CN115772691A

CN115772691A - 烹饪器具

Info

Publication number: CN115772691A
Application number: CN202111047956.3A
Authority: CN
Inventors: 李超; 瞿义生; 袁华庭; 张明
Original assignee: Wuhan Supor Cookware Co Ltd
Current assignee: Wuhan Supor Cookware Co Ltd
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2023-03-10

Abstract

本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种烹饪器具，其中，烹饪器具包括镁合金锅体，镁合金锅体内表面设有至少一层耐腐蚀层，耐腐蚀层通过电镀工艺形成于镁合金锅胚的内表面，耐腐蚀层的材质包括Ni、Ti、Zr、Nb、Zn、Sn中的至少一种。本申请提供的烹饪炊具，利用镁合金密度小的特点及耐腐蚀层优良的耐腐蚀性能，使得烹饪器具具有轻质且耐腐蚀的优良性能。

Description

烹饪器具

技术领域

本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种烹饪器具。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对炊具类产品的追求也越来越高，锅作为一种常用的厨房用具，为了使锅胚起到良好的加热效果，作为锅胚的材料的导热性能越好就越利于节约能源和提高工作效率，所以其锅胚一般由铁或不锈钢制成，但目前市面上的铁锅，不锈钢锅都较重，采用铝合金制备的锅胚可进一步减轻锅胚的重量，但是铝合金锅对于单手持锅炒菜、颠锅也比较吃力。

为了解决此问题，可采用镁合金材质的锅胚，相对于现有铝合金锅胚进一步减轻重量，即使女性持锅炒菜也能轻松自如，提升使用体验。但目前轻质镁合金锅胚耐腐蚀性一直是一个难以解决的问题，影响镁合金在炊具上的应用。

发明内容

本申请提供的烹饪炊具，利用镁合金密度小的特点及耐腐蚀层优良的耐腐蚀性能，使得烹饪器具具有轻质且耐腐蚀的优良性能。

为实现上述目的，本申请具体采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种烹饪器具，所述烹饪器具包括镁合金锅体，所述镁合金锅体内表面设有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层通过电镀工艺形成于镁合金锅胚的内表面，所述耐腐蚀层中的金属元素包括Ni、Ti、Zr、Nb、Zn、Sn中的至少一种。

在可行的实施方案中，所述镁合金锅胚中所述镁合金包括镁铝锌合金、镁铝锰合金中的至少一种。

在上述方案中，在上述方案中，镁的密度1.738g/cm³，仅为铝的2/3，钢的1/4，钛的1/3。因此相同规格的情况下镁合金锅的重量可以比铝合金锅减轻1/3，镁合金做锅胚有明显的减重效果。

在可行的实施方案中，所述镁合金锅胚的厚度为2mm至5mm。

在上述方案中，通过控制镁合金锅胚的厚度，可以使制备出的镁合金锅胚重量适中，且传热效果好，烹饪器具具有更好的使用体验。

在可行的实施方案中，所述耐腐蚀层具有如下特征a至c中的至少一种：

a.所述耐腐蚀层为单层耐腐蚀层；

b.所述单层耐腐蚀层的厚度为2μm至8μm；

c.所述单层耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

在上述方案中，起耐腐蚀防护作用的耐腐蚀层厚度在此范围内，制备成本合适且耐腐蚀的防护效果好。

a.所述耐腐蚀层为复合耐腐蚀层，所述复合耐腐蚀层包括层叠设置的镍层、钛层、锆层、铌层、锌层、锡层中的至少两种；

b.所述复合耐腐蚀层的厚度为3μm至20μm；

c.所述复合耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

在可行的实施方案中，所述烹饪器具还包括不粘层，所述不粘层形成于所述耐腐蚀层远离所述镁合金锅胚的表面。

在上述方案中，在耐腐蚀层的表面制备不粘层，使得烹饪器具具有轻质耐蚀且不粘的优点。

在可行的实施方案中，所述不粘层具有如下特征a至b中的至少一种：

a.所述不粘层的厚度为35μm至75μm；

b.所述不粘层包括陶瓷不粘层及氟涂料不粘层中的至少一种。

在上述方案中，将不粘层的参数控制在此范围内，制备出的不粘层的机械性能好，可以起到更好的不粘效果，且与烹饪器具的结合力好，不会在烹饪器具的使用过程中脱落。

第二方面，本申请提供一种烹饪器具的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将镁合金制备成具有烹饪腔的镁合金锅胚；

