CN114351076A - 表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于锅具制备技术领域，具体涉及一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0‑3份，二氧化钛0‑3份，碳氮化钛0‑3份，碳化钛0‑3份，氮化钛0‑4份，氮化铝钛0‑3份和碳化钨碳膜3‑6份；改性类金刚石涂层3‑6份；本发明通过热喷涂技术在锅具表面热喷涂一层钛、钛合金、钛的氮化物和氧化物复合形成致密的保护层，该保护层无重金属及保护了基材重金属的析出，基材硬度高、分子密度致密，质量稳定，节能环保、无污染，易于大规模推广。

Description

表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法

技术领域

本发明涉及一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法。属于锅具制备技术领域。

背景技术

目前市售锅具中，主要是铁锅、不锈钢锅、铝合金锅，此三种锅各具有优缺点，其中铁锅中的铁锈，即铁锅中的铁原子与空气中的氧原子发生化学反应而生成的氧化铁，对人类肝脏的损害最大；而不锈钢制成的器皿美观耐用，但不锈钢锅是由铁铬合金渗入镍、钛、镉、锰等微量金属元素制成，这些微量金属元素有些对人体有害，不锈钢锅容易出现铬、镍超标，而盐、酱油、菜汤等酸碱性食物都可以将这些有害的元素可能会溶解出来，人体多次摄入有害的元素同样会在体内慢慢累积，当达到某一限度时，就会危害人体健康；而用铝锅炒菜，认为铝传热好，既省燃料又省时间，但长期使用铝制品作炊具可使铝摄入过量，对健康不利，虽然铝锅以其漂亮的外表吸引了不少人的目光，但是铝的性质活泼，极易与其他物质发生化学反应，它们最怕酸、碱、盐，可是炒菜做饭时又必须和这些佐料打交道，长期过量摄入铝可导致早衰，甚至会引起老年性痴呆。且随着人民生活水平的提高，对绿色安全炊具的要求越高，在常用金属材料中，钛材料是唯一对人体安全无毒害且可工业化推广的金属。

由于钛合金的特性很类似铝合金与碳纤维的综合，它可以有类似碳纤维的弹性，也可以享有铝合金般的轻巧与刚性，因此钛合金在日常生活上的运用非常的广泛。钛、钛合金及钛氧物化层具有许多优异的物化性能，如：无有害重金属、良好的生物惰性、耐腐蚀性、非磁性、高硬度、抗粘连、高耐磨等。现在市面上很多锅具可以析出有害重金属，这些重金属会对身体造成很严重的伤害，因此，为了解决此问题，选用无毒无害的纯钛粉及钛氧化物粉经过热喷涂工艺覆盖在锅具表面，钛分子本对身体是有利金属，钛在锅具表面具有抑菌保鲜作用。

分析钛合金的特性点和优点：1.熔点高：钛的纯金属的熔点大约为1670℃(3035°F)，因此钛合金的熔点也比钢铁及金属的熔点来得高，这使的钛合金产品不会因为受到高温而有烧毁的危险，因此钛锅可以接受日积月累的高温烹调，不怕空烧，增加锅具的使用寿命；2.质料轻：钛的密度比较小，大约介于铝与铁之间，是属于轻金属，其密度大约只有钢铁的一半左右，所以钛锅比一般钢铁锅具大约可以减轻40％～50％左右的重量，因此钛锅重量较轻，使用较为省力；3.抗腐性：钛在常温下十分稳定，不怕强酸与强碱的腐蚀，耐腐蚀的性能是所有金属中最好的，即使是高温、高浓度之强酸与强碱，它也都完全毫不在乎，因钛锅不惧怕任何酸碱性的物质，适合高温烹调时的各式酸碱度调味品；4.高相对强度：钛及钛合金的韧性特别好，它的相对强度(抗张力/密度)大约10500公斤/平方公分，高出其他金属很多，其硬度甚至可以和钢铁匹敌，所以它们的机械强度明显地优于其他的合金材料，相较之下，钛及钛合金是最理想的高强度材料，因此钛锅可以使用钢铁锅铲、铁刷用力刷洗；5.耐撞击性：由于钛及钛合金具有高强度，因此钛合金具有坚硬耐撞之特性，甚至在低温下，钛及钛合金也不会像钢铁一样，在低温时会突然产生破碎之现象，因此钛锅强度高，且延展性好，不易因掉落而摔破；6.抗疲乏：钛及钛金属具有优良的耐久特性，不易产生金属疲乏的现象，钛合金的抗疲乏性约为钢铁的两倍，即使是薄片形状的钛合金也是这样；7.抗热性高：钛和钛合金具有极大的热稳定性，纯钛的热扩张变形率很低，约为钢铁的75％，无论是在高温或低温之下，钛合金依然能够保持原貌，因此钛合金被运用来做为航天飞机的外壳，因为航天飞机在飞行时有时要到-100℃以下的温度，有时又要遇到500℃以下的高温，因此只有钛才能承受这种温差剧变的考验；8.其他特性：钛合金除了上述的特性之外，它还具有高拉张强度，尤其纯钛合金之拉张度更超过390％。另外它也延续金属的特性，具有高散热性，这些特性都是钛合金被广泛运用于日常生活用品当中的原因。

