CN114645238A - 烹饪器具及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了烹饪器具及其制备方法，其中，所述烹饪器具包括锅体及形成于所述锅体表面的防锈层，所述防锈层的材质包括高熵合金，所述高熵合金包括耐腐蚀金属元素及其他元素，所述耐腐蚀金属元素包括Cr、Ni、Cu、Ti和Mo中的至少一种，所述其他元素包括Mg、Al、V、Mn、Fe、Co、Zn、Zr、Nb、Sn、Hf、Ta、W和Pb中的至少三种。本申请提供的烹饪器具及其制备方法，由于防锈层包括高熵合金，高熵合金是固溶强化的典型合金，固溶强化效应能够明显提高防锈层的强度与硬度，使得防锈层能够具有耐腐蚀、高强度、高硬度等优点。
Description
技术领域
本申请涉及器具技术领域，尤其涉及烹饪器具及其制备方法。
背景技术
目前烹饪器具使用防锈技术主要为无涂层防锈技术、高分子层防锈技术；但是无涂层防锈技术在长期使用过程中，耐蚀性差；高分子层防锈技术，虽然成本较低，但是高分子层质地较软，家庭使用过程中，高分子层容易被锅铲破坏，导致耐蚀性急剧下降，并且，消费者对高分子层往往有“不健康”印象，影响使用体验。综上，现有的烹饪器具的防锈、耐蚀性差。
发明内容
本申请提供了烹饪器具及其制备方法，可以有效提高烹饪器具的防锈性能，提高耐蚀性，进而提高烹饪器具的使用寿命。
第一方面，本申请实施例提供一种烹饪器具，所述烹饪器具包括锅体及形成于所述锅体表面的防锈层，所述防锈层的材质包括高熵合金，所述高熵合金包括耐腐蚀金属元素及其他元素，所述耐腐蚀金属元素包括Cr、Ni、Cu、Ti和Mo中的至少一种，所述其他元素包括Mg、Al、V、Mn、Fe、Co、Zn、Zr、Nb、Sn、Hf、Ta、W和Pb中的至少三种。
在上述方案中，由于防锈层包括高熵合金，高熵合金是固溶强化的典型合金，固溶强化效应能够明显提高防锈层的强度与硬度，其微观上的晶格畸变也能提高合金的硬度和强度，可以提高防锈层的耐腐蚀性；并且防锈层中具有耐腐蚀金属元素，使得防锈层能够具有耐腐蚀、高强度、高硬度等优点。
在一种实施方式中，所述耐腐蚀金属元素在所有组成元素中的摩尔占比为20％～100％。
在上述方案中，将耐腐蚀金属元素的摩尔占比控制在20％～100％，可以有效提升防锈层的耐腐蚀性能，若耐腐蚀金属元素的摩尔占比小于20％，由于耐腐蚀金属在整个合金组织中含量较少，防锈层的耐腐蚀性能下降。
在一种实施方式中，所述防锈层中各元素的摩尔含量为5％～35％。
在上述方案中，将各个元素的摩尔含量控制在5％～35％，可以保证合金的多主元特征，可以提高合金结构的无序化程度，有利于各个金属元素在高温熔合过程中高熵合金化。
在一种实施方式中，所述烹饪器具包括如下特征a～c中的至少一种：
a.所述防锈层的厚度为20um～200um；
b.所述锅体表面的粗糙度Ra为0.5um～10um；
c.所述锅体的材质包括铝、铝合金、铁和铜中的至少一种。
在上述方案中，通过控制防锈层的厚度、锅体表面的粗糙度可以有效提高防锈层与锅体的结合力，避免结合力不足导致使用过程中防锈层脱落。
在一种实施方式中，所述防锈层采用热喷涂工艺、冷喷涂工艺和固相烧结工艺中的任意一种工艺形成，其中，所述热喷涂工艺包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂中的至少一种。
在上述方案中，采用上述工艺能够在锅体表面快速形成防锈层，降低生产成本，提高生产效率。
第二方面，本申请实施例提供一种烹饪器具的制备方法，包括以下步骤：
将基材经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体；
采用热处理工艺使得金属粉末在锅体表面形成防锈层，其中，所述防锈层包括高熵合金，所述高熵合金包括耐腐蚀金属元素及其他元素，所述耐腐蚀金属元素包括Cr、Ni、Cu、Ti和Mo中的至少一种，所述其他元素包括Mg、Al、V、Mn、Fe、Co、Zn、Zr、Nb、Sn、Hf、Ta、W和Pb中的至少三种。
