CN115044898B - 炊具的制造方法和炊具 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种炊具的制造方法和炊具。其中，炊具的制造方法包括提供炊具基体；采用复合粉末通过粉末烧结工艺在所述炊具基体表面上形成内部具有预定孔隙结构的吸附层，所述孔隙结构的至少一部分孔隙被所述吸附层的外表面暴露；将不粘材料吸附在所述吸附层的外表面上以及吸附在所述至少一部分孔隙中，然后对吸附有不粘材料的炊具基体进行烧结处理，以使所述不粘材料附着在所述吸附层外表面上以及填充在所述至少一部分孔隙中，其中，所述复合粉末包括组成元素为C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe的粉末材料。根据本申请，炊具具有良好的持久不粘性，进而具有更长的不粘寿命。

Description

炊具的制造方法和炊具

技术领域

本申请涉及炊具技术领域，具体涉及一种炊具的制造方法和炊具。

背景技术

在现有技术中，不粘锅在煎或者炒食物时能够使食物不粘锅底，并且具有易于清洗的优点(轻轻一擦即可干净)，因此在众多的锅具种类中备受用户的喜爱。由于东西方烹饪习惯的差异，使得我国对于锅具的不粘要求相对较高。现有的不粘锅在使用较短的时间内便会出现不粘性能变差的问题。

为此，现有技术中通过形成具有孔隙的热喷涂层或者形成氧化膜来作为用于吸附不粘材料的孔隙，而由于现有技术中制得的孔隙较小，与不粘材料的颗粒的粒径差异较大或者部分交集，从而导致不粘材料的颗粒吸附效率很低，吸附效果不佳，进而导致锅具的持久不粘性提升并不高。

因此，如何使不粘锅能够持久不粘，具有更长的不粘使用寿命，依然是锅具制造技术领域内一直需要探究的方向。

发明内容

因此，本申请的目的在于提供一种炊具的制造方法和炊具，以解决现有技术中的炊具不粘性不够持久的问题，实现了炊具持久不粘的技术效果。

根据本申请的第一方面，提供一种炊具的制造方法，包括：提供炊具基体；采用复合粉末通过粉末烧结工艺在所述炊具基体表面上形成内部具有预定孔隙结构的吸附层，所述孔隙结构中的至少一部分孔隙被所述吸附层的外表面暴露；将不粘材料吸附在所述吸附层的外表面上以及吸附在所述至少一部分孔隙中，然后对吸附有不粘材料的炊具基体进行烧结处理，以使所述不粘材料附着在所述吸附层外表面上以及填充在所述至少一部分孔隙中，其中，所述复合粉末包括组成元素为C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe的粉末材料。

在实施例中，以重量百分比计，所述粉末材料包括0.01％-0.1％的C、0.05％-0.8％的Si、13％-15％的Cr、0.1％-2％的Ni、0.14％-0.20％的Mn、1.0％-2.0％的Mo和余量的Fe。

在实施例中，形成吸附层的步骤包括：制备包括所述复合粉末的浆料，所述复合粉末具有预设粒径；将所述浆料注射至设有炊具基体的模具中，从而在炊具基体上形成吸附层坯体；对所述吸附层坯体进行烧结，其中，通过调节烧结工艺的参数来得到内部具有所述预定孔隙结构的吸附层。

在实施例中，所述对所述吸附层坯体进行烧结的步骤包括：将具有所述吸附层坯体的炊具基体置于真空环境下，然后采用梯段式升温的方式对所述吸附层坯体进行烧结处理。

在实施例中，采用梯段式升温的方式对所述吸附层坯体进行烧结处理的步骤包括：待吸附层坯体加热至初始温度，再以4-6℃/min的升温速度升温至650℃-750℃，保温20min-40min，然后以4-6℃/min的升温速度升温至1100℃-1300℃，保温10min-50min，然后再以4℃-6℃/min的降温速度降温至室温。

在实施例中，所述预定孔隙结构包括预定的孔隙尺寸和孔隙个数，所述孔隙尺寸为5μm-15μm，在每平方厘米的炊具基体上的孔隙个数为50-300个，其中，所述吸附层的硬度为HRC40-HRC55。

在实施例中，所述不粘材料为氟树脂涂料和/或聚硅氧烷涂料，所述吸附层的外表面上具有凹凸结构，其中，至少一部分的不粘涂料附着在所述凹凸结构的凹陷处。

在实施例中，所述吸附层的外表面上具有凹凸结构，将所述不粘涂料吸附在所述吸附层的外表面上以及吸附在所述至少一部分孔隙中的步骤之前，先将所述凹凸结构的顶端处理光滑或者将所述凹凸结构磨平。

在实施例中，所述复合粉末还包括合金材料，所述合金材料包括非晶合金粉末和/或钛铁合金粉末，在所述复合粉末中，以复合粉末的总重量为100％计，所述粉末材料占所述复合粉末的总重量的百分比不小于95％，余量为合金材料；所述复合粉末的预设粒径为10μm-50μm，其中，所述粉末材料的平均粒径为10μm-50μm，所述合金材料的平均粒径为5μm-20μm，所述粉末材料和所述合金材料的粒径差不小于5μm。

在实施例中，所述制备包括所述复合粉末的浆料的步骤包括：将复合粉末、分散剂、粘结剂以及水混合以形成所述浆料，其中，以重量百分比计，所述浆料包括50％-65％的复合粉末、0.3％-0.5％的分散剂、0.4％-0.6％的粘结剂和余量的水。

根据本申请的第二方面提供了一种炊具，所述炊具包括炊具基体以及设置在炊具基体表面上的吸附层，所述吸附层是采用复合粉末通过粉末烧结工艺形成的以在内部形成预定孔隙结构，所述吸附层的外表面以及所述孔隙结构中的至少一部分孔隙均被不粘材料填充，其中，所述复合粉末包括组成元素为C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe的粉末材料。