但钛金属及钛合金在使用仍有一些主要的限制于高温与其它材料的化学反应性差，此性质迫使钛合金与一般传统的精炼、熔融和铸造技术不同，甚至常常造成模具的损坏，增加成品良率降低，这使的钛合金的价格变的十分昂贵，用于制造锅具的产品价格仍然偏高，多属于高价位的产品。此外目前纯钛锅在使用上尚有下列的缺点：如钛锅的锅面易脏，手纹容易残留于锅面；钛锅强度很高容易变形，当受热后锅盖无法密合；钛锅因为传热很差所以容易起油烟；钛锅沾锅情形严重等问题。

因纯钛锅的导热不均，容易出现锅巴、焦糊的情况，在烹调食物时需要不断调整火候，降低了做菜效率和使用不便之处，因此希望开发出质轻、不粘糊的钛锅外，由于钛合金的工艺性能差，切削加工困难，生产工艺复杂，产品粗糙，观感差，更使锅具失去使用安全性，亦无法使用锅盖来烹煮，因此急需解决钛锅的导热不均、切削加工技术和实现高层次的艺术化处理的问题，以提升钛锅的安全性、方便性和美观。

发明内容

本发明提出一种通过热喷涂技术在锅具表面热喷涂一层钛、钛合金、钛的氮化物和氧化物复合形成致密的保护层，该保护层无重金属及保护了基材重金属的析出，基材硬度高、分子密度致密，质量稳定，节能环保、无污染，易于大规模推广的表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法，解决现有技术存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0-3份，二氧化钛0-3份，碳氮化钛0-3份，碳化钛0-3份，氮化钛0-4份，氮化铝钛0-3份和碳化钨碳膜3-6份；改性类金刚石涂层3-6份。

碳化钨碳膜改性类金刚石涂层的运用，使保护层散热性好,易于食物变熟，同时该涂层具有极高的抗磨损抗性能，可以杜绝锅铲的高频翻炒带来的损害；保护层也具有极高的光洁度和抗腐蚀性，无论锅具所盛的食物呈酸性还是碱性，锅具都不会受腐蚀，且食物不粘锅，易清洗，使得锅具持久鲜亮，可以减少热量流失。

碳化钨碳膜改性类金刚石涂层主要成分为碳，对人体没有任何副作用，是属于无毒、环保的膜层材料，利用碳化钨涂层的高硬度和类金刚石膜层的耐磨性，有效提高了锅具表面的耐磨性；且高硬度的碳化钨涂层很好地起到了过渡作用，能够有效减少锅具表面磨损。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛3份，碳化钨碳膜3份和改性类金刚石涂层6份。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉3份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜6份和改性类金刚石涂层3份。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛1份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜4份和改性类金刚石涂层5份。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛2份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜3份和改性类金刚石涂层6份。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛3份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜6份和改性类金刚石涂层3份。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛3份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜4份和改性类金刚石涂层5份。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：采用温度为80-90℃、浓度为5-10％的金属除油剂将锅具表面清洗干净；