在上述方案中，通过热处理工艺在锅体表面形成防锈层，由于金属粉末中含有耐腐蚀金属元素，从而保障防锈层的耐腐蚀性能；在热处理过程中，金属粉末通过高温熔合、碰撞，形成高熵合金，高熵合金是固溶强化的典型合金，能够提高防锈层的强度与硬度，提高防锈层的耐腐蚀性，提高烹饪器具的使用寿命。
在一种实施方式中，所述方法包括如下特征a～f中的至少一种：
a.所述金属粉末的平均粒径为5um～100um；
b.熔点高于1800℃的金属粉末的平均粒径小于熔点低于1800℃的金属粉末的平均粒径；
c.所述耐腐蚀金属元素在所述防锈层中的所有组成元素中的摩尔占比为20％～100％；
d.所述防锈层中的各元素的摩尔含量控制在5％～35％；
e.所述金属粉末包括自放热金属粉末，所述自放热金属粉末包括锌粉和/或铝粉；
f.所述金属粉末包括自放热金属粉末，所述自放热金属粉末的摩尔占比小于5％。
在上述方案中，将耐腐蚀金属元素的摩尔占比控制在20％～100％，可以有效提升防锈层的耐腐蚀性能，若耐腐蚀金属元素的摩尔占比小于20％，由于其在整个合金组织中含量较少，防锈层的耐腐蚀性能下降。将防锈层中的各元素的摩尔占比控制在5％～35％，以保证合金的多主元特征，可以提高合金结构的无序化程度，有利于各个金属元素在高温熔合过程中高熵合金化。进一步地，在金属粉末中加入自放热金属粉末，在热处理过程中，这些金属会自放热，提升金属粉末之间的熔融效果，有利于形成高熵合金。
在一种实施方式中，所述方法具有如下特征a～c中的至少一种：
a.所述防锈层的厚度为20um～200um；
b.所述基材表面的粗糙度Ra为0.5um～10um；
c.所述基材的材质包括铝、铝合金、铁和铜中的至少一种。
在上述方案中，通过控制防锈层的厚度、锅体表面的粗糙度等，有利于提高防锈层与锅体的结合力，避免防锈层脱落。
在一种实施方式中，所述热处理工艺包括热喷涂工艺或固相烧结工艺，其中，所述热喷涂工艺包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂中的至少一种。
在上述方案中，采用热喷涂工艺或固相烧结工艺，均可以使得金属粉末达到熔融状态，有利于金属粉末间形成高熵合金。
在一种实施方式中，所述等离子喷涂工艺包括如下特征a～e中的至少一种：
a.所述喷涂距离为140mm～160mm；
b.所述喷涂电流为250A～450A；
c.所述金属粉末的送粉速度为20g/min～40g/min；
d.在喷涂过程中，所需的等离子工作气体包括氩气和氢气，其中，所述氩气的气体流量为40L/min～70L/min，所述氩气压力为0.5Mpa～0.9Mpa；所述氢气的气体流量为6L/min～10L/min，所述氢气压力为0.3Mpa～0.9Mpa；
e.在喷涂过程中，采用多次喷涂法，单次喷涂的层厚度为0.05mm。
在上述方案中，将等离子喷涂工艺的相关参数控制在上述范围内，有利于在锅体表面形成均匀的防锈层，并且可以提高防锈层的致密性及结合力。
附图说明
图1为本申请实施例所提供烹饪器具的制备方法的工艺流程图；
图2为本申请实施例提供的烹饪器具的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的烹饪器具的一种截面示意图。
附图标记：
10-锅体(基材)；
11-防锈层。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如“连接”可以是固定连接或者是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
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。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
