CN114210974A - 炊具及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种炊具及其制造方法。其中，炊具的制造方法包括提供基材，提供复合粉末，所述复合粉末包括金属粉末和硬质粉末，将复合粉末与基材混合，在熔融后以模具成型完成炊具的制造，其中，硬质粉末的硬度大于金属粉末和基材的硬度，金属粉末的密度小于基材的密度。根据本申请的炊具的制造方法得到的炊具具有较轻的重量和良好的强度，因此可以具有较长的使用寿命，能够满足更多使用者的需求。
Description
技术领域
本申请涉及炊具技术领域，具体涉及一种炊具及其制造方法。
背景技术
铝锅虽然具有重量轻的特点，但由于其不耐高温，因此普遍情况下人们还是偏好于铁锅，且使用铁锅对人体的健康有利。
市面上在售的炊具产品，例如，铁锅，大多采用拉伸或铸造工艺形成，但加工出来的铁锅笨重厚实，使用时极不方便。
想要轻质的炊具，可以采用降低炊具的壁厚的方式，但这种方式加工出来的炊具，由于壁厚过薄会易于变形，会大大降低使用强度，影响寿命。
因此，现有炊具并不能兼具轻质和使用强度高的特点，故设计一种重量轻且使用强度高的炊具，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炊具及其制造方法，以解决现有技术中的炊具不能兼具轻质和使用强度高的问题。
根据本申请的第一方面，提供一种炊具的制造方法，所述制造方法包括提供基材；提供复合粉末，所述复合粉末包括金属粉末和硬质粉末，将所述复合粉末与所述基材混合，在熔融后以模具成型完成炊具的制造，其中，所述硬质粉末的硬度大于金属粉末和基材的硬度，所述金属粉末的密度小于所述基材的密度。
在实施例中，所述提供复合粉末可以包括将金属粉末和硬质粉末混合形成复合粉末。
在另一些实施例中，所述提供复合粉末可以包括提供粘结剂，将金属粉末、硬质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。
进一步地，所述将金属粉末、硬质粉末和粘结剂制成浆料可以包括将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂进行预处理，对应得到表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的硬质粉末；将表面附着粘结剂的金属粉末、表面附着粘结剂的硬质粉末和粘结剂制成浆料。
在实施例中，所述将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂进行预处理包括将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂混合形成对应的悬浊液，将对应的悬浊液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，对应的形成表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的硬质粉末。
在实施例中，在复合粉末中，基于复合粉末的总重量，所述金属粉末的重量占所述复合粉末的总重量的85％-95％，所述硬质粉末的重量占所述复合粉末的总重量的4％-14％，所述粘结剂的重量占所述复合粉末的总重量的1％-4％，并且所述金属粉末、所述硬质粉末和所述粘结剂的重量百分比之和为100％。
在实施例中，所述金属粉末包括铝粉末和铝合金粉末中的至少一种，所述硬质粉末包括氧化钛粉末、AT系列粉末、氧化铝粉末、氮化钛粉末和碳化钛粉末中的至少一种，所述粘结剂包括醇类粘结剂。
在实施例中，所述金属粉末的粒径为20-100um，所述硬质粉末的粒径为1-20μm，通过喷雾干燥处理形成的所述复合粉末的粒径为20-150μm。
在实施例中，所述炊具的厚度为1mm-3mm；所述炊具的制造方法还包括对所述浆料进行喷雾干燥处理所得的复合粉末进行烧结，从而得到颗粒形式的复合粉末。
在实施例中，所述基材的材质为铸铁、低碳钢和不锈钢中的至少一种。
根据本申请的第二方面，提供一种炊具，所述炊具采用上述所述的炊具的制造方法制造得到。
在实施例中，在所述炊具中，基于炊具的总重量，所述金属粉末的重量占所述炊具的总重量的3-10％，所述硬质粉末的重量占所述炊具的总重量的0.2-2％，余量为基材。
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炊具的制造方法的流程图；
图2是根据本申请实施例的炊具的剖视图；
图3是根据本申请实施例的图2中的炊具I处的局部放大示意图。
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。