步骤二：根据配比要求，配备好致密保护层的原料，并进行进行风干处理；

步骤三：采用化工腐蚀清洗或物理砂带打砂对锅具表面进行喷砂处理，锅具表面形成Ra1.5～5.7μm粗糙度；

步骤四：采用温度为50-90℃的中性金属清洗剂将锅具表面清洗干净；

步骤五：用惰性气体作为保护气体，将50～1000目的致密保护层的原料，采用热喷涂工艺热喷涂在处理后的锅具表面；

步骤六；锅具表面采用打磨工艺处理，并通过锅具表面缺陷检测装置对抛光后的锅具表面性状进行检测；

步骤七：通过200度以上的高温对锅具进行烘烤2-5分钟，后清洗干净，高压风吹干表面。

所述锅具表面缺陷检测装置包括设置于锅具放置平台上方的固定架、设置在所述固定架上且用于初步检测待检测锅具表面是否存在未喷涂致密保护层区域的若干红外扫描探头和若干摄像头，摄像头连接图像采集器，图像采集器连接中央处理器，通过中央处理器对图像采集器采集的图像进行处理，检测出锅具表面是否有是否存在未喷涂致密保护层区域。

步骤六中对锅具表面性状进行检测，包括如下步骤：

S1：获取锅具表面图像；将图像转换成灰度图像；取图像中的任意像素点的灰度值，并以该点为中心向外辐射；将相邻点像素灰度值与该点灰度值做差值比较运算，得到差值为S1；并记录对比数量为X1；若S1≤20；则记录该相邻点灰度值；若S1＞20，则舍弃该相邻点灰度值；依此类推；

S2：若X1值大于图像像素点的70％时，将记录的各相邻点的灰度值求取平均值，得到标准灰度值；以该标准灰度值形成一与锅具表面图像重合的锅具表面标准灰度图像；将锅具表面标准灰度图像与锅具表面实际灰度图像做“与”运算，得到锅具表面图像中区别于锅具表面标准灰度图像的像素点；其中，当运算后差值绝对值大于20时；判定改点为区别像素点；得出区别像素点后进入步骤S4；

S3：若X1值无法达到图像像素点的70％时；则判定该任意点像素为区别像素点；同时判定记录的像素点均为区别像素点；进入步骤S4；

S4：由区别像素点的位置以及形状判断锅具表面出现异常的位置以及异常的种类：若区别像素点形成片状结构或线状结构；则判定该部位为未喷涂致密保护层区域。

对锅具表面性状进行检测以及表面致密保护层厚度检测；很好的避免了在锅具成型后出现表面致密保护层喷涂不均匀造成资源人工等浪费，且保证锅体质量。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，还包括测量锅具表面致密保护层厚度的步骤：

A1：在步骤四锅具表面清洗干净后，先随机选取锅具表面多个测量点，并测量各个测量点的厚度尺寸，并进行记录形成实际厚度曲线；

A2：再将步骤五热喷涂完成后标准锅具放置在测量平台上，超声波测距装置包括沿锅具输送方向间隔直线设置的多个测量单元；各测量单元分别对应锅具上与步骤A1相同的测量点；各测量单元垂直于锅具输送方向设置；将超声波测距装置移动至各测量位上；得到相对应的测量点厚度数据；

A3：对步骤A2中每个测量位上测得的数据进行收集并形成实际厚度曲线；

A4：将步骤A1的实际厚度曲线和步骤A3的实际厚度曲线进行分析；判断步骤A1的实际厚度曲线和步骤A3的实际厚度曲线的差值是否在设定阈值内；若不再设定阈值内时，则判定锅具热喷涂厚度异常；将其进行回收；

A5：热喷涂厚度测量正常的锅具进入下道工序。

一种利用表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具所制备得到的锅具。

本发明具有以下的优点和有益效果：

本发明涉及的一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法通过热喷涂技术在锅具表面热喷涂一层钛、钛合金、钛的氮化物和氧化物复合形成致密的保护层，该保护层无重金属及保护了基材重金属的析出，比密度低于4的基材硬度高、分子密度致密等特点。本发明喷涂层所用物质是钛、钛合金钛氧化物、钛氮化物没有其他重金属元素，因此锅具在盛装或烹饪食物过程中不会有有害物质析出，钛是亲生物元素，对人身体无危害，质量稳定，节能环保、无污染，易于大规模推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法的示意图(1)；

图2为本发明表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法的示意图(2)；

图3为本发明表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法的示意图(3)；

图4为本发明表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法的示意图(4)；

图5为本发明表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具及制备方法的示意图(5)。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0-3份，二氧化钛0-3份，碳氮化钛0-3份，碳化钛0-3份，氮化钛0-4份，氮化铝钛0-3份和碳化钨碳膜3-6份；改性类金刚石涂层3-6份。

