CN114190796B - 砧板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种砧板及其制造方法。砧板包括砧板本体和复合涂层,采用复合粉末在砧板本体的表面上形成复合涂层,复合粉末包括金属粉末和柔性粉末,所述柔性粉末的硬度低于所述金属粉末的硬度。根据本申请的砧板能够具有较长的使用寿命,并且能够耐腐蚀。
Description
技术领域
本申请涉及砧板技术领域,具体涉及一种砧板及其制造方法。
背景技术
砧板又称菜板,当切菜或切水果时垫放在台面上以便于切割。砧板根据其材质分为木质砧板、竹制砧板、塑料砧板和不锈钢砧板。其中,不锈钢砧板是近几年兴起的一种新型砧板,不锈钢砧板具有耐磨、抗腐蚀、不易生锈、不易发霉、不污染食物等优点,因此备受使用者认可。
但是,现有的不锈钢砧板功能单一,很难满足日常家庭生活对不同食材进行切割的使用需求,同时,不锈钢砧板硬度高,切割时容易伤刀具刃口,影响刀具的使用寿命。
因此,设计一种能够缓解对刀具的磨损且使用寿命持久的砧板成为需要解决的问题。
发明内容
因此,本申请的目的在于提供一种砧板及其制造方法,以减轻现有技术中的砧板对于刀具的磨损,以及延长砧板的使用寿命的问题。
根据本申请的第一方面,提供了一种砧板,所述砧板包括砧板本体;复合涂层,采用复合粉末形成在所述砧板本体的表面上,其中,所述复合粉末包括金属粉末和柔性粉末,所述柔性粉末的硬度低于所述金属粉末的硬度。
在实施例中,所述金属粉末可以包括钛粉末和不锈钢粉末中的至少一种,所述柔性粉末可以包括铝粉末、锌粉末、铝合金粉末和锌合金粉末中的至少一种。
在实施例中,所述复合涂层的厚度可以为10μm-100μm,所述复合涂层的孔隙率可以为8%-15%,并且每10平方微米的砧板本体上的孔隙的数量为3-10个。
在实施例中,在所述复合涂层中,基于所述复合涂层的总重量,所述金属粉末的重量占所述复合涂层的总重量的60~80%,所述柔性粉末的重量占所述复合涂层的总重量的20~40%,并且所述金属粉末和所述柔性粉末的重量百分比之和为100%。
根据本申请的第二方面,提供一种砧板的制造方法,所述制造方法包括提供砧板本体;提供复合粉末,所述复合粉末包括金属粉末和柔性粉末,所述柔性粉末的硬度低于所述金属粉末的硬度;采用所述复合粉末在所述砧板本体的表面上进行喷涂以在所述砧板本体的表面上形成复合涂层。
在实施例中,所述提供复合粉末包括将金属粉末和柔性粉末混合形成复合粉末。
在另一些实施例中,所述提供复合粉末包括提供金属粉末、柔性粉末和粘结剂,将金属粉末、柔性粉末和粘结剂制成浆料,对所述浆料进行喷雾干燥处理以形成复合粉末。
在实施例中,所述将金属粉末、柔性粉末和粘结剂制成浆料可以包括将金属粉末和柔性粉末分别通过粘结剂进行预处理,得到表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的柔性粉末,将表面附着粘结剂的金属粉末、表面附着粘结剂的柔性粉末和粘结剂形成浆料。
在实施例中,所述将金属粉末和柔性粉末分别通过粘结剂进行预处理,包括将金属粉末和柔性粉末分别与粘结剂混合形成对应的悬浊液,将对应的悬浊液在过滤后保留对应的固体,并将固体在预设温度下保温预设时间,以对应形成表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的柔性粉末。
具体地,所述预设温度为150-250℃,所述预设时间为3-8h。
在实施例中,所述砧板的制造方法还包括将对浆料进行喷雾干燥处理所得的复合粉末进行烧结,从而得到具有颗粒形式的复合粉末。
在实施例中,所述金属粉末的粒径尺寸为20~40um,所述柔性粉末的粒径尺寸为10~20um,通过喷雾干燥形成的复合粉末的粒径尺寸为20~80um。
