CN115157792A - 锅具用多层不锈钢复合板及其制备方法、锅具 - Google Patents

锅具用多层不锈钢复合板及其制备方法、锅具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锅具用多层不锈钢复合板，包括：导磁不锈钢底层和食品级不锈钢/钛合金面层，在所述导磁不锈钢底层与所述食品级不锈钢/钛合金面层之间设置有至少一层导磁低碳钢/纯铁层和至少一层紫铜层；所述导磁不锈钢底层、所述食品级不锈钢/钛合金面层、所述导磁低碳钢/纯铁层以及所述紫铜层之间通过热轧成型得到所述多层不锈钢复合板。以及该锅具用多层不锈钢复合板的制备方法和使用该锅具用多层不锈钢复合板制造的锅具。采用紫铜作为均热层，能使锅具的热量更加均匀；同时在中间层复合低碳钢或纯铁部分代替导磁不锈钢底层，在降低成本的同时提高了复合板材的导热性能。

Description

锅具用多层不锈钢复合板及其制备方法、锅具
技术领域
本发明涉及金属复合材料及冶金技术领域，特别涉及一种锅具用多层不锈钢复合板，以及该锅具用多层不锈钢复合板的制备方法、使用该锅具用多层不锈钢复合板制造的锅具。
背景技术
传统的炊具由单层的铁或不锈钢或铝等金属制作而成。但单层金属在制作过程中易变形，延伸差，抗拉强度差，不牢固等缺点。单层的钛由于价格昂贵，成形性不好，焊接性能差等缺陷而没有在工业中被广泛应用。
市面上现在出现了较好的钢/铝/钛三层复合锅、钢/铝/不锈钢三层复合锅，其中间采用铝合金，虽然在一定成度上能起到减轻重量、使热量更均匀的效果，但铝合金不导磁，为了能实现锅具在燃气和电磁炉上通用，就需要保证底部不锈钢具有适当的厚度，同时为了保证锅具的强度及导热性能，铝合金的厚度也需适当；因此，综合来看市面上的钢/铝/钛、钢/铝/不锈钢三层复合锅及综合成本也不低。
本发明采用铜作为均热层，能使锅具的热量更加均匀；同时中间复合低碳钢(或纯铁)部分代替底层不锈钢，在降低成本的同时也能提高材料的导热性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锅具用多层不锈钢复合板，以及该锅具用多层不锈钢复合板的制备方法，采用铜作为均热层，能使锅具的热量更加均匀；同时中间复合低碳钢(或纯铁)部分代替底层不锈钢，在降低成本的同时也能提高材料的导热性能。为了解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明的一种锅具用多层不锈钢复合板，包括：导磁不锈钢底层和食品级不锈钢/钛合金面层，在所述导磁不锈钢底层与所述食品级不锈钢/钛合金面层之间设置有至少一层导磁低碳钢/纯铁层和至少一层紫铜层；所述导磁不锈钢底层、所述食品级不锈钢/钛合金面层、所述导磁低碳钢/纯铁层以及所述紫铜层之间通过热轧成型得到所述多层不锈钢复合板。
进一步地，所述导磁低碳钢/纯铁层和所述紫铜层成组设置，在所述导磁不锈钢底层与所述食品级不锈钢/钛合金面层之间设置有一组或者两组或者多组所述导磁低碳钢/纯铁层和所述紫铜层，与所述导磁不锈钢底层相接的是一层所述导磁低碳钢/纯铁层，与所述食品级不锈钢/钛合金面层相接的是一层所述紫铜层。
进一步地，所述导磁不锈钢底层的厚度为0.3mm-1.0mm，所述食品级不锈钢/钛合金面层的厚度为0.3mm-1.0mm；所述导磁低碳钢/纯铁层和所述紫铜层的总厚度为1.0mm-4.0mm，所述导磁低碳钢/纯铁层与所述紫铜层的厚度之比为2-8:1。
本发明的一种锅具，使用如上所述的锅具用多层不锈钢复合板制造而成。
进一步地，所述锅具包括：锅底和锅壁，所述锅底和所述锅壁是使用所述多层不锈钢复合板压轧而成，所述锅底与所述锅壁的厚度之比为1:1-3。
本发明的一种锅具用多层不锈钢复合板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1，板材表面清理：将用于制备不锈钢复合板的导磁不锈钢底层、食品级不锈钢/钛合金面层、导磁低碳钢/纯铁层以及紫铜层进行表面处理，去除上述各板材表面的杂质及氧化皮，露出新鲜金属；