本申请通过在炊具的制造过程中，加入硬度相对较大且重量相对较轻的硬质粉末，以使在保证强度的同时可以降低炊具的厚度，从而使得炊具具有较轻的重量。相对于制造炊具常使用的金属基材而言，氧化钛粉末、AT系列粉末(氧化铝和氧化钛的复合粉末)、氧化铝粉末、氮化钛粉末和碳化钛粉末等的重量相对较轻，硬度相对较大，因此，可以通过在炊具制造过程中，加入硬质粉末来实现具有轻质效果的炊具。
然而，因为氧化钛粉末、AT系列粉末(氧化铝和氧化钛的复合粉末)、氧化铝粉末、氮化钛粉末和碳化钛粉末的硬度较高，会影响整个炊具在铸造过程中的压铸效果，因此，为了使得炊具能够具有轻质的效果，不仅需要选择合适的硬质材料，还需要考虑如何将其更好地形成在炊具中。
发明人研究发现，采用金属粉末和硬质粉末通过喷雾干燥处理以获得复合粉末，通过将铸造炊具的基材和复合粉末熔融后，通过模具成型可以获得轻质和使用强度高的炊具。
根据本申请的第一方面的实施例提供了一种炊具的制造方法，如图1所示，所述制造方法包括：
步骤S101，提供基材；
步骤S102，提供复合粉末，复合粉末包括金属粉末和硬质粉末；
步骤S103，将复合粉末和基材混合，在熔融状态下通过模具成型完成炊具的制造。
在实施例中，基材包括铸铁、不锈钢和低碳钢中的至少一种。具体可以为304不锈钢。硬质粉末的硬度大于金属粉末和基材的硬度，硬度高则强度相对较高，因此，具有硬质粉末的炊具能够具有一定的强度。金属粉末的密度小于基材的密度，因此，同等体积的金属粉末形成的炊具能够相比于同等体积的基材形成的炊具具有较轻的质量。
根据本申请实施例的炊具的制造方法，采用基材和复合粉末作为制造炊具的原材料，通过模具成型而得到炊具。如图2和图3所示，形成的炊具包括硬质粉末20和金属粉末10，使得炊具具有较轻的重量和较高的硬度，因此炊具具有轻质和使用强度高的特点，能够具有较长的使用寿命且能够满足更多使用者的需求。
在实施例中，提供复合粉末可以包括分别准备硬质粉末和金属粉末，硬质粉末可以包括氧化钛粉末、AT系列粉末(氧化铝和氧化钛的复合粉末，例如但不限于AT13)、氧化铝粉末、氮化钛粉末和碳化钛粉末中的至少一种。此外，硬质粉末可以选择大小均匀的粉末形状，例如但不限于，较小粒径尺寸的球形或条形，如此硬质粉末便可以借助基材和金属粉末的熔液均匀地混合在熔液中，使得炊具中的硬质粉末能够分散均匀。
虽然可以借助硬质粉末的硬度，以使炊具能够在降低厚度的同时具有较好的强度，但是过多的硬质粉末会导致炊具在铸造时不易于成型，因此，在炊具中，基于炊具的总重量，硬质粉末的重量占炊具的总重量的0.2％～2％，金属粉末的重量占炊具的总重量的3％-10％，余量为基材。硬质粉末的重量小于0.2％，提升炊具强度的效果不明显；硬质粉末的重量大于2％，硬质粉末太多会出现不能够与基材较好地融合，过多的硬质粉末反而会导致整体强度下降而出现断裂等问题。金属粉末的重量小于3％，提升炊具轻质的效果不明显；金属粉末的重量大于10％，由于金属粉末的塑性大于基材的塑性，能够使得炊具在铸造时，具有较好的压铸性能，因此易于满足铸造成型的效果要求。但是，过多的金属粉末易导致整体材质偏软从而降低整体炊具的强度。
另外，最终形成的炊具的厚度可以在1mm-3mm范围内，使得炊具的厚度能满足家庭使用的强度，厚度小于1mm，使用强度低，炊具底部会易出现变形的问题；厚度大于3mm，厚度较厚形成的炊具较重，且成本提高。此外，炊具的孔隙率可以在2％-5％的范围内，使得形成的炊具具有较好的使用强度，在使用时不易产生变形。
在实施例中，金属粉末可以包括铝粉末或者铝合金粉末，利用铝或其合金粉末易于变形的性质，能够提高通过压铸成型得到的炊具的质量。此外，金属粉末可以为大小均匀的粉末形状，例如但不限于，可以为较小粒径尺寸的球形或条形，从而在铸造过程中能够均匀的熔化。
在实施例中，为了使复合粉末更加均匀的分布在基材内，可以设置金属粉末的粒径为20-100μm。若金属粉末的粒径小于20μm，则粒径较小，在形成炊具的过程中，金属粉末熔融过程中易出现过烧等问题导致金属粉末不必要的损耗，若金属粉末的大于100μm，在形成炊具的过程中，易出现金属粉末完全熔融而粉末不均匀堆积在一起，最终导致炊具整体强度较低，出现断裂等问题。可以设置硬质粉末的粒径为1～20μm。若硬质粉末的粒径尺寸小于1μm，粉末越细成本越高。若硬质粉末的粒径尺寸大于20μm，易出现局部材质不均匀最终导致炊具整体强度较低。
在实施例中，可以通过金属粉末和硬质粉末混合形成复合粉末。
在实际生产中，为了使金属粉末和硬质粉末能够均匀的形成在炊具中以及为了提升原料的沉积效率而提高原料的利用率，可以将金属粉末和硬质粉末采用例如造粒等方式形成复合粉末。下面将以金属粉末和硬质粉末通过造粒的方式形成复合粉末为例，对本申请制备复合粉末的方法进行详细地描述。