在实施例中,所述金属粉末包括钛粉末和不锈钢粉末中的至少一种,所述柔性粉末包括铝粉末、锌粉末、铝合金粉末和锌合金粉末中的至少一种,所述粘结剂包括醇类粘结剂。
在实施例中,所述复合涂层的厚度为10μm-100μm,所述复合涂层的孔隙率为8%-15%。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述,本申请的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚,在附图中:
图1是根据本申请实施例的砧板的示意图;
图2是根据本申请实施例的砧板的剖视图。
具体实施方式
将在下文中更充分地描述本申请的发明构思。
本申请通过在砧板本体的表面上设置具有柔性粉末的复合涂层,柔性材料可以降低复合涂层的整体硬度,降低对刀具的磨损,能够使得刀具在砧板上进行切割时减轻砧板和刀具的磨损,延长刀具和砧板的使用寿命。
然而,为了获得使用寿命较长的砧板,不仅需要考虑磨损问题,还需要考虑防滑、耐腐蚀等问题。
发明人研究发现,采用金属粉末和柔性粉末混合形成复合粉末,通过喷涂在砧板的表面上形成复合涂层,获得的砧板具有良好的耐磨性以及持久的使用寿命,并且具有合适的表面粗糙度。
如图1和图2所示,根据本申请的实施例提供了一种砧板,用于垫放在台面上以便于切割。砧板包括砧板本体10和采用复合粉末在砧板本体10的表面上形成的复合涂层20。复合粉末包括第一粉末和第二粉末,第一粉末为金属粉末,第二粉末为柔性粉末,因此,复合涂层20为柔性粉末和金属粉末形成的混合层,其中,柔性粉末的硬度低于金属粉末的硬度。
本实施例中,复合涂层20可以设置在砧板本体10与食材接触的部分表面上,例如,砧板表面上的中心位置处,也可以设置在砧板本体10的全部表面上。在制造过程中可以进行单面涂覆,也可以进行双面涂覆,本申请并不限制复合涂层20的形成范围和位置。
本申请实施例的砧板,通过在砧板本体10的表面上设置包括柔性粉末和金属粉末的复合涂层20,使得砧板耐磨损,并且具有较长的使用寿命。且相比于木质砧板,不易掉屑和划伤,相比于不锈钢砧板,柔性粉末能够在切割过程中起到缓冲作用。同时,本申请实施例的砧板,可以缓解对刀具的磨损,延长刀具的使用寿命。
复合涂层20中的柔性粉末能够使得砧板具有一定的韧性,当在砧板上切割食材时,能够减轻砧板本体10对刀具刃口的磨损,避免刀具出现崩刀或者碎裂的现象,延长刀具使用寿命。柔性粉末可以包括具有一定韧性的金属的粉末,并以颗粒形式存在,并且可以包括铝粉末、锌粉末、铝合金粉末和锌合金粉末中的至少一种。当然,本申请的还可以选择其他合适柔性材料的粉末,本申请并不做过多限定。
另外,在复合涂层中,基于复合涂层的总重量,柔性粉末的重量占复合涂层总重量的20~40%,金属粉末的重量占复合涂层总重量的60~80%,并且所述金属粉末和所述柔性粉末的重量百分比之和为100%。柔性粉末可以使复合涂层20具有较好的韧性,从而使得砧板具有较好的“变形力”以减缓砧板磨损,这里的“变形力”是指刀具在砧板上的切割印记能够恢复到原有位置(肉眼不可见)的能力。
金属粉末能够使得砧板具有一定的硬度,避免砧板被刀具损伤,金属粉末以颗粒形式存在,并且可以包括钛和不锈钢中的至少一种。此外,选择金属粉末可以利于将复合粉末冶金结合到砧板本体10的表面上,尤其当柔性粉末为熔点极高的材料时,金属粉末可以将柔性粉末粘附在砧板本体10的表面上形成复合涂层20。
另外,在制造过程中,采用金属粉末和柔性粉末两种粉末结合到砧板本体10上,能够使得形成的复合涂层20具有一定的粗糙度。当食材放置在砧板的表面上时,能够具有一定的摩擦力,以避免过于光滑导致食材跑偏从而刀具切割到手上。此外,钛和不锈钢具有一定的耐腐蚀性,能够使得砧板不易生锈,不易发霉等。