采用电镀工艺将耐腐蚀金属电镀镁合金锅胚的内表面，形成耐腐蚀层，得到烹饪器具，其中，所述耐腐蚀层中的金属元素包括Ni、Ti、Zr、Nb、Zn、Sn中的至少一种。

在上述方案中，采用电镀工艺将耐腐蚀金属电镀于镁合金锅胚的内表面，电镀所形成的耐腐蚀层镀层均匀性好且结合力强。

在可行的实施方案中，所述制备方法具有如下特征a至c中的至少一种：

a.所述镁合金锅胚采用热冲压成型或压铸成型；

b.所述镁合金锅胚的材质包括镁铝锌合金、镁铝锰合金中的至少一种；

c.所述镁合金锅胚的厚度为2mm至5mm。

在上述方案中，通过控制镁合金锅胚的制作参数，可以使制备出的镁合金锅胚重量适中，且传热效果好，烹饪器具具有更好的使用体验。

a.所述耐腐蚀层为单层耐腐蚀层；

b.所述单层耐腐蚀层的厚度为2μm至8μm；

c.所述单层耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

在上述方案中，耐腐蚀层的参数在一定的范围内，耐腐蚀的防护效果好，烹饪器具可以具有更好的使用体验。

b.所述复合耐腐蚀层的厚度为3μm至20μm；

c.所述复合耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

在可行的实施方案中，在形成耐腐蚀层之后，所述制备方法还包括以下步骤：

将不粘涂料采用喷涂工艺喷涂至所述耐腐蚀层的表面，形成不粘层。

在可行的实施方案中，所述不粘层具有如下特征a至d中的至少一种：

a.所述喷涂工艺包括空气喷涂、高压喷涂、静电喷涂及低流量中等压力喷涂中的至少一种；

b.所述喷涂工艺为空气喷涂；

c.所述不粘涂料包括陶瓷不粘涂料及氟涂料中的至少一种；

d.所述不粘层的厚度为35μm至75μm。

在上述方案中，采用空气喷涂制备不粘层，操作简便、喷涂效率高且制备出的不粘层机械性能好。

在可行的实施方案中，采用电镀工艺将耐腐蚀金属电镀于镁合金锅胚的内表面，形成耐腐蚀层，包括：

将镁合金锅胚的表面预处理，再使用质量分数为75％～85％的酸洗液将镁合金锅胚进行酸洗20～40s；

在70℃～80℃的温度下，将镁合金锅胚浸泡于处理液中5min～10min；

浸泡后的镁合金锅胚置于电镀液中，开启电源，维持电流密度为1A/dm²～8A/dm²，电镀至镁合金锅胚内表面形成耐腐蚀层；

采用感应涡流加热工艺对镁合金锅胚内表面形成的耐腐蚀层进行热扩散处理，镁合金锅胚感应加热温度为300℃～550℃，感应频率为10kHz～30kHz，加热深度为5μm～50μm，保温时间10min～20min，得到烹饪器具。

在上述方案中，在上述方案中，采用电镀工艺将耐腐蚀金属电镀于镁合金锅胚的内表面，电镀所形成的耐腐蚀层镀层均匀性好且结合力强。

在可行的实施方案中，所述耐腐蚀金属包括Ni金属、Zn金属、Zr金属、Ti金属、Nd金属、Ni-Zn合金、Ni-Zr合金、Ni-Ti合金、Ni-Nd合金、Zn-Zr合金、Zn-Ti合金、Zn-Nd合金、Zr-Ti合金、Zr-Nd合金、Ti-Nd合金、Ni-Zn-Zr合金、Ni-Zn-Ti合金、Ni-Zn-Nd合金、Ni-Zr-Ti合金、Ni-Zr-Nd合金、Ni-Ti-Nd合金、Zn-Zr-Ti合金、Zn-Zr-Nd合金、Zn-Ti-Nd合金、Zr-Ti-Nd合金、Zn-Sn合金中的至少一种。

在上述方案中，耐蚀性金属层为Ni、Ti、Zr、Nb、Zn或Ni、Ti、Zr、Nb、Zn元素组成的复合层或Zn-Sn复合层，从而形成的耐腐蚀层组织均匀，孔隙率低。

有益效果：

附图说明

图1为本申请实施例提供的烹饪器具的截面结构示意图；

附图标记：

1-镁合金锅胚；

2-耐腐蚀层；

3-不粘层。

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，或一体的连接，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”。

第一方面，本申请提供一种烹饪器具，图1为本申请实施例提供的烹饪器具的截面结构示意图，如图1所示，烹饪器具包括镁合金锅胚1，镁合金锅胚1内表面设有耐腐蚀层2，耐腐蚀层2通过电镀工艺形成于镁合金锅胚1的内表面，耐腐蚀层2中的金属元素包括Ni、Ti、Zr、Nb、Zn、Sn中的至少一种。

在上述方案中，镁的密度1.738g/cm³，仅为铝的2/3，钢的1/4，钛的1/3。因此相同规格的情况下镁合金锅的重量可以比铝合金锅减轻1/3，镁合金做锅胚有明显的减重效果。烹饪炊具利用镁合金密度小的特点及耐腐蚀层2优良的耐腐蚀性能，使得烹饪器具具有轻质且耐腐蚀的优良性能。

需要说明的是，耐腐蚀层2中的金属元素包括Ni、Ti、Zr、Nb、Zn、Sn中的至少一种，即耐腐蚀材质包括Ni金属、Zn金属、Zr金属、Ti金属、Nd金属、Ni-Zn合金、Ni-Zr合金、Ni-Ti合金、Ni-Nd合金、Zn-Zr合金、Zn-Ti合金、Zn-Nd合金、Zr-Ti合金、Zr-Nd合金、Ti-Nd合金、Ni-Zn-Zr合金、Ni-Zn-Ti合金、Ni-Zn-Nd合金、Ni-Zr-Ti合金、Ni-Zr-Nd合金、Ni-Ti-Nd合金、Zn-Zr-Ti合金、Zn-Zr-Nd合金、Zn-Ti-Nd合金、Zr-Ti-Nd合金、Zn-Sn合金中的至少一种。