第一方面，本申请实施例提供一种烹饪器具的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
S10，将基材经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体；
S20，采用热处理工艺使得金属粉末在锅体表面形成防锈层，其中，所述防锈层包括高熵合金，所述高熵合金包括耐腐蚀金属元素及其他元素，所述耐腐蚀金属元素包括Cr、Ni、Cu、Ti和Mo中的至少一种，所述其他元素包括Mg、Al、V、Mn、Fe、Co、Zn、Zr、Nb、Sn、Hf、Ta、W和Pb中的至少三种。
在上述方案中，通过热处理工艺在锅体表面形成防锈层，由于金属粉末中含有耐腐蚀金属元素，从而保障防锈层的耐腐蚀性能；在热处理过程中，金属粉末通过高温熔合、碰撞，形成高熵合金，高熵合金是固溶强化的典型合金，能够提高防锈层的强度与硬度，提高防锈层的耐腐蚀性，提高烹饪器具的使用寿命。
以下详细介绍本方案：
S10，将基材经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体。
在具体实施例中，所述基材的材质包括铝、铝合金、铁和铜中的至少一种。基材可以使单层基材或复合基材，例如，单层基材只包括一种基材；复合基材为多种材质复合形成，例如由一层铁、一层铝合金复合形成的基材，再通过拉伸成型锅体。
可以理解地，基材的材质在日常使用过程中容易氧化生锈，影响烹饪器具的使用寿命，因此需要在基材的表面形成防锈层，提高烹饪器具的耐蚀性，进而提高使用寿命。
进一步地，基材表面为粗糙面，粗糙面的表面粗糙度Ra为0.5um～10um。需要说明的是，粗糙度Ra为轮廓算术平均偏差。将粗糙度控制在该范围内，形成于基材表面的防锈层能够具有较好的致密性，不易脱落，粗糙度过小或过大，容易导致层结合力差，易脱落。
可选地，所述粗糙面的粗糙度Ra可以为0.5um、1um、2um、3um、4um、5um、6um、7um、8um、9um或10um，从而提高防锈层与基材的结合力。当然，所述粗糙面的粗糙度Ra还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。
进一步地，在进行热处理处理前，可以对基材表面进行清洁处理、喷砂处理和脱油脱脂处理，提高合金涂层与基材的结合力。
S20，采用热处理工艺使得金属粉末在锅体表面形成防锈层。
作为本申请可选的技术方案，所述热处理工艺包括热喷涂工艺或固相烧结工艺。
热喷涂工艺是指利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基材表面形成涂层的方法。在具体实施例中，所述热喷涂工艺包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂中的至少一种。
固相烧结工艺，是指两种组元以上的粉末体系在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结，形成防锈层的方法。
作为本申请可选的技术方案，所述金属粉末为金属单质粉末和/或合金粉末；金属单质粉末可以包括铬粉、镍粉、铜粉、钛粉、钼粉、镁粉、铝粉、钒粉、锰粉、铁粉、钴粉、锌粉、锆粉、铌粉、锡粉、铪粉、钽粉、钨粉和铂粉中的至少一种。在本实施例中，为了降低杂质对耐腐蚀性能的影响，金属单质粉末的纯度为99.9％以上。
合金粉末可以包括所述合金包括MoFe、TiFe、TiV、NiCo、CoCr及NiCr中的至少一种。任意一种合金粉末中的金属元素的比例关系可以根据实际需要进行调整，且最终的防锈层中的各元素的摩尔含量控制在5％～35％即可。在其他实施例中，金属粉末还可以是金属包覆型粉末，在此不再限定。需要说明的是，混合后的金属粉末至少包括4种及以上金属元素。
各个元素在防锈层中的摩尔占比为5％～35％，具体可以是5％、10％、15％、20％、25％、30％或35％等，在此不做限定。