在另一些实施例中，提供复合粉末可以包括步骤S201，提供粘结剂。步骤S202，将金属粉末、硬质粉末和粘结剂制成浆料。步骤S203，对所述浆料进行喷雾干燥处理以形成复合粉末。
在步骤S201中，提供粘结剂可以包括将粘结剂制备成浆液，具体地，将粘结剂制备成浆液可以包括将粘结剂、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，例如但不限于，可以为聚丙烯醇类粘结剂、聚乙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。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，避免造粒过程中发生结块。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，粘结剂的含量越高，分散剂与消泡剂的含量越高。
在步骤S202中，将金属粉末、硬质粉末和粘结剂制成浆料可以包括分别准备金属粉末和硬质粉末，而为了使得金属粉末的粒径差异不大和/或硬质粉末的粒径差异不大，准备金属粉末和硬质粉末可以包括分别将两者对应的原材料进行球磨，得到金属粉末和硬质粉末，然后筛选出合适粒度的金属粉末和硬质粉末待用。
将准备好的金属粉末和硬质粉末加入到粘结剂形成的浆液中，从而得到后续喷雾干燥所需的浆料。这里，可以根据炊具中的各个组分的所需比例来初步确定金属粉末和硬质粉末的重量比例。在本申请实施例中，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。
在实施例中，可以按照金属粉末和硬质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硬质粉末加入到上述制备好的浆液中。当金属粉末和硬质粉末的总重量占比小于20％时，浆料中固体的重量占比较少，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；当金属粉末和硬质粉末的总重量占比大于70％时，浆料中固体的重量占比较多，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。
在步骤S203中，在制浆完成后，对浆料进行喷雾干燥可以包括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，最终形成硬质粉末通过粘结剂均匀地粘结在金属粉末中的复合粉末。
根据本申请的制备复合粉末的方法，因为金属粉末和硬质粉末的粒径均较小，所以硬质粉末经由粘结剂粘结在金属粉末中而形成的复合粉末的粒径也相对较小，因此需要相对较低的转速。硬质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，可以使硬质粉末可靠并均匀地掺杂在金属粉末中从而形成造粒粉。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以利于后续喷涂过程中孔隙的形成。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包括将喷雾干燥后所得的复合粉末进行烧结。根据上述制备复合粉末的方法，在复合粉末中，基于复合粉末的总重量，所述金属粉末的重量占所述复合粉末的总重量的85％-94.5％，所述硬质粉末的重量占所述复合粉末的总重量的4％-13.5％，所述粘结剂的重量占所述复合粉末的总重量的1％-2％，并且所述金属粉末、所述硬质粉末和所述粘结剂的重量百分比之和为100％。
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而形成颗粒形式的复合粉末。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。此外，在干燥的过程中也能够在复合粉末的颗粒中形成对应的孔隙，以利于后续喷涂过程中形成相应的孔隙。通过以上可以得到颗粒形式存在的复合粉末，将复合粉末与基材混合，在熔融后以模具成型完成炊具的制造。而在实际生产中，发现在炊具中，孔隙率在一定范围内并且单个孔隙的大小合适且均匀，能够使得炊具产品密度更低，重量更轻。而虽然可以通过调整热喷涂工艺的参数来控制孔隙率，但是热喷涂形成的单个孔隙过大，易导致炊具产品自身出现断裂等问题，往往不能达标。发明人发现可以通过提高醇类粘结剂的占比，在制造工艺中，醇类粘结剂挥发，由于粘结剂均匀的附着在粉末中，通过粘结剂挥发所形成的孔隙较小，并且大小较为均匀。