在实施例中,复合涂层20的厚度可以为10μm-100μm,当复合涂层20的厚度小于10μm时,提升砧板性能的效果不明显;当复合涂层20的厚度大于100μm时,喷涂时间过长,制造工艺中的产量降低。此外,复合涂层20的孔隙率可以为8%-15%,每10平方微米的砧板本体上的孔隙的数量可以为3-10个,从而能够进一步提升韧性,以使刀具在切割食材时的磨损较小。
在下文中,将结合实施例来详细描述本申请的砧板的制备方法。
本申请的实施例还提供了一种砧板的制造方法,包括:
步骤S101,提供砧板本体10。这里,砧板本体10的材质可以为不锈钢或者钛。
步骤S102,提供复合粉末,复合粉末包括第一粉末和第二粉末,第一粉末为金属粉末,第二粉末为柔性粉末,并且柔性粉末的硬度低于金属粉末的硬度。
步骤S103,采用复合粉末在砧板本体10的表面上进行喷涂以在砧板本体10的表面上形成复合涂层20。
在实施例中,提供砧板本体10可以包括对砧板本体的表面进行处理的步骤,这里的处理包括化学处理和/或机械处理,以方便后续过程中的复合涂层20的制备。
在实施例中,可以将金属粉末和柔性粉末混合形成复合粉末,但为了使得两种粉末混合的更为均匀以及提升原料的利用率,可以通过例如造粒等方式形成复合粉末。下面将以造粒的方式制备复合粉末为例,对本申请的复合粉末的制备方法进行描述。
根据本申请的复合粉末的制备方法,提供复合粉末的步骤可以包括提供金属粉末、柔性粉末和粘结剂,将金属粉末、柔性粉末和粘结剂制成浆料,对浆料进行喷雾干燥处理以形成复合粉末。以此形成的复合粉末为柔性粉末经由粘结剂均匀地混杂在金属粉末中的颗粒形式的造粒粉。
在本申请的实施例中,提供金属粉末、柔性粉末和粘结剂可以包括分别准备金属粉末、柔性粉末和粘结剂的步骤。这里的金属粉末可以包括钛和不锈钢中的至少一种。柔性粉末可以包括铝粉末、锌粉末、铝合金粉末、锌合金粉末中的至少一种。粘结剂可以包括醇类粘结剂,具体的,可以包括聚乙烯醇类粘结剂、聚丙烯醇类粘结剂和其它含六个碳原子以上的高级醇类粘结剂中的至少一种。另外,金属粉末和柔性粉末均可以为大小均匀的球状或者类球状的结构,也可以为长条形、菱形等。然而,本申请还可以根据实际需要选择合适的金属粉末和柔性粉末,本申请并不限制于此。
在实施例中,为了使得金属粉末的粒径差异不大和/或柔性粉末的粒径差异不大,方便后续的喷涂过程,分别准备金属粉末和柔性粉末可以包括将两者的原材料分别进行球磨,得到对应的金属粉末和柔性粉末,然后筛选出合适粒度的金属粉末和柔性粉末,再将金属粉末和柔性粉末制备成复合粉末。
在实施例中,金属粉末的粒径为20-40μm,柔性粉末的粒径为10-20μm。这里,上述材料的粒径尺寸可以是各个材料颗粒的最大长度,而非具体限定该材料具有球形或类球形的形状。例如但不限于,当材料具有椭圆形形状时,该材料的粒径尺寸可以指其长轴的长度。另外,通过喷雾干燥处理形成的复合粉末的粒径尺寸可以为20~80um。
根据本申请的复合粉末的制备方法,将金属粉末、柔性粉末和粘结剂形成浆料可以包括先将粘结剂制备成浆液。然后,将准备好的金属粉末和柔性粉末加入到上述浆液中,从而得到后续喷雾干燥所需的浆料。这里,可以根据复合涂层中的各个组分的所需比例来确定在形成复合粉末的步骤中金属粉末和柔性粉末的大致的重量比。示例性的,金属粉末和柔性粉末可以按照3:2-4:1的比例形成浆料。根据本申请可以将两种粉末分别加入上述浆液中形成浆料,也可以将两种粉末混合后,再加入到上述浆液中形成浆料。然而,本申请并不限制两种粉末的加料顺序和加料方式。
根据本申请的将粘结剂制备成浆液的步骤可以包括将粘结剂、分散剂和消泡剂溶解到去离子水中制备成浆液。其中,粘结剂可以包括醇类粘结剂,消泡剂可以为聚醚改性硅油或有机硅油,分散剂为可以柠檬酸或三乙基己基磷酸。根据本申请,选择分散剂和消泡剂作为助剂,能够使得两种粉末可以均匀地分散在浆液中,当然,本申请还可以根据实际需要选择其他合适的助剂,本申请并不限制于此。
