CN115094366A - 耐蚀炊具 - Google Patents

Abstract

提供了一种耐蚀炊具，所述耐蚀炊具包括基材和设置在基材上的耐蚀涂层，其中，基材包括铁基材料或铁基复合材料，耐蚀涂层包括无机非晶材料，并且基于所述无机非晶材料的总重量，所述无机非晶材料包括：40wt％≤二氧化钛≤65wt％、25wt％≤氧化铁和氧化亚铁≤55wt％、3wt％≤氧化钙和氧化镁≤10wt％、0≤磷≤0.1wt％、以及0≤碳和硅≤5wt％。这样的耐蚀炊具能够具有改善的耐蚀性和耐磨性。

Description

耐蚀炊具

技术领域

本发明构思涉及炊具领域，更具体地，涉及一种耐蚀炊具。

背景技术

铁锅在中国已有数千年的生产和使用历史，但铁锅非常容易生锈，其防锈处理一直是厨具行业所关注的重点。然而，传统的防锈手段普遍面临着能耗高、效率低、耐蚀性低、适配性低等缺点，这使得经传统防锈手段处理后的铁锅在家庭使用过程中仍易出现点蚀、生锈等现象。

随着铁锅防锈技术的演变，已经提出了在铁锅的表面上形成多层复合耐蚀结构，以期改善铁锅的防腐蚀效果。

发明内容

本发明构思的实施例提供了一种具有改善的耐磨性和耐蚀性的耐蚀涂层。

本发明构思的实施例提供了一种包括具有改善的耐磨性和耐蚀性的耐蚀涂层的耐蚀炊具。

本发明构思的实施例提供了一种制造耐蚀涂层的方法，经由该方法制造的耐蚀涂层具有改善的耐磨性和耐蚀性。

本发明构思的实施例提供了一种制造耐蚀炊具的方法，经由该方法制造的耐蚀炊具具有改善的耐磨性和耐蚀性。

根据本发明构思的实施例，提供了一种耐蚀炊具，所述耐蚀炊具包括基材和设置在基材上的耐蚀涂层，其中，基材包括铁基材料或铁基复合材料，耐蚀涂层包括无机非晶材料，并且基于无机非晶材料的总重量，无机非晶材料包括：40wt％≤二氧化钛≤65wt％、25wt％≤氧化铁和氧化亚铁≤55wt％、3wt％≤氧化钙和氧化镁≤10wt％、0≤磷≤0.1wt％、以及0≤碳和硅≤5wt％。

在实施例中，基于无机非晶材料的总重量，无机非晶材料可以包括：50wt％≤二氧化钛≤65wt％、25wt％≤氧化铁和氧化亚铁≤45wt％、3wt％≤氧化钙和氧化镁≤10wt％、0≤磷≤0.1wt％、以及0≤碳和硅≤5wt％。

在实施例中，耐蚀涂层的孔隙率可以为1％至3％。

在实施例中，耐蚀涂层的厚度可以为30μm至150μm。

在实施例中，耐蚀涂层的结合力可以为25MPa至60MPa。

在实施例中，耐蚀涂层可以与基材接触。

在实施例中，所述耐蚀炊具还可以包括设置在基材与耐蚀涂层之间的过渡层，其中，过渡层可以为金属层或金属合金层。

在实施例中，过渡层可以为热喷涂铝层、热喷涂铝合金层、热喷涂锌层、热喷涂锌合金层、热喷涂钛层、热喷涂钛合金层、热喷涂铜层、热喷涂铜合金层、热喷涂镍层、热喷涂镍合金层、热喷涂不锈钢层中的一种或多种。

在实施例中，二氧化钛可以作为钛相存在于无机非晶材料中，氧化铁和氧化亚铁可以共同作为铁相存在于无机非晶材料中，并且存在于无机非晶材料中的二氧化钛可以具有锐钛矿型结构。

在实施例中，耐蚀涂层可以通过热喷涂工艺来形成，其中，所述热喷涂工艺可以在预定电流和预定电压的条件下执行，并且所述预定电流可以在450A至650A的范围内，所述预定电压可以在45V至70V的范围内。

在实施例中，所述预定电流可以在560A至650A的范围内，所述预定电压可以在50V至65V的范围内。

在实施例中，所述热喷涂工艺可以使用无机非晶材料的粉末料来作为用于形成耐蚀涂层的原料，并且所述粉末料的平均粒径可以为30μm至70μm。

根据本发明构思的实施例的耐蚀涂层包括上述无机非晶材料，因而可以具有改善的耐磨性和耐蚀性。

根据本发明构思的实施例的耐蚀炊具可以包括设置在其表层且包括无机非晶材料的耐蚀涂层，因而能够具有改善的耐磨性和耐蚀性。

附图说明

通过结合附图对实施例的描述，本发明构思的上述和/或其他特征和方面将变得清楚和易于理解。

图1是示出耐蚀炊具的剖面示意图。

图2是示出根据现有技术的耐蚀炊具的局部剖面示意图。

图3是示出根据实施例的耐蚀炊具的局部剖面示意图。

图4是示出根据实施例的无机非晶材料的粉末料的制造方法的示意性流程图。

图5是示出根据实施例的从钛铁矿石获得无机非晶材料的粉末料的制粉工艺的示意图。

图6是示出根据实施例的耐蚀炊具的制造方法的示意性流程图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明构思的示例实施例。虽然在下文中描述了本发明构思的示例实施例，但应当理解的是，本发明构思可以以各种形式实现而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明构思的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1是示出耐蚀炊具的剖面示意图。图2是示出根据现有技术的耐蚀炊具的局部剖面示意图。图2示出了与图1中的区域A对应的剖视图。