本申请使用的镁合金锅胚1中镁合金包括镁铝锌合金、镁铝锰合金中的至少一种，可根据实际需要进行选择镁合金锅胚1的材质，在此不做限定。

为了烹饪器具具有更好的使用体验，制备出的镁合金锅胚1需重量适中，可以通过控制镁合金锅胚1的厚度来控制重量，在本实施例中，镁合金锅胚1的厚度为2mm至5mm。可选的，镁合金锅胚1的厚度具体可以为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等，在此不做限定。镁合金锅胚1的厚度过厚，使用过程中锅体厚重且传热速度慢，影响使用。镁合金锅胚1的厚度过薄，传热不均匀，容易造成局部温度过高。优选的，镁合金锅胚1的厚度可以为2.5mm～3.5mm。

其中，在镁合金锅胚1内表面起耐腐蚀防护作用的耐腐蚀层2可为单层耐腐蚀层或复合耐腐蚀层，复合耐腐蚀层包括层叠设置的镍层、钛层、锆层、铌层、锌层、锡层中的至少两种，例如先沉积一层Zn耐腐蚀层，再沉积一层Ti耐腐蚀层等，复合耐腐蚀层2有利于提高烹饪器具的抗腐蚀能力，降低成本等。

耐腐蚀层2为单层耐腐蚀层时，单层耐腐蚀层的厚度为2μm至8μm，耐腐蚀层2为复合耐腐蚀层时，复合耐腐蚀层的厚度为3μm至20μm。可选的，单层耐腐蚀层的厚度具体可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm等，复合耐腐蚀层的厚度具体可以为3μm、6μm、9μm、12μm、15μm、18μm、20μm等，在此不做限定。耐腐蚀层2的厚度过厚，制备工艺难度较大，制备成本升高，且耐腐蚀层2组织疏松，强度与结合力差；耐腐蚀层2的厚度过薄，耐腐蚀层2的耐腐蚀能力下降，镁合金锅胚1的耐腐蚀防护效果不明显。优选的，单层耐腐蚀层的厚度可以为2μm～5μm，复合耐腐蚀层的厚度可以为8μm～15μm。

为了延长耐腐蚀层2使用寿命，防止耐腐蚀层2变形，耐腐蚀层2还需要有一定和硬度，耐腐蚀层2的硬度具体可以为50GPa至70GPa，具体可以是65GPa、66GPa、67GPa、68GPa、69GPa、70GPa等，在此不做限定。耐腐蚀层2硬度过高，难以控制硬度与塑性的平衡，造成耐腐蚀层2开裂。耐腐蚀层2硬度过低，耐腐蚀层2抵抗变形的能力减弱，减少烹饪器具的使用寿命。优选的，耐腐蚀层2的硬度可以为65GPa～70GPa。

同时，为了提高烹饪器具的使用寿命，制备出的耐腐蚀层2的孔隙率≤2％，即单层耐腐蚀层的孔隙率≤2％，复合耐腐蚀层的孔隙率≤2％。可选的，耐腐蚀层2的孔隙率具体可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、1％、1.5％、2％等，在此不做限定。耐腐蚀层2的孔隙率过高，耐腐蚀层2的密实程度低，汤汁、水份容易通过孔隙腐蚀镁合金锅胚1，起不到良好的耐腐蚀防护作用。优选的，耐腐蚀层2的孔隙率可以为1％～1.5％。

进一步地，烹饪器具还包括不粘层3，不粘层3形成于耐腐蚀层2远离镁合金锅胚1的表面。具体的，不粘层3包括陶瓷不粘层及氟涂料不粘层中的至少一种。即不粘层3可以使用单层不粘层或复合不粘层，单层不粘层可以是仅设置一层陶瓷不粘层；复合不粘层可以为多种不粘层复合形成，例如由一层陶瓷不粘层及一层氟涂料不粘层形成的复合不粘层。

其中，不粘层3的厚度为35μm至75μm。可选的，不粘层3的厚度具体可以为35μm、45μm、55μm、65μm、75μm等，在此不做限定。不粘层3的厚度过厚，成本增加，不粘层3的结合力下降，在使用过程中可能会带来不粘层3脱落的风险。不粘层3的厚度过薄，工艺上难以处理，并且会降低不粘效果。优选的，不粘层3的厚度可以为40μm～60μm。

烹饪器具在加热和冷却过程中，为了防止不粘层3产生结构变化，不粘层3需要具备一定的耐高温性和耐低温性能，不粘层3可以承受的温度为不超过450℃。在此温度范围内，不粘层3具有较好的机械性能，可以起到更好的不粘效果。

在实际应用过程中，陶瓷不粘层的材料可以是硅氧烷系列不粘材料、硅氮烷系列不粘材料、纳米二氧化硅系列不粘材料等。氟涂料不粘层的材料可以是聚四氟乙烯不粘材料、全氟辛酸铵不粘材料、全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物不粘材料、聚全氟乙丙烯共聚物不粘材料、乙烯-四氟乙烯共聚物不粘材料等，在此不做限定。