因此，在实施例中，为了提高最终形成的复合粉末中粘结剂的占比，提供复合粉末的步骤可以包括将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂进行预处理，对应得到表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的硬质粉末，然后将表面附着粘结剂的金属粉末、表面附着粘结剂的硬质粉末和粘结剂形成浆料，对浆料进行喷雾干燥处理以形成颗粒形式的复合粉末。
在实施例中，将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂进行预处理，可以包括将金属粉末和硬质粉末分别与粘结剂混合形成对应的悬浊液，搅拌预设时间后，过滤对应的悬浊液以去除液体而保留每个悬浊液中的固体，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硬质粉末。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均匀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均匀附着在粉末表面上，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，将金属粉末通过粘结剂进行预处理的方法，可以包括将金属粉末、粘结剂和去离子水按照0.5-1.5：0.2-0.7：8.0-9.0的质量比配成悬浊液，优选地，金属粉末、粘结剂和去离子水可以按照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硬质粉末的处理方法，可以参照以上表面附着粘结剂的金属粉末的处理方法获得，但由于本申请的硬质粉末的粒径相对较小，根据本申请的硬质粉末在预处理时，可以适当延长搅拌时间以及保温时间，例如，搅拌时间可以为30-60min，保温时间可以为5-10h。
接下来，将表面附着粘结剂的金属粉末、表面附着粘结剂的硬质粉末和粘结剂制成浆料，在通过上面描述的喷雾干燥、烧结等处理以形成颗粒形式的复合粉末，与上面已经描述的方法类似。根据预处理和造粒相结合的制备复合粉末的方法，在复合粉末中，基于复合粉末的总重量，所述金属粉末的重量占所述复合粉末的总重量的85％-95％，所述硬质粉末的重量占所述复合粉末的总重量的4％-14％，所述粘结剂的重量占所述复合粉末的总重量的1％-4％，并且所述金属粉末、所述硬质粉末和所述粘结剂的重量百分比之和为100％。通过此种复合粉末进行喷涂形成的炊具的孔隙率为2～5％，并且每10平方微米的炊具上的孔隙的数量为3-10个，这样才能使炊具具有更好的轻质效果。
根据本申请的炊具的制造方法，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。
根据本申请的炊具的制造方法，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。
在准备好复合粉末之后，开始通过模具成型铸造炊具，例如，通过注射成型的方法制造炊具。在实施例中，采用注射机，将基材和复合粉末搅拌倒入到注射机料桶内，设置注射机升温至所有物料的流动温度(熔融温度)，以使所有物料熔化流动并均匀混合，选择模具并设置模具温度低于注射机料筒的温度，然后将熔融后的熔液以一定的速度和压力注入模具内，通过外部的冷却系统使模具内的产品逐渐固化成型，并以在一定的压力下保压一段时间，再进行脱脂处理，然后进行烧结以及抛光处理，以完成炊具的铸造。
作为示例，设置注射机升温至1300℃～1500℃，以使所有物料熔化流动并均匀混合，选择模具并设置模具温度为650℃-900℃范围内，然后将熔融后的熔液以120-180MPa压力和3-6段射胶的速度注入模具内，通过外部的冷却系统使模具内的产品逐渐固化成型，在5Mpa-15Mpa的压力范围内保压1.2min到5min后，再进行脱脂处理，然后进行烧结以及抛光处理，以完成炊具的铸造。这里，脱脂处理可以是在MIM脱脂炉中进行，烧结的温度可以设置在750℃-900℃范围内。
根据本申请的第二方面的实施例提供了一种炊具，所述炊具通过上述的炊具的制造方法制造得到，因此具有上述炊具的制造方法所有的有益效果，在此不做一一描述。
在炊具中，基于炊具的总重量，金属粉末的重量占炊具的总重量的3-10％，硬质粉末的重量占炊具的总重量的0.2-2％，余量为基材。炊具还具有2％-5％的孔隙率，孔隙率小于2％，提升轻质的效果不太明显；孔隙率大于5％，则可能导致炊具产品自身强度低而出现断裂等问题。优选的，孔隙率为3～4％。
下面结合实施例，以制造铁质锅具为例，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造根据实施例1的锅具。