参照图1，耐蚀炊具100可以包括基材110。

基材110可以是耐蚀炊具100的主体，并且可以包括用于承载食物的内表面以及与该内表面背对的外表面。基材110可以根据炊具的类型和/或使用场景的需求而具有各种形状。例如，如图1中所示，当耐蚀炊具100为锅时，基材110可以具有常见的锅体形状。应当理解的是，图1中仅示例性地示出了耐蚀炊具的主体部分而未示出其他部分，并且耐蚀炊具还可以包括炊具手柄(例如，锅柄)等常见炊具结构。

通常，基材110可以包括铁基材料或铁基复合材料，或者由铁基材料或铁基复合材料形成。例如，基材110的材质可以为铸铁、碳素钢、由碳素钢、铝和碳素钢组成的复合板材等，但实施例不限于此。具有前述材质的基材110通常在其表面处具有包含铁的铁质层。在实际使用过程中，当基材110(例如，其铁质层)暴露于使用环境(例如但不限于水、含盐溶液等)时，会因被腐蚀而出现点蚀、生锈的问题。在这种情况下，为了满足实际使用需求，例如，为了防止基材110被腐蚀(例如，锈蚀)，存在对基材110进行防腐蚀处理(例如，防锈处理)的需求。

参照图1和图2，在现有技术中，为了实现针对铁质基材的防腐蚀，提供了一种具有多层复合结构的耐蚀结构120。

耐蚀结构120设置在耐蚀炊具100的基材110的需要进行防腐蚀处理的表面上。耐蚀结构120包括金属层130、金属氧化物层140和封闭层150。金属层130设置在基材110的表面上，并且金属氧化物层140设置在金属层130的表面上，其中，金属层130和金属氧化物层140均为热喷涂层。此外，封闭层150设置在金属氧化物层140中/上。由金属层130、金属氧化物层140和封闭层150共同构成的耐蚀结构120可以在一定程度上将基材110的需要进行防腐蚀处理的表面与外界隔离开，从而实现防腐蚀功能。

在此使用的金属氧化物层140的材料示例包括氧化钛和氧化铝。这样的金属氧化物在耐磨性上不佳，使得金属氧化物层140在实际使用过程中易被磨损，这会导致耐蚀结构120的使用寿命较短。

此外，当通过热喷涂相应的金属氧化物来形成金属氧化物层140时，通常会在金属氧化物层140内形成孔隙。这样的孔隙会提供基材110和/或金属层130与外界的通道，使得将要形成的耐蚀结构120的耐蚀性能劣化。因此，在图2中示出的耐蚀结构120中，要求在金属氧化物层140中/上形成封闭层150，以填充和/或封闭由金属氧化物层140的孔隙形成的通道。但是，封闭层150的使用会使得生产工艺复杂化，生成周期增长，生产成本增加。

鉴于此，本发明构思的实施例提供了用于炊具的耐蚀涂层以及包括该耐蚀涂层的耐蚀炊具，该耐蚀涂层通过包括下面将描述的无机非晶材料而具有非晶特性，从而具有改善的致密性，进而具有改善的耐蚀性和耐磨性。

下面，将对根据本发明构思的耐蚀涂层、耐蚀炊具及它们的制造方法进行详细描述。

图3是示出根据实施例的耐蚀炊具的局部剖面示意图。图3示出了与图1中的区域A对应的剖视图。

参照图1和图3，根据本发明构思的耐蚀炊具100可以包括基材110、过渡层230和耐蚀涂层240。

基材110可以用作耐蚀炊具100的主体。基材110可以与参照图1描述的基材110基本相同或类似，因此在此省略基材110的其他冗余描述。

过渡层230可以设置在基材110的表面上。例如，过渡层230可以直接设置在基材110的表面上。如上所述，由铁基材料或铁基复合材料制成的基材110可以在表面处具有铁质层。例如，过渡层230可以设置(例如，直接设置)在基材110的铁质层上。在这种情况下，基材110的材质可以包括或可以是常见的铁基材料或铁基复合材料，例如铸铁、碳素钢、由碳素钢、铝和碳素钢组成的复合板材等，只要保证过渡层与基材110所接触部分的基材材质为铁质层即可。在实施例中，过渡层230可以用于促进基材110与下面将要描述的耐蚀涂层240之间的结合。

过渡层230可以通过热喷涂方式而形成在基材110的表面上。过渡层230的材质可以为金属和/或金属合金。在这种情况下，过渡层230可以是热喷涂金属层和/或热喷涂金属合金层。例如，过渡层230可以是热喷涂铝层、热喷涂铝合金层、热喷涂锌层、热喷涂锌合金层、热喷涂钛层、热喷涂钛合金层、热喷涂铜层、热喷涂铜合金层、热喷涂镍层、热喷涂镍合金层、热喷涂不锈钢层中的一种或多种。

过渡层230的厚度可以为例如10～200μm。这里，可以使用任何合适的喷涂工艺(例如，热喷涂工艺)来形成过渡层230，并且在此不做赘述。

耐蚀涂层240可以设置在过渡层230的表面上。在实施例中，耐蚀涂层240可以直接设置在过渡层230的表面上，例如直接形成在过渡层230的表面上。如图1和图3中所示，耐蚀涂层240可以设置在耐蚀炊具100的最外层，或者可以是耐蚀炊具100的最外层。例如，耐蚀涂层240可以是耐蚀炊具100的在使用过程中与外部环境(例如，食材、水、油、湿气等)直接接触的层。又例如，耐蚀涂层240的暴露于外部的表面可以是耐蚀炊具100的暴露于外部的表面的至少一部分。