作为本申请可选的技术方案，金属粉末的粒径为5um～100um，可以理解地，当金属粉末粒径大于100um，金属粉末颗粒过粗，喷涂过程消耗功率高，金属颗粒难以达到熔融状态，不利于形成高熵合金；当金属粉末粒径小于5um时，粉末颗粒过细，防锈层形成速度较慢，喷涂浪费较大，成本高。
可选地，金属粉末的粒径可以为5um、10um、15um、20um、30um、40um、50um、60um、70um、80um、90um或100um，优选地，金属粉末的平均粒径为5um～50um，防锈层形成速度快，防锈层粗糙度适宜，外观平整。当然，金属粉末的粒径还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。
进一步地，为了促进金属粉末间高熵合金化，熔点高于1800℃的金属粉末的平均粒径小于熔点低于1800℃的金属粉末的平均粒径。具体地，熔点高于1800℃的金属粉末的平均粒径5um～50um，熔点越高，在热处理过程中，颗粒大的金属更不容易呈熔融状态，因此需要控制熔点高的金属的颗粒粒径，以促进其在热处理过程中趋于熔融态，有利于金属间高熵合金化。
为了提高热处理效率，所述金属粉末包括自放热金属粉末，所述自放热金属粉末包括锌粉和/或铝粉，所述自放热金属粉末的摩尔占比小于5％。
可以理解地，在金属粉末中加入自放热金属粉末，在热处理过程中，这些金属会自放热，提升金属颗粒的熔融效果，提升金属粉末之间的熔融效果，有利于形成高熵合金。
为了保障防锈层的防锈性能，所述耐腐蚀金属元素在所述防锈层中的所有组成元素中的摩尔占比为20％～100％。将耐腐蚀金属元素的摩尔占比控制在20％～100％，可以有效提升防锈层的耐腐蚀性能，若耐腐蚀金属元素的摩尔占比小于20％，由于耐腐蚀金属在整个合金组织中含量较少，防锈层的耐腐蚀性能下降。
可选地，耐腐蚀金属元素在防锈层中的所有组成元素中的摩尔占比可以为20％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、75％、80％、85％或100％。例如混合金属粉末包括Cr粉、Co粉、Ni粉和Al粉，其中，Cr的摩尔占比为30％，Co的摩尔占比为30％，Ni的摩尔占比为30％，Al的摩尔占比为10％。
在具体实施例中，所述防锈层的厚度为20um～200um；防锈层的厚度大于200um时，容易造成防锈层内应力过大，防锈层与基材的结合力下降，在使用过程中带来防锈层崩裂的风险；防锈层的厚度小于20um时，防锈性能下降，烹饪器具的使用寿命降低。优选地，防锈层的厚度为50um～100um。
作为本申请可选的技术方案，所述防锈层的厚度具体可以是20um、40um、50um、60um、70um、80um、90um、100um、120um、150um、180um或200um；从而有利于提高防锈层与基材的结合力。当然，所述合金涂层的厚度还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。
在具体实施方式中，所述热处理工艺为等离子喷涂工艺，喷涂时控制喷涂距离为140mm～160mm；喷涂电流为250A～450A；所述金属粉末的送粉速度为20g/min～40g/min；在喷涂过程中，所需的等离子工作气体包括氩气和氢气，其中，所述氩气的气体流量为40L/min～70L/min，所述氩气压力为0.5Mpa～0.9Mpa；所述氢气的气体流量为6L/min～10L/min，所述氢气压力为0.3Mpa～0.9Mpa；在喷涂过程中，采用多次喷涂法，单次喷涂的层厚度为0.05mm。
通过控制上述喷涂工艺的参数，枪口处形成的高压等离子焰流将金属粉末加热至熔融或半熔融状态，然后沉积在锅体表面，金属粉末通过高温熔合、碰撞，形成高熵合金，高熵合金是固溶强化的典型合金，能够提高防锈层的强度与硬度，提高防锈层的耐腐蚀性，提高烹饪器具的使用寿命。
