CN113180482B - 一种烹饪容器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种烹饪容器及其制造方法，其包括烹饪容器基体，烹饪容器基体的表面形成附着的合金材料层，合金材料层上形成附着的不粘层；烹饪容器基体的基材具有第一热膨胀系数α1，合金材料层具有第二热膨胀系数α2，不粘层具有第三热膨胀系数α3；第二热膨胀系数α2与第一热膨胀系数α1具有第一差值△α1，第三热膨胀系数α3与第一热膨胀系数α1具有与第二差值△α2，△α1＜△α2。通过在基体附着具有较低热膨胀系数的合金材料层，使得合金材料层与基体有更接近的热膨胀性，在冷热处理后，合金材料层的收缩变化接近于烹饪容器基体的收缩变化，涂层受到的热应力减少，合金材料层和不粘层不易脱落，从而提高了烹饪容器的使用寿命。

Description

一种烹饪容器及其制造方法

技术领域

本申请涉及一种烹饪容器及其制造方法，属于家用电器领域。

背景技术

烹饪容器为容纳或储存烹饪对象的容器，烹饪容器被加热后实现对烹饪对象的烤制、煎炒或煮沸等处理。现有的烹饪容器普遍存在易发生腐蚀、粘连食物发生糊化的现象。尤其是在使用传统的铸铁、铝以及铝合金等基材的烹饪容器烹饪食物时，容易发生腐蚀、粘锅现象，降低烹饪容器的使用寿命。

现有的烹饪容器在解决防腐蚀和粘连的问题多采用在基体表面覆盖一层不粘涂层。不过不粘涂层存在下述问题：烹饪过程中会发生软化，搅拌工具如铲子容易划伤不粘涂层；不粘涂层的强度较差，容易脱落和损坏不粘涂层高温易因干烧而损坏，而丧失不粘功能，使得食物直接粘附在锅具基材，从而影响了烹饪容器的使用寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种烹饪容器及其制造方法，烹饪容器基体上附着的合金材料层相较于不粘层具有与基体基材更接近的热膨胀系数，使得合金材料层与基体基材的热膨胀性更接近，使得合金材料层和不粘层涂层受到的热应力减少，合金材料层和不粘层不易脱落，从而提高了烹饪容器的使用寿命。

本发明人发现，涂层容易从基体脱落的主要原因是涂层的热膨胀性与基体基材的热膨胀性不匹配，在温度变化的环境中，会因长度或体积变化而产生应力。通常，涂层与基体相比是很薄的，因此基体的热膨胀不受涂层热膨胀的影响，而涂层热膨胀强烈的受基体热膨胀的影响，涂层与基体的热膨胀不匹配而产生的应力基本集中在涂层中，从而导致涂层尚未遭受严重磨损或过早发生脱落失效。因此，本发明人创造性使用一种具有与烹饪容器基体基材更接近的热膨胀系数的合金材料层，使得合金材料层和不粘层涂层受到的热应力减少，合金材料层和不粘层不易脱落，从而提高了烹饪容器的使用寿命。

根据本申请的一个方面，提供了一种烹饪容器，其包括烹饪容器基体，所述烹饪容器基体的表面形成附着的合金材料层，所述合金材料层上形成附着的不粘层，所述不粘层为氟树脂涂层或无机物涂层；

所述烹饪容器基体的基材具有第一热膨胀系数α1，所述合金材料层具有第二热膨胀系数α2，所述不粘层具有第三热膨胀系数α3；

所述第二热膨胀系数α2与所述第一热膨胀系数α1具有第一差值Δα1，所述第三热膨胀系数α3与所述第一热膨胀系数α1具有与第二差值Δα2，所述Δα1＜Δα2。

本申请中，“热膨胀系数”，是指物质在热胀冷缩效应作用下，几何特性随着温度的变化而发生变化的规律性系数。热膨胀系数有线膨胀系数和体积膨胀系数，线膨胀系数α或体积膨胀系数β分别表示为：

或

式中L、V分别为试样原始长度(mm)和原始体积(mm³)，ΔL、ΔV分别为温度由t1(℃)上升到t2(℃)时试样的相对伸长和体积的变化量。体积膨胀系数与线膨胀系数成一定的正比例关系，体积膨胀系数与线膨胀系数随材料的组成和温度的变化而不同。