步骤S10，提供铸铁基材。
步骤S20：制备表面附着聚丙烯醇的铝合金粉末。准备平均粒径为30μm的铝合金粉末(3003系铝合金)作为金属粉末，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铝合金粉末。
步骤S30：制备表面附着聚丙烯醇的氧化钛粉末。准备平均粒径为5μm的氧化钛粉末作为硬质粉末，选择聚丙烯醇作为粘结剂。按照氧化钛粉末：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，排除水分以得到表面附着聚丙烯醇的氧化钛粉末。
步骤S40：制备喷雾干燥所需要的浆料。
准备浆液：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，混合各组分以形成浆液。
制备浆料：将表面附着聚丙烯醇的铝合金粉末和表面附着聚丙烯醇的氧化钛粉末按照9：1的重量比进行混合，并以表面附着聚丙烯醇的铝合金粉末和表面附着聚丙烯醇的氧化钛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，铝合金粉末的重量占颗粒的总重量的87.1％，聚丙烯醇的重量占颗粒的总重量的3.2％，氧化钛粉末的重量占颗粒的总重量的9.7％。
步骤S70，将复合粉末和铸铁粉末放入注射机的料筒内，设置注射机升温至1400℃，使所有物料熔化流动并均匀混合，形成混合熔液。采用锅具的模具并设置模具温度为750℃，然后将混合熔液以150MPa压力和5段射胶的速度注入模具内，通过外部的冷却系统使模具内的产品逐渐固化成型，在10Mpa的压力下保压3min后，得到注射成型后的锅具。
步骤S80，对注射成型后的锅具进行脱脂处理，然后进行烧结以及抛光处理，以完成锅具的铸造。得到锅具的厚度为2mm，孔隙率为3.9％，且在锅具中，铝合金粉末的重量占锅具总重量的7.1％，氧化钛粉末的重量占锅具总重量的0.79％，余量为基材。
实施例2
通过下面的方法来制造根据实施例2的锅具。
步骤S10，提供铸铁基材。
步骤S20，制备复合粉末。
平均粒径为30μm的铝合金粉末作为金属粉末，平均粒径为5μm的氧化钛粉末作为硬质粉末，并铝合金粉末和氧化钛粉末按照9：1重量比混合形成复合粉末。
步骤S30，将复合粉末和铁基材粉末放入注射机的料筒内，设置注射机升温至1400℃，使所有物料熔化流动并均匀混合，形成混合熔液。采用锅具的模具并设置模具温度为750℃，然后将混合熔液以以150MPa压力和5段射胶的速度注入模具内，通过外部的冷却系统使模具内的产品逐渐固化成型，在10Mpa的压力下保压3min后，得到注射成型后的锅具。
步骤S40，对注射成型后的锅具进行脱脂处理，然后进行烧结以及抛光处理，以完成锅具的铸造。得到锅具的厚度为2mm，孔隙率为2.2％，且在锅具中，铝合金粉末的重量占锅具总重量的7.0％，氧化钛粉末的重量占锅具总重量的0.8％，余量为基材。
实施例3
除了复合粉末中采用氧化铝粉末代替氧化钛粉末之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例3的锅具，得到锅具内表面上的锅具厚度为2mm，孔隙率为3.9％，且在锅具中，铝合金粉末的重量占锅具总重量的7.1％，氧化铝粉末的重量占锅具总重量的0.8％，余量为基材。
实施例4
除了不对铝合金粉末和氧化钛粉末进行预处理之外(即不包括实施例1中的步骤S20至步骤S30，仅将铝合金粉末、氧化钛粉末混合在浆液中而形成浆料)，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据实施例4的锅具，得到锅具内表面上的锅具厚度为2mm，孔隙率为2.9％，且在锅具中，铝合金粉末的重量占锅具总重量的7.1％，氧化钛粉末的重量占锅具总重量的0.79％，余量为基材。
对比例1
除了复合粉末中采用铜粉末(铜的硬度小于铸铁的硬度，但大于铝合金的硬度)代替氧化钛粉末之外，采用与实施例1的方法相同的方法制造根据对比例2的锅具，得到锅具内表面上的锅具厚度为2mm，孔隙率为4.0％，且在锅具中，铝合金粉末的重量占锅具总重量的7.0％，铜粉末的重量占锅具总重量的0.83％，余量为基材。
对比例2
除了复合粉末中采用镍粉末(镍粉末的密度大于铸铁的密度)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对比例3的锅具，得到锅具内表面上的锅具厚度为2mm，孔隙率为2.5％，且在锅具中，镍粉末的重量占锅具总重量的7.3％，氧化钛粉末的重量占锅具总重量的0.78％，余量为基材。
对比例3