在实施例中，所述不粘材料为氟树脂涂料和/或聚硅氧烷涂料，其中，所述吸附层的外表面上具有凹凸结构，至少部分的不粘涂料附着在所述凹凸结构的凹陷处。

在实施例中，所述孔隙结构包括预定的孔隙尺寸和孔隙个数，所述孔隙尺寸为5μm-15μm，在每平方厘米的炊具基体上的孔隙个数为50个-300个，其中，所述吸附层的硬度为HRC40-HRC55。

根据本申请的炊具的制造方法，采用粉末材料通过粉末烧结工艺可以使得形成的吸附层内部具有合适的孔隙结构，并且孔隙结构的至少一部分孔隙能够被吸附层的外表面暴露，当将不粘材料与吸附层的外表面相互接触时，不粘材料不仅会吸附在吸附层的外表面，还会吸附在位于吸附层内部的至少一部分孔隙中，通过烧结处理可以使得不粘材料固化在吸附层的对应位置上，预定的孔隙结构能够将不粘材料较多地附着在其内部，由于不粘材料的不粘效果较佳，并且孔隙中的不粘材料会被孔隙外壁保护而不会被铲具等硬质物接触而破坏，因而能够在一定程度上提升炊具的持久不粘性能。

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由粉末材料形成的一种吸附层坯体的横截面经显微镜放大后的示意图；

图2是根据本申请实施例的由粉末材料形成的一种吸附层坯体的经显微镜放大后的示意图；

图3是根据本申请实施例的锅具的结构示意图；

图4是根据本申请图3中I处的放大示意图；

图5是根据本申请实施例的烧结曲线图。

具体实施方式

将在下文中结合示例性实施例更充分地描述本发明构思，然而，本发明构思可以以许多不同的形式来实施且不应被解释为限于这里所阐述的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将是彻底的和完整的，并且将把本发明构思的范围充分地传递给本领域技术人员。

目前市面上不粘锅大多为使用氟涂料作为不粘材料形成的不粘锅，其工艺过程为：在基材表面上形成一层氟树脂不粘层。由于氟树脂具有较好的不粘性，因此在使用初期，氟树脂不粘层可以具有良好的初始不粘性，但是在使用一段时间后，由于氟树脂不耐高温，质地软，易出现涂层被高温或者被硬质食物破坏的情况，从而导致不粘性逐渐下降，因而持久不粘性不佳。

现有的不粘材料包括氟涂料或陶瓷涂料，氟涂料或陶瓷涂料中由于具有不粘效果的颗粒，使得不粘性较好。例如，本领域技术人员可知，在氟涂料中起不粘作用的不粘颗粒，例如但不限于聚四氟乙烯，其颗粒粒径一般为0.1μm-0.6μm。在专利号为CN101396229B的专利公开文本中，其通过形成疏松多孔的氧化膜，并在氧化膜内吸附聚四氟乙烯，从而实现持久不粘效果。但是，由于氧化膜的孔隙较小，使得吸附聚四氟乙烯的效率较低，并且作为吸附层的氧化膜自身强度低，不能有效地保护聚四氟乙烯材料，从而不能很好地提升不粘使用寿命。专利号为CN109984618A的专利公开文本中，通过形成具有孔隙的热喷涂层，将不粘涂料吸附在热喷涂层的孔隙中，从而实现持久不粘效果并且热喷涂层的硬度和强度可以对不粘材料形成保护，但是热喷涂层孔隙较小，使得吸附聚四氟乙烯的效率较低，并且热喷涂形成的孔隙不可控，会导致不粘性不均匀(孔隙大且密集的区域不粘性好，但是孔隙小的区域不粘性不佳)，另外，热喷涂层的粗糙结构在平方向上各个凸起高度明显不一致，锅铲翻炒时会降低顺滑感受，用户使用体验度一般。因此，现有技术中能够吸附不粘颗粒的孔隙较小，而聚四氟乙烯的粒径是一个正态分布规则，使得较多的不粘颗粒的粒径比孔隙大，从而导致不粘颗粒吸附效率很低，吸附效果不佳，进而导致锅具持久不粘性能的提升并不高(如果不粘颗粒的粒径比孔隙大，则不粘颗粒无法吸附在孔隙中，如果不粘颗粒的粒径与孔隙相近，则吸附量降低，也会影响吸附的效果)。

为了解决上述现有技术中的问题，本申请致力于提供一种持久不粘的炊具。为此，申请人对进行了研究，以期望提供一种新的不粘技术。

粉末材料属于一种合金材料的粉末，是由金属和/或非金属元素构成的，因此可以具有金属和/或非金属对应的优点。因此可以通过选择合适的粉末材料来形成具有一定硬度的炊具内涂层。

然而，在实际生产制造过程中，形成炊具内涂层的材料的选择，通常需要考虑制造成本、材料强度或食品安全等诸多因素，因此，并非所有的粉末材料都能够适于制造炊具内涂层。

申请人发现，包括C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe多种元素的粉末材料，C、Si主要提高粉末材料硬度；Cr、Ni主要提高粉末材料的耐蚀性以及影响烧结后孔隙结构；Mn、Mo主要提升粉末材料韧性；Fe为降低材料的整体成本。因此采用粉末材料通过烧结工艺能够形成具有合适强度的吸附层，从而能够提升炊具内涂层的耐磨性。