碳化钨碳膜改性类金刚石涂层的运用，使保护层散热性好,易于食物变熟，同时该涂层具有极高的抗磨损抗性能，可以杜绝锅铲的高频翻炒带来的损害；保护层也具有极高的光洁度和抗腐蚀性，无论锅具所盛的食物呈酸性还是碱性，锅具都不会受腐蚀，且食物不粘锅，易清洗，使得锅具持久鲜亮，可以减少热量流失。

碳化钨碳膜改性类金刚石涂层主要成分为碳，对人体没有任何副作用，是属于无毒、环保的膜层材料，利用碳化钨涂层的高硬度和类金刚石膜层的耐磨性，有效提高了锅具表面的耐磨性；且高硬度的碳化钨涂层很好地起到了过渡作用，能够有效减少锅具表面磨损。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：采用温度为80-90℃、浓度为5-10％的金属除油剂将锅具表面清洗干净；

步骤二：根据配比要求，配备好致密保护层的原料，并进行进行风干处理；

步骤三：采用化工腐蚀清洗或物理砂带打砂对锅具表面进行喷砂处理，锅具表面形成Ra1.5～5.7μm粗糙度；

步骤四：采用温度为50-90℃的中性金属清洗剂将锅具表面清洗干净；

步骤五：用惰性气体作为保护气体，将50～1000目的致密保护层的原料，采用热喷涂工艺热喷涂在处理后的锅具表面；

步骤六；锅具表面采用打磨工艺处理，并通过锅具表面缺陷检测装置对抛光后的锅具表面性状进行检测；

步骤七：通过200度以上的高温对锅具进行烘烤2-5分钟，后清洗干净，高压风吹干表面。

所述锅具表面缺陷检测装置包括设置于锅具放置平台上方的固定架、设置在所述固定架上且用于初步检测待检测锅具表面是否存在未喷涂致密保护层区域的若干红外扫描探头和若干摄像头，摄像头连接图像采集器，图像采集器连接中央处理器，通过中央处理器对图像采集器采集的图像进行处理，检测出锅具表面是否有是否存在未喷涂致密保护层区域。

步骤六中对锅具表面性状进行检测，包括如下步骤：

S1：获取锅具表面图像；将图像转换成灰度图像；取图像中的任意像素点的灰度值，并以该点为中心向外辐射；将相邻点像素灰度值与该点灰度值做差值比较运算，得到差值为S1；并记录对比数量为X1；若S1≤20；则记录该相邻点灰度值；若S1＞20，则舍弃该相邻点灰度值；依此类推；

S2：若X1值大于图像像素点的70％时，将记录的各相邻点的灰度值求取平均值，得到标准灰度值；以该标准灰度值形成一与锅具表面图像重合的锅具表面标准灰度图像；将锅具表面标准灰度图像与锅具表面实际灰度图像做“与”运算，得到锅具表面图像中区别于锅具表面标准灰度图像的像素点；其中，当运算后差值绝对值大于20时；判定改点为区别像素点；得出区别像素点后进入步骤S4；

S3：若X1值无法达到图像像素点的70％时；则判定该任意点像素为区别像素点；同时判定记录的像素点均为区别像素点；进入步骤S4；

S4：由区别像素点的位置以及形状判断锅具表面出现异常的位置以及异常的种类：若区别像素点形成片状结构或线状结构；则判定该部位为未喷涂致密保护层区域。

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，还包括测量锅具表面致密保护层厚度的步骤：

A1：在步骤四锅具表面清洗干净后，先随机选取锅具表面多个测量点，并测量各个测量点的厚度尺寸，并进行记录形成实际厚度曲线；

A2：再将步骤五热喷涂完成后标准锅具放置在测量平台上，超声波测距装置包括沿锅具输送方向间隔直线设置的多个测量单元；各测量单元分别对应锅具上与步骤A1相同的测量点；各测量单元垂直于锅具输送方向设置；将超声波测距装置移动至各测量位上；得到相对应的测量点厚度数据；

A3：对步骤A2中每个测量位上测得的数据进行收集并形成实际厚度曲线；

A4：将步骤A1的实际厚度曲线和步骤A3的实际厚度曲线进行分析；判断步骤A1的实际厚度曲线和步骤A3的实际厚度曲线的差值是否在设定阈值内；若不再设定阈值内时，则判定锅具热喷涂厚度异常；将其进行回收；