市售2mm厚铸铁锅。
根据本申请的实施例1至实施例4以及对比例1至对比例3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
采用实施例1-4以及对比例1-3的制造方法得到的锅具，选择相同规格和厚度的锅具进行测试，例如，尺寸均为32cm厚度为2mm的锅具，测试结果参见表2，具体性能测试方法如下：
(1)重量测试：通过电子称称其重量，精确到1g；
(2)抗拉强度：材质抗拉强度，参考《GB/T 228》中抗拉强度测试方法，抗拉强度值越大，材料抗拉强度越大，单位为MPa。
表2：本申请实施例与对比例的测试结果示意表
结合以上，由表2可知：实施例1-4的锅具能够具有相对较轻的重量和良好的强度，因此可以具有较长的使用寿命，能够满足更多使用者的需求。
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)
1.一种炊具的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
提供基材；
提供复合粉末，所述复合粉末包括金属粉末和硬质粉末，
将所述复合粉末与所述基材混合，在熔融后以模具成型完成炊具的制造，其中，所述硬质粉末的硬度大于金属粉末和基材的硬度，所述金属粉末的密度小于所述基材的密度。
2.根据权利要求1所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述提供复合粉末包括：
将金属粉末和硬质粉末混合形成复合粉末；或者
提供粘结剂，
将金属粉末、硬质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。
3.根据权利要求2所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述将金属粉末、硬质粉末和粘结剂制成浆料包括：
将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂进行预处理，对应得到表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的硬质粉末；
将表面附着粘结剂的金属粉末、表面附着粘结剂的硬质粉末和粘结剂制成浆料。
4.根据权利要求3所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂进行预处理包括：
将金属粉末和硬质粉末分别通过粘结剂混合形成对应的悬浊液，将对应的悬浊液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，对应的形成表面附着粘结剂的金属粉末和表面附着粘结剂的硬质粉末。
5.根据权利要求3所述的炊具的制造方法，其特征在于，
在复合粉末中，基于复合粉末的总重量，所述金属粉末的重量占所述复合粉末的总重量的85％-95％，所述硬质粉末的重量占所述复合粉末的总重量的4％-14％，所述粘结剂的重量占所述复合粉末的总重量的1％-4％，并且所述金属粉末、所述硬质粉末和所述粘结剂的重量百分比之和为100％。
6.根据权利要求2所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述金属粉末包括铝粉末和铝合金粉末中的至少一种，所述硬质粉末包括氧化钛粉末、AT系列粉末、氧化铝粉末、氮化钛粉末和碳化钛粉末中的至少一种，所述粘结剂包括醇类粘结剂。
7.根据权利要求2所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述金属粉末的粒径为20-100um，所述硬质粉末的粒径为1-20μm，通过喷雾干燥处理形成的所述复合粉末的粒径为20-150μm。
8.根据权利要求2所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述基材的材质为铸铁、低碳钢和不锈钢中的至少一种；所述炊具的制造方法还包括对所述浆料进行喷雾干燥处理所得的复合粉末进行烧结，从而得到颗粒形式的复合粉末。
9.一种炊具，其特征在于，所述炊具采用根据权利要求1至8中任意一项所述的炊具的制造方法制造得到。
10.根据权利要求9所述的炊具，其特征在于，
在所述炊具中，基于炊具的总重量，所述金属粉末的重量占所述炊具的总重量的3-10％，所述硬质粉末的重量占所述炊具的总重量的0.2-2％，余量为基材。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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