另外，申请人还发现，采用粉末材料通过粉末烧结工艺能够使得形成的吸附层内部具有合适的孔隙结构，并且孔隙结构的至少一部分孔隙被吸附层的外表面暴露，当将不粘材料与吸附层的外表面相互接触时，不粘材料会吸附在吸附层的外表面以及吸附在至少一部分孔隙中，通过烧结处理能够使得不粘材料固化在吸附层的对应位置上，预定的孔隙结构能够将不粘材料较多地附着在其内部，不粘材料的不粘效果较佳，并且孔隙中的不粘材料会被孔隙外壁保护，从而不会被铲具等硬质物接触而导致破坏，因此能够在一定程度上提升炊具的持久不粘性能。

此外，采用粉末材料通过烧结工艺形成的吸附层，可以在吸附层的外表面上具有凹凸结构，在凹凸结构上设置不粘材料，在用户初始使用时，不粘材料形成的不粘层(在下文中具体描述)可以满足国标要求，从而获得较好的用户体验度。将不粘材料(将在下文进行详细描述)设置在凹凸结构的凹陷位置处，通过吸附层的外表面上凹凸结构来保护不粘材料，可以避免被例如铲具等硬质物接触而发生破坏，从而使得炊具具有良好的持久不粘性，进而具有更长的不粘寿命。

下面将结合示例性实施例，对本申请的发明构思进行详细的描述。

根据本申请的第一方面提供了一种炊具的制造方法，包括提供炊具基体；采用复合粉末通过粉末烧结工艺在所述炊具基体表面上形成内部具有预定孔隙结构的吸附层，孔隙结构中的至少一部分孔隙被吸附层的外表面暴露；将不粘材料吸附在吸附层的外表面上以及吸附在至少一部分孔隙中，然后对吸附有不粘材料的炊具基体进行烧结处理，以使不粘材料附着在吸附层外表面上以及填充在至少一部分孔隙中，其中，复合粉末包括组成元素为C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe的粉末材料。

在本申请实施例中，不粘材料的不粘性优于所述吸附层的不粘性，靠近吸附层外表面上的孔隙结构中的孔隙均匀地暴露在外。孔隙结构由相互贯通或封闭的多个孔隙形成。吸附层可以类比于“多孔材料”，形成孔隙结构的孔隙可以类比于多孔材料中的“孔洞”。需要说明的是，这里的描述仅仅是为了方便理解本申请，而并不是说孔隙结构在吸附层中的占比、吸附层的形状构造以及孔隙结构的形状构造也均必须与类比结构近似或者相同。

以下，将详细地描述根据本申请的炊具的制造方法。

提供炊具基体

根据本申请，炊具基体的类型、形状和材质不受过多限制。示例性的，炊具基体可以包括炒锅、煎锅和电饭锅内胆中的一种。炊具基体可以具有常规的形状，例如但不限于尖圆底或圆弧底。炊具基体的材质可以铸铝材质、不锈钢材质和钛材质中的一种。

提供粉末材料

炊具的制造方法还包括准备粉末材料的步骤。需要说明的是，本申请并不限制粉末材料的准备时机。

根据本申请，粉末材料包括C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe。采用C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe多种元素组成的粉末材料通过烧结工艺能够形成具有预设孔隙结构的吸附层，能够便于借助吸附层的孔隙结构的孔隙来吸附不粘效果较好的不粘材料。另外还可以形成预定硬度的吸附层，从而能够提升炊具内涂层的耐磨性。

粉末材料可以通过真空雾化法的方式制备得到。具体的，包括以下步骤：

(1)将含上述元素的合金材料熔融得到金属液；

(2)将金属液通入真空雾化炉中，借助真空雾化设备，将包含上述元素的金属液雾化成液滴，再通过急速冷却将液滴冷却成所需要粒径的粉末材料。

在实施例中，以重量百分比计，粉末材料包括0.01％-0.1％的C、0.05％-0.8％的Si、13％-15％的Cr、0.1％-2％的Ni、0.14％-0.20％的Mn、1.0％-2.0％的Mo和余量的Fe。

在粉末材料中，C可以提高粉末材料的硬度。根据本发明的示例性实施例，C的重量百分比可以为0.01％-0.1％，优选地，为0.02％-0.08％，更优选地，为0.05％-0.07％。如果C的重量百分比低于0.01％，则粉末材料的硬度过低，使得由此制得的吸附层的硬度也较低，而如果C的重量百分比高于0.1％，则粉末材料的硬度过高，使得由此制得的吸附层的硬度也太高而导致脆性偏大。

在粉末材料中，Si可以提高粉末材料的硬度。根据本发明的示例性实施例，Si的重量百分比可以为0.05％-0.8％，优选地，为0.1％-0.6％，更优选地，为0.3％-0.5％。如果Si的重量百分比低于0.05％，则粉末材料的硬度过低，使得由此制成的吸附层的硬度也较低，而如果Si的重量百分比高于0.8％，则粉末材料的硬度过高，使得由此制成的吸附层硬度也太高而导致脆性偏大。

在粉末材料中，Cr可以使得粉末材料具有良好的耐蚀性以及使得粉末材料在烧结时易形成孔隙。根据本发明的示例性实施例，Cr的重量百分比可以为13％-15％，优选地，为13.5％-14.5％或14％-14.5％。如果Cr的重量百分比低于13％，则粉末材料的耐蚀性不好，使得由此制成的吸附层的耐蚀性也不佳，而如果Cr的重量百分比高于15％，则粉末材料在烧结形成吸附层时不易形成孔隙结构。

在粉末材料中，Ni可以使得粉末材料具有良好的耐蚀性以及使得粉末材料在烧结时易形成孔隙。根据本发明的示例性实施例，Ni的重量百分比可以为0.1％-2％，优选地，为0.5％-1.5％，更优选地，为1％-1.2％。如果Ni的重量百分比低于0.1％，则粉末材料的耐蚀性不好，使得由此制成的吸附层的耐蚀性也不佳，如果Ni的重量百分比高于2％，则粉末材料在烧结形成吸附层时不易形成孔隙结构。