需要说明的是，也可以选择其他材料形成不粘层3，可根据实际需要选择，在此不做限定。

第二方面，本申请提供一种烹饪器具的制备方法，制备方法包括以下步骤：

步骤S10，将镁合金制备成具有烹饪腔的镁合金锅胚；

步骤S20，采用电镀工艺将耐腐蚀金属电镀镁合金锅胚的内表面，形成耐腐蚀层，得到烹饪器具，其中，耐腐蚀层中的金属元素包括Ni、Ti、Zr、Nb、Zn、Sn中的至少一种。

作为本申请可选的技术方案，在步骤S10中，镁合金锅胚可以采用热冲压成型或压铸成型制备得到，热冲压成型或压铸成型使用的镁合金包括镁铝锌合金、镁铝锰合金中的至少一种。

具体的，压铸成型是将镁合金加热高温熔融后，通过高压将镁合金熔融体充入模具型腔，冷却成型后开模取件，形成具有整体实体结构的半成品锅胚结构。

对半成品镁合金锅胚的内外表面进行打磨、抛毛刺，对锅胚的半成品进行外部切边，得到镁合金锅胚。

热冲压成型就是对镁合金板材进行加热然后冲压成型，制成锅胚。热冲压形成镁合金锅胚具体包括如下步骤：

首先将常温下的镁合金板冲压成所需的外轮廓镁合金锅粗胚，将镁合金锅粗胚加热到约350℃。

将加热后的镁合金锅粗胚从加热炉转移到内部具有冷却系统的模具内，压力机进行冲压、成形。

镁合金板在模具内快速冷却(例如可以是水冷)，冷却速度一般为50℃/s至100℃/s，使冲压件得到硬化，大幅度提高强度，最终得到镁合金锅胚。

需要说明的是，镁合金锅胚也可以通过其他途径制备，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。

采用热冲压成型或压铸成型制备得到的镁合金锅胚，厚度为2mm至5mm。可选的，镁合金锅胚的厚度具体可以为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等，在此不做限定。镁合金锅胚的厚度过厚，使用过程中锅体厚重且传热速度慢，影响使用。镁合金锅胚的厚度过薄，传热不均匀，容易造成局部温度过高。优选的，镁合金锅胚的厚度可以为2.5mm～3.5mm。

具体的，以电镀锌金属为例，电镀工艺过程包括：

步骤S21，将镁合金锅胚的表面预处理，再使用质量分数为75％～85％的酸洗液将镁合金锅胚进行酸洗20～40s；

步骤S22，在70℃～80℃的温度下，将镁合金锅胚浸泡于处理液中5min～10min；

步骤S23，浸泡后的镁合金锅胚置于电镀液中，开启电源，维持电流密度为1A/dm²～8A/dm²，电镀至镁合金锅胚内表面形成耐腐蚀层；

步骤S24，采用感应涡流加热工艺对镁合金锅胚内表面形成的耐腐蚀层进行热扩散处理，镁合金锅胚感应加热温度为300℃～550℃，感应频率为10kHz～30kHz，加热深度为5μm～50μm，保温时间10min～20min，得到烹饪器具。

以电镀锌为例：

具体的，在步骤S21中，先将镁合金锅胚的表面预处理，预处理过程包括除油及除锈，本申请采用喷砂或激光除去锈层，采用碱性洗涤液洗除油污，碱性洗涤液主要成分为氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液。通过预处理过程，可以对使后续制备的耐腐蚀层与镁合金锅胚的结合力更强，提高烹饪器具的使用寿命。

预处理后的镁合金锅胚，再使用质量分数为75％～85％的酸洗液将镁合金锅胚进行酸洗20～40s。本申请采用磷酸作为酸洗液，可选的，磷酸的质量分数具体可以为75％、78％、80％、82％、85％等，酸洗的时间具体可以为20s、25s、30s、35s、40s等，镁合金锅胚进行酸洗过程，使得镁合金锅胚与制备的耐腐蚀层结合力更强，增强耐腐蚀层的使用寿命，防止耐腐蚀层在使用过程中脱落。

酸洗后的镁合金锅胚开始浸泡过程，在步骤S22中，浸泡过程采用处理液浸泡，浸泡过程目的是预防和去除已在镁上形成的氧化物，防止镁和后续电镀过程的电镀液发生置换反应。

浸泡过程采用浸锌液，浸锌液采用浓度为30g/L～60g/L的硫酸锌溶液、120g/L～150g/L的络合剂(柠檬酸)、5g/L～10g/L碳酸钠溶液及3g/L～6g/L的活化剂进行混合配置。其中，硫酸锌溶液用于在阴极上沉积锌离子，络合剂用于增大电镀设备中的阴极极化过程，使得耐腐蚀层致密，同时促进阳极分解并络合锌离子；碳酸钠溶液用于调节浸锌液PH值；活化剂用于去除镁合金锅胚表面的氧化层，增强镁合金锅胚的结合力。浸锌过程可以使镁合金锅胚在电镀前具有一定的活性以避免二次氧化，进一步增强镁合金锅胚的结合力，配置浸锌液的硫酸锌溶液、络合剂(柠檬酸)、碳酸钠溶液及活化剂的浓度可根据实际需要进行选择，在此不做限定。