在实施例中，耐蚀涂层240可以与过渡层230一起按图3中示出的结构(例如，层叠结构)来覆盖基材110的表面的至少一部分(例如，覆盖基材110的需要进行防腐蚀处理的表面)。例如，尽管未示出，但耐蚀涂层240可以与过渡层230一起按照图3中示出的层叠结构来覆盖基材110的全部表面。

在一些实施例中，可以省略过渡层230。也就是说，耐蚀涂层240可以直接形成在基材110的表面上(例如，与基材110的表面接触)，并且覆盖基材110的需要进行防腐蚀处理的表面。

耐蚀涂层240可以包括具有非晶特性的无机材料(在下文中，也称为“无机非晶材料”)。例如，耐蚀涂层240可以由无机非晶材料形成。与图2中示出的多层复合耐蚀结构不同，耐蚀涂层240可以具有单层结构，并且可以通过自身实现针对基材110的防腐蚀功能。

包括在耐蚀涂层240中的无机非晶材料可以包括钛氧化物和铁氧化物，并且还可以包括钙氧化物和镁氧化物。此外，在无机非晶材料中，还可以存在磷(P)、碳(C)和硅(Si)。这里描述的钛氧化物、铁氧化物、钙氧化物、镁氧化物等可以作为无机非晶材料的物相而存在于无机非晶材料中(例如可以被认为是无机非晶材料的不同物相)，并且将按照下面将描述的含量共同存在于无机非晶材料中。应理解的是，尽管在此以元素形式描述了存在于无机非晶材料中的磷(P)、碳(C)和硅(Si)，但这样的磷(P)、碳(C)和硅(Si)均可以以化合物(例如氧化物)的形式存在于无机非晶材料中。

钛氧化物可以是无机非晶材料的钛相。例如，作为钛相的钛氧化物可以以锐钛矿型结构存在于无机非晶材料中。在实施例中，钛氧化物可以表示为或可以是二氧化钛(例如，TiO₂)。例如，在无机非晶材料中，作为钛相的二氧化钛可以具有锐钛矿型结构。

铁氧化物可以是无机非晶材料的铁相。例如，作为铁相的铁氧化物可以总体地呈黑色氧化铁的形式。如在此使用的，“黑色氧化铁”是指存在于无机非晶材料中的铁氧化物在色相上呈黑色，但这并不要求该铁氧化物必需是氧化铁黑。这样的黑色氧化铁可以例如通过稍后将描述的无机非晶材料制粉工艺而富集在无机非晶材料中。在实施例中，铁氧化物可以表示为“氧化铁和氧化亚铁”或“氧化铁+氧化亚铁”(例如，“Fe₂O₃+FeO”)。作为铁相的氧化铁和氧化亚铁可以共同地存在于无机非晶材料中并共同地在色相上呈黑色。

钙氧化物可以是无机非晶材料的钙相，并且镁氧化物可以是无机非晶材料的镁相。包括在无机非晶材料中的钙相可以表示为或可以是氧化钙，并且包括在无机非晶材料中的镁相可以表示为或可以是氧化镁。因此，在本说明书中，为了便于描述，可以将包括在无机非晶材料中的镁相和钙相共同地表示为“氧化钙和氧化镁”或“氧化钙+氧化镁”(例如，“CaO+MgO”)。

无机非晶材料可以包括钛相、铁相、钙相和镁相四者。钛相、铁相、钙相和镁相四者在无机非晶材料中相互“螯合”，以共同地构成单种材料。如上所述，对于包括在作为单种材料的无机非晶材料中的各个相，钛相可以表示为二氧化钛，铁相可以表示为氧化铁+氧化亚铁，并且钙相和镁相可以共同地表示为氧化钙+氧化镁。如此，在根据本发明构思的实施例中，无机非晶材料可以包括二氧化钛、氧化铁+氧化亚铁以及氧化钙+氧化镁。

基于无机非晶材料的总重量，无机非晶材料可以包括40wt％≤二氧化钛≤65wt％、25wt％≤氧化铁和氧化亚铁(即，氧化铁+氧化亚铁)≤55wt％、3≤氧化钙和氧化镁(即，氧化钙+氧化镁)≤10wt％、0≤磷(P)≤0.1wt％、以及0≤碳(C)和硅(Si)(即，碳(C)+硅(Si))≤1wt％。

无机非晶材料可以是由具有上述含量范围的二氧化钛、氧化铁+氧化亚铁和氧化钙+氧化镁、以及P和/或C+Si构成的单种无机材料。在这样的无机非晶材料中，作为主要成分的二氧化钛、氧化铁和氧化亚铁的三种物质通过反应而在各自的不同价态下、不同条件下得到多种不同的多面体结构，不同的多面体结构相互“螯合”，使得无机非晶材料能够出现类似于常规非晶材料中的无序状的结构(如在三维空间上的短程无序结构)，即，能够呈现出“非晶特性”。

这样的非晶特性可以使得无机非晶材料及由其形成的耐蚀涂层在组织上具有不规则性。当耐蚀涂层在组织上具有不规则性时，耐蚀涂层可以表现出增大的致密性(例如，降低的孔隙率和提高的耐磨性)。因此，当这样的耐蚀涂层形成于炊具的表层时，与金属氧化物涂层相比，可以使得耐蚀炊具具有改善的耐蚀性和耐磨性。在实施例中，这样的耐蚀涂层可以能够稳定地实现耐蚀性能而无需封闭处理。当不进行封闭处理时，可以有效地缩短耐蚀炊具的生产周期，并降低耐蚀炊具的制造成本。