在粉末材料中，Mn可以使得粉末材料在烧结后具有良好的韧性。根据本发明的示例性实施例，Mn的重量百分比可以为0.14％-0.20％，优选地，为0.16％-0.17％或0.17％-0.18％。如果Mn的重量百分比低于0.14％，则粉末材料的韧性过低，使得通过烧结粉末材料形成的吸附层的韧性不佳，而如果Mn的重量百分比高于0.20％，则粉末材料的脆性增加，使得通过粉末材料烧结而形成的吸附层易出现断裂现象。

在粉末材料中，Mo可以使得粉末材料在烧结后具有良好的韧性。根据本发明的示例性实施例，Mo的重量百分比可以为1.0％-2％，优选地，为1.5％-1.9％，更优选地，为1.6％-1.8％。如果Mo的重量百分比低于1.0％，则粉末材料的韧性过低，使得通过烧结粉末材料形成的吸附层的韧性也不佳，而如果Mo的重量百分比高于2％，则粉末材料的脆性增加，使得通过粉末材料烧结而形成的吸附层易出现断裂现象。

在粉末材料中，Fe作为粉末材料的主要成分，起到降低成本等作用。

根据本申请，虽然各个组成元素中部分元素的作用相同，但却是不可缺少的。以Cr和Ni为例，较多含量的Cr会使得孔隙增多，但是如果Cr的含量少则会使耐蚀性达不到要求，因此需要增加Ni，少量的Ni就可以起到非常好的耐蚀性(比如1gNi的耐蚀性相当于10g的Cr的耐蚀性，但是如果单独设置Ni材料则会使成本增加)。Mn和Mo设置规则与上述Cr和Ni的设置规则类似，因此本申请的各种组成元素缺一不可，共同作用使得通过烧结粉末材料形成的吸附层获得较好的效果。

根据本申请，采用包括C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe等多种元素构成的粉末材料，通过烧结工艺形成具有预设硬度(即，相当于强度)的吸附层，从而能够提升炊具内涂层的耐磨性能。在示例性实施例中，预设硬度为HRC40-HRC55。当硬度低于HRC40时，吸附层的强度不够，影响炊具内涂层的耐磨性，并且吸附层外表面的凹凸结构对不粘材料的保护作用弱；当高于HRC55时，在使用时会与铲具的接触声音过大，影响用户的使用体验度。另外，粉末材料的成分均采用价格相对易于获得并且普遍存在，因此能够降低制造成本。

粉末材料的粒径影响孔隙结构以及形成吸附层的整体强度(硬度)，孔隙结构包括预定的孔隙尺寸以及孔隙个数，粒径过大，孔隙尺寸过大，吸附层的整体结构松散，使得吸附层的强度不够；粒径过小，孔隙尺寸过小，则不能够有效形成储油孔隙，进而影响持久不粘性。因此，在准备粉末材料的步骤中，还包括选择合适的粉末粒径的步骤。在实施例中，粉末材料的平均粒径为10μm-50μm，粒径越大，形成吸附层的孔隙尺寸越大，但孔隙个数也越少；粒径越小则反之。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。

在炊具基体上制备吸附层

根据本申请，采用粉末材料通过烧结工艺获得的吸附层。根据相关表征，可以看出吸附层不仅具有预设硬度，在其内部还具有孔隙结构。孔隙结构具有合适的孔隙尺寸和孔隙个数，并且各个孔隙均匀地分散在吸附层中。本申请的孔隙结构中的孔隙均匀均一，能够使得不粘材料均匀附着，吸附层外表面的凹凸结构的粗糙度在高度方向的尺寸均一，避免出现因局部粗糙度较小而导致磨损快，进而出现不粘性下降的问题。

具体地，采用粉末材料通过烧结工艺形成具有预设硬度且内部具有预定孔隙结构的吸附层的步骤中，可以包括以下步骤：

步骤S101，制备包括复合粉末的浆料，复合粉末具有预设粒径。

根据本申请，复合粉末可以为粉末材料，也可以为由粉末材料和合金粉末混合而形成的材料，其中，合金粉末包括非晶合金粉末和钛铁合金粉末，在复合粉末中，以复合粉末的总重量为100％计，粉末材料的重量占复合粉末的总重量的百分比不小于95％，余量为合金材料。根据本申请，合金粉末可以根据实际需要进行选择。如果需要提升制得的炊具的不粘性以及耐磨性，则使用由非晶合金粉末和粉末材料混合而成的复合粉末。由于非晶合金粉末具有低的表面能，因此能够在一定程度上提升制得的吸附层的不粘性。并且非晶合金还具有更好的硬度，能够使得形成的吸附层更耐磨。如果仅仅需要提升耐磨性能，则可以使用由钛铁合金粉末和粉末材料混合而成的复合粉末。根据本申请，非晶合金粉末包括铁基非晶合金粉末、钴基非晶合金粉末、铁镍基非晶合金粉末和铁钴镍基非晶合金粉末中的至少一种。分散剂可以包括海藻酸钠，粘结剂可以包括明胶。当然，分散剂和粘结剂的示例不限于此，本领域技术人员可以在本申请的教导下，选择其他的分散剂、粘结剂。

本申请实施例中，制备包括复合粉末的浆料的步骤，可以包括将复合粉末、分散剂、粘结剂以及水混合以形成浆料。本申请并不过多限制各个组分的加料顺序以及加料时机。具体地，将以上各个原料按照预设的重量比进行配比，混合以制成浆料。

步骤S102，将上述浆料注射至预先设有炊具基体的模具中，从而得到吸附层坯体。

本申请实施例中，可以采用现有技术中的形成坯体的方式通过浆料形成吸附层坯体。在实施例中，可以采用注塑成型的方式，具体地，将制备好的浆料缓慢注射到预先设有炊具基体的模具中，在空气中冷却凝固预定时间，待其具有一定强度后取出，从而得到吸附层坯体。这里的预定时间可以为12h-24h、24h-36h或36h-48h，预定时间可以根据吸附层坯体的厚度、尺寸等参数进行具体设定。