配置好的浸锌液的PH值调整为10.2～10.4，可选的，浸锌液的PH值具体可以为10.2、10.25、10.3、10.35、10.4等，浸锌液的PH值过大及过小均会影响镁合金锅胚对浸锌液的吸附程度，可根据实际需要对浸锌液的PH值进行调整，在此不做限定。

然后在70℃～80℃的温度下将镁合金锅胚在配置好的浸锌液中浸泡5min～10min。可选的，镁合金锅胚浸泡时温度具体可以为70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃等，镁合金锅胚浸泡的时间具体可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min等，在此不做限定。镁合金锅胚浸泡时温度过高或镁合金锅胚浸泡的时间过长，浸锌剂附着在镁合金锅胚的厚度过高，成本升高；镁合金锅胚浸泡时温度过低或镁合金锅胚浸泡的时间过短，浸锌剂附着不均匀且活化镁合金锅胚的效果低，容易使镁合金锅胚产生二次氧化。

在浸锌液中浸泡之后的镁合金锅胚固定在电镀设备中，使用电镀液对镁合金锅胚进行电镀，在步骤S30中，电镀液由浓度为100g～120g/L的氢氧化钠溶液及8g/L～10g/L的氧化锌溶液配置。

配置好电镀液后，将镁合金锅胚放入电镀液中开始电镀，电镀过程的温度为10℃～60℃。可选的，电镀过程的温度具体可以为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃等，在此不做下限定。电镀过程的温度过低，电镀液中锌离子活度降低，从而形成的耐腐蚀层厚度过薄，影响镁合金锅胚的耐腐蚀防护效果；电镀过程的温度过高，电镀设备中阴极极化的作用降低，形成的耐腐蚀层结晶粗大，成本升高。

电镀过程中，维持电流密度为1A/dm²～8A/dm²。可选的，电流密度具体可以为1A/dm²、2A/dm²、3A/dm²、4A/dm²、5A/dm²、6A/dm²、7A/dm²、8A/dm²等，在此不做限定。电流密度过高，容易使得形成的耐腐蚀层粗糙度过大或烧焦耐腐蚀层，影响制备的耐腐蚀层的耐腐蚀性；电流密度过小，耐腐蚀层层形成的速度慢，并且形成的耐腐蚀层厚度过薄，影响耐腐蚀层的耐腐蚀性。优选的，电流密度可以为3A/dm²～6A/dm²。

在此电流密度下，电镀20min～35min至镁合金锅胚内表面形成耐腐蚀层。可选的，电镀的时间具体可以为20min、23min、26min、29min、32min、35min等，在此不做限定。电镀的时间过短，形成的耐腐蚀层厚度过薄，使得镁合金锅胚的耐腐蚀性差；电镀的时间过长，成本升高。优选的，电镀的时间可以为25min～30min。

制备好的耐腐蚀层还需进行热处理扩散工艺，在步骤S24中，热处理扩散工艺采用感应涡流加热，感应涡流由于趋肤效应仅使镁合金锅胚的表层会产生涡流发热，不好影响镁合金锅胚的内部结构。

其中，采用感应涡流加热时，涡流感应频率为10kHz～30kHz，可选的，涡流感应频率具体可以为10kHz、15kHz、20kHz、25kHz、30kHz等，在此不做限定。涡流感应频率过小，加热的深度过浅，锌离子在镁合金锅胚中扩散不均匀，影响耐腐蚀层的耐腐蚀防护效果；涡流感应频率过大，加热深度过深，成本升高。优选的，涡流感应频率为50kHz。

在此涡流感应频率范围内，对镁合金锅胚的感应加热深度为5μm～50μm，可选的，感应加热的深度具体可以为5μm、15μm、25μm、35μm、45μm、50μm等。电镀过程中被镀金属离子在阴极上得到电子，氢离子也同样会得到电子，生成原子态的氢，渗透到耐腐蚀层内部，使耐腐蚀层产生疏松，当搁置一段时间后，原子态的氢会结合生成氢气而体积膨胀，这样就导致耐腐蚀层产生针孔、鼓泡甚至脱落等不良缺陷，如果渗透到镁合金锅胚还会导致整个烹饪器具的氢脆现象，因此可以通过控制感应加热的深度使电镀层除氢，可根据实际需要选择热处理深度，热处理深度大于电镀层厚度即可，在此不做限定。

感应加热温度为300℃～550℃，可选的，感应加热温度具体可以为300℃、350℃、400℃、450℃、500℃等，在此不做限定。感应加热温度过高，成本升高；感应加热温度过低，锌离子在镁合金锅胚中扩散不均匀，孔隙率高，影响耐腐蚀层的耐腐蚀防护效果；优选的，感应加热温度可以为450℃。