作为示例,浆液按重量百分比计可以包括1%-4%的粘结剂、0.5%-1%的分散剂、1%-2%的消泡剂以及余量的去离子水。分散剂和消泡剂分别在浆液中的重量比与粘结剂的重量比成正比,也就是说,粘结剂含量越高,作为助剂的分散剂和消泡剂的含量越高。
在实施例中,可以按照金属粉末和柔性粉末的总重量占浆料总重量的20%-70%,将准备好的金属粉末和柔性粉末加入到上述制备好的浆液中。当金属粉末和柔性粉末的总重量占比小于20%时,浆料中固体的重量占比相对较少,液体的重量占比相对较多,则会使得造粒时间变长,导致成本太高;当金属粉末和柔性粉末的总重量占比大于70%时,浆料中固体的重量占比相对较多,液体的重量占比相对较少,导致后续的喷雾工序无法稳定进行,从而影响生产稳定性。
根据本申请的制备复合粉末的方法,在制浆完成后,对浆料进行喷雾干燥。在实施例中,可以将浆料输送到高速的甩液圆盘上以形成液滴,然后利用热风将液滴吹进干燥塔内,液滴在下降过程中经过短暂的停留,最终形成柔性粉末经由粘结剂粘结在金属粉末中的具有颗粒状的复合粉末。
根据本申请的制备复合粉末的方法,因为金属粉末和柔性粉末的粒径均较小,所以柔性粉末经由粘结剂粘结在金属粉末中而形成的复合粉末的颗粒的粒径也相对较小,因此需要相对较低的转速。柔性粉末的粒径小于金属粉末的粒径,因此在甩盘上高速运动的过程中,通过控制甩液圆盘的转速,可以使柔性粉末可靠并均匀地掺杂在金属粉末中从而形成颗粒状的造粒粉。根据本申请的一些实施例,高速甩液圆盘的转速可以被控制在6000转/分钟-10000转/分钟的范围内,优选地,可以被控制在7000转/分钟-8000转/分钟的范围内。温度相对较低的热风可以降低粘结剂的损耗,使得所得复合粉末的颗粒中保留足够的粘结剂。根据本申请的一些实施例,热风的温度可以被控制在60℃-100℃的范围内,干燥塔的温度可以被控制在100℃-400℃,液滴在干燥塔内的短暂停留时间可以控制为5秒-15秒。
根据本申请的制备复合粉末的方法,还可以包括将喷雾干燥后所得的复合粉末进行烧结。
具体地,在喷雾干燥完成后,获得的复合粉末中还含有一定的水分,因此需要对复合粉末进行烧结,这样可以去除复合粉末中的水分。根据本申请的一些实施例,可以根据原料的物性来制定烧结曲线(即,烧结步骤中的具体参数),本申请在此不做特别限定,本领域技术人员可以在本申请的教导下根据原料粉体的特性来制定烧结曲线。作为示例,烧结的初始温度可以为20℃-30℃,升温速度可以为5-10℃/分钟,升温至200℃,然后保温3小时-10小时。
根据本申请,由于复合粉末的粒径较小,因此较慢的升温速度和较短的保温时间即可以达到所需要的效果,因此能够节省能源。此外,在干燥的过程中,复合粉末的颗粒中能够形成对应的孔隙而利于后续喷涂过程中孔隙的形成。
通过造粒的方式所得的复合粉末,在复合粉末的颗粒中,基于颗粒的总重量,柔性粉末的重量占颗粒的总重量的19%-40%,粘结剂的重量占颗粒的总重量的1-2%,金属粉末的重量占颗粒的总重量的59%-80%,金属粉末、柔性粉末以及粘结剂的重量百分比之和为100%。通过此种复合粉末形成的复合涂层的孔隙率为8%~11.5%。
根据本申请得到的颗粒形式存在的复合粉末,将复合粉末热喷涂在砧板本体10的表面上,以在其表面上形成复合涂层20。而在复合涂层中,孔隙率越大,涂层韧性越高,但是单个孔隙越大,易导致复合涂层出现局部过软而使复合涂层具有被破坏的风险。合适的孔隙率和孔隙能够进一步降低复合涂层的强度,使刀具接触到菜板时不至于产生“硬碰硬”的效果,使刀具有一定的缓冲余地,进一步降低对刀身的磨损。虽然能够通过热喷涂工艺控制孔隙率,但是热喷涂所形成的单个孔隙过大,本申请期望获得一定的孔隙率范围并且单个孔隙相对较小的孔隙,这样才能使复合涂层的使用寿命更长。因此通过可以通过提高复合粉末中粘结剂的占比,在热喷涂工艺后,粘结剂挥发,由于粘结剂均匀的附着在粉末表面,通过粘结剂挥发所形成的孔隙较小,且大小较为均匀。