在本申请的一种实施方式中，所述第二热膨胀系数α2小于所第一热膨胀系数α1，且，所述第一热膨胀系数α1小于所述第三热膨胀系数α3。

在本申请的一种实施方式中，所述第三热膨胀系数α3与所述第二热膨胀系数α2的比值为5～10；所述第三热膨胀系数α3与所述第一热膨胀系数α1的比值为3～8。优选地，所述第三热膨胀系数α3与所述第二热膨胀系数α2的比值的下限可以为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5，所述第三热膨胀系数α3与所述第二热膨胀系数α2的比值的上限可以为5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9或9.5。所述第三热膨胀系数α3与所述第二热膨胀系数α2的比值的下限可以为3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7或7.5，所述第三热膨胀系数α3与所述第二热膨胀系数α2的比值的上限可以为3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7或7.5。

在本申请的一种实施方式中，所述烹饪容器基体与所述合金材料层厚度的比值为1.25～25；所述合金材料层厚度与不粘层的厚度的比值为0.1～2。优选地，所述烹饪容器基体与所述合金材料层厚度的比值为4～15；所述合金材料层厚度与不粘层的厚度的比值为0.6～0.8。优选地，所述烹饪容器基体与所述合金材料层厚度的比值的下限可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14或14.5，所述烹饪容器基体与所述合金材料层厚度的比值的上限可以为4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14或14.5。所述合金材料层厚度与不粘层的厚度的比值的下限可以为0.65、0.7或0.75，所述合金材料层厚度与不粘层的厚度的比值的上限可以为0.65、0.7或0.75。

在本申请的一种实施方式中，所述合金材料层的合金材料包含以质量％计的铬15％～27％、镍12％～37％和钼1.5％～8％，其余为铁和不可避免杂质。优选地，所述合金材料层的合金材料包含以质量％计的铬18％～25％、镍16％～30％和钼3％～7％，其余为铁和不可避免杂质。优选地，所述铬的含量的下限可以为19％、20％、21％、22％、23％或24％，所述铬的含量的上限可以为19％、20％、21％、22％、23％或24％；所述镍的含量下限可以为17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％或29％，所述镍的含量的上限可以为17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％或29％。所述钼的含量的下限可以为3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％或6.5％，所述钼的含量的上限可以为3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％或6.5％。

在本申请的一种实施方式中，所述合金材料层的合金材料还包含以质量％计0.05％～3％的铜；优选地，所述合金材料层还包含以质量％计0.6％～2％的铜。优选地，所述铜的含量的下限可以为0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.3％或1.8％，所述铜的含量的上限可以为0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.3％或1.8％。

可选地，所述合金材料层的合金材料以质量％计包含0.0001％～0.06％的碳、18％～25％铬、16％～30％镍、3％～7％钼、0.3％～2.5％的铜、0.0001％～5％的锰、0.0001％～2％的硅、0.0001％～0.045％的磷、0.0001％～0.04％的硫和0.0001％

～0.45％的氮，余量为铁和不可避免的杂质。

可选地，所述合金材料层的合金材料以质量％计包含0.001％～0.03％的碳、19％～24％铬、18％～28％镍、4％～7％钼、0.6％～2％的铜、0.001％～4％的锰、0.001％～1％的硅、0.001％～0.045％的磷和0.0015％～0.035％的硫和0.01％～0.2％的氮，余量为铁和不可避免的杂质。

本申请的合金材料层的合金材料与烹饪容器基体的金属材质熔射结合，即合金材料层的合金材料与容器基体的接触面属于物理-化学结合，包括机械结合、物理结合和冶金-化学结合，从而避免了合金材料层从容器基体的剥落。

另外，合金材料层通过熔射产生，即将熔射原料高温熔融后熔射在所述烹饪容器基体的表面，而熔射过程中金属不可以避免的氧化生成金属氧化物，故熔射的合金材料层中会含有微量的金属氧化物，例如合金材料中含有铬及铬氧化物，镍及镍氧化物，钼及钼氧化物，铁及铁氧化物。而其中部分金属氧化物的晶粒粗大、强度高，微量的金属氧化物的存在提高了合金材料层的强度，强度的提高使得合金材料层不易产生划痕和磨损。而至于金属氧化物的含量控制为不故意掺杂氧气控制得到的金属氧化物含量，通过熔射工艺不可避免产生的氧化物的量即可满足需求。