进行热处理过程后的耐腐蚀层保温15min，得到烹饪器具。

经电镀工艺得到的耐腐蚀层，可为单层耐腐蚀层或复合耐腐蚀层，复合耐腐蚀层包括层叠设置的镍层、钛层、锆层、铌层、锌层、锡层中的至少两种，例如先沉积一层Zn耐腐蚀层，再沉积一层Ti耐腐蚀层等，复合耐腐蚀层有利于提高烹饪器具的抗腐蚀能力，降低成本等。

耐腐蚀层为单层耐腐蚀层时，单层耐腐蚀层的厚度为2μm至8μm，耐腐蚀层为复合耐腐蚀层时，复合耐腐蚀层的厚度为3μm至20μm。可选的，单层耐腐蚀层的厚度具体可以为2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm等，复合耐腐蚀层的厚度具体可以为3μm、6μm、9μm、12μm、15μm、18μm、20μm等，在此不做限定。耐腐蚀层的厚度过厚，制备工艺难度较大，制备成本升高，且耐腐蚀层组织疏松，强度与结合力差；耐腐蚀层的厚度过薄，耐腐蚀层的耐腐蚀能力下降，镁合金锅胚的耐腐蚀防护效果不明显。优选的，单层耐腐蚀层的厚度可以为2μm～5μm，复合耐腐蚀层的厚度可以为8μm～15μm。

耐腐蚀层的孔隙率≤2％，即单层耐腐蚀层的孔隙率≤2％，复合耐腐蚀层的孔隙率≤2％。可选的，耐腐蚀层的孔隙率具体可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、1％、1.5％、2％等，在此不做限定。耐腐蚀层的孔隙率过高，耐腐蚀层的密实程度低，汤汁、水份容易通过孔隙腐蚀镁合金锅胚，起不到良好的耐腐蚀防护作用。优选的，耐腐蚀层的孔隙率可以为1％～1.5％。

步骤S20之后，制备方法还包括：

步骤S30，将不粘涂料采用喷涂工艺喷涂至耐腐蚀层的表面，形成不粘层。

在上述方案中，通过喷涂工艺在耐腐蚀层表面形成不粘层，使得烹饪器具兼具轻质耐蚀且不粘的效果。

其中，作为本申请可选的技术方案，喷涂工艺包括空气喷涂、高压喷涂、静电喷涂、低流量中等压力喷涂中的至少一种，可根据实际需要进行选择。本申请中，使用的喷涂工艺为空气喷涂。

具体的，步骤S30，包括：

步骤S31，将镁合金锅胚预热；

步骤S32，预热好的镁合金锅胚可进行采用空气喷涂工艺在耐腐蚀层上喷涂不粘涂料；

步骤S33，不粘涂料喷涂完成后，将镁合金锅胚进行烘烤干燥处理，得到不粘层。

在步骤S31中，镁合金锅胚的预热温度为45℃至55℃，可选的，预热温度可以为45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃等，预热镁合金锅胚可以使耐腐蚀层表面活化，有利于不粘涂料与耐腐蚀层的结合，可根据实际需要控制预热温度，在此不做限定。

预热好的锅胚可进行喷涂不粘涂料，在步骤S32中，不粘涂料包括陶瓷不粘涂料及氟涂料中的至少一种，喷涂过程的空气压力为0.3kg/cm²至0.5kg/cm²，可选的，喷涂过程的空气压力具体可以为0.3Mpa、0.33Mpa、0.36Mpa、0.39Mpa、0.458Mpa、0.5Mpa等，在此不做限定。喷涂过程的空气压力过高，不粘涂料雾化程度过大，使得不粘涂料分散严重，造成浪费，喷涂过程的空气压力过低，不粘涂料雾化程度过低，制备的不粘层致密度不高，不粘效果低。优选的，喷涂过程的空气压力可以为0.4Mpa。

不粘涂料喷涂完成后，将镁合金锅胚进行干燥处理，在步骤S33中，将镁合金锅胚设置60℃至80℃温度区间下表面干燥6min至12min，将干燥好的镁合金锅胚在420℃条件下烘烤15min。使得不粘层与耐腐蚀层的结合更致密，防止不粘层在使用过程中脱落。

经上述电镀工艺及空气喷涂工艺，可得到兼具轻质耐蚀且优良不粘性能的烹饪器具。

为了更好体现本申请烹饪炊具的耐腐蚀防护性能，现对本申请中烹饪炊具进行耐腐蚀寿命测试。

实施例1：

(1)将镁合金制备成采用热冲压成型的方式制成厚度为3.5mm的镁合金锅胚，再使用质量分数为80％的磷酸将镁合金锅胚进行酸洗30s；

(2)预处理：采用浓度为45g/L的硫酸锌溶液、135g/L的络合剂(柠檬酸)、7.5g/L碳酸钠溶液及4.5g/L的活化剂进行混合，配置成浸锌液，将浸锌液的PH值调整为10.3，在75℃的温度下，将镁合金锅胚浸泡于浸锌液中8min；

(3)电镀锌：浸泡后将镁合金锅胚固定在电镀设备中，将浓度为110g/L的氢氧化钠溶液及9g/L的氧化锌溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为35℃，维持电流密度为1A/dm²，电镀30min至镁合金锅胚内表面形成厚度为2μm的锌耐腐蚀层；