此外，前述非晶特性还可以使得无机非晶材料及由其形成的耐蚀涂层所包含的各原子呈现取向不一的状态，从而使其表面能相互抵消并总体降低。当耐蚀涂层具有足够低的表面能时，耐蚀涂层能够表现出足够的不粘性。因此，当这样的耐蚀涂层形成于炊具的表层时，可以使得耐蚀炊具具有良好的不粘性。如此，可以认为，根据本发明构思的包括无机非晶材料的耐蚀涂层还具有不粘功能。

在实施例中，基于无机非晶材料的总重量，二氧化钛的含量可以为40～65wt％。如上所述，作为钛氧化物的二氧化钛可以以锐钛矿型结构存在于无机非晶材料中以构成钛相。以锐钛矿型结构存在的二氧化钛在其结构内具有更多的空间，这使得反应过程中所形成的多面体结构能有更多的“变动”空间，使得无机非晶材料具有更明显的无序状结构，从而使得无机非晶材料所具有的非晶特性更加明显。当二氧化钛的含量在上述范围内时，无机非晶材料及由其形成的耐蚀涂层可以呈现出期望的非晶特性。

当二氧化钛的含量大于65wt％时，无机非晶材料的成本较高。此外，当二氧化钛的含量大于65wt％时，二氧化钛自身所具有的孔隙结构可能会使由无机非晶材料形成的耐蚀涂层的孔隙率偏高，进而导致耐蚀性下降。当二氧化钛的含量小于40wt％时，由无机非晶材料形成的耐蚀涂层可能在非晶特性上无法满足期望。可选地，基于无机非晶材料的总重量，二氧化钛的含量可以为42～63wt％。可选地，基于无机非晶材料的总重量，二氧化钛的含量可以为50～65wt％。可选地，基于无机非晶材料的总重量，二氧化钛的含量可以为50～63wt％。

在实施例中，基于无机非晶材料的总重量，氧化铁+氧化亚铁的含量可以为25～55wt％。当具有在该含量范围内的氧化铁+氧化亚铁作为铁相时，无机非晶材料及由其形成的耐蚀涂层可以呈现期望的非晶特性，并具有期望的耐磨性。当氧化铁+氧化亚铁的含量小于25wt％时，由无机非晶材料所形成的耐蚀涂层在耐磨性上可能无法满足期望。当氧化铁+氧化亚铁的含量大于55wt％时，无机非晶材料及由其形成的耐蚀涂层可能因钛相的过度减少而在非晶特性上劣化。可选地，基于无机非晶材料的总重量，氧化铁+氧化亚铁的含量可以为27～48wt％。可选地，基于无机非晶材料的总重量，氧化铁+氧化亚铁的含量可以为25～40wt％。可选地，基于无机非晶材料的总重量，氧化铁+氧化亚铁的含量可以为27～40wt％。可选地，基于无机非晶材料的总重量，氧化铁+氧化亚铁的含量可以为25～45wt％。

如上所述，作为铁氧化物的氧化铁+氧化亚铁可以与二氧化钛共同地螯合在无机非晶材料中。在实施例中，存在于无机非晶材料中的铁氧化物(氧化铁和氧化亚铁)在整体上呈现出黑色的色相。相比之下，存在于无机非晶材料中的氧化铁+氧化亚铁可以不呈现(或不具有)红色的色相。黑色色相的铁氧化物表现出合适的亲油性质。在这种情况下，可以有利于由无机非晶材料形成的耐蚀涂层与外部的油类物质(例如，烹饪过程中使用的食用油、食物自身浸出的油脂等)的结合。

尽管在上文中就包括在无机非晶材料中的钛相(如钛氧化物)和铁相(如铁氧化物)分别进行了描述，尤其是结合各物相含量进行了相应效果的描述，但应理解的是，无机非晶材料中的钛相(如钛氧化物)和铁相(如铁氧化物)是为了便于描述无机非晶材料的结构和/或组成而区分开的，因此，这样的钛相和铁相在实现如在此描述的无机非晶材料及由其形成耐蚀涂层的功能和/或效果时，应被认为是在功能和/或作用上相辅相成的有机整体。

例如，当无机非晶材料基于其总重量而包括40～65wt％的二氧化钛和25～55wt％的氧化铁+氧化亚铁，并且在无机非晶材料中，二氧化钛具有锐钛矿型结构时，通过该无机非晶材料形成的耐蚀涂层可以具有期望的非晶特性，因而可以具有期望的致密性(如，减低的孔隙率和提高的耐磨性)和期望的表面能。

例如，前述耐蚀涂层可以具有降低的孔隙率。在实施例中，前述耐蚀涂层的孔隙率可以为1～3％，因而能够满足耐蚀涂层的耐蚀性要求，甚至无需进行如参照图2描述的封闭处理。

例如，前述耐蚀涂层可以具有30～50达因的表面能，因而能够满足炊具的不粘需求。当前述耐蚀涂层在烹饪过程中接触例如食用油时，其表面能还可以进一步降低，例如，可以进一步降低为15～25达因。

在根据本发明构思的实施例中，无机非晶材料可以含有一定量的杂质。基于无机非晶材料的制造工艺，一定量的杂质可以保留在无机非晶材料中而不被彻底去除。这样的保留可以是考虑到杂质去除工艺的有效性限制、杂质残余量对耐蚀涂层性能的影响、杂质去除工艺对无机非晶材料制造成本的影响等。例如，这样的保留可以涉及如上所述的氧化钙、氧化镁、磷、碳和/或硅。