步骤S2，板材叠放：将所述导磁不锈钢底层、所述导磁低碳钢/纯铁层、所述紫铜层以及所述食品级不锈钢/钛合金面层依次叠放装入包套内，若包括多层所述导磁低碳钢/纯铁层和所述紫铜层，则一层所述导磁低碳钢/纯铁层、一层所述紫铜层，再一层所述导磁低碳钢/纯铁层、再一层所述紫铜层地叠加叠放；
步骤S3，真空封装：将包套进行抽真空处理，抽出包套内的空气，包套内真空度大于或者等于100Pa，然后用电子束焊机将包套端盖焊接密封；
步骤S4，热轧：将包套以及密封于包套内的各板材一起加热到800℃-950℃，保温1h-3h后热轧，开轧温度800℃-900℃，终轧温度大于500℃，热轧总压下量大于65％。
进一步地，步骤S2以及S3中，包套选用塑性韧性好的钢板，包套钢板厚度1mm-10mm；包套钢板内部的两个大面上涂刷有隔离剂，隔离剂为硅酸盐涂料或者氧化金属粉末涂料，隔离剂涂层厚度为0.2mm-1.0mm。
进一步地，步骤S4中，热轧前5道次采用小压下量轧制，单道次压下量控制在5％-15％。
本发明提供的锅具用多层不锈钢复合板以及该锅具用多层不锈钢复合板的制备方法的有益效果是：
第一，采用紫铜作为均热层，能使锅具的热量更加均匀；同时在中间层复合低碳钢或纯铁部分代替导磁不锈钢底层，在降低成本的同时提高了复合板材的导热性能。
第二，在制备方法中，通过采用净界面处理、真空封装及热轧复合的工艺，可确保各层合金之间的清洁，有效保证复合界面的结合效果及性能，实现不锈钢/纯铁/铜/钛合金等异种金属的冶金结合。同时，热轧复合工艺生产效率高、成本低，便于大规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明锅具用多层不锈钢复合板一种结构的示意图。
图2是本发明锅具用多层不锈钢复合板第二种结构的示意图。
图3是本发明锅具的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
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结合。
实施例一
请结合参考图1至图3，本实施例的一种锅具用多层不锈钢复合板，包括：导磁不锈钢底层1和食品级不锈钢/钛合金面层2，在导磁不锈钢底层1与食品级不锈钢/钛合金面层2之间设置有至少一层导磁低碳钢/纯铁层3和至少一层紫铜层4；导磁不锈钢底层1、食品级不锈钢/钛合金面层2、导磁低碳钢/纯铁层3以及紫铜层4之间通过热轧成型得到多层不锈钢复合板。
作为优选的实施方式，导磁低碳钢/纯铁层3和紫铜层4成组设置，在导磁不锈钢底层1与食品级不锈钢/钛合金面层2之间设置有一组或者两组或者多组导磁低碳钢/纯铁层3和紫铜层4，与导磁不锈钢底层1相接的是一层导磁低碳钢/纯铁层3，与食品级不锈钢/钛合金面层2相接的是一层紫铜层4。其中，导磁低碳钢/纯铁层3和紫铜层4成组设置即两者的数量相同，即一块导磁低碳钢/纯铁层3、一块紫铜层4、再一块导磁低碳钢/纯铁层3、再一块紫铜层4等等。
优选地，导磁不锈钢底层1的厚度为0.3mm-1.0mm，食品级不锈钢/钛合金面层2的厚度为0.3mm-1.0mm；导磁低碳钢/纯铁层3和紫铜层4的总厚度为1.0mm-4.0mm，导磁低碳钢/纯铁层3与紫铜层4的厚度之比为2-8:1。
实施例二
请结合参考图1至图3，本实施例的一种锅具，使用实施例一种描述的锅具用多层不锈钢复合板制造而成。具体地，该锅具包括：锅底10和锅壁20，锅底10和锅壁20是使用实施例一描述的多层不锈钢复合板压轧而成，锅底10与锅壁20的厚度之比为1:1-3。进一步优选地，锅底10与锅壁20的厚度之比为1:1.5-2.5。
实施例三
请结合参考图1至图3，本实施例的一种锅具用多层不锈钢复合板的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