本申请的合金材料层的合金材料中铬与碳生成硬度很高的硬质相Cr₇C₃和Cr₂₃C₇，弥散分布在固溶强化的合金材料层中，起沉淀硬化作用，提高烹饪容器基体表面的耐磨性。但铬系碳化物的晶界析出，成为耐腐蚀性降低的主要原因，而本申请的碳含量和铬含量及其他元素的配合得到的合金材料层的合金材料的强度高且耐腐蚀性好。另外，铬为铁素体生成剂，铬含量的增加虽然可以提高合金材料层的耐腐蚀性，但不利于奥氏体结构的稳定性，而本申请的铬的含量与其他金属元素及其含量的配合，既可以得到耐腐蚀性强且奥氏体结构稳定的合金材料层。

本申请中，镍是奥氏体生成元素，镍含量既可以保持合金材料层的合金材料在低温下保持奥氏体结构，镍含量的增加会降低合金材料的硬度和抗拉强度，但本申请的镍含量与合金材料层的合金材料的配合可以保持高强度、高耐磨性和并且合金材料层的合金材料中的镍含量使其合金材料层在活性状态下也有较低的腐蚀速度。

本申请中，钼可以改善合金材料的耐腐蚀性，其可以使合金材料的基体强化，并提高合金材料的高温强度和蠕变性能。

本申请中，铜是可对在一些环境下的耐腐蚀性具有有利影响，铜的含量范围与合金材料层的合金材料中其它的元素及其含量的配合不会出现铜析出的问题。

本申请的合金材料层的合金材料中的铬镍钼含量，再与铜元素配合，即使在还原性环境中，如硫酸和甲酸中也可以被钝化，提高合金材料层的合金材料在醋酸中的耐腐蚀性。合金材料层的合金材料中的铬含量和镍含量再和铜的配合使得合金材料层的合金材料具有很强的抗酸能力，尤其对氯化物间隙腐蚀和应力腐蚀崩裂有高强抗性，不易出现蚀损斑和裂缝，抗点蚀能力强。

本申请中，合金材料层的合金材料的锰可以提高锅具在使用时的高温强度，且能够和硅配合使合金材料层的合金材料在保持奥氏体结构，锰、硅、镍和铜镍含量的配合不仅提高合金材料层的合金材料的强度，且腐蚀性和耐氧性强。

在本申请的一种实施方式中，所述烹饪容器基体选自铁、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金材质中的至少一种；优选地，所述烹饪容器基体为铝硅镁合金材质。

在本申请的一种实施方式中，所述不粘层为聚四氟乙烯树脂涂层或陶瓷涂层；优选地，所述不粘层为聚四氟乙烯树脂涂层。

根据本申请的另一个方面，提供了一种上述任一项所述的烹饪容器的制造方法，该方法包括下述步骤：

所述烹饪容器基体成型；

提供所述合金材料的熔射原料；

将所述熔射原料熔射至烹饪容器基体内表面形成所述合金材料层；

在所述合金材料层的表面冷喷涂不粘层，即制得所述烹饪容器。

优选地，所述烹饪容器基体压铸成型，所述熔射原料熔射前，对所述烹饪容器基体进行预热处理，所述预热温度低于熔射温度，以减小所述第二热膨胀系数材料与所第一热膨胀系数材料的结合应力。

本申请中，“熔射”，在喷涂枪内或外将熔射材料加热到塑性或软化状态，然后喷射于经预处理的基体表面上形成涂层的方法。熔射材料形成涂层的过程包括：在热源高温区，熔射材料被加热至熔化或半熔化状态；当熔射材料被加热到足够高的温度，超过熔射材料的熔点形成液滴时。在气流的作用下雾化粉碎成更细微的粒子并加速飞行，随着飞行距离的增加而减速；当具有一定温度和速度的粒子在接触在基体基材的瞬间，以一定的动能冲击基体基材表面，使得基体基材产生形变，由于热传递作用，变形粒子迅速冷凝并伴随体积收缩，其中大部分粒子牢固地粘结在基体基材表面。

“熔射”工艺包括火焰熔射、等离子熔射和电弧熔射工艺等，火焰熔射是将气态或液态燃料与高压氧气混合后在特定的燃烧室或喷嘴中燃烧，产生的高温、高速的燃烧焰流被用来熔射。等离子熔射是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法。电弧熔射是利用燃烧于两根连续送进的金属丝之间的电弧来熔化金属，用高速气流把熔化的金属雾化，并对雾化的金属粒子加速使它们喷向工件形成涂层的技术。上述任意熔射工艺均可实现本申请所述熔射原料熔射至烹饪容器基体内表面形成所述合金材料层，综合考虑使用成本等，本申请优选电弧熔射。