在实施例中，基于无机非晶材料的总重量，氧化钙+氧化镁的含量可以为3～10wt％。在前述范围内，氧化钙+氧化镁的具体含量对最终形成的耐蚀涂层的非晶特性等不造成影响，因此，在此省略了冗余描述。

在实施例中，基于无机非晶材料的总重量，无机非晶材料可以包括0～0.1wt％的P以及0～5wt％的C+Si。在前述范围内，P、C和Si的各自具体含量对最终形成的耐蚀涂层的非晶特性等不造成影响，因此，在此省略了冗余描述。

也就是说，无机非晶材料可以包括氧化钙、氧化镁、磷(P)、碳(C)和/或硅(Si)作为杂质。当无机非晶材料包含上述含量范围的杂质时，不会影响无机非晶材料的非晶特性，并且不会影响由无机非晶材料形成的耐蚀涂层的上述各种特性和功能。应注意的是，在此描述的杂质是基于其是否会影响无机非晶材料及由其形成的耐蚀涂层的上述特性和功能而定义的，因而不必是微量甚至痕量的。在实施例中，无机非晶材料还可以包括其它杂质，例如Al、Mn、Cr、Nb、Ta、V和/或S等，它们的含量例如可以是少量、微量或痕量的。由于这些杂质不影响作为主要成分的二氧化钛、氧化铁和氧化亚铁三者之间通过相互“螯合”所呈现的非晶特性，因此在这里省略了其冗余描述。

应理解的是，在本说明书中，术语“非晶特性”意图表示材料因其包含的各物相相互螯合而表现出的无序结构特性(诸如，具有不规则的组织结构和包含呈取向不一状态的原子)，而不意图在晶体/非晶结构方面对材料进行限制。

下面，将结合图4和图5对根据发明构思的无机非晶材料的制造方法进行描述。

图4是示出根据实施例的无机非晶材料的粉末料的制造方法的示意性流程图。图5是示出根据实施例的从钛铁矿石获得无机非晶材料的粉末料的制粉工艺的示意图。

参照图4，在步骤S100中，提供钛铁矿石。在实施例中，在此使用的钛铁矿石可以是市售的天然钛铁矿石。在实施例中，在此使用的钛铁矿石可以是锐钛矿型钛铁矿石。在实施例中，在此使用的钛铁矿石不是金红石型钛铁矿石。

在步骤S110中，对钛铁矿石进行制粉。经制粉后，可以获得具有非晶特性的无机材料的粉末料，即，无机非晶材料的粉末料。

下面，将参照图5对钛铁矿石的制粉工艺进行描述。

参照图5，可以经由如下工艺从钛铁矿石制得用于制造耐蚀涂层的无机非晶材料的粉末料。

首先，对钛铁矿石进行多级破碎(例如，包括一级破碎和二级破碎的两级破碎)，然后进行磨矿分级。经由前述多级破碎和磨矿分级后，可以将作为粗矿石的钛铁矿石细化，从而得到粗粒矿石和细粉矿石。

此后，对在磨矿分级中获得的粗粒进行重选，从而进一步分级出细粉矿石和尾矿，然后保留细粉矿石并去除尾矿。

此后，对经由磨矿分级获得的细粉矿石和经由重选获得的细粉矿石进行磁选，保留富集钛铁矿，并去除脉石矿物。

此后，对经由磁选获得的富集钛矿石进行重选，选出富集钛矿石，以降低诸如氧化钙、氧化镁、P等的杂质的含量，然后去除尾矿。

此后，对经由重选获得的富集钛矿石进行钛粗选，以获得钛精矿。

此后，对经由钛粗选后剩余的矿石进行钛扫选(即，钛浮选)，以调节二氧化钛、氧化铁和氧化亚铁的含量。

此后，对经由钛扫选后剩余的矿石进行钛精选，以进一步调节二氧化钛、氧化铁和氧化亚铁的含量。

如此，可以获得无机非晶材料的粉末料。

在实施例中，可以重复钛粗选、钛扫选和/或钛精选，从而再进一步调节包含在无机非晶材料粉末料中的各物质(物相)的含量。例如，通过反复进行钛粗选、钛扫选和/或钛精选，可以适当提高二氧化钛的含量，适当降低氧化铁和氧化亚铁的含量，并且进一步降低氧化钙、氧化镁、P、C、Si等的含量。

应理解的是，上述制粉工艺中所涉及的例如破碎、磨矿分级、重选、磁选、粗选和扫选等可以采用相关领域中的各种常用方法进行，只要这些方法能够实现最终制得的无机非晶材料中的钛相和铁相的富集即可。

经由上述工艺制造的无机非晶材料可以基于其总重量而包括40～65wt％的二氧化钛、25～55wt％的氧化铁+氧化亚铁以及3～10wt％的氧化钙+氧化镁。在实施例中，前述无机非晶材料中还可以包括0～0.1wt％的P以及0～5wt％的C+Si。在这样的含量范围下，一方面，可以使得无机非晶材料具有期望的非晶特性，如上所述；另一方面，也可以有效地平衡上述制粉工艺的工艺时间和工艺成本。如此，可以显著促进上述无机非晶材料在炊具用涂层领域中的可使用性和可推广性。

