到基体上,形成复合涂层。根据本发明的实施例,可以利用冷喷涂将混合粉末喷涂在基体的内表面和外表面的至少之一处,形成复合涂层。根据本发明的实施例,在进行冷喷涂时,可以将基体置于旋转夹具上,并使其保持一定的速度做圆周运动,然后利用冷喷涂设备对基体(如基体的内表面)进行冷喷涂,冷喷涂的送粉压力可以为4.0-4.5MPa,喷枪压力可以为3.5-4.0MPa,喷涂温度可以为300-550℃,送粉转速可以为8-12转/min。由此,在上述条件下进行冷喷涂,可提高颗粒的沉积效率,以降低复合涂层的孔隙率,且便于使侧壁处、弧度过渡部处、底壁处复合涂层中异质金属颗粒的平均含量依次增大,以及使侧壁处、弧度过渡部处、底壁处复合涂层的厚度依次增大。
根据本发明的实施例,通过在主体金属颗粒粉末中加入上述异质金属颗粒,并通过冷喷涂形成复合涂层,可使混合粉末的沉积速率提高到50%以上,甚至可提高到80%,从而显著提高混合粉末的沉积效率,降低复合涂层的孔隙率,使得孔隙率降到1%以下,使得复合涂层的致密性显著提高。
在本发明的另一方面,本发明提出了一种烹饪器具。根据本发明的实施例,该烹饪器具包括前面所描述的容器,由此,该烹饪器具具有前面所描述的容器的全部特征以及优点,在此不再赘述。总的来说,该烹饪器具具有良好的导热性能以及耐腐蚀性能。
根据本发明的实施例,该烹饪器具可以包括锅具。具体的,可以包括电饭煲、压力锅、煎锅、炒锅等。由此,可以使上述锅具具有良好的导热性以及耐腐蚀性,延长锅具的使用寿命。
下面通过具体的实施例对本发明的方案进行说明,需要说明的是,下面的实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
该锅具包括铁基体以及铁基体内表面的复合涂层,复合涂层中含有铝颗粒和铜颗粒,侧壁处、弧度过渡部处、底壁处复合涂层中的铜颗粒的平均含量依次增大。
制备过程如下:
(1)对铁基体除油和脱脂。
(2)制备铝颗粒和铜颗粒的混合粉末,铝颗粒的粒径为25μm,铜颗粒的粒径为25μm,混合粉末中,铜颗粒的质量含量为10%,铝颗粒的质量含量为90%。
(3)利用冷喷涂将混合粉末喷涂到铁基体的内表面上,形成复合涂层,冷喷涂的参数为:送粉压力为4.0MPa,喷枪压力为3.5MPa,喷涂温度为350℃,送粉转速为10转/min。
该锅具侧壁处的复合涂层中铜颗粒的平均含量为6%,底壁处的复合涂层中铜颗粒的平均含量为9%,弧度过渡部处的复合涂层中铜颗粒的平均含量为7%。该锅具侧壁处的复合涂层的孔隙率为0.7%,底壁处的复合涂层的孔隙率为0.3%,弧度过渡部处的复合涂层的孔隙率为0.5%。
实施例2
本实施例的锅具及制备方法与实施例1基本相同,所不同的是,复合涂层中含有铝颗粒和钛颗粒。
该锅具侧壁处的复合涂层中钛颗粒的平均含量为5%,底壁处的复合涂层中钛颗粒的平均含量为8%,弧度过渡部处的复合涂层中钛颗粒的平均含量为6.5%。该锅具侧壁处的复合涂层的孔隙率为0.9%,底壁处的复合涂层的孔隙率为0.4%,弧度过渡部处的复合涂层的孔隙率为0.65%。
实施例3
本实施例的锅具及制备方法与实施例1基本相同,所不同的是,复合涂层中含有铝颗粒和不锈钢颗粒。
该锅具侧壁处的复合涂层中不锈钢颗粒的平均含量为5.5%,底壁处的复合涂层中不锈钢颗粒的平均含量为8%,弧度过渡部处的复合涂层中不锈钢颗粒的平均含量为7%。该锅具侧壁处的复合涂层的孔隙率为0.8%,底壁处的复合涂层的孔隙率为0.35%,弧度过渡部处的复合涂层的孔隙率为0.6%。。
实施例4
本实施例的锅具及制备方法与实施例1基本相同,所不同的是,混合粉末中,铝颗粒和铜颗粒的粒径均为55μm。
该锅具侧壁处的复合涂层的孔隙率为0.95%,底壁处的复合涂层的孔隙率为0.6%,弧度过渡部处的复合涂层的孔隙率为0.8%。
在本发明的描述中,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为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而不是要求本发明必须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,参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外,需要说明的是,本说明书中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (21)
1.一种容器,其特征在于,包括:
基体,所述基体包括底壁和侧壁;以及
复合涂层,所述复合涂层设置在所述基体的内表面和外表面的至少之一处,所述复合涂层中含有主体金属颗粒和异质金属颗粒,
其中,所述侧壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述底壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。