本申请能产生的有益效果包括但不限于：

1、本申请所提供的烹饪容器，通过在烹饪容器基体附着具有较低热膨胀系数的合金材料层，使得合金材料层与烹饪容器基体有更接近的热膨胀性，在冷热处理后，合金材料层的收缩变化接近于烹饪容器基体的收缩变化，涂层受到的热应力减少，合金材料层和不粘层不易脱落，从而提高了烹饪容器的使用寿命。

2、本申请所提供的烹饪容器，通过第二热膨胀系数α2小于所第一热膨胀系数α1，且，第一热膨胀系数α1小于所述第三热膨胀系数α3；使用热膨胀系数更低的合金材料层，在温度升高后，热膨胀引起的合金材料层的长度或体积变化更接近于烹饪容器基体的变化，不粘层不易剥落，提高了不粘层与合金材料层的结合力。

3、本申请所提供的烹饪容器，具有耐腐蚀性强、强度高、防止产生划痕和烹饪容器使用寿命长等优点。

4、本申请所提供的烹饪容器，合金材料层与烹饪容器基体和不粘层的厚度的比值范围，降低了应力对涂层的影响，提高了合金材料层和不粘层在基体上的附着力，且提高了烹饪器具的耐磨性和耐刮划性。

5、本申请所提供的烹饪容器，合金材料中铬与碳生成硬度很高的硬质相Cr7C3和Cr23C7，弥散分布在固溶强化的合金材料层中，起沉淀硬化作用，提高容器基体表面的耐磨性。但铬系碳化物的晶界析出，成为耐腐蚀性降低的主要原因，而本申请的碳含量和铬含量及其他元素的配合得到的合金组合物的强度高且耐腐蚀性好；本申请的铬的含量与其他金属元素及其含量的配合，既可以得到耐腐蚀性强且奥氏体结构稳定的合金材料层。

6、本申请所提供的烹饪容器，镍含量既可以保持合金组合物在低温下保持奥氏体结构，镍含量的增加会降低合金材料的硬度和抗拉强度，但本申请的镍含量与合金组合物的配合可以保持高强度、高耐磨性和并且合金材料中的镍含量使其合金材料层在活性状态下也有较低的腐蚀速度。

7、本申请所提供的烹饪容器，合金材料中的铬镍钼含量，和与铜元素配合，即使在还原性环境中，如硫酸和甲酸中也可以被钝化，提高合金组合物在醋酸中的耐腐蚀性。合金材料中的铬含量和镍含量再和铜的配合使得合金组合物具有很强的抗酸能力，尤其对氯化物间隙腐蚀和应力腐蚀崩裂有高强抗性，不易出现蚀损斑和裂缝，抗点蚀能力强。

8、本申请所提供的烹饪容器，熔射生成的合金材料中不可避免的会产生微量的铁氧化物，而含有铁氧化物会降低热导率而提高隔热性，有利于降低锅底的温度，进而避免糊锅而粘锅。

9、本申请所提供的烹饪容器的制造方法，通过该方法熔射得到的合金材料层光亮、致密和表面质量好，该方法步骤简单，成本较低，适应于广泛应用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例涉及的烹饪容器的结构示意图；

图2为本申请实施例涉及的烹饪容器熔射状态的示意图；

图3为实施例涉及的测试腐蚀性试验后的烹饪容器1#的照片；

图4为实施例涉及的测试腐蚀性试验后的对比烹饪容器D1#的照片。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请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是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。

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。

实施例1

参考图1，本实施例提供了一种烹饪容器，其包括烹饪容器基体1，烹饪容器基体1的表面形成附着的合金材料层2，合金材料层2上形成附着的不粘层3，不粘层3为氟树脂涂层或无机物涂层；烹饪容器基体1的基材具有第一热膨胀系数α1，合金材料层2具有第二热膨胀系数α2，不粘层3具有第三热膨胀系数α3；第二热膨胀系数α2与第一热膨胀系数α1具有第一差值△α1，第三热膨胀系数α3与第一热膨胀系数α1具有与第二差值△α2，△α1＜△α2。通过在烹饪容器基体1附着具有较低热膨胀系数的合金材料层2，使得合金材料层2与烹饪容器基体1有更接近的热膨胀性，在冷热处理后，合金材料层2的收缩变化接近于烹饪容器基体1的收缩变化，涂层受到的热应力减少，合金材料层2和不粘层3不易脱落，从而提高了烹饪容器的使用寿命。