步骤S1，板材表面清理：将用于制备不锈钢复合板的导磁不锈钢底层1、食品级不锈钢/钛合金面层2、导磁低碳钢/纯铁层3以及紫铜层4进行表面处理，去除上述各板材表面的杂质及氧化皮，露出新鲜金属；
步骤S2，板材叠放：将导磁不锈钢底层1、导磁低碳钢/纯铁层3、紫铜层4以及食品级不锈钢/钛合金面层2依次叠放装入包套内，若包括多层导磁低碳钢/纯铁层3和紫铜层4，则一层导磁低碳钢/纯铁层3、一层紫铜层4，再一层导磁低碳钢/纯铁层3、再一层紫铜层4地叠加叠放；
步骤S3，真空封装：将包套进行抽真空处理，抽出包套内的空气，包套内真空度大于或者等于100Pa，然后用电子束焊机将包套端盖焊接密封；
步骤S4，热轧：将包套以及密封于包套内的各板材一起加热到800℃-950℃，保温1h-3h后热轧，开轧温度800℃-900℃，终轧温度大于500℃，热轧总压下量大于65％。
优选地，步骤S2以及S3中，包套选用塑性韧性好的钢板，包套钢板厚度1mm-10mm；包套钢板内部的两个大面上涂刷有隔离剂，隔离剂为硅酸盐涂料或者氧化金属粉末涂料，隔离剂涂层厚度为0.2mm-1.0mm。
优选地，步骤S4中，热轧前5道次采用小压下量轧制，单道次压下量控制在5％-15％。
实施例四
请结合参考图1至图3，本实施例的锅具用多层不锈钢复合板制造锅具的方法，该锅具用四层复合板制备，即一层导磁不锈钢底层1、一层导磁低碳钢/纯铁层3、一层紫铜层4和一层食品级不锈钢/钛合金面层2。具体地，
1、选用430不锈钢作为导磁不锈钢底层1、纯铁和紫铜分别作为导磁低碳钢/纯铁层3和紫铜层4、TA2钛合金作为食品级不锈钢/钛合金面层2。
2、将430不锈钢板、纯铁板、紫铜板、TA2钛合金板等板材的表面清理干净，去除表面杂质及氧化皮，露出新鲜金属层；其中，430不锈钢板及TA2钛合金板仅需清洁复合面，纯铁板和紫铜板两面都需清洁。
3、430不锈钢板厚度为40mm、纯铁板厚度为96mm、紫铜板厚度为32mm、TA2钛合金板厚度为32mm；上述四层板材组成的复合板坯厚度为200mm。
4、将准备好的上述四层板材依次装入准备好的包套盒中，并叠放整齐。包套采用2mm厚的低碳钢板焊接而成，包套底板上表面及盖板下表面涂刷0.5mm厚硅酸盐隔离剂。
5、真空封装：将包套盒转入抽真空设备，抽真空去除包套盒内的空气，真空度10Pa。之后用电子束焊机将包套盖板焊接密封。
6、热轧：将真空封装的包套以及复合板坯加热到850±50℃，保温1h后热轧，开轧温度800℃，前5道次采用小压下量快速轧制，压下量5-7％；通过多道次轧制将坯料热轧成厚度为2.8mm的多层不锈钢复合板，控制终轧温度650±50℃；
7、多层不锈钢复合板经热处理、表面处理、冲压成型等工序加工后就可制得多层不锈钢复合锅具。锅具具有外表美观、防锈耐腐蚀，加热均匀、导热性好等优点。
实施例五
请结合参考图1至图3，本实施例的锅具用多层不锈钢复合板制造锅具的方法，该锅具用六层复合板制备，即一层导磁不锈钢底层1、一层导磁低碳钢/纯铁层3、一层紫铜层4、再一层导磁低碳钢/纯铁层3、再一层紫铜层4和一层食品级不锈钢/钛合金面层2。具体地，
1、选用430不锈钢作为导磁不锈钢底层1、纯铁和紫铜分别作为导磁低碳钢/纯铁层3和紫铜层4、食品级316不锈钢作为食品级不锈钢/钛合金面层2。
2、将430不锈钢板、纯铁板、紫铜板以及食品级316不锈钢板表面清理干净，去除表面杂质及氧化皮，露出新鲜金属层；430不锈钢板及食品级316不锈钢板仅需清洁复合面，纯铁板和紫铜板两面都需清洁。
3、430不锈钢板厚度40mm、第一层纯铁板厚度60mm、第一层紫铜板厚度15mm、第二层纯铁板厚度70mm、第二层紫铜厚度板25mm、食品级316不锈钢板厚度40mm；上述六层板材组成的复合板坯厚度为200mm。
4、将准备好的上述六层板材依次装入准备好的包套盒中，并叠放整齐。包套采用2mm厚低碳钢板焊接而成，包套底板上表面及盖板下表面涂刷0.5mm厚硅酸盐隔离剂。
5、真空封装：将包套盒转入抽真空设备，抽真空去除包套盒内的空气，真空度10Pa。之后用电子束焊机将盖板焊接密封。