步骤S103，对吸附层坯体进行烧结，其中，通过调节烧结工艺的参数以得到具有预设硬度且内部具有预定孔隙结构的吸附层。

本申请实施例中，粉末材料在烧结的环境中，若烧结的环境中存在氧气，则会使吸附层坯体容易发生高温氧化，从而影响制得的吸附层的性能，因此，对吸附层坯体进行烧结的步骤可以包括：将吸附层坯体置于真空环境下，然后采用梯段式升温的方式或者采用冷热交替式升温的方式，对吸附层坯体进行烧结处理。在示例性实施例中，将吸附层坯体置于烧结设备的内腔中，将烧结设备的内腔抽真空至真空度为预设值，然后采用梯段式升温的方式，对吸附层坯体进行烧结处理。这里真空度的预设值可以根据实际情况进行设定，示例性的，真空度的预设值可以为2.4×10^-3Pa。

图5是根据本申请实施例的烧结曲线图。如图5所示，采用阶梯式升温的方式，对吸附层坯体进行烧结处理。具体地，采用阶梯式升温的方式，对吸附层坯体进行烧结处理的步骤中包括：开启烧结设备，并设定温度为初始温度，将吸附层坯体加热至初始温度，再以4-6℃/min的升温速度升温至650℃-750℃，保温20min-40min，然后以4-6℃/min的升温速度升温至1100℃-1300℃，保温10min-50min，再以4℃-6℃/min降温速度进行降温至室温。这里的初始温度可以根据实际情况进行设定，以使得吸附层坯体能够初步固化为准，示例性的，初始温度可以为450℃-500℃。

在这些实施例中，将吸附层坯体加热至初始温度时(第一梯段)，吸附层坯体初步固化，此时分散剂在升温的过程中逐渐被挥发，再以4-6℃/min的升温速度升温至650℃-750℃时(第二梯段)，吸附层坯体逐渐预成型，粉末材料的相邻颗粒之间通过粘结剂彼此粘接，然后以4-6℃/min升温速度升温至1100-1300℃时(第三梯段)，粘结剂逐渐挥发，粉末材料的相邻颗粒之间彼此冶金结合并能够形成内部具有预定孔隙结构的吸附层。随后，吸附层坯体以预设的降温速度冷却至室温，从而在炊具基体上形成吸附层。

根据本申请，为进一步提升形成的吸附层的强度，可在阶梯式升温的最后一个阶段包括进行弛豫处理的阶段，即在最后一个阶段所处的温度区间内，采用升温降温交替式的方式进行处理，如图5所示。一般而言，如果孔隙尺寸越大，则刀具胚体强度越低，但是经过冷热交替的方式，可以使得相邻的粉末材料的颗粒在结合时，具有更好的结合力，因此最终达到的效果是可以在不降低粉末材料的颗粒之间冶金结合力的前提下，保证烧结后刀具胚体具有合适的孔隙尺寸，该处理方式能够在相同的硬度条件下，带来更持久的锋利度。

具体地，阶梯式升温的最后一个阶段包括在末次的升温梯段的温度范围内，采用冷热交替式升温的方式进行烧结的阶段。继续承接上面的示例，在最后一次升温梯段(第三梯段)时，先升温至1200℃-1300℃区间后，随后按照4-6℃/min降温速度降温并维持3-5秒，然后再按照4-6℃/min升温速度升温并维持3-5秒，连续交替进行3-5次，最后升温至1200℃-1300℃区间后保温10min-50min，再以4℃-6℃/min降温速度进行降温至室温，从而在炊具基体上形成吸附层。

根据本申请，采用粉末材料通过烧结工艺形成的吸附层，不仅具有预定硬度，在其内部还具有孔隙机构。其中，孔隙结构包括预定的孔隙尺寸和孔隙个数。这里需要说明的是，孔隙个数是由粉末材料的粒径和烧结工艺的参数共同决定的，粉末材料的粒径决定单位面积内的粉末数量，粉末数量决定将粉末材料形成一体后内部的孔隙数量，控制烧结工艺，使粉末材料的颗粒之间进行冶金结合，最终确定烧结后吸附层中的孔隙数量。根据本申请，通过调节烧结工艺的参数和/或粉末材料的粒径，以使得孔隙结构包括预定的孔隙尺寸和孔隙个数，并使得吸附层具有预定硬度。

本领域技术人员可知，在不粘涂料中起不粘作用的材料，例如但不限于聚四氟乙烯，其颗粒粒径一般为0.1μm-0.6μm。而现有技术中的氧化膜孔隙为0.1μm-0.2μm，热喷涂层的大多数孔隙为0.1μm-0.2μm。虽然聚四氟乙烯与氧化膜或热喷涂层孔隙在尺寸上有一定交集，但是由于聚四氟乙烯粒径是一个正态分布规则，使得在交集内的颗粒占比不高，并且当孔隙和粉末粒径接近时，吸附效果也不佳，最终导致吸附率不高。

图1是根据本申请实施例的由粉末材料形成的一种吸附层的截面经显微镜放大的示意图。如图1所示，可以看到一部分的位于吸附层内部的与外界相通的孔隙结构，大小均匀且孔隙均匀分布。由图1可知，孔隙均匀分布在吸附层中，本申请的不粘材料便可以均匀地填充在对应的孔隙中，避免因局部分布不均匀或者局部结构松散而导致硬度不够，从而出现不粘性下降的问题。

图2是根据本申请实施例的由粉末材料形成的一种吸附层坯体的经显微镜放大后的示意图。如图2所示，可以看出吸附层的外表面为均匀的凹凸结构(凹凸结构的各个凸起没有出现凸起忽高忽低的现象，顶端的高度几近一致)。