具体的，烹饪容器包括但不限于锅具、破壁机的杯体或者其它具有烹饪食物的表面。烹饪容器基体1的第一热膨胀系数α1、合金材料层2的第二热膨胀系数α2与不粘层3的第三热膨胀系数α3的具体的关系不做具体限定，只要保证第二热膨胀系数α2与第一热膨胀系数α1的差值较小即可；例如，第一热膨胀系数α1、第二热膨胀系数α2与第三热膨胀系数α3可依次增大，合金材料层2起到过渡调节锅具基体1热膨胀性的作用。

在本申请的一种实施方式中，第二热膨胀系数α2小于所第一热膨胀系数α1，且，第一热膨胀系数α1小于第三热膨胀系数α3。热膨胀与温度升高变化值和材料的热膨胀系数有关。同一热源下，烹饪容器基体1、合金材料层2和不粘层3的升温速率不同，使得烹饪容器基体1的温度升高值大于合金材料层2的温度升高值，合金材料层2的温度升高值大于不粘层3的温度升高值；由于烹饪容器基体1的热膨胀大于涂层的热膨胀，涂层受到烹饪容器基体1热应力的作用，通过设置第二热膨胀系数α2小于所第一热膨胀系数α1，使用热膨胀系数更低的合金材料层2，在温度升高后，热膨胀性引起的合金材料层2长度或体积变化更接近于烹饪容器基体1的变化，不粘层3不易剥落，提高了不粘层3与合金材料层2的结合力。

在本申请的一种实施方式中，第三热膨胀系数α3与第二热膨胀系数α2的比值为5～10；第三热膨胀系数α3与第一热膨胀系数α1的比值为3～8。优选地，50～250℃下，不粘层3的第三热膨胀系数α3为5×10^-5/℃～15×10^-5/℃，第二热膨胀系数α2为1×10^-5/℃～2×10^-5/℃，第一热膨胀系数α1为2×10^-5/℃～4×10^-5/℃。同一热源下，烹饪容器基体1的温度升高值大于合金材料层2的温度升高值，合金材料层2的温度升高值大于不粘层3的温度升高值，为了使得合金材料层2与不粘层3在温度升高后，热膨胀应力引起的长度或体积变化与烹饪容器基体1的变化基本一致，设置第三热膨胀系数α3与第二热膨胀系数α2的比值，与第三热膨胀系数α3与第一热膨胀系数α1的比值关系，进一步提高了不粘层3与合金材料层2的结合力，不粘层3不易从合金材料层2脱落。

在本申请的一种实施方式中，烹饪容器基体1与合金材料层2厚度的比值为1.25～25；合金材料层2厚度与不粘层3的厚度的比值为0.1～2。优选地，烹饪容器基体1与合金材料层2厚度的比值为4～15；合金材料层2厚度与不粘层3的厚度的比值为0.6～0.8。优选地，烹饪容器基体1的厚度为1～5.5mm，更优选地为3.5～4.5mm；合金材料层2的厚度为0.2-0.8mm，更优选地为0.4-0.8mm；不粘层3的厚度为0.4～2mm。合金材料层2与不粘层3涂层在冷凝收缩时，涂层外层的拉应力、涂层内层的压应力，组织转变产生的微观应力，结果使得涂层产生残余张应力。应力大小与厚度成正比，当张应力大于涂层与基体1的结合强度时，涂层就会受到破坏。当烹饪容器基体1与合金材料层2厚度的比值设置的过大时，合金材料层2的厚度过薄，烹饪容器基体1表面的耐刮划性和耐磨性下降；当烹饪容器基体1与合金材料层2厚度的比值设置的过小时，合金材料层2的厚度过厚，涂层内层的压应力增加，涂层易开裂、起翘或脱落。同理，合金材料层2厚度与不粘层3的厚度的比值过大过小时，会易造成不粘层3的脱落或开裂，影响烹饪容器的使用寿命。本申请通过优化烹饪容器基体1与合金材料层2厚度的比值，和合金材料层2厚度与不粘层3的厚度的比值，降低了应力对涂层的影响，提高了合金材料层2和不粘层3在基体1上的附着力，且提高了烹饪器具的耐磨性和耐刮划性。