发明人研究发现,可以对金属粉末和柔性粉末进行预处理,使其表面可以保留一定量的粘结剂,而达到最终形成的复合粉末具有较高含量的粘结剂的目的。下面将以对两种粉末预处理后再通过喷雾干燥处理而形成复合粉末为例,对本申请的另一种制备复合粉末的制备方法进行简要的描述。
在实施例中,将金属粉末和柔性粉末分别通过粘结剂进行预处理,可以包括将金属粉末和柔性粉末分别与粘结剂混合形成对应的悬浊液,将对应的悬浊液过滤以去除液体而保留对应的固体,并将固体在预设温度下保温预设时间,以分别形成表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的柔性粉末。这里还需要说明的是,保温的时间和搅拌的时间均与粉末对应的粒径相关,粒径越小则保温时间和搅拌的时间越长,以充分形成粉末表面附着有粘结剂的结构。根据本申请,通过预处理可以使得粘结剂类似于粘稠状地附着在粉末表面上,不易溶于后续喷雾干燥处理的步骤,进一步提升最终能够形成在复合粉末中的粘结剂的占比。并且,考虑到粘结剂的粘稠度,可以采用去离子水先将粘结剂稀释,以使粉末能够均匀地混合在浆液中。
根据本申请的示例性的实施例,金属粉末、粘结剂和去离子水可以按照0.5-1.5:0.2-0.7:8.0-9.0的质量比配成悬浊液,优选地,可以按照1:0.5:8.5的重量比进行混合。并将悬浊液搅拌10~30min,随后过滤去除液体并保留固体。然后,将固体在150-200℃下保温3~8h,以完全去除水分而获得表面附着粘结剂的金属粉末。根据本申请的表面附着粘结剂的柔性粉末的制备方法,可以参照以上方法获得。本申请的柔性粉末相对于金属粉末的粒径较小,因此需要较长的搅拌时间和较长的保温时间,示例性的,搅拌时间可以为30-60min,保温时间可以为3-10h。
根据本申请的制备复合粉末的方法,将表面附着粘结剂的金属粉末、表面附着粘结剂的柔性粉末和粘结剂形成浆料可以包括先将粘结剂制备成浆液。然后,将准备好的表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的柔性粉末加入到上述浆液中,从而得到后续喷雾干燥所需的浆料。这里,可以根据复合涂层中的各个组分的所需比例来初步确定在形成复合粉末的步骤中表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的柔性粉末的重量比。可以将两种粉末分别加入上述浆液中形成浆料,也可以将两种粉末混合后,再加入到上述浆液中形成浆料。然而,本申请并不限制两种粉末的加料顺序和加料方式。
根据本申请的的复合粉末的制备方法,对浆料喷雾干燥处理以及后续的烧结步骤与上述造粒过程中已经描述的方法类似。
通过以上制备复合粉末的方法所得的复合粉末,在复合粉末中,基于复合粉末的总重量,柔性粉末的重量占复合粉末的总重量的18%-40%,粘结剂的重量占复合粉末的总重量的2%-4%,金属粉末的重量占复合粉末的总重量的58%-80%,金属粉末、柔性粉末以及粘结剂的重量百分比之和为100%。通过此种复合粉末形成的复合涂层的孔隙率为11.5%~15%。
根据本申请的制备砧板的方法,还可以在烧结步骤后将烧结所得粉末进行筛分,从而得到不同粒径区间的复合粉末。可以根据需要筛分成不同粒径区间的复合粉末,以应用于不同的产品。
根据本申请的制备砧板的方法,最终形成的复合粉末的颗粒不单指在数量意义上的一个颗粒,而是可以为聚集在一起的多个颗粒。最终形成的复合粉末颗粒的粒径不小于原始的各种粉末粒径。
根据本申请得到的颗粒形式存在的复合粉末,将复合粉末喷涂在砧板本体10的表面上,以在其内表面上形成复合涂层,以获得预期的砧板。
具体的,喷涂可以采用热喷涂,其中,热喷涂的参数为:电流:250~600A;电压:30~120V;主气(氩气)流量:1000~5000L/h;氢气流量:20~300L/h;送粉气气压:200~800L/h;送粉量:20~200g/min;喷涂(枪嘴离工件距离)距离:8~40cm;喷涂角度:30~80°;工件温度:10~150℃。