根据本申请，不仅可以利用表面形成的凹凸结构来保护由不粘材料形成的不粘层，还可以将不粘材料附着在其孔隙内部来提升不粘寿命。在炊具的制造方法中，通过调节烧结工艺的参数和/或粉末材料的粒径，以使孔隙结构具有预设的孔隙尺寸和孔隙个数，并使得吸附层具有预设硬度。在示例性实施例中，孔隙尺寸为5μm-15μm，在每平方厘米的吸附层上的孔隙个数为50个-300个。由于孔隙结构中的孔隙单一均匀，大小合适，吸附层的孔隙结构的吸附效率高，并且孔隙吸附层外表面上的凹凸结构的各个凸起的最高点处于相对平齐的平面上，可以提升使用体验，避免因凸起忽高忽低而影响在使用铲具烹饪时的顺滑感受。

准备不粘材料

根据本申请，不粘材料为现有的比吸附层具有更好不粘性的材料，通过将不粘效果较好的不粘材料吸附在吸附层的外表面上以及吸附在孔隙结构的至少一部分孔隙中，从而将其固化在吸附层的对应位置上，从而提升炊具的不粘性。

根据本申请，不粘材料可以为粉末颗粒，也可以为不粘涂料。为了使得孔隙能够充分地被不粘材料填充，在本申请的优选的实施例中，可以选择不粘涂料最为本申请的不粘材料。

在实施例中，不粘材料为氟树脂涂料和/或聚硅氧烷涂料，在示例性实施例中，氟树脂涂料可以包括聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯改性品种中的至少一种。其中，聚四氟乙烯改性品种如聚全氟乙丙烯、四氟乙烯—乙烯共聚物等中的一种或多种。聚硅氧烷涂料可以包括聚二甲基硅氧烷。在示例性实施例中，由氟涂料中的用于涂覆在最外层的不粘涂料(例如，氟涂料中的面油涂料)形成的涂层通常具有较好的不粘性，而用于涂覆在内部的涂料不粘性相对差一些或者几乎没有不粘性(主要起过渡连接作用，用于使得炊具与涂料更好的连接)。因此，在本申请优选的实施例中，本申请选择涂覆在最外层的不粘涂料作为不粘材料。这样选择的原因是因为，本申请的炊具可以通过孔隙储油原理达到较好的持久不粘性，将不粘涂料设置在孔隙内部，不粘涂料可以被孔隙的内壁紧紧地夹持并部分包裹覆盖，因此无需刻意设置过渡连接层来提升炊具与不粘涂料之间连接性能，当然，本申请并不限制不包括采用氟涂料和/或陶瓷涂料形成不粘层的技术方案。

在吸附层上附着不粘材料

根据本申请，可以通过将不粘材料和吸附层彼此接触达预定时间或者设置一定的压力进行干涉，以使得不粘材料吸附在吸附层的外表面上以及吸附在至少一部分孔隙中。

根据本申请一些实施例，可以具有吸附层的炊具基体浸泡在不粘材料中达预设时间，以使不粘材料吸附在吸附层的外表面上以及吸附在至少一部分孔隙中。这里的预定时间，可以根据实际需要来确定，例如但不限于吸附层的厚度。示例性的，预设时间为10min-30min。

根据本申请的另一些实施例，可以将不粘材料涂覆在吸附层上而实现将不粘材料吸附在吸附层的外表面上以及吸附在至少一部分孔隙中。在示例性实施例中，可以采用现有技术中形成层的工艺将不粘材料附着在吸附层上。具体地，可以采用诸如空气喷涂或者刷涂的方式。其中，空气喷涂的参数为喷涂距离150mm-170mm；空气压力0.2MPa-0.4MPa，流量6L/min-10L/min。

根据本申请，采用粉末材料通过烧结工艺形成的吸附层的外表面上具有凹凸结构。在形成不粘层之前，可以根据期望获得的产品选择相应地方案。如果期望获得更好地初始不粘性以及持久不粘性，则可以在形成吸附层之后，直接将不粘材料吸附在吸附层的外表面上以及吸附在至少一部分孔隙中来形成不粘层。如果期望获得更好地用户体验度，避免在使用时发出撞击声响，则可以在形成不粘层之前，先将吸附层外表面的凹凸结构磨平，再将不粘材料吸附在吸附层的外表面上以及吸附在孔隙结构中来形成不粘层。

在一些实施例中，吸附层的外表面上具有凹凸结构，其中，不粘涂料直接设置在吸附层外表面以及填充在至少一部分孔隙中，并且至少部分的不粘涂料位于凹凸结构的凹陷处而被凹凸结构的凸起所保护，进而能够提升持久不粘性能和初始不粘性能。

在另一些实施例中，吸附层的外表面上具有凹凸结构，在通过不粘材料形成不粘层之前，先将凹凸结构的顶端处理光滑后(例如但不限于，通过打磨处理光滑)，再将不粘材料吸附在吸附层表面上以及填充在孔隙结构中。需要说明的是，本申请可以将凹凸结构的顶端磨平(即，凹凸结构的各个凸起没有出现凸起忽高忽低的现象，顶端的高度一致)，也可以将吸附层的外表面上具有凹凸结构处理光滑，从而避免凹凸结构在用户使用时发出声响，获得更好地用户体验。