在本申请的一种实施方式中，合金材料层2的合金材料包含以质量％计的铬15％～27％、镍12％～37％和钼1.5％～8％，其余为铁和不可避免杂质。优选地，合金材料层2的合金材料包含以质量％计的铬18％～25％、镍16％～30％和钼3％～7％，其余为铁和不可避免杂质。本申请的合金材料层2的合金材料中具有较高含量的铬、镍和钼，使得形成的合金材料层2具有较强的硬度和耐腐蚀性，提高了合金材料层2的耐磨性和耐腐蚀性，进一步提高了烹饪器具的使用寿命。

在本申请的一种实施方式中，合金材料层2还包含以质量％计0.05％～3％的铜；优选地，合金材料层2还包含以质量％计0.6％～2％的铜。铜的加入使合金材料具有很强的抗酸能力，进一步提高了合金材料的耐腐蚀性，使得合金材料层2不易出现剥落。

在本申请的一种具体实施方式中，合金材料层2的合金材料包含以质量％计≤0.08％的碳、15％～27％铬、12％～37％镍、1.5％～8％钼、0.05％～3％铜、≤7％的锰、≤2.5％的硅、≤0.05％的磷、≤0.05％的硫、≤0.6％的氮，余量为铁和不可避免的杂质。优选的，合金材料层2的合金材料以质量％计包含0.0001％～0.06％的碳、18％～25％铬、16％～30％镍、3％～7％钼、0.3％～2.5％的铜、0.0001％～5％的锰、0.0001％～2％的硅、0.0001％～0.045％的磷、0.0001％～0.04％的硫和0.0001％～0.45％的氮，余量为铁和不可避免的杂质。更优选的，合金材料层2的合金材料以质量％计包含0.001％～0.03％的碳、19％～24％铬、18％～28％镍、4％～7％钼、0.6％～2％的铜、0.001％～4％的锰、0.001％～1％的硅、0.001％～0.045％的磷和0.001％～0.035％的硫和0.01％～0.2％的氮，余量为铁和不可避免的杂质。通过进一步优化合金材料的元素及配比，使得到的合金材料具有较低的热膨胀系数，且形成的合金材料层2表面光亮、致密，表面质量好，得到的烹饪器具具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。

在本申请的一种实施方式中，烹饪容器基体1选自铁、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金材质中的至少一种；优选地，烹饪容器基体1为铝硅镁合金材质。当采用电磁感应加热的热源时，铝硅镁合金材的烹饪容器基体1具有导磁性，提高了烹饪容器的加热效率。

在本申请的一种实施方式中，不粘层3为聚四氟乙烯树脂涂层或陶瓷涂层；优选地，不粘层3为聚四氟乙烯树脂涂层。聚四氟乙烯树脂涂层具极低的摩擦系数系数、摩擦系数低至0.02～0.2，涂层表面能极低，不易被粘性物质所粘附，从而到达到不粘的效果；且聚四氟乙烯树脂涂层表面良好的耐磨性以及极好的化学稳定性，提高了烹饪器具表面的耐磨性和稳定性。

实施例2

本实施例提供了上述实施例1的烹饪容器的制造方法，该方法包括下述步骤：

1、烹饪容器基体1成型；

具体的，烹饪容器的成型可以采用拉伸、压铸、锻打工艺实现，实际生产中可以根据需要进行选择，一般选用拉伸成型，其成本低，生产效率更高。如果是铝材质的烹饪容器基体1，还需要在基体1底部复底，复底的加工方式也有冷铆复底、热复底和钎焊复底，现在采用最多的就是冷铆复底，其通过2500T的油压机把复底片强行压入铝材质的基体1内；

2、烹饪容器基体1表面预处理；

包括a、清洗除油，主要采用溶剂清洗，清除基体1表面的杂质等污染物；b、粗化处理：主要通过喷砂或机械加工等方式，增加基体1表面的接触面，使清洗后的表面更加活化，提高与涂层结合强度；

3、提供合金材料的熔射原料；

在熔射原料熔射之前，需要对基体1进行预热处理，预热温度低于熔射温度，以减小第二热膨胀系数材料与所第一热膨胀系数材料的结合应力。

预热处理的目的是为了清除基体1表面的水分，提高熔射时涂层与基体1界面的温度，减少基体1与涂层材料的膨胀差异造成的残余应力，以提高涂层与基体1的结合强度。

4、将熔射原料熔射至烹饪容器基体1内表面形成合金材料层2；

参考图2，熔射时，喷枪4的喷料出口以锅具的中心轴线为基点向锅具边沿来回摆动，摆动的角度优选为60～90°，当熔射摆动角度小于45°或大于45°时，会产生“遮蔽效应”，即当熔射颗粒粘在基体1表面时，这些颗粒会阻碍继续喷上去的颗粒，结果在其后面形成“掩体”，即涂层结构发生急剧变化，大大降低了涂层的结合强度。