A5：热喷涂厚度测量正常的锅具进入下道工序。

一种利用表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具所制备得到的锅具。

实施例2：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛3份，碳氮化钛3份，碳化钛0份，氮化钛3份，氮化铝钛3份和碳化钨碳膜改性类金刚石涂层6份。

实施例3：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉3份，二氧化钛0份，碳氮化钛1份，碳化钛3份，氮化钛0份，氮化铝钛1份和碳化钨碳膜改性类金刚石涂层3份。

实施例4：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉2份，二氧化钛1份，碳氮化钛0份，碳化钛2份，氮化钛2份，氮化铝钛0份和碳化钨碳膜改性类金刚石涂层5份。

实施例5：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛2份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜3份和改性类金刚石涂层6份。

实施例6：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛3份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜6份和改性类金刚石涂层3份。

实施例7：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛3份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜4份和改性类金刚石涂层5份。

实施例8：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜2份，改性类金刚石涂层0份，所述致密保护层表面添加有植物油涂层或石墨稀涂层或聚四氟乙烯涂层或纳米钻石涂层或陶瓷涂层中的一种。

实施例9：

一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜0份，改性类金刚石涂层3份，所述致密保护层表面添加有植物油涂层或石墨稀涂层或聚四氟乙烯涂层或纳米钻石涂层或陶瓷涂层中的一种。

铁锅和不锈钢锅中含有Pb、Cr、Ni、Cd、As等重金属有害物质。当铁锅中的重金属溶出物超过一定量后，或被人体吸收一定量后，容易患呼吸道疾病、心血管疾病、皮肤疾病，甚至伤害人的中枢神经、引起痴呆、皮肤癌变等，危及人民群众的生命安全。同时，标准中对铸铁锅的安全指标——炸裂性的试验方法也不具有实用性。作为铁锅的生产大国，我国铁锅的生产企业多，其规模参差不齐，部分中小型生产企业为追求最大利润，经常使用回收料、废杂料重溶后浇铸成铁锅，导致产品中Pb、Cr、Ni、Cd、As等重金属有害物质含量增加，增加了卫生安全风险。

GB4806.9-2016食品安全国家标准食品接触用金属材料及制品中有明确规定与食品直接接触的不锈钢制品的理化指标应符合下述的规定。

砷(as)/(mg/kg)≤0.04，镉(cd)/(mg/kg)≤0.02，铅(pb)/(mg/kg)≤0.05，铬(cr)/(mg/kg)≤2.0，镍(ni)/(mg/kg)≤0.5。

本申请人对本发明所涉及的实施例1-实施例4的产品进行重金属检测，(实施例1-4中的锅具为不锈钢锅)。

根据GB4806.9-2016食品安全国家标准食品接触用金属材料及制品提到的检测方法对实施例1-实施例4的锅具进行检测，

检测结果如下：

实施例1：砷(as)/(mg/kg)≤0.001，镉(cd)/(mg/kg)≤0.001，铅(pb)/(mg/kg)≤0.001，铬(cr)/(mg/kg)≤0.001，镍(ni)/(mg/kg)≤0.001。

实施例2：砷(as)/(mg/kg)≤0.0012，镉(cd)/(mg/kg)≤0.001，铅(pb)/(mg/kg)≤0.0015，铬(cr)/(mg/kg)≤0.0012，镍(ni)/(mg/kg)≤0.001。

实施例3：砷(as)/(mg/kg)≤0.001，镉(cd)/(mg/kg)≤0.0013，铅(pb)/(mg/kg)≤0.0015，铬(cr)/(mg/kg)≤0.0011，镍(ni)/(mg/kg)≤0.002。

实施例4：砷(as)/(mg/kg)≤0.0012，镉(cd)/(mg/kg)≤0.0019，铅(pb)/(mg/kg)≤0.002，铬(cr)/(mg/kg)≤0.0009，镍(ni)/(mg/kg)≤0.0007。

根据上述检测结果，可得出具有致密保护层的锅具中重金属的指标远远低于现有标准的要求。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，其特征在于：通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0-3份，二氧化钛0-3份，碳氮化钛0-3份，碳化钛0-3份，氮化钛0-4份，氮化铝钛0-3份和碳化钨碳膜3-6份；改性类金刚石涂层3-6份。

2.根据权利要求1所述的一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，其特征在于：通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛3份，碳化钨碳膜3份和改性类金刚石涂层6份。

3.根据权利要求1所述的一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，其特征在于：通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉3份，二氧化钛0份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜6份和改性类金刚石涂层3份。