下面结合实施例,对本申请的技术方案进行详细说明,但是本申请的保护范围不局限于实施例。
实施例1
通过下面的方法来制备根据实施例1的砧板。
步骤S10,对砧板本体的表面进行预处理,具体地,先后采用碱性溶剂和清水对砧板本体的表面进行清洗,然后烘干。
步骤S20:制备表面附着聚丙烯醇的不锈钢粉末。准备平均粒径为30μm的不锈钢粉末作为金属粉末,选择聚丙烯醇作为粘结剂。按照不锈钢粉末:聚丙烯醇:去离子水的质量比为1:0.5:8.5配成悬浊液,搅拌20min,随后过滤去除液体并保留其中的固体。然后,将固体在200℃下保温4h,排除水分以得到表面附着聚丙烯醇的不锈钢粉末。
步骤S30:制备表面附着聚丙烯醇的铝合金粉末(3003系铝合金)。准备平均粒径为15μm的铝合金粉末作为柔性粉末,选择聚丙烯醇作为粘结剂。按照铝合金粉末:聚丙烯醇:去离子水的质量比为1:0.5:8.5配成悬浊液,搅拌50min,随后过滤并保留其中的固体。然后,将固体在200℃下保温7h,以得到表面附着聚丙烯醇的铝合金粉末。
步骤S40:制备喷雾干燥所需要的浆料。
准备浆液:选择聚丙烯醇作为粘结剂,浆液按重量百分比计可以包括3%的聚丙烯醇、0.8%的三乙基己基磷酸、1.5%的有机硅油以及余量的去离子水,将上述各个组分混合形成浆液。
制备浆料:将表面附着聚丙烯醇的不锈钢粉末和表面附着聚丙烯醇的铝合金粉末按照7:3的重量比进行混合,并以表面附着聚丙烯醇的不锈钢粉末和表面附着聚丙烯醇的铝合金粉末的总重量占浆料总重量的45%,将准备好的两种粉末加入到准备好的浆液中,从而制备得到浆料。
步骤S50:对浆料进行喷雾干燥。
将浆料输送到7500转/min的高速甩液圆盘上,然后使得浆料被甩液圆盘甩出形成液滴,接着,液滴被80℃的热风吹进300℃的干燥塔内,下降过程中,经过短暂的停留后落下,从而得到含有一定水分的复合粉末。
步骤S60:对形成的复合粉末进行烧结,以去除其中所含的水分,烧结的参数为:烧结的初始温度可以为25℃,升温速度可以为8℃/分钟,升温至200℃,然后保温7小时,从而得到颗粒形式地复合粉末。经XRD衍射分析,在复合粉末的颗粒中,基于颗粒的总重量,不锈钢粉末的重量占颗粒的总重量的67.5%,聚丙烯醇的重量占颗粒的总重量的3.5%,铝合金粉末的重量占颗粒的总重量的29%。
步骤S70,采用复合粉末在砧板本体的表面上进行热喷涂,其中喷涂参数为:电流:450A;电压:80V;主气(氩气)流量:1700L/h;氢气流量:85L/h;送粉气气压:500L/h;送粉量:100g/min;喷涂(枪嘴离工件距离)距离:30cm;喷涂角度:50°;工件温度:90℃,得到实施例1的砧板。得到砧板表面的复合涂层厚度为50um,孔隙率为12.4%,并且通过显微镜观察砧板的断面得到每10平方微米的砧板本体上的孔隙的数量5个。且在复合涂层中,基于复合涂层的总重量,不锈钢粉末的重量占复合涂层总重量的70.3%,铝合金粉末的重量占复合涂层总重量的29.7%。
实施例2
通过下面的方法来制备根据实施例2的砧板。
步骤S10,对砧板本体的表面进行预处理,具体地,先后采用碱性溶剂和清水对砧板本体的表面进行清洗,然后烘干。
步骤S20,制备复合粉末。
准备平均粒径为30μm的不锈钢粉末作为金属粉末、平均粒径为15μm的铝合金粉末作为柔性粉末,并将不锈钢粉末:铝合金粉末以7:3的重量比进行混合而形成复合粉末。
步骤S30,采用复合粉末通过热喷涂的方式在砧板的表面上形成复合涂层,其中喷涂参数为:电流:450A;电压:80V;主气(氩气)流量:1700L/h;氢气流量:85L/h;送粉气气压:500L/h;送粉量:100g/min;喷涂(枪嘴离工件距离)距离:30cm;喷涂角度:50°;工件温度:90℃,得到实施例2的砧板。得到砧板表面的复合涂层厚度为50μm,孔隙率为8.6%,且在复合涂层中,基于复合涂层的总重量,不锈钢粉末的重量占复合涂层总重量的70.1%,铝合金粉末的重量占复合涂层总重量的29.9%。