返回参照图3，可以使用经由参照图4和图5描述的制造方法制造的无机非晶材料的粉末料作为原料来形成耐蚀涂层240。当通过前述无机非晶材料来形成耐蚀涂层时，前述无机非晶材料的非晶特性能够被保留在耐蚀涂层中，结果，所形成的耐蚀涂层也具有相对应的非晶特性。下面，将对根据本发明构思的包括耐蚀涂层的耐蚀炊具的制造方法进行描述。

图6是示出根据实施例的耐蚀炊具的制造方法的示意性流程图。

参照图6，在步骤S200中，可以提供基材，并且可以在基材的表面上形成过渡层。这里使用的基材可以与参照图3描述的基材110基本相同或类似，例如，可以是通过任何合适的方法制造的铁基基材。此外，这里使用的过渡层可以与参照图3描述的过渡层基本相同或类似，例如，可以是通过任何合适的热喷涂工艺形成的热喷涂金属层和/或热喷涂金属合金层。在一些实施例中，可以省略在基材的表面上形成过渡层的步骤。

接下来，在步骤S210中，可以提供无机非晶材料的粉末料。无机非晶材料的粉末料可以具有30～70μm的平均粒径。可选地，无机非晶材料的粉末料的平均粒径可以为40～70μm。可选地，无机非晶材料的粉末料可以具有50～70μm的粒径。可选地，无机非晶材料的粉末料的粒径可以为60～70μm。可选地，无机非晶材料的粉末料的粒径可以为30～60μm。可选地，无机非晶材料的粉末料的粒径可以为30～50μm。可选地，无机非晶材料的粉末料的粒径可以为30～40μm。前述粉末料可以直接来源于例如以上参照图4和图5描述的制造方法的产物。此外，前述粉末料还可以经历研磨等工艺，以进一步获得期望的平均粒径，但实施例不对此做特别的限制。

接下来，在步骤S220中，可以将无机非晶材料的粉末料喷涂在过渡层的表面上，以形成耐蚀涂层。这里，前述喷涂可以采用任何合适的喷涂方法或喷涂工艺、并使用无机非晶材料的粉末料作为用于形成耐蚀涂层的原料来执行。如上所述，过渡层可以被省略。这种情况下，在步骤S220中，可以在基材(例如，基材的表面)上直接喷涂非晶材料的粉末料，以形成耐蚀涂层。当不形成过渡层时，可以减少耐蚀炊具的制造工序，缩短制造周期，并降低制造成本。

在实施例中，可以使用热喷涂来执行无机非晶材料粉末料的喷涂。这里使用的热喷涂的工艺参数可以为：电流450～650安培(A)；电压45～70伏特(V)；主气流量800-1200升/小时(L/h)；氢气流量50～100L/h；送粉气流量500～800L/h；送粉量40～100克/分钟(g/min)；喷涂距离(枪嘴离工件距离)20～40厘米(cm)；喷涂角度30～80度(°)；工件温度：常温。这里，主气可以是氩气。工件是指将要在其表面上喷涂形成耐蚀涂层的基材。常温可以是室温。

可以通过控制热喷涂工艺期间的电压参数和电流参数来进一步调节所形成的耐蚀涂层的一些特性。例如，电流越大，热焓越大，涂层的孔隙越少，涂层的耐蚀性越好，但过高的热焓会导致涂层的脆性增大，这使得涂层在使用过中崩落的风险增大。例如，电压越大，热焓越大，涂层的孔隙越少，涂层的耐蚀性越好，但过高的热焓会导致涂层脆性增大，进而导致涂层崩落风险增大。这将在下面结合具体的试验例进行详细描述。

在实施例中，在执行热喷涂工艺时，所使用的电流可以为470～650A。例如，电流还可以为560～650A。例如，电流还可以为590～650A。例如，电流还可以为610～650A。例如，电流还可以为630～650A。例如，电流还可以为470～640A。例如，电流还可以为560～610A。例如，电流还可以为590～630A。

在实施例中，在执行热喷涂工艺时，所使用的电压可以为45～65V。例如，电压还可以为45～60V。例如，电压还可以为45～55V。例如，电压还可以为45～50V。例如，电压还可以为46～68V。例如，电压还可以为48～65V。例如，电压还可以为50～65V。例如，电压还可以为50～60V。

通过在上述工艺参数范围内执行无机非晶材料的粉末料的热喷涂，可以在过渡层的表面上形成合适厚度的具有合适非晶特性的致密的耐蚀涂层。

在实施例中，所形成的耐蚀涂层可以具有30～150μm的厚度。例如，所形成的耐蚀涂层的厚度还可以为30～140μm、30～130μm、30～90μm、30～70μm或30～48μm。例如，所形成的耐蚀涂层的厚度还可以为40～130μm或70～90μm。

在实施例中，所形成的耐蚀涂层的孔隙率可以为1～3％(例如，按体积百分比计)。在实施例中，所形成的耐蚀涂层的硬度可以不低于200HV，例如，可以为200～600HV。因此，所形成的耐蚀涂层可以具有期望的孔隙率和硬度，并可以具有期望的耐蚀性和耐磨性。

在实施例中，所形成的耐蚀涂层的表面能可以为30～50达因。因此，所形成的耐蚀涂层可以具有足够的不粘性。

通过在上述工艺参数范围内执行对无机非晶材料粉末料的热喷涂，可以形成具有合适的热喷涂结合强度(又被称为“热喷涂结合力”或“结合力”)的耐蚀涂层。例如，所形成的耐蚀涂层的热喷涂结合力可以大于25MPa。例如，所形成的耐蚀涂层的热喷涂结合力可以为25～60MPa。