(4)热处理：形成的单层耐腐蚀层在20kHz的感应频率及475℃的加热温度下采用感应涡流加热工艺对镁合金锅胚进行热处理扩散，镁合金锅胚感应加热的深度为25μm，热处理扩散后的保温时间15min。

(5)再将氟涂料采用喷涂工艺喷涂至在50℃预热后的耐腐蚀层的表面，420℃烘烤15min后形成厚度为55μm氟不粘层，得到烹饪器具。

实施例2：

(3)电镀锌：浸泡后将镁合金锅胚固定在电镀设备中，将浓度为110g/L的氢氧化钠溶液及9g/L的氧化锌溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为35℃，维持电流密度为5A/dm²，电镀30min至镁合金锅胚内表面形成厚度为6μm的锌耐腐蚀层；

实施例3：

(3)电镀锌：浸泡后将镁合金锅胚固定在电镀设备中，将浓度为110g/L的氢氧化钠溶液及9g/L的氧化锌溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为35℃，维持电流密度为8A/dm²，电镀30min至镁合金锅胚内表面形成厚度为8μm的锌耐腐蚀层；

实施例4：

(3)电镀锌：浸泡后将镁合金锅胚固定在电镀设备中，将浓度为110g/L的氢氧化钠溶液及9g/L的氧化锌溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为35℃，维持电流密度为2.5A/dm²，电镀30min至镁合金锅胚内表面形成厚度为3μm的锌耐腐蚀层；

(4)二次处理：采用浓度为20g/L的硫酸镍溶液、12.5ml/L的氢氟酸溶液、17.5g/L的柠檬酸钠溶液、10g/L的NH₄HF溶液及30ml/L的NH₃H₂O溶液进行混合，配置成混合溶液，将混合溶液的PH值调整为7，在70℃的温度下，将电镀锌后的镁合金锅胚浸泡于浸锌液中6.5min；

(5)电镀镍：将浓度为220g/L的NiSO₄溶液、30g/L的硼酸溶液及32g/L的NiCl₂溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为60℃，维持电流密度为3.5A/dm²，电镀30min至锌耐腐蚀层表面形成厚度为3μm的镍耐腐蚀层，得到厚度为6μm的复合耐腐蚀层；

(6)热处理：形成的复合耐腐蚀层在20kHz的感应频率及475℃的加热温度下采用感应涡流加热工艺对镁合金锅胚进行热处理扩散，镁合金锅胚感应加热的深度为25μm，热处理扩散后的保温时间15min。

(7)再将氟涂料采用喷涂工艺喷涂至在50℃预热后的耐腐蚀层的表面，420℃烘烤15min后形成厚度为55μm氟不粘层，得到烹饪器具。

实施例5：

(3)电镀锌：浸泡后将镁合金锅胚固定在电镀设备中，将浓度为110g/L的氢氧化钠溶液及9g/L的氧化锌溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为35℃，维持电流密度为2A/dm²，电镀30min至镁合金锅胚内表面形成厚度为2μm的锌耐腐蚀层；

(5)电镀镍：将浓度为220g/L的NiSO₄溶液、30g/L的硼酸溶液及32g/L的NiCl₂溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为60℃，维持电流密度为2A/dm²，电镀30min至锌耐腐蚀层表面形成厚度为2μm的镍耐腐蚀层，得到厚度为4μm的复合耐腐蚀层；

(6)三次处理：采用浓度为40g/L的氰化钠溶液、30g/L的氰化亚铜溶液、7.5g/L的氟氰化钠溶液及30g/L的酒石酸钾钠溶液进行混合，配置成混合溶液，将混合溶液的PH值调整为10.3，在35℃的温度下，将电镀锌和电镀镍后的镁合金锅胚浸泡于浸锌液中6min；

(7)电镀铜：将浓度为150g/L的焦磷酸铜溶液及22g/L的偏硅酸钠溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为40℃，维持电流密度为1.5A/dm²，电镀30min至镍耐腐蚀层表面形成厚度为2μm的铜耐腐蚀层，得到厚度为6μm的复合耐腐蚀层；

(8)热处理：形成的复合耐腐蚀层在20kHz的感应频率及475℃的加热温度下采用感应涡流加热工艺对镁合金锅胚进行热处理扩散，镁合金锅胚感应加热的深度为25μm，热处理扩散后的保温时间15min。

(9)再将氟涂料采用喷涂工艺喷涂至在50℃预热后的耐腐蚀层的表面，420℃烘烤15min后形成厚度为55μm氟不粘层，得到烹饪器具。

实施例6：

(7)电镀铜：将浓度为150g/L的焦磷酸铜溶液及22g/L的偏硅酸钠溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为40℃，维持电流密度为1.5A/dm²，电镀30min至镍耐腐蚀层表面形成厚度为3μm的铜耐腐蚀层，得到厚度为9μm的复合耐腐蚀层；

实施例7：

(3)电镀锌：浸泡后将镁合金锅胚固定在电镀设备中，将浓度为110g/L的氢氧化钠溶液及9g/L的氧化锌溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为35℃，维持电流密度为4.5A/dm²，电镀30min至镁合金锅胚内表面形成厚度为5μm的锌耐腐蚀层；