2.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述基体进一步包括连接所述底壁和所述侧壁的弧度过渡部,所述侧壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述弧度过渡部处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。
3.根据权利要求2所述的容器,其特征在于,所述弧度过渡部处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述底壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。
4.根据权利要求3所述的容器,其特征在于,在所述复合涂层的至少一部分中,基于所述异质金属颗粒和所述主体金属颗粒的总质量,所述异质金属颗粒的平均含量不超过20%。
5.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述异质金属颗粒的密度大于所述主体金属颗粒的密度。
6.根据权利要求5所述的容器,其特征在于,所述复合涂层是利用密度为X1的所述异质金属颗粒和密度为X2的所述主体金属颗粒,冷喷涂形成的,其中,X1和X2的差值为1g/cm3~7g/cm3;
和/或,所述复合涂层是利用密度为X1的所述异质金属颗粒和密度为X2的所述主体金属颗粒,冷喷涂形成的,其中,1<X1/X2<3.4。
7.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述主体金属颗粒包括铝颗粒、铝合金颗粒、钛颗粒、钛合金颗粒或者不锈钢颗粒。
8.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述异质金属颗粒包括铜颗粒、铜合金颗粒、钛颗粒、钛合金颗粒以及不锈钢颗粒的至少之一。
9.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述复合涂层是利用粒径为1-50μm的所述异质金属颗粒和粒径为1-50μm的所述主体金属颗粒,冷喷涂形成的。
10.根据权利要求2所述的容器,其特征在于,所述侧壁处的所述复合涂层的厚度,小于所述底壁处的所述复合涂层的厚度;
和/或,所述侧壁处的所述复合涂层的厚度,小于所述弧度过渡部处的所述复合涂层的厚度;
和/或,所述弧度过渡部处的所述复合涂层的厚度,小于所述底壁处的所述复合涂层的厚度。
11.根据权利要求10所述的容器,其特征在于,所述复合涂层的厚度为60-150μm。
12.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,所述复合涂层的至少一部分的孔隙率为0.1-1%。
13.根据权利要求1所述的容器,其特征在于,进一步包括:
不粘涂层,所述不粘涂层位于所述基体的内侧,并设置在所述复合涂层远离所述基体的一侧。
14.一种制备容器的方法,所述容器为权利要求1-13任一项所述的容器,其特征在于,所述方法包括:
提供所述基体;
制备混合粉末,所述混合粉末包括所述主体金属颗粒和所述异质金属颗粒;
将所述混合粉末喷涂到所述基体的内表面和外表面的至少之一处,形成所述复合涂层,并令所述侧壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量,小于所述底壁处的所述复合涂层中的所述异质金属颗粒的平均含量。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,基于所述混合粉末的总质量,所述异质金属颗粒的含量为0.1-20%。
16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,在所述混合粉末中,所述异质金属颗粒的密度大于所述主体金属颗粒的密度,且所述异质金属颗粒的密度与所述主体金属颗粒的密度的差值为1g/cm3~7g/cm3;
和/或,在所述混合粉末中,所述异质金属颗粒的密度为所述主体金属颗粒密度的X倍,且1<X<3.4。
17.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,在所述混合粉末中,所述异质金属颗粒的粒径为1-50μm,所述主体金属颗粒的粒径为1-50μm。
18.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述异质金属颗粒的纯度大于80%,所述主体金属颗粒的纯度大于80%。
19.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述喷涂为冷喷涂,所述冷喷涂的送粉压力为4.0-4.5MPa,喷枪压力为3.5-4.0MPa,喷涂温度为300-550℃,送粉转速为8-12转/min。
20.一种烹饪器具,其特征在于,包括权利要求1-13任一项所述的容器。
21.根据权利要求20所述的烹饪器具,其特征在于,所述烹饪器具包括锅具。
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