熔射时的工作电压为30～40V，电流100～160A，熔射速率10～20Kg/h，熔射距离60～200mm，熔射压力为0.3～0.9MPa，得到熔射的合金材料层2粗糙度为R_a10～80μm。

5、在合金材料层2的表面冷喷涂不粘层3，即制得烹饪容器。

冷喷涂过程中，气体压强为1.5～4Mpa，温度为100～500℃，喷涂距离为20～40mm。

根据实施例1，提供烹饪器具1#-9#，测得基体1、合金材料层2与不粘层的热膨胀系数。通过改变基体1、通过改变合金材料层2中的合金材料的成分比例，及合金材料层2与不粘层材料的热膨胀系数的关系，得到对比烹饪器具D1#-2#，烹饪器具1#-9#及对比烹饪器具D1#-2#的设置如表1所示。

表1

试验例1

根据标准分别对制得的烹饪器具1#-9#和对比烹饪器具1#-2#烹饪器具涂层耐腐蚀测试，进行感官指标测试；且根据标准GB31604.8-2016对其总迁移量测试。烹饪器具1#-9#的耐腐蚀性测试结果均为合格，如表2所示，其中以烹饪器具1#为例测试腐蚀性试验后的烹饪器具1#照片见图3。

表2

其中，烹饪器具1#-9#的抗腐蚀性能比对比烹饪器具1#-2#的抗腐蚀性能更高，烹饪器具1#-9#满足抗腐蚀性能和强度的综合性能。

试验例2

分别对制得的烹饪器具1#-9#和对比烹饪器具1#-2#进行冷热冲击测试，测试方法包括：把试样放入温度在300℃±10℃的烤箱内恒温10分钟，取出试样侵入室温水中冷却，观察涂层与底部有无异常，重复25次。要求：1、涂层不能有起泡、开裂、剥离等不良；2、复底片不得有起翘、脱落、变形等不良，锅具底部无开裂、外凸现象。

经上述测试后，烹饪器具1#-9#满足冷热冲击测试要求，对比烹饪器具1#-2#不满足冷热冲击测试要求，涂层存在起泡和剥离。其中烹饪器具6#-9#在满足上述测试要求的基础上，在涂层色泽差异、及冷热冲击测试后进行的不粘性测试中表现更优，达到了Ⅰ级不粘测试标准。

试验例3

分别对制得的烹饪器具1#-9#和对比烹饪器具1#-2#烹饪器具涂层耐腐蚀测试，测试方法包括：将5％浓度的氯化钠分析纯溶液(配好溶液再倒入锅内)注入烹饪器具中，使溶液达烹饪器具的1/2以上高度，盖上盖子，在加热源上加热至沸腾(推荐2100W)。然后保持微沸(推荐300W)，继续加热7h，煮沸过程中因蒸发损失的氯化钠溶液(5％)应及时补充蒸馏水，以保持溶液高度不变。将烹饪器具移离热源，在常温(23℃±2℃)环境下放置16h(拉伸铝锅17h)后，用清水洗净盐渍，并用软布吸干表面，立即进行目视检查，铝及铝合金不粘锅与陶瓷不粘锅该试验连续进行2次，其他类型的烹饪器具进行1次。

烹饪器具1#-9#的耐腐蚀性测试结果均为合格，无起皮、气泡、开裂、缩孔、侵蚀点等缺陷。

对比烹饪器具1#和2#第一循环产生起泡现象，例如对比烹饪器具1#腐蚀性测试后的照片见图4。

试验例4

使用铝硅镁合金压(铸铝)锅具基体，在锅具基体上熔射如表3所示的非导磁合金层的合金组合物，分别制得锅具1#-10#，对比锅具1#-6#。分别对制得的锅具1#-10#和对比锅具1#-6#的喷射层进行耐磨测试，测试方法包括：将样品洗净后固定在耐磨试验机上，施加向下15N的力，来回运动距离100mm。启动试验机，每10000次更换一次钢丝球，每5000次测试一次不粘性，10万次测试后，熔射层表面无基材暴露，且不粘性达到Ⅰ级，则测试合格。