烧结

将附着有不粘材料的炊具基体置于烧结炉中，将烧结炉升温至400℃-430℃，烧结3min-6min，从而得到本申请的炊具。

根据本申请的第二方面提供了一种炊具。其中，炊具采用上述各个实施例中提到的炊具的制造方法制造得到，因此具有上述各个实施例中所有的有益效果，在此不做赘述。

在实施例中，炊具包括炊具基体以及设置在炊具基体表面上的吸附层，吸附层是采用复合粉末通过粉末烧结工艺形成的，通过粉末烧结工艺形成的吸附层可以在其内部具有孔隙结构，孔隙结构的至少一部分孔隙被吸附层的外表面暴露；吸附层的外表面以及预定孔隙结构中的至少一部分孔隙中均被不粘材料填充，其中，复合粉末包括组成元素为C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe的粉末材料。

在实施例中，不粘材料为氟树脂涂料和/或聚硅氧烷涂料，其中，吸附层的外表面上具有凹凸结构，至少部分的不粘涂料附着在所述凹凸结构的凹陷处。

如图3至图4所示，示出了本申请的锅具的一种结构示例。如图3和图4所示，锅具包括炊具基体10、位于炊具基体10内表面上的炊具内涂层20，炊具内涂层20包括位于炊具基体10内表面上吸附层21，其中，吸附层21的外表面上以及孔隙结构中的至少一部分孔隙的被不粘材料22填充。其中，吸附层21具有凹凸结构的外表面以及具有与外表面连通的孔隙结构。

在实施例中，所述孔隙结构包括预定的孔隙尺寸以及孔隙个数，所述孔隙尺寸为5μm-15μm，在每平方厘米的炊具基体上的孔隙个数为50～300个；所述吸附层的硬度为HRC40-HRC55。

以上，结合示例性实施例详细描述了本发明构思的炊具的制造方法和炊具。在下面，将结合具体实施例对本发明构思的有益效果进行更详细地说明，但是本发明构思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的炊具。

步骤S10，提供锅具基体。

步骤S20，制备吸附层。

步骤S21，制备包括复合粉末的浆料，复合粉末的平均粒径为25μm-35μm。具体的，以粉末材料作为本申请实施例的复合粉末，其中，以重量百分比计，粉末材料包括0.05％的C、0.4％的Si、14％的Cr、1％的Ni、0.18％的Mn、1.8％的Mo和余量的Fe。以重量百分比计，浆料包括58％的粉末材料、0.4％的海藻酸钠、0.5％的明胶和61.1％的水。按照相应的比例称重各组分，并将各组分充分混合而形成浆料。

步骤S22，采用浆料在锅具基体上形成吸附层坯体。具体地，将制备好的浆料缓慢注射到预先设有锅具基体的模具中，以使得在锅具基体上的浆料具有102μm的厚度，在空气中冷却凝固24h，从而在锅具基体上形成吸附层坯体。

步骤S23，对吸附层坯体进行烧结。具体地，包括以下步骤：

步骤S231，将吸附层坯体置于烧结设备的内腔中，将烧结设备的内腔抽真空至真空度为2.4×10^-3Pa。

步骤S232，开启烧结设备，并设定温度为450℃，待吸附层坯体加热至450℃，再以5℃/min的升温速度升温至700℃，保温30min，然后以5℃/min升温速度升温至1200℃，保温30min。随后，以5℃/min的冷却速度冷却至室温，从而在锅具基体上制造得到厚度为100μm的吸附层。将锅具基体剖开，通过显微镜测量可知，吸附层截面的孔隙分布均匀且单个孔隙尺寸在7μm-10μm范围内，并且在每平方厘米的锅具坯体上的孔隙个数为221-230个。

步骤S30，采用聚四氟乙烯涂料作为不粘材料，不粘材料中聚四氟乙烯的颗粒粒径在0.1μm-0.6μm之间，并将具有吸附层的锅具基体置于不粘材料中达20min,使得不粘材料充分吸附在吸附层的外表面以及吸附层的孔隙结构中。

步骤S40，将附着有不粘材料的锅具基体置于烧结设备中，于420℃烧结5min，从而得到实施例1的锅具。

实施例2

除了在步骤S232，烧结工艺的参数与实施例1不同之外(开启烧结设备，并设定温度为450℃，待锅具坯体加热至450℃，再以5℃/min的升温速度升温至650℃，保温20min，然后以5℃/min升温速度升温至1100℃，保温10min，以5℃/min的冷却速度冷却至室温，从而在锅具基体上制造得到厚度为100μm的吸附层。将锅具基体剖开，通过显微镜测量可知，吸附层截面的孔隙分布均匀且单个孔隙尺寸在8μm-12μm范围内，并且在每平方厘米的锅具坯体上的孔隙个数为182-190个)，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例2的炊具。

实施例3

除了在步骤S232，烧结工艺的参数与实施例1不同之外(开启烧结设备，并设定温度为450℃，待锅具坯体加热至450℃，再以5℃/min的升温速度升温至750℃，保温40min，然后以5℃/min升温速度升温至1300℃，保温50min，以5℃/min的冷却速度冷却至室温，从而在锅具基体上制造得到厚度为100μm的吸附层。将锅具基体剖开，通过显微镜测量可知，吸附层截面的孔隙分布均匀且单个孔隙尺寸在6μm-9μm范围内，并且在每平方厘米的锅具坯体上的孔隙个数为251-260个)，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例3的炊具。

实施例4

除了采用聚全氟乙烯涂料作为不粘材料来替代实施例1的不粘材料之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例4的炊具。

实施例5

除了采用聚二甲基硅氧烷涂料作为不粘材料来替代实施例1的不粘材料之外，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例5的炊具。

实施例6

除了在步骤S21中，采用平均粒径为10μm-15μm的铁基非晶合金粉末和粉末材料的混合材料作为本申请实施例的复合粉末之外(其中，以重量百分比计，复合粉末包括97％重量占比的粉末材料和余量的铁基非晶合金粉末)，采用与实施例1相同的方法，制造得到实施例6的炊具。