实施例3
除了复合粉末中采用钛粉末代替不锈钢粉末之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例3的砧板。得到砧板表面的复合涂层厚度为50μm,孔隙率为12.1%,且在复合涂层中,基于复合涂层的总重量,钛粉末的重量占复合涂层总重量的70.1%,铝合金粉末的重量占复合涂层总重量的29.9%。
实施例4
除了复合粉末中采用锌粉末代替铝合金粉末之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例4的砧板。得到砧板表面的复合涂层厚度为50μm,孔隙率为12.3%,且在复合涂层中,基于复合涂层的总重量,不锈钢粉末的重量占复合涂层总重量的70.4%,锌粉末的重量占复合涂层总重量的29.6%。
实施例5
除了不对不锈钢粉末和铝合金粉末进行预处理,仅采用不锈钢粉末和铝合金粉末混合在浆液中而形成浆料之外(即不包括步骤S20-S30),采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例5的砧板。得到砧板表面的复合涂层厚度为50μm,孔隙率为10.1%,并且通过显微镜观察砧板的断面得到每10平方微米的砧板本体上的孔隙的数量5个。且在复合涂层中,基于复合涂层的总重量,不锈钢粉末的重量占复合涂层总重量的70%,铝合金粉末的重量占复合涂层总重量的30%。
对比例1
除了采用硬度大于不锈钢的锰钢粉末代替铝合金粉末(猛钢粉末的硬度大于不锈钢粉末的硬度)之外,采用与实施例1的方法相同的方法制造根据对比例1的砧板。得到砧板表面的复合涂层厚度为50μm,孔隙率为10.2%,且在复合涂层中,基于复合涂层的总重量,不锈钢粉末的重量占复合涂层总重量的90.1%,锰钢粉末的重量占复合涂层总重量的9.9%。
对比例2
市售不锈钢砧板。
根据本申请的实施例1至实施例5以及对比例1至对比例2的成分参见下述表1:
表1本申请实施例以及对比例的参数
性能指标测试
实施例1-5和对比例1-2的砧板,进行如下测试,测试结果参见表2,具体性能测试方法如下:
(1)硬度测试方法:维氏硬度计对材料进行测试,数值越大硬度越大,单位以记为Hv。
(2)刀具寿命测试:采用模拟家庭测试方法(将刀具固定在夹具上,将夹具升高使刀刃距离菜板垂直高度为5cm,自由落体后以落点为中心再将刀具沿水平方向来回切割菜板,来回距离为5cm,以上为1循环,每做一个循环需更换到菜板上未切割部分进行重新测试),每循环结束后参考《GB/T40356-2021》中3.9进行锋利度测试方法,直至锋利度数值为30mm时,记录此时循环数,循环数量越少,表示耐切性越差,循环数越高,表示使用寿命越长。
(3)砧板使用寿命测试方法:进行家庭模拟测试时,测试同一个刀痕区域,记录出现超过8cm划伤时的循环数,每个循环需更换一把新市售不锈钢刀,循环数量越少,表示耐切性越差,循环数越高,表示使用寿命越长。
表2:本申请实施例与对比例的测试结果示意表
序号 | 硬度测试(Hv) | 刀具使用寿命(循环) | 砧板使用寿命(循环) |
实施例1 | 154 | 18 | 18 |
实施例2 | 160 | 17 | 14 |
实施例3 | 165 | 16 | 18 |
实施例4 | 148 | 19 | 18 |
实施例5 | 144 | 20 | 16 |
对比例1 | 465 | 5 | 28 |
对比例2 | 201 | 9 | 21 |
结合以上,由表2可知:实施例1至实施例5的砧板具有较好硬度以及耐磨性,能够使得砧板具有较长的使用寿命,同时还能够缓解对配合使用的刀具的磨损。
