CN114645239A - 一种烹饪锅具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种烹饪锅具及其制备方法，属于烹饪锅具领域，针对现有锅具导热性能不佳造成食物糊锅进而清洗困难的问题，采用技术方案如下：一种烹饪锅具，包括：铁基体，其为精铁或铸铁；以便明火烹饪或电磁烹饪；导热层，紧贴所述铁基体的下表面，所述导热层为铜层或银层；不锈层，形成于所述铁基体的上表面和顶面；导磁层，包覆所述导热层的底面；防腐蚀层，包覆所述导热层的侧面和所述导磁层的底面。铜材质或银材质的导热层导热性能好，且设置在铁基体的下表面，能够将热量快速传导至整个铁基体上，以保证受热均匀、减少聚热，可以有效减少锅体局部聚热导致食物烧焦粘锅的问题。该锅具的制备方法。

Description

一种烹饪锅具及其制备方法
技术领域
本发明属于烹饪锅具领域，特别涉及一种烹饪锅具及其制备方法。
背景技术
现有铁制锅具存在导热慢的问题，特别是通过电磁线圈进行加热时，锅具底部靠近电磁源，锅具侧壁远离电磁源，导热性能不佳时，锅具底部温度过高，食物容易受热不均，严重时容易糊锅，清洗难度高；若用硬质工具清洗容易损伤锅具，若采用水浸泡锅具则锅具容易生锈，为此，需要一款导热性能好的锅具，以减少食物局部受热糊锅而带来难以清洗的问题。
发明内容
针对现有锅具导热性能不佳造成食物糊锅进而清洗困难的问题，本发明提供一种烹饪锅具及其制备方法，采用导热性能好的导热层，以改善铁制锅具导热性能不佳的问题。
本发明采用技术方案如下：一种烹饪锅具，包括：
铁基体，其为精铁或铸铁；以便明火烹饪或电磁烹饪；
导热层，紧贴所述铁基体的下表面，所述导热层为铜层或银层；
不锈层，形成于所述铁基体的上表面和顶面；
导磁层，包覆所述导热层的底面；
防腐蚀层，包覆所述导热层的侧面和所述导磁层的底面。
这一结构中，铜材质或银材质的导热层导热性能好，且设置在铁基体的下表面，能够将热量快速传导至整个铁基体上，以保证受热均匀、减少聚热，可以有效减少锅体局部聚热导致食物烧焦粘锅的问题；设置导磁层后本申请的烹饪锅具可以使用电磁炉加热，而使用电磁炉加热时因存在电磁阻抗，会形成局部涡流，热量集中产生，若不及时导热则会产生局部高温，进而导致食物焦化，导热层和导磁层相接触，能够将导磁层的热量传递出去，有效改善食物焦化问题。
进一步地，所述防腐蚀层厚度为10-60微米，所述防腐蚀层上设有缺口，所述导热层通过所述缺口露出。防腐蚀层为保护锅体外表面导热层和导磁层不被外部环境污染腐蚀，材料可以是涂层或氧化层，并不做卫生指标要求。导热层外露的位置可根据锅具外形及展示需求，设置在锅具的适合位置，通过外露部位，消费者可以清楚的看到锅体材料内部结构，促进购买意愿；外露材质具有的特有金属色泽同时起到产品美观的作用。
进一步地，所述缺口为分开的多个缺口。这样的结构方便观察导热层，保持美观的同时还能防止保证结构稳定。
进一步地，所述导热层的孔隙率小于1.5％，厚度为0.1-1.5mm、导热系数为300-500W/(m*K)、孔隙率为小于15％。孔隙率小则导热材料覆盖密实，与铁基体热交换效率高。
进一步地，所述不锈层为对铁基体进行氮化和/或氧化处理后在铁基体表面获得的结构，所述不锈层厚度为2-35μm。不锈层为铁基体本体发生性质变化，其为铁基体外表面形成一层致密的保护层，防止铁基体与食物反应发生氧化生锈，有卫生指标要求，其硬度、耐磨抗压性能与铁基体接近；不锈层能够防止铁基体在使用中接触酸性、含盐食物等发生腐蚀生锈，造成对人体的危害及锅体损坏；氮化、氧化的工艺成熟，不锈层不易脱落，不锈效果好，成本低、适合批量生产。
进一步地，所述导磁层组成为铁素体不锈钢或低合金碳素钢，具体可以是430、410薄板复合或粉末金属熔结而成，其通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊或锻压复合工艺与铁基体复合连接，其厚度为0.2-0.7mm，导磁有效直径≥120mm，导磁有效面积为≥70％。经多次试验得出结论，厚度及直径、有效面积为电磁炉感应加热较佳范围。
一种烹饪锅具的制备方法，包括：
步骤1，采用20至60目的不规则棕刚玉砂粒在铁基体表面喷砂处理；
步骤2，通过高压冷喷涂方式在铁基体的下表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的导热层；
步骤3，在导热层的底部设置导磁层；
步骤4，在导热层侧面和导磁层底部设置防腐蚀层；
步骤5，在防腐蚀层的表面加工缺口，使得导热层在缺口处露出。