在具体实施方式中，所述热处理工艺为固相烧结工艺，具体步骤包括：
(1)按照高熵合金组成元素的比例关系称取金属粉末，加入有机溶剂中，得到浆料；
(2)将浆料采用空气喷涂方式喷涂在锅体的表面，形成防锈涂层；
(3)对锅体表面的防锈涂层进行烧结，控制烧结温度为金属粉末中的金属元素的最高熔点。
具体地，有机溶剂包括聚乙烯醇、聚丙酮和乙醇中的至少一种。
为了提高浆料中的金属粉末的分散均匀度，所述浆料包括表面活性剂及分散剂，表面活性剂为乙炔二醇类表面活性剂，分散剂为丙烯酸酯类分散剂。从而提高金属粉末的分散均匀度。
所述浆料的粘度为100～500cps，从而提高浆料与基材之间的结合力。
进一步地，在步骤(2)之后，并步骤(3)之前，所述方法还可以包括：
对合金涂层进行烘干处理，使得防锈涂层中的有机溶剂能够挥发，防锈涂层与基材的结合力增加。
在步骤(3)中，通过控制烧结温度为金属粉末中的金属元素的最高熔点，可以保障金属粉末能够充分加热至熔融状态，在合金凝固过程中可以降低金属间合金有序和偏析倾向，形成比金属间化合物或其他有序相更稳定的高熵合金；并且，高熵合金的各组成元素原子半径不同，各元素原子以同等机会占据各个晶格位置，导致晶格发生畸变，进而影响合金的宏观性能，太大的原子尺寸差甚至可能使晶格畸变能过高，无法保持晶体晶格构型，从而使得晶格坍塌形成非晶结构。晶格畸变会增加位错运动阻力，显著增加合金硬度、强度。因此，高熵合金具有高强度、高硬度、强耐磨及耐腐蚀等优点。
进一步地，在步骤S20之后，所述方法还包括：
对所述锅体表面的防锈层进行砂光抛光处理，使得所述防锈层的表面粗糙度Ra控制为3um～5um。
可以理解地，抛光处理可以使得锅体表面更加光滑，方便清洁，提升用户体验。
第二方面，本申请实施例还提供一种烹饪器具，如图2～3所示，所述烹饪器具包括锅体10及形成于所述锅体10表面的防锈层11，所述防锈层11的材质包括高熵合金，所述高熵合金包括耐腐蚀金属元素及其他元素，所述耐腐蚀金属元素包括Cr、Ni、Cu、Ti和Mo中的至少一种，所述其他元素包括Mg、Al、V、Mn、Fe、Co、Zn、Zr、Nb、Sn、Hf、Ta、W和Pb中的至少三种。
在上述方案中，由于防锈层包括高熵合金，高熵合金是固溶强化的典型合金，固溶强化效应能够明显提高防锈层的强度与硬度，其微观上的晶格畸变也能提高合金的硬度和强度，可以提高防锈层的耐腐蚀性；并且防锈层中具有耐腐蚀金属元素，使得防锈层能够具有耐腐蚀、高强度、高硬度等优点。
在具体实施例中，所述锅体10的材质包括铝、铝合金、铁和铜中的至少一种。锅体可以使单层锅体或复合锅体，例如，单层锅体只包括一种基材；复合锅体为多种材质复合形成，例如由一层铁、一层铝合金复合形成的基材，再通过拉伸成型锅体。
可以理解地，锅体的材质在日常使用过程中容易氧化生锈，影响烹饪器具的使用寿命，因此需要在锅体的表面形成防锈层，提高烹饪器具的耐蚀性，进而提高使用寿命。
所述基材的表面粗糙度Ra为0.5um～10um，将粗糙度控制在该范围内，形成于基材表面的防锈层能够具有较好的致密性，不易脱落，粗糙度过小或过大，容易导致层结合力差，易脱落。
可选地，所述粗糙面的粗糙度Ra可以为0.5um、1um、2um、3um、4um、5um、6um、7um、8um、9um或10um，从而提高防锈层与基材的结合力。当然，所述粗糙面的粗糙度Ra还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。
在具体实施例中，所述防锈层的厚度为20um～200um；防锈层的厚度大于200um时，容易造成防锈层内应力过大，防锈层与基材的结合力下降，在使用过程中带来防锈层崩裂的风险；防锈层的厚度小于20um时，防锈性能下降，烹饪器具的使用寿命降低。优选地，防锈层的厚度为50um～100um。