虽然上面已经详细描述了本申请的实施例,但本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内,可对本申请的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解,在本领域技术人员看来,这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本申请的实施例的精神和范围内。
Claims (10)
1.一种砧板,其特征在于,所述砧板包括:
砧板本体;
复合涂层,采用复合粉末形成在所述砧板本体的表面上,
其中,所述复合粉末包括金属粉末和柔性粉末,所述柔性粉末的硬度低于所述金属粉末的硬度,所述金属粉末包括钛粉末和不锈钢粉末中的至少一种,所述柔性粉末包括铝粉末、锌粉末、铝合金粉末和锌合金粉末中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的砧板,其特征在于,所述复合涂层的厚度为10μm-100μm。
3.根据权利要求1所述的砧板,其特征在于,所述复合涂层的孔隙率为8%-15%,并且每10平方微米的砧板本体上的孔隙的数量为3个-10个。
4.根据权利要求1所述的砧板,其特征在于,在所述复合涂层中,基于所述复合涂层的总重量,所述金属粉末的重量占所述复合涂层的总重量的60~80%,所述柔性粉末的重量占所述复合涂层的总重量的20%~40%,并且所述金属粉末和所述柔性粉末的重量百分比之和为100%。
5.一种砧板的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括:
提供砧板本体;
提供复合粉末,所述复合粉末包括金属粉末和柔性粉末,所述柔性粉末的硬度低于所述金属粉末的硬度;
采用所述复合粉末在所述砧板本体的表面上进行喷涂以在所述砧板本体的表面上形成复合涂层;
其中,所述金属粉末包括钛粉末和不锈钢粉末中的至少一种,所述柔性粉末包括铝粉末、锌粉末、铝合金粉末和锌合金粉末中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的砧板的制造方法,其特征在于,所述提供复合粉末包括:
将金属粉末和柔性粉末混合形成复合粉末;或者
提供粘结剂,
将金属粉末、柔性粉末和粘结剂制成浆料,对所述浆料进行喷雾干燥处理以形成复合粉末。
7.根据权利要求6所述的砧板的制造方法,其特征在于,所述将金属粉末、柔性粉末和粘结剂制成浆料包括:
将金属粉末和柔性粉末分别通过粘结剂进行预处理,得到表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的柔性粉末,
将表面附着粘结剂的金属粉末、表面附着粘结剂的柔性粉末和粘结剂形成浆料。
8.根据权利要求7所述的砧板的制造方法,其特征在于,所述将金属粉末和柔性粉末分别通过粘结剂进行预处理,包括:
将金属粉末和柔性粉末分别与粘结剂混合形成对应的悬浊液,将对应的悬浊液在过滤后保留对应的固体,并将固体在预设温度下保温预设时间,以对应形成表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的柔性粉末。
9.根据权利要求6所述的砧板的制造方法,其特征在于,所述砧板的制造方法还包括将对浆料进行喷雾干燥处理所得的复合粉末进行烧结,从而得到具有颗粒形式的复合粉末。
10.根据权利要求6所述的砧板的制造方法,其特征在于,所述金属粉末的粒径尺寸为20μm~40μm,所述柔性粉末的粒径尺寸为10μm~20μm,通过喷雾干燥处理形成的复合粉末的粒径尺寸为20μm~80μm。
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