与现有的整张铜银复合板拉伸方式相比，本申请可以有效控制导热层的设置位置、大小、厚度、形状，仅在需要的有效部位设置，节约了贵金属的用量。
进一步地，步骤2中，高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述导热层优选纯度>99％的纯铜或银颗粒，粒度范围为100-1000目。
进一步地，步骤3，导磁层通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊或锻压复合方式设置在导热层底部，其中：
冷喷涂工艺：喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm喷涂纯度>99％、粒度范围为100-1000目的纯铜或纯银颗粒，喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；
等离子喷涂工艺：喷涂时喷枪气压380Kpa～420Kpa，在80-350A、15-25V下，喷涂3.0s-12s；采用纯铜或银熔丝线的直径满足Φ1.5-2.5mm；
钎焊工艺：导磁层和导热层之间的钎料采用铜铝基或银铝基钎料，在550-670℃温度下焊接；
锻压复合工艺采用大吨位锻压机进行模锻，锻压压力是？使导磁层与导热层受到挤压结合。
进一步地，步骤4的防腐蚀层的成型工艺：在喷枪压力0.20～0.54MPa下喷涂高温漆涂料，烘烤温度250-380℃，成形膜厚10-60微米。
本发明具有的有益效果：铜材质或银材质的导热层导热性能好，且设置在铁基体的下表面，能够将热量快速传导至整个铁基体上，以保证受热均匀、减少聚热，可以有效减少锅体局部聚热导致食物烧焦粘锅的问题。
附图说明
图1为实施例的截面结构示意图；
图中：1-铁基体；2-导热层；3-不锈层；4-导磁层；5-防腐蚀层。
具体实施方式
下面结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
根据国标GB/T32432-2015的6.18规定进行耐腐蚀性试验，将氯化钠溶液(5％)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，在加热源上大火加热至沸腾，然后保持微沸，机械加热1.5h，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，以保持原溶液高度不变，将烹饪器具移离热源，用自来水洗净盐渍，并用软布吸干表面，立即进行目视检查，无肉眼可见的锈点即为合格。
实施例1
本实施例的烹饪锅具，如图1所示，包括：
铁基体1，其为精铁或铸铁；以便明火烹饪或电磁烹饪；
导热层2，紧贴所述铁基体1的下表面，所述导热层2为铜层或银层；
不锈层3，形成于所述铁基体1的上表面和顶面；
导磁层4，包覆所述导热层2的底面；
防腐蚀层5，包覆所述导热层2的侧面和所述导磁层4的底面。
这一结构中，铜材质或银材质的导热层2导热性能好，且设置在铁基体1的下表面，能够将热量快速传导至整个铁基体1上，以保证受热均匀、减少聚热，可以有效减少锅体局部聚热导致食物烧焦粘锅的问题；设置导磁层4后本申请的烹饪锅具可以使用电磁炉加热，而使用电磁炉加热时因存在电磁阻抗，会形成局部涡流，热量集中产生，若不及时导热则会产生局部高温，进而导致食物焦化，导热层2和导磁层4相接触，能够将导磁层4的热量传递出去，有效改善食物焦化问题。
所述防腐蚀层5厚度为10-60微米，所述防腐蚀层5上设有缺口，如图1中A区所示，所述导热层2通过所述缺口露出。防腐蚀层5为保护锅体外表面导热层2和导磁层4不被外部环境污染腐蚀，材料可以是涂层或氧化层，并不做卫生指标要求。导热层2外露的位置可根据锅具外形及展示需求，设置在锅具的适合位置，通过外露部位，消费者可以清楚的看到锅体材料内部结构，促进购买意愿；外露材质具有的特有金属色泽同时起到产品美观的作用。
所述缺口为分开的多个缺口。这样的结构方便观察导热层2，保持美观的同时还能防止保证结构稳定。
所述导热层2的孔隙率小于1.5％，厚度为0.1-1.5mm、导热系数为300-500W/(m*K)、孔隙率为小于15％。孔隙率小则导热材料覆盖密实，与铁基体1热交换效率高。
所述不锈层3为对铁基体1进行氮化和/或氧化处理后在铁基体1表面获得的结构，所述不锈层3厚度为2-35μm。不锈层3为铁基体1本体发生性质变化，其为铁基体1外表面形成一层致密的保护层，防止铁基体1与食物反应发生氧化生锈，有卫生指标要求，其硬度、耐磨抗压性能与铁基体1接近；不锈层3能够防止铁基体1在使用中接触酸性、含盐食物等发生腐蚀生锈，造成对人体的危害及锅体损坏；氮化、氧化的工艺成熟，不锈层3不易脱落，不锈效果好，成本低、适合批量生产。