作为本申请可选的技术方案，所述防锈层的厚度具体可以是20um、40um、50um、60um、70um、80um、90um、100um、120um、150um、180um或200um；从而有利于提高防锈层与基材的结合力。当然，所述合金涂层的厚度还可以其他数值，其具体的数值可以根据实际需求而选择或者设置。
所述耐腐蚀金属元素在所有组成元素中的摩尔占比为20％～100％。将耐腐蚀金属元素的摩尔占比控制在20％～100％，可以有效提升防锈层的耐腐蚀性能，若耐腐蚀金属元素的摩尔占比小于20％，由于耐腐蚀金属在整个合金组织中含量较少，防锈层的耐腐蚀性能下降。
可选地，耐腐蚀金属元素在防锈层中的所有组成元素中的摩尔占比可以为20％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、75％、80％、85％或100％。例如混合金属粉末包括Cr粉、Co粉、Ni粉和Al粉，其中，Cr的摩尔占比为30％，Co的摩尔占比为30％，Ni的摩尔占比为30％，Al的摩尔占比为10％。
进一步地，所述防锈层中各元素的摩尔含量为5％～35％。
在上述方案中，将各个元素的摩尔含量控制在5％～35％，可以保证合金的多主元特征，可以提高合金结构的无序化程度，有利于各个金属元素在高温熔合过程中高熵合金化。
在具体实施例中，所述防锈层11采用热喷涂工艺、冷喷涂工艺和固相烧结工艺中的任意一种工艺形成，其中，所述热喷涂工艺包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂中的至少一种。具体处理参数可参见第一方面所述的烹饪器具的制备方法。
为了更好体现本申请烹饪炊具的耐腐蚀性，现对本申请中烹饪炊具进行耐腐蚀测试。
实施例1：
(1)将铁板经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体，并将锅体内表面进行砂光处理，使得锅体内表面的粗糙度达到5um左右；
(2)取平均粒径为8um左右的铁粉、NiCr合金、铝粉、铜粉混合而成的金属混合粉末，采用等离子喷涂工艺在所述锅体内表面形成厚度为100um的防锈涂层，具体地，等离子喷涂具体参数如下：喷涂距离为150mm；喷涂电流为400A；送粉速度为25g/min；工作气体包括氩气和氢气，其中，所述氩气的气体流量为50L/min，氢气的气体流量8L/min。
(3)冷却后的锅体内表面进行抛光处理，得到烹饪器具，其中锅体表面具有FeCrAlCuNi防锈层，其中，耐腐蚀金属元素的摩尔占比为60％。
实施例2：
(1)将铁板经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体，并将锅体内表面进行砂光处理，使得锅体内表面的粗糙度达到5um左右；
(2)取平均粒径为8um左右的铁粉、NiCr合金、铝粉、铜粉混合而成的金属混合粉末，并分散于异丙醇溶剂中，形成粘度为250cps的浆料，将浆料采用空气喷涂工艺于锅体的表面并烘干，形成防锈涂层。
(3)对锅体表面的防锈涂层进行烧结，控制烧结温度为1800℃。
(4)冷却后的锅体内表面进行抛光处理，得到烹饪器具，其中锅体表面具有FeCrCuTiV防锈层，其中，耐腐蚀金属元素的摩尔占比为60％。
实施例3：
(1)将铁板经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体，并将锅体内表面进行砂光处理，使得锅体内表面的粗糙度达到5um左右；
(2)取平均粒径为10um左右的铁粉、NiCr合金、锌粉、铜粉混合而成的金属混合粉末，采用等离子喷涂工艺在所述锅体内表面形成厚度为150um的防锈涂层，具体地，等离子喷涂具体参数如下：喷涂距离为140mm；喷涂电流为300A；送粉速度为25g/min；工作气体包括氩气和氢气，其中，所述氩气的气体流量为50L/min，氢气的气体流量8L/min。
(3)冷却后的锅体内表面进行抛光处理，得到烹饪器具，其中锅体表面具有FeCrAlZnNi防锈层，其中，耐腐蚀金属元素的摩尔占比为50％。