6、热轧：将真空封装的包套以及复合板坯加热到900±50℃，保温1h后热轧，开轧温度850℃，前5道次采用小压下量快速轧制，压下量5-7％；通过多道次轧制将坯料热轧成厚度为3mm的多层不锈钢复合板，控制终轧温度650±50℃；
7、多层不锈钢复合板经热处理、表面处理、冲压成型等工序加工后就可制得多层不锈钢复合锅具。锅具具有外表美观、防锈耐腐蚀，加热均匀、导热性好等优点。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锅具用多层不锈钢复合板，其特征在于，包括：导磁不锈钢底层(1)和食品级不锈钢/钛合金面层(2)，在所述导磁不锈钢底层(1)与所述食品级不锈钢/钛合金面层(2)之间设置有至少一层导磁低碳钢/纯铁层(3)和至少一层紫铜层(4)；所述导磁不锈钢底层(1)、所述食品级不锈钢/钛合金面层(2)、所述导磁低碳钢/纯铁层(3)以及所述紫铜层(4)之间通过热轧成型得到所述多层不锈钢复合板。
2.根据权利要求1所述的锅具用多层不锈钢复合板，其特征在于，所述导磁低碳钢/纯铁层(3)和所述紫铜层(4)成组设置，在所述导磁不锈钢底层(1)与所述食品级不锈钢/钛合金面层(2)之间设置有一组或者两组或者多组所述导磁低碳钢/纯铁层(3)和所述紫铜层(4)，与所述导磁不锈钢底层(1)相接的是一层所述导磁低碳钢/纯铁层(3)，与所述食品级不锈钢/钛合金面层(2)相接的是一层所述紫铜层(4)。
3.根据权利要求1或者2所述的锅具用多层不锈钢复合板，其特征在于，所述导磁不锈钢底层(1)的厚度为0.3mm-1.0mm，所述食品级不锈钢/钛合金面层(2)的厚度为0.3mm-1.0mm；所述导磁低碳钢/纯铁层(3)和所述紫铜层(4)的总厚度为1.0mm-4.0mm，所述导磁低碳钢/纯铁层(3)与所述紫铜层(4)的厚度之比为2-8:1。
4.一种锅具，其特征在于，使用权利要求1至3中任一项所述的锅具用多层不锈钢复合板制造而成。
5.根据权利要求4所述的锅具，其特征在于，包括：锅底(10)和锅壁(20)，所述锅底(10)和所述锅壁(20)是使用所述多层不锈钢复合板压轧而成，所述锅底(10)与所述锅壁(20)的厚度之比为1:1-3。
6.一种锅具用多层不锈钢复合板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1，板材表面清理：将用于制备不锈钢复合板的导磁不锈钢底层(1)、食品级不锈钢/钛合金面层(2)、导磁低碳钢/纯铁层(3)以及紫铜层(4)进行表面处理，去除上述各板材表面的杂质及氧化皮，露出新鲜金属；
步骤S2，板材叠放：将所述导磁不锈钢底层(1)、所述导磁低碳钢/纯铁层(3)、所述紫铜层(4)以及所述食品级不锈钢/钛合金面层(2)依次叠放装入包套内，若包括多层所述导磁低碳钢/纯铁层(3)和所述紫铜层(4)，则一层所述导磁低碳钢/纯铁层(3)、一层所述紫铜层(4)，再一层所述导磁低碳钢/纯铁层(3)、再一层所述紫铜层(4)地叠加叠放；
步骤S3，真空封装：将包套进行抽真空处理，抽出包套内的空气，包套内真空度大于或者等于100Pa，然后用电子束焊机将包套端盖焊接密封；
步骤S4，热轧：将包套以及密封于包套内的各板材一起加热到800℃-950℃，保温1h-3h后热轧，开轧温度800℃-900℃，终轧温度大于500℃，热轧总压下量大于65％。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2以及S3中，包套选用塑性韧性好的钢板，包套钢板厚度1mm-10mm；包套钢板内部的两个大面上涂刷有隔离剂，隔离剂为硅酸盐涂料或者氧化金属粉末涂料，隔离剂涂层厚度为0.2mm-1.0mm。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，热轧前5道次采用小压下量轧制，单道次压下量控制在5％-15％。
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