所述导磁层4组成为铁素体不锈钢或低合金碳素钢，具体可以是430、410薄板复合或粉末金属熔结而成，其通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊或锻压复合工艺与铁基体1复合连接，其厚度为0.2-0.7mm，导磁有效直径≥120mm，导磁有效面积为≥70％。经多次试验得出结论，厚度及直径、有效面积为电磁炉感应加热较佳范围。
实施例2
本实施例的烹饪锅具的制备方法，包括：
步骤1，采用20至60目的不规则棕刚玉砂粒在铁基体表面喷砂处理；
步骤2，通过高压冷喷涂方式在铁基体的下表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的导热层，高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述导热层优选纯度>99％的纯铜或银颗粒，粒度范围为100-1000目；
步骤3，通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊或锻压复合方式在导热层的底部设置导磁层；本实施例中，冷喷涂工艺：喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm喷涂纯度>99％、粒度范围为100-1000目的纯铜或纯银颗粒，喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；
步骤4，在导热层侧面和导磁层底部设置防腐蚀层，防腐蚀层的成型工艺：在喷枪压力0.20～0.54MPa下喷涂高温漆涂料，烘烤温度250-380℃，成形膜厚10-60微米；
步骤5，在防腐蚀层的表面加工缺口，使得导热层在缺口处露出。
与现有的整张铜银复合板拉伸方式相比，本申请可以有效控制导热层的设置位置、大小、厚度、形状，仅在需要的有效部位设置，节约了贵金属的用量。
实施例3
本实施例的烹饪锅具的制备方法，包括：
步骤1，采用20至60目的不规则棕刚玉砂粒在铁基体表面喷砂处理；
步骤2，通过高压冷喷涂方式在铁基体的下表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的导热层，高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述导热层优选纯度>99％的纯铜或银颗粒，粒度范围为100-1000目；
步骤3，通过等离子热喷涂方式在导热层的底部设置导磁层；本实施例中，等离子喷涂工艺：喷涂时喷枪气压380Kpa～420Kpa，在80-350A、15-25V下，喷涂3.0s-12s；采用纯铜或银熔丝线的直径满足Φ1.5-2.5mm；
步骤4，在导热层侧面和导磁层底部设置防腐蚀层，防腐蚀层的成型工艺：在喷枪压力0.20～0.54MPa下喷涂高温漆涂料，烘烤温度250-380℃，成形膜厚10-60微米；
步骤5，在防腐蚀层的表面加工缺口，使得导热层在缺口处露出。
实施例4
本实施例的烹饪锅具的制备方法，包括：
步骤1，采用20至60目的不规则棕刚玉砂粒在铁基体表面喷砂处理；
步骤2，通过高压冷喷涂方式在铁基体的下表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的导热层，高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述导热层优选纯度>99％的纯铜或银颗粒，粒度范围为100-1000目；
步骤3，通过钎焊方式在导热层的底部设置导磁层；本实施例中，钎焊工艺：导磁层和导热层之间的钎料采用铜铝基或银铝基钎料，在550-670℃温度下焊接；
步骤4，在导热层侧面和导磁层底部设置防腐蚀层，防腐蚀层的成型工艺：在喷枪压力0.20～0.54MPa下喷涂高温漆涂料，烘烤温度250-380℃，成形膜厚10-60微米；
步骤5，在防腐蚀层的表面加工缺口，使得导热层在缺口处露出。
与现有的整张铜银复合板拉伸方式相比，本申请可以有效控制导热层的设置位置、大小、厚度、形状，仅在需要的有效部位设置，节约了贵金属的用量。
实施例5
本实施例的烹饪锅具的制备方法，包括：
步骤1，采用20至60目的不规则棕刚玉砂粒在铁基体表面喷砂处理；