4.根据权利要求1所述的一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具，其特征在于：通过热喷涂工艺将致密保护层喷涂在锅具表面，所述致密保护层由以下重量份数的原料组成：纯Ti粉0份，二氧化钛1份，碳氮化钛0份，碳化钛0份，氮化钛0份，氮化铝钛0份，碳化钨碳膜4份和改性类金刚石涂层5份。

5.一种根据权利要求1-4中任一权利要求所述的表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：采用温度为80-90℃、浓度为5-10％的金属除油剂将锅具表面清洗干净；

步骤二：根据配比要求，配备好致密保护层的原料，并进行进行风干处理；

步骤三：采用化工腐蚀清洗或物理砂带打砂对锅具表面进行喷砂处理，锅具表面形成Ra1.5～5.7μm粗糙度；

步骤四：采用温度为50-90℃的中性金属清洗剂将锅具表面清洗干净；

步骤五：用惰性气体作为保护气体，将50～1000目的致密保护层的原料，采用热喷涂工艺热喷涂在处理后的锅具表面；

步骤六；锅具表面采用打磨工艺处理，并通过锅具表面缺陷检测装置对抛光后的锅具表面性状进行检测；

步骤七：通过200度以上的高温对锅具进行烘烤2-5分钟，后清洗干净，高压风吹干表面。

6.根据权利要求5所述的一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，其特征在于：所述锅具表面缺陷检测装置包括设置于锅具放置平台上方的固定架、设置在所述固定架上且用于初步检测待检测锅具表面是否存在未喷涂致密保护层区域的若干红外扫描探头和若干摄像头，摄像头连接图像采集器，图像采集器连接中央处理器，通过中央处理器对图像采集器采集的图像进行处理，检测出锅具表面是否有是否存在未喷涂致密保护层区域。

7.根据权利要求6所述的一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，其特征在于：步骤六中对锅具表面性状进行检测，包括如下步骤：

S1：获取锅具表面图像；将图像转换成灰度图像；取图像中的任意像素点的灰度值，并以该点为中心向外辐射；将相邻点像素灰度值与该点灰度值做差值比较运算，得到差值为S1；并记录对比数量为X1；若S1≤20；则记录该相邻点灰度值；若S1＞20，则舍弃该相邻点灰度值；依此类推；

S2：若X1值大于图像像素点的70％时，将记录的各相邻点的灰度值求取平均值，得到标准灰度值；以该标准灰度值形成一与锅具表面图像重合的锅具表面标准灰度图像；将锅具表面标准灰度图像与锅具表面实际灰度图像做“与”运算，得到锅具表面图像中区别于锅具表面标准灰度图像的像素点；其中，当运算后差值绝对值大于20时；判定改点为区别像素点；得出区别像素点后进入步骤S4；

S3：若X1值无法达到图像像素点的70％时；则判定该任意点像素为区别像素点；同时判定记录的像素点均为区别像素点；进入步骤S4；

S4：由区别像素点的位置以及形状判断锅具表面出现异常的位置以及异常的种类：若区别像素点形成片状结构或线状结构；则判定该部位为未喷涂致密保护层区域。

8.根据权利要求5所述的一种表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具的制备方法，其特征在于：还包括测量锅具表面致密保护层厚度的步骤：

A1：在步骤四锅具表面清洗干净后，先随机选取锅具表面多个测量点，并测量各个测量点的厚度尺寸，并进行记录形成实际厚度曲线；

A2：再将步骤五热喷涂完成后标准锅具放置在测量平台上，超声波测距装置包括沿锅具输送方向间隔直线设置的多个测量单元；各测量单元分别对应锅具上与步骤A1相同的测量点；各测量单元垂直于锅具输送方向设置；将超声波测距装置移动至各测量位上；得到相对应的测量点厚度数据；

A3：对步骤A2中每个测量位上测得的数据进行收集并形成实际厚度曲线；

A4：将步骤A1的实际厚度曲线和步骤A3的实际厚度曲线进行分析；判断步骤A1的实际厚度曲线和步骤A3的实际厚度曲线的差值是否在设定阈值内；若不再设定阈值内时，则判定锅具热喷涂厚度异常；将其进行回收；

A5：热喷涂厚度测量正常的锅具进入下道工序。

9.一种利用权利要求1-8所述的表面热喷涂处理形成致密保护层的锅具所制备得到的锅具。

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