实施例4：
(1)将铁板经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体，并将锅体内表面进行砂光处理，使得锅体内表面的粗糙度达到5um左右；
(2)取平均粒径为20um左右的铝粉、铜粉、镍粉及平均粒径为5um的钼粉、铬粉混合而成的金属混合粉末，采用等离子喷涂工艺在所述锅体内表面形成厚度为100um的防锈涂层，具体地，等离子喷涂具体参数如下：喷涂距离为160mm；喷涂电流为450A；送粉速度为25g/min；工作气体包括氩气和氢气，其中，所述氩气的气体流量为50L/min，氢气的气体流量8L/min。
(3)冷却后的锅体内表面进行抛光处理，得到烹饪器具，其中锅体表面具有AlCrMoCuNi防锈层，其中，耐腐蚀金属元素的摩尔占比为90％。
对比例1
(1)将铁板经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体，并将锅体内表面进行砂光处理，使得锅体内表面的粗糙度达到5um左右；
(2)取平均粒径为8um左右的铁粉、NiCr合金、铝粉、铜粉混合而成的金属混合粉末，并分散于异丙醇溶剂中，形成粘度为250cps的浆料，将浆料采用空气喷涂工艺于锅体的表面并烘干，形成防锈涂层。
(3)对锅体表面的防锈涂层进行烧结，控制烧结温度为1500℃。
(4)冷却后的锅体内表面进行抛光处理，得到烹饪器具，其中锅体表面具有FeCrCuTiV防锈层，其中，耐腐蚀金属元素的摩尔占比为60％。
对比例2：
(1)将铁板经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体，并将锅体内表面进行砂光处理，使得锅体内表面的粗糙度达到5um左右；
(2)取平均粒径为8um左右的铁粉、NiCr合金、铝粉、锌粉混合而成的金属混合粉末，采用等离子喷涂工艺在所述锅体内表面形成厚度为100um的防锈涂层，具体地，等离子喷涂具体参数如下：喷涂距离为150mm；喷涂电流为400A；送粉速度为25g/min；工作气体包括氩气和氢气，其中，所述氩气的气体流量为50L/min，氢气的气体流量8L/min。
(3)冷却后的锅体内表面进行抛光处理，得到烹饪器具，其中锅体表面具有FeCrAlZnNi防锈层，其中，耐腐蚀金属元素的摩尔占比为15％。
测试：
将实施例与对比例制备得到的相同规格的锅具，放置于相同的环境下进行以下程序，进行表面硬度及耐腐蚀性能测试，其中，表面硬度采用维氏硬度仪进行测试，耐腐蚀性能测试按照中性盐雾测试(NSS)方法进行测试，测试结果如表1所示。
表1
根据实施例1～4的测试结果可知，实施例1～4制得的锅体的表面硬度都较高，且具有优异的耐腐性能。
根据对比例1与实施例1的测试结果可知，对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中的烧结温度低于具有最高熔点的Cr金属元素，所以在固相烧结过程中，金属粉末难以充分加热至熔融状态，合金凝固过程中金属间合金有序和偏析倾向现象显著，难以形成高熵合金，其表面硬度与耐腐蚀性能都相对于实施例1有所下降。
根据对比例2与实施例2的测试结果可知，对比例2与实施例2的区别在于，对比例2的防锈层中耐腐蚀金属元素占比小于20％，耐腐蚀金属元素不足，导致对比例2的耐腐蚀性能相比于实施例2大幅下降。
综上所述，采用本申请提供的制备方法制得的烹饪器具，能够有效提高烹饪器具的防锈性能，提高耐蚀性。
Claims (10)
1.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括锅体及形成于所述锅体表面的防锈层，所述防锈层的材质包括高熵合金，所述高熵合金包括耐腐蚀金属元素及其他元素，所述耐腐蚀金属元素包括Cr、Ni、Cu、Ti和Mo中的至少一种，所述其他元素包括Mg、Al、V、Mn、Fe、Co、Zn、Zr、Nb、Sn、Hf、Ta、W和Pb中的至少三种。