对比例1

除了采用本申请的复合粉末通过粉末冶金的方式在锅具基体的表面上形成总厚度为100μm涂层作为吸附层之外，采用与实施例1相同的方式制备得到对比例1的锅具。

对比例2

除了在步骤S20中，形成厚度为100μm的氧化膜层来替代本申请的吸附层之外，采用与实施例1相同的方式制备得到对比例2的锅具。

对比例3

除了在步骤S20中，采用钛粉末形成厚度为100μm的热喷涂层来替代本申请的吸附层之外，采用与实施例1相同方式制备得到对比例3的锅具。

性能指标测试

(1)对上述所得锅具进行性能测试，具体性能测试方法如下，并将结果记录在下表1中。不粘测试方法：

①初始不粘性测试方法：GB/T32095.2-2015中煎蛋不粘性试验方法，该方法为初始不粘性测试，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，Ⅰ级不粘性最佳，Ⅲ级不粘性最差。

②持久不粘性测试方法：GB/T32388-2015中持久不粘性试验方法，单位为次数，次数越高说明寿命越长。具体地，参考《GB_T 32095.2-2015》中4.3.1中平面耐磨性测试方法；对所得锅具进行打磨，磨损一定次数(1000次)后，采用该标准中4.2.1中煎蛋不粘性对耐磨后产品进行不粘性评价，记录产品到达Ⅲ级的次数。

③锅身强度测试：锅身强度采用模拟跌落测试，从一定高度跌落，记录锅身破裂或变形高度，高度越高，锅身强度越高。不低于1m即为合格，低于1m即为不合格。

表1本申请实施例以及对比例的性能测试数据

综上，本申请的炊具的制造方法，在初始使用时，具有较高的初始不粘性，而获得较好的用户体验度，在长期使用时，具有较好的持久不粘性，并且具有较长的不粘使用寿命。

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，包括以下步骤：

提供炊具基体；

采用复合粉末通过粉末烧结工艺在所述炊具基体表面上形成内部具有预定孔隙结构的吸附层，所述孔隙结构中的至少一部分孔隙被所述吸附层的外表面暴露；

将不粘材料吸附在所述吸附层的外表面上以及吸附在所述至少一部分孔隙中，然后对吸附有不粘材料的炊具基体进行烧结处理，以使所述不粘材料附着在所述吸附层外表面上以及填充在所述至少一部分孔隙中，

其中，所述复合粉末包括组成元素为C、Si、Cr、Ni、Mn、Mo和Fe的粉末材料，以重量百分比计，所述粉末材料包括0.01％-0.1％的C、0.05％-0.8％的Si、13％-15％的Cr、0.1％-2％的Ni、0.14％-0.20％的Mn、1.0％-2.0％的Mo和余量的Fe，

其中，形成吸附层的步骤包括：

制备包括所述复合粉末的浆料，所述复合粉末具有预设粒径；

将所述浆料注射至设有炊具基体的模具中，从而在炊具基体上形成吸附层坯体；

对所述吸附层坯体进行烧结，其中，通过调节烧结工艺的参数来得到内部具有所述预定孔隙结构的吸附层。

2.根据权利要求1所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述对所述吸附层坯体进行烧结的步骤包括：

将具有所述吸附层坯体的炊具基体置于真空环境下，然后采用梯段式升温的方式对所述吸附层坯体进行烧结处理。

3.根据权利要求2所述的炊具的制造方法，其特征在于，采用梯段式升温的方式对所述吸附层坯体进行烧结处理的步骤包括：将吸附层坯体加热至初始温度，再以4-6℃/min的升温速度升温至650℃-750℃，保温20min-40min，然后以4-6℃/min的升温速度升温至1100℃-1300℃，保温10min-50min，然后再以4℃-6℃/min的降温速度降温至室温。

4.根据权利要求1所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述预定孔隙结构包括预定的孔隙尺寸和孔隙个数，所述孔隙尺寸为5μm-15μm，在每平方厘米的炊具基体上的孔隙个数为50个-300个，

其中，所述吸附层的硬度为HRC40-HRC55。

5.根据权利要求1所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述不粘材料为氟树脂涂料和/或聚硅氧烷涂料，所述吸附层的外表面上具有凹凸结构，其中，至少一部分的不粘涂料附着在所述凹凸结构的凹陷处。

6.根据权利要求1所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述复合粉末还包括合金材料，所述合金材料包括非晶合金粉末和/或钛铁合金粉末，在所述复合粉末中，以重量百分比计，所述粉末材料占所述复合粉末的总重量的百分比不小于95％，余量为合金材料；所述复合粉末的预设粒径为10μm-50μm，其中，所述粉末材料的平均粒径为10μm-50μm，所述合金材料的平均粒径为5μm-20μm，所述粉末材料和所述合金材料的粒径差不小于5μm。

7.根据权利要求1所述的炊具的制造方法，其特征在于，所述制备包括所述复合粉末的浆料的步骤包括：

将复合粉末、分散剂、粘结剂以及水混合以形成所述浆料，其中，以重量百分比计，所述浆料包括50％-65％的复合粉末、0.3％-0.5％的分散剂、0.4％-0.6％的粘结剂和余量的水。

8.一种炊具，其特征在于，所述炊具采用权利要求1至7中任一项所述的炊具的制造方法制造得到。

9.根据权利要求8所述的炊具，其特征在于，所述不粘材料为氟树脂涂料和/或聚硅氧烷涂料，其中，所述吸附层的外表面上具有凹凸结构，至少部分的不粘涂料附着在所述凹凸结构的凹陷处。

10.根据权利要求8所述的炊具，其特征在于，所述孔隙结构包括预定的孔隙尺寸和以及孔隙个数，所述孔隙尺寸为5μm-15μm，在每平方厘米的炊具基体上的孔隙个数为50个-300个，

其中，所述吸附层的硬度为HRC40-HRC55。