下面将结合具体的实施例、对比例和参考例来对本发明构思的无机非晶材料、由无机非晶材料形成的耐蚀涂层以及包括该耐蚀涂层的耐蚀炊具进行描述。

实施例、对比例和参考例

实施例1

按照如下步骤来制造本实施例的炊具：准备铸铁基材，然后准备用于制造涂层的粉末料，然后将粉末料喷涂在铸铁基材的表面上以形成涂层，从而获得所述炊具。

在本实施例中使用的粉末料是经由参照图5描述的制粉工艺制得的无机非晶材料的粉末料。

在本实施例中，基于无机非晶材料的总重量，无机非晶材料包括50wt％的二氧化钛、40wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质(例如，P、C和Si)。

在本实施例中，粉末料的平均粒径为50μm。

在本实施例中，使用热喷涂来执行粉末料的喷涂工艺。其中，热喷涂的具体工艺参数为：电流470A；电压50V；主气(氩气)流量1000L/h；氢气流量75L/h；送粉气流量650L/h；送粉量70g/min；喷涂距离(枪嘴离工件距离)20厘米(cm)；喷涂角度40度(°)；工件温度：室温。

在本实施例中，最终形成的涂层的厚度为70μm。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括63wt％的二氧化钛、27wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括42wt％的二氧化钛、48wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例4

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括46wt％的二氧化钛、44wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括60wt％的二氧化钛、25wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例6

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括40wt％的二氧化钛、45wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例7

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括60wt％的二氧化钛、32wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例8

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括40wt％的二氧化钛、55wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例9

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括55wt％的二氧化钛、37wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

实施例10

本实施例与实施例1的区别仅在于，本实施例的无机非晶材料基于其总重量包括53wt％的二氧化钛、35wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

对比例1

本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例的无机非晶材料基于其总重量包括38wt％的二氧化钛、52wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

对比例2

本对比例与实施例1的区别仅在于，本对比例的无机非晶材料基于其总重量包括67wt％的二氧化钛、17wt％的氧化铁+氧化亚铁、以及余量的氧化钙、氧化镁和其他杂质。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例使用市售的二氧化钛粉末来代替非晶无机材料的粉末料作为用于形成涂层的粉末料。

对比例4

本对比例与实施例1的区别在于，本对比例使用市售的三氧化二铝粉末来代替非晶无机材料的粉末料作为用于形成涂层的粉末料。

参考例1

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电流为560A。

参考例2

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电流为630A。

参考例3

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电压为46V。

参考例4

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电压为68V。

参考例5

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例中所形成的涂层的厚度为30μm。

参考例6

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例中所形成的涂层的厚度为40μm。

参考例7

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例中所形成的涂层的厚度为150μm。

参考例8

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电流为680A。

参考例9

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电流为420A。

参考例10

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电压为72V。

参考例11

本参考例与实施例1的区别仅在于，本参考例在执行热喷涂时所使用的电压为43V。

测试方法及评价标准、测试结果

一、测试方法及评价标准

1、孔隙率测量

采用显微测量法来测量样品的孔隙率。具体地，用一定倍率的金相显微镜，直接观察样品的表面孔隙或对样品按顺序取平行截面观察其孔隙，并计算孔隙率。这里，样品是指实施例1至实施例10、对比例1至对比例4和参考例1至参考例11的涂层。

对于孔隙率，期望样品具有不大于3％的孔隙率。

2、耐蚀性测试及评价标准

按照《GBT 32432-2015家用钢制锅具》中的“6.17耐蚀性测试方法”，将蒸馏水配制而成的5％盐水放入其内表面上形成有样品的锅内煮沸，并保持微沸，记录锅内到出现生锈所经历的时间。该时间即为耐蚀性测试的结果和评价依据。这里，样品是指实施例1至实施例10、对比例1至对比例4和参考例1至参考例11的涂层。

对于耐蚀性测试，按照项目期望，耐蚀性不低于3h。

3、耐磨性测试及评价标准

按照《GB/T 32095.2-2015家用食品金属烹饪器具不粘表面性能及测试规范，第2部分：不粘性及耐磨性测试规范》，采用平面耐磨方法，使用规定的百洁布对形成在基材表面上的样品进行磨损，并记录直到露出基材时的摩擦次数。这里，样品是指实施例1至实施例10、对比例1至对比例4和参考例1至参考例11的涂层。

对于耐磨性测试，记录的摩擦次数越多，耐磨能力越强。

4、热喷涂层结合力测试及评价标准

按照《GB/T 8642-1988热喷涂层结合强度测定》，测定样品的结合强度(即，结合力)。这里，样品是指实施例1至实施例10、对比例1至对比例4和参考例1至参考例11的涂层。

对于热喷涂层结合力，按照项目期望，最终测量结果值不小于25MPa。如果小于25MPa，则易出现热喷涂层脱落甚至崩落的问题。

5、表面能测试及评价标准

在20℃的温度条件下，使用SINDIN SDC-200SH接触角测量仪，按照量角法分别测量水和乙二醇在样品表面的接触角，并且使用OWRK方法来计算样品的表面能。这里，样品是指实施例1至实施例10和对比例1至对比例4的涂层。

对于表面能测试，当样品的测量表面能值大于50达因时，样品的不粘性和持久不粘性不佳。相比之下，当样品的测量表面能值不大于50达因时，可以认为样品满足不粘性和持久不粘性的要求。

二、测试结果

上述实施例1至实施例10和对比例1至对比例4的孔隙率测试结果、耐蚀性测试结果、耐磨性测试结果和表面能测试结果示出在下面的表1中。

[表1]