步骤2，通过高压冷喷涂方式在铁基体的下表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的导热层，高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述导热层优选纯度>99％的纯铜或银颗粒，粒度范围为100-1000目；
步骤3，通过锻压复合方式在导热层的底部设置导磁层；本实施例中，锻压复合工艺采用大吨位锻压机进行模锻，使导磁层与导热层受到挤压结合；
步骤4，在导热层侧面和导磁层底部设置防腐蚀层，防腐蚀层的成型工艺：在喷枪压力0.20～0.54MPa下喷涂高温漆涂料，烘烤温度250-380℃，成形膜厚10-60微米；
步骤5，在防腐蚀层的表面加工缺口，使得导热层在缺口处露出。
与现有的整张铜银复合板拉伸方式相比，本申请可以有效控制导热层的设置位置、大小、厚度、形状，仅在需要的有效部位设置，节约了贵金属的用量。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求的范围中。

Claims (10)

1.一种烹饪锅具，其特征在于，包括：
铁基体，其为精铁或铸铁；
导热层，紧贴所述铁基体的下表面，所述导热层为铜层或银层；
不锈层，形成于所述铁基体的上表面和顶面；
导磁层，包覆所述导热层的底面；
防腐蚀层，包覆所述导热层的侧面和所述导磁层的底面。
2.根据权利要求1所述的烹饪锅具，其特征在于，所述防腐蚀层厚度为10-60微米，所述防腐蚀层上设有缺口，所述导热层通过所述缺口露出。
3.根据权利要求2所述的烹饪锅具，其特征在于，所述缺口为分开的多个缺口。
4.根据权利要求1所述的烹饪锅具，其特征在于，所述导热层的孔隙率小于1.5％，厚度为0.1-1.5mm、导热系数为300-500W/(m*K)、孔隙率为小于15％。
5.根据权利要求1所述的烹饪锅具，其特征在于，所述不锈层为对铁基体进行氮化和/或氧化处理后在铁基体表面获得的结构，所述不锈层厚度为2-35μm。
6.根据权利要求1所述的烹饪锅具，其特征在于，所述导磁层组成为铁素体不锈钢或低合金碳素钢，其通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊或锻压复合工艺与铁基体复合连接，其厚度为0.2-0.7mm，导磁有效直径≥120mm，导磁有效面积为≥70％。
7.一种烹饪锅具的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1，采用20至60目的不规则棕刚玉砂粒在铁基体表面喷砂处理；
步骤2，通过高压冷喷涂方式在铁基体的下表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的导热层；
步骤3，在导热层的底部设置导磁层；
步骤4，在导热层侧面和导磁层底部设置防腐蚀层；
步骤5，在防腐蚀层的表面加工缺口，使得导热层在缺口处露出。
8.根据权利要求7所述的烹饪锅具的制备方法，其特征在于，步骤2中，高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述导热层优选纯度>99％的纯铜或银颗粒，粒度范围为100-1000目。
9.根据权利要求7所述的烹饪锅具的制备方法，其特征在于，步骤3，导磁层通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊或锻压复合方式设置在导热层底部，其中：
冷喷涂工艺：喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm喷涂纯度>99％、粒度范围为100-1000目的纯铜或纯银颗粒，喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；
等离子喷涂工艺：喷涂时喷枪气压380Kpa～420Kpa，在80-350A、15-25V下，喷涂3.0s-12s；采用纯铜或银熔丝线的直径满足Φ1.5-2.5mm；
钎焊工艺：导磁层和导热层之间的钎料采用铜铝基或银铝基钎料，在550-670℃温度下焊接；
锻压复合工艺采用大吨位锻压机进行模锻，使导磁层与导热层受到挤压结合。
10.根据权利要求7所述的烹饪锅具的制备方法，其特征在于，步骤4的防腐蚀层的成型工艺：在喷枪压力0.20～0.54MPa下喷涂高温漆涂料，烘烤温度250-380℃，成形膜厚10-60微米。
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