2.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述耐腐蚀金属元素在所有组成元素中的摩尔占比为20％～100％。
3.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述防锈层中各元素的摩尔含量为5％～35％。
4.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括如下特征a～c中的至少一种：
a.所述防锈层的厚度为20um～200um；
b.所述锅体表面的粗糙度Ra为0.5um～10um；
c.所述锅体的材质包括铝、铝合金、铁和铜中的至少一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的烹饪器具，其特征在于，所述防锈层采用热喷涂工艺、冷喷涂工艺和固相烧结工艺中的任意一种工艺形成，其中，所述热喷涂工艺包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂中的至少一种。
6.一种烹饪器具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基材经过拉伸成型形成具有烹饪腔的锅体；
采用热处理工艺使得金属粉末在锅体表面形成防锈层，其中，所述防锈层包括高熵合金，所述高熵合金包括耐腐蚀金属元素及其他元素，所述耐腐蚀金属元素包括Cr、Ni、Cu、Ti和Mo中的至少一种，所述其他元素包括Mg、Al、V、Mn、Fe、Co、Zn、Zr、Nb、Sn、Hf、Ta、W和Pb中的至少三种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，所述方法包括如下特征a～f中的至少一种：
a.所述金属粉末的平均粒径为5um～100um；
b.熔点高于1800℃的金属粉末的平均粒径小于熔点低于1800℃的金属粉末的平均粒径；
c.所述耐腐蚀金属元素在所述防锈层中的所有组成元素中的摩尔占比为20％～100％；
d.所述防锈层中的各元素的摩尔含量控制在5％～35％；
e.所述金属粉末包括自放热金属粉末，所述自放热金属粉末包括锌粉和/或铝粉；
f.所述金属粉末包括自放热金属粉末，所述自放热金属粉末的摩尔占比小于5％。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法具有如下特征a～c中的至少一种：
a.所述防锈层的厚度为20um～200um；
b.所述基材表面的粗糙度Ra为0.5um～10um；
c.所述基材的材质包括铝、铝合金、铁和铜中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述热处理工艺包括热喷涂工艺或固相烧结工艺，其中，所述热喷涂工艺包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、氧乙炔火焰喷涂、电弧喷涂和爆炸喷涂中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述等离子喷涂工艺包括如下特征a～e中的至少一种：
a.所述喷涂距离为140mm～160mm；
b.所述喷涂电流为250A～450A；
c.所述金属粉末的送粉速度为20g/min～40g/min；
d.在喷涂过程中，所需的等离子工作气体包括氩气和氢气，其中，所述氩气的气体流量为40L/min～70L/min，所述氩气压力为0.5Mpa～0.9Mpa；所述氢气的气体流量为6L/min～10L/min，所述氢气压力为0.3Mpa～0.9Mpa；
e.在喷涂过程中，采用多次喷涂法，单次喷涂的层厚度为0.05mm。
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