在表1中，将实施例1至实施例10与对比例3和对比例4进行比较，可以看到，由根据本发明构思的无机非晶材料形成的耐蚀涂层能够具有降低的孔隙率和改善的耐蚀性，并且具有改善的耐磨性。此外，对比例2的耐蚀涂层因包含较高量的二氧化钛而表现出低于60000次的耐磨性，并且表现出高于3％的孔隙率和较差的耐蚀性。

此外，可以看到，由根据本发明构思的无机非晶材料形成的耐蚀涂层能够具有低于50达因的表面能，因此具有足够的不粘性。对比例1的耐蚀涂层因包含较低量的二氧化钛而表现出高于50的表面能值和较差的不粘性。

上述实施例1至实施例3和参考例1至参考例11的孔隙率测量结果、耐蚀性测试结果、耐磨性测试结果和热喷涂层结合力测试结果示出在下面的表2中。

[表2]

在表2中，参照实施例1至实施例3以及参考例1至参考例7，在根据本发明构思的热喷涂工艺参数条件和厚度条件下，由无机非晶材料形成的耐蚀涂层能够稳定地实现其改善的耐蚀性和改善的耐磨性，并且具有良好的结合力。此外，从实施例1、参考例1和参考例2可以看到，在其他条件相同的情况下，执行热喷涂时采用的电流越大，所形成的涂层的孔隙率越小。从表2中的实施例1、参考例3和参考例4可以看到，在其他条件相同的情况下，执行热喷涂时采用的电压越大，所形成的涂层的孔隙率越小。从表2中的参考例1、参考例5至参考例7可以看到，在其他条件相同的情况下，所形成的涂层的厚度越大，涂层的耐蚀性越好，涂层的耐磨性越好。从表2中的参考例8和参考例10可以看到，因执行热喷涂时采用的电流为680A(其高于650A)或电压为72V(其高于70V)，所形成的涂层表现出降低的结合力。从表2中的参考例9和参考例11可以看到，因执行热喷涂时采用的电流为420A(其低于450A)或电压为43V(其低于45V)，所形成的涂层表现出降低的耐蚀性。因此，可以通过对热喷涂工艺参数和/或耐蚀涂层厚度的合理控制来进一步调节耐蚀涂层的耐蚀性、耐磨性和/或结合力。

根据本发明构思的无机非晶材料具有非晶特性。根据本发明构思的耐蚀涂层包括该无机非晶材料，并因此具有非晶特性。这样的具有非晶特性的耐蚀涂层可以具有改善的致密性，如此，耐蚀涂层可以具有降低的孔隙率和改善的耐蚀性，并且可以具有改善的耐磨性。此外，在实施例中，这样的具有非晶特性的耐蚀涂层还可以具有低的表面能，因此可以使包括该耐蚀涂层的耐蚀炊具具有良好的不粘性。如此，根据本发明构思的包括无机非晶材料的耐蚀涂层可以具有防腐蚀和不粘的双重性能。

虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离如权利要求和它们的等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此做出形式和细节上的各种改变。应当仅以描述性的意义而不是出于限制的目的来考虑实施例。因此，本发明的范围不是由本发明的具体实施方式来限定，而是由权利要求书来限定，该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

Claims (10)

1.一种耐蚀炊具，所述耐蚀炊具包括基材和设置在所述基材上的耐蚀涂层，

其中，所述基材包括铁基材料或铁基复合材料，

其中，所述耐蚀涂层包括无机非晶材料，并且

基于所述无机非晶材料的总重量，所述无机非晶材料包括：40wt％≤二氧化钛≤65wt％、25wt％≤氧化铁和氧化亚铁≤55wt％、3wt％≤氧化钙和氧化镁≤10wt％、0≤磷≤0.1wt％、以及0≤碳和硅≤5wt％。

2.根据权利要求1所述的耐蚀炊具，其中，基于所述无机非晶材料的总重量，所述无机非晶材料包括：50wt％≤二氧化钛≤65wt％、25wt％≤氧化铁和氧化亚铁≤45wt％、3wt％≤氧化钙和氧化镁≤10wt％、0≤磷≤0.1wt％、以及0≤碳和硅≤5wt％。

3.根据权利要求1所述的耐蚀炊具，其中，所述耐蚀涂层的孔隙率为1％至3％。

4.根据权利要求1所述的耐蚀炊具，其中，所述耐蚀涂层的厚度为30μm至150μm。

5.根据权利要求1所述的耐蚀炊具，其中，所述耐蚀涂层的结合力为25MPa至60MPa。

6.根据权利要求1所述的耐蚀炊具，其中，所述耐蚀涂层与所述基材接触。

7.根据权利要求1所述的耐蚀炊具，所述耐蚀炊具还包括设置在所述基材与所述耐蚀涂层之间的过渡层，

其中，所述过渡层为金属层或金属合金层。

8.根据权利要求1所述的耐蚀炊具，其中，

所述二氧化钛作为钛相存在于所述无机非晶材料中，

所述氧化铁和所述氧化亚铁共同作为铁相存在于所述无机非晶材料中，并且

存在于所述无机非晶材料中的所述二氧化钛具有锐钛矿型结构。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的耐蚀炊具，其中，所述耐蚀涂层通过热喷涂工艺来形成，

其中，所述热喷涂工艺在预定电流和预定电压的条件下执行，并且

所述预定电流在450A至650A的范围内，所述预定电压在45V至70V的范围内。

10.根据权利要求9所述的耐蚀炊具，其中，所述热喷涂工艺使用所述无机非晶材料的粉末料来作为用于形成所述耐蚀涂层的原料，并且

所述粉末料的平均粒径为30μm至70μm。

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