测试标准为：

Ⅰ级：用非金属锅铲可使鸡蛋无损伤取出并不留残渣；

Ⅱ级：用非金属锅铲不能使鸡蛋无损伤取出并不留残渣；

Ⅲ级：用是海绵或抹布轻拭不能去除残渣。

表3

分别对表3中的合金组合物和制得合金组合物的熔射原料的熔射层耐磨性进行测试，测试结果可知，锅具1#-10#的合金组合物测试后熔射层表面无基材暴露，且满足Ⅰ级不粘性要求，其中锅具3#及8#测试后表面没有明显失去光泽或者明显毛躁；锅具4#-10#表面具有轻微擦痕；锅具1#-2#表面有一定程度擦痕。而对比锅具1#-6#的合金组合物的熔射层经过耐磨测试后，不能达到上述测试要求。故采用测试中合格范围内的合金组合物作为熔射原料，有利于提高外非导磁合金层形成的强度，在防止划伤外非导磁层的基础上，可以保证锅具的不粘性能。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种烹饪容器，其包括烹饪容器基体，其特征在于，

所述烹饪容器基体的表面形成附着的合金材料层，烹饪容器基体为金属材质，合金材料层通过熔射产生，合金材料层的合金材料与烹饪容器基体的金属材质熔射结合，所述合金材料层上形成附着的不粘层，所述不粘层为氟树脂涂层或无机物涂层；

所述烹饪容器基体的基材具有第一热膨胀系数α1，所述合金材料层具有第二热膨胀系数α2，所述不粘层具有第三热膨胀系数α3;

所述第二热膨胀系数α2与所述第一热膨胀系数α1具有第一差值△α1，所述第三热膨胀系数α3与所述第一热膨胀系数α1具有与第二差值△α2，所述△α1<△α2，所述第二热膨胀系数α2小于所述第一热膨胀系数α1，且，所述第一热膨胀系数α1小于所述第三热膨胀系数α3。

2.根据权利要求1所述的烹饪容器，其特征在于，所述第三热膨胀系数α3与所述第二热膨胀系数α2的比值为5～10；所述第三热膨胀系数α3与所述第一热膨胀系数α1的比值为3～8。

3.根据权利要求1所述的烹饪容器，其特征在于，所述烹饪容器基体与所述合金材料层厚度的比值为1.25～25；所述合金材料层厚度与不粘层的厚度的比值为0.1~2。

4.根据权利要求1所述的烹饪容器，其特征在于，所述烹饪容器基体与所述合金材料层厚度的比值为4～15；所述合金材料层厚度与不粘层的厚度的比值为0.6～0.8。

5.根据权利要求l所述的烹饪容器，其特征在于，所述合金材料层的合金材料包含以质量%计的铬15%～27%、镍12%～37%和钼1.5%～8%，其余为铁和不可避免杂质。

6.根据权利要求5所述的烹饪容器，其特征在于，所述合金材料层的合金材料包含以质量%计的铭18%～25%、镍16%～30%和钼3%～7%，其余为铁和不可避免杂质。

7.根据权利要求3所述的烹饪容器，其特征在于，所述合金材料层还包含以质量%计0.05%～3%的铜。

8.根据权利要求7所述的烹饪容器，其特征在于，所述合金材料层还包含以质量%计0.6%～2%的铜。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的烹饪容器，其特征在于，所述烹饪容器基体选自铁、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金材质中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的烹饪容器，其特征在于，所述烹饪容器基体为铝硅镁合金材质。

11.根据权利要求9所述的烹饪容器，其特征在于，所述不粘层为聚四氟乙烯树脂涂层或陶瓷涂层。

12.根据权利要求11所述的烹饪容器，其特征在于，所述不粘层为聚四氟乙烯树脂涂层。

13.一种权利要求1-12中任一项所述的烹饪容器的制造方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

所述烹饪容器基体成型；

提供所述合金材料的熔射原料；

将所述熔射原料熔射至烹饪容器基体内表面形成所述合金材料层；

在所述合金材料层的表面冷喷涂不粘层，即制得所述烹饪容器。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述烹饪容器基体压铸成型，所述熔射原料熔射前，对所述烹饪容器基体进行预热处理，所述预热温度低于熔射温度，以减小所述第二热膨胀系数材料与所第一热膨胀系数材料的结合应力。

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