(5)电镀镍：将浓度为220g/L的NiSO₄溶液、30g/L的硼酸溶液及32g/L的NiCl₂溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为60℃，维持电流密度为5A/dm²，电镀30min至锌耐腐蚀层表面形成厚度为5μm的镍耐腐蚀层，得到厚度为10μm的复合耐腐蚀层；

(7)电镀铜：将浓度为150g/L的焦磷酸铜溶液及22g/L的偏硅酸钠溶液配置成电镀液，接通电源，调节温度为40℃，维持电流密度为4.5A/dm²，电镀30min至镍耐腐蚀层表面形成厚度为5μm的铜耐腐蚀层，得到厚度为15μm的复合耐腐蚀层；

对比例1

(1)将镁合金制备成采用热冲压成型的方式制成厚度为3.5mm的镁合金锅胚；

(2)再将氟涂料采用喷涂工艺喷涂至在50℃预热后的耐腐蚀层的表面，420℃烘烤15min后形成厚度为55μm氟不粘层，得到烹饪器具。

对比例2：

(1)将铝合金制备成采用冲压成型的方式制成厚度为3.5mm的铝合金锅胚；

(2)再将氟涂料采用喷涂工艺喷涂至在50℃预热后的铝合金锅胚的表面，420℃烘烤15min后形成厚度为55μm不粘层，得到烹饪器具。

对比例3：

(1)将铁金属制备成采用冲压成型的方式制成厚度为3.5mm的铁金属锅胚；

(2)再将氟涂料采用喷涂工艺喷涂至在50℃预热后的铁合金锅胚的表面，420℃烘烤15min后形成厚度为55μm的氟不粘层，得到烹饪器具。

对比例4：

(4)再将氟涂料采用喷涂工艺喷涂至在50℃预热后的耐腐蚀层的表面，420℃烘烤15min后形成厚度为55μm氟不粘层，得到烹饪器具。

测试：

按GB/T32095.3-2015中耐盐水腐蚀要求进行测试，5％氯化钠溶液注入实验器皿中，使溶液达到烹饪器具1/2以上高度，盖上盖子在加热源上加热至沸腾。然后保持微沸，继续加热7个小时，再煮沸过程中挥发损失的氯化钠溶液应及时补充蒸馏水，保持原溶液高度不变。将烹饪器具移离热源，常温环境下(23℃±2℃)放置16h。用清水洗净盐渍，软布吸干表面后立即目视检查。此为一个耐盐水循环。

重量/耐盐水腐蚀试验测试结果

根据对比例1～4与实施例1～7的测试结果可知，由于耐腐蚀层通过电镀方式形成于镁合金锅胚的内表面，使得烹饪器具具有轻质且耐腐蚀的优良性能，且随电镀耐腐蚀层的厚度不同，烹饪器具抵抗腐蚀的性能也不同，在单层耐腐蚀层为2μm至8μm的范围内，耐腐蚀层越厚，烹饪器具的耐腐蚀效果越好；在复合耐腐蚀层为3μm至20μm的范围内，耐腐蚀层越厚，烹饪器具的耐腐蚀效果越好。

同时，通过对电镀完成之后的烹饪器具进行热处理过程，使得烹饪器具组织均匀，且孔隙率低。

Claims

1.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括镁合金锅体，所述镁合金锅体内表面设有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层通过电镀工艺形成于镁合金锅胚的内表面，所述耐腐蚀层中的金属元素包括Ni、Ti、Zr、Nb、Zn、Sn中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述镁合金锅胚中所述镁合金包括镁铝锌合金、镁铝锰合金中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述镁合金锅胚的厚度为2mm至5mm。

4.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述耐腐蚀层具有如下特征a至c中的至少一种：

a.所述耐腐蚀层为单层耐腐蚀层；

b.所述单层耐腐蚀层的厚度为2μm至8μm；

c.所述单层耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

5.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述耐腐蚀层具有如下特征a至c中的至少一种：

b.所述复合耐腐蚀层的厚度为3μm至20μm；

c.所述复合耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

6.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具还包括不粘层，所述不粘层形成于所述耐腐蚀层远离所述镁合金锅胚的表面。

7.根据权利要求6所述的烹饪器具，其特征在于，所述不粘层具有如下特征a至b中的至少一种：

a.所述不粘层的厚度为35μm至75μm；

8.一种烹饪器具的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将镁合金制备成具有烹饪腔的镁合金锅胚；

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征a至c中的至少一种：

a.所述镁合金锅胚采用热冲压成型或压铸成型；

c.所述镁合金锅胚的厚度为2mm至5mm。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征a至c中的至少一种：

a.所述耐腐蚀层为单层耐腐蚀层；

b.所述单层耐腐蚀层的厚度为2μm至8μm；

c.所述单层耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

11.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征a至c中的至少一种：

b.所述复合耐腐蚀层的厚度为3μm至20μm；

c.所述复合耐腐蚀层的孔隙率≤2％。

12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在形成耐腐蚀层之后，所述制备方法还包括以下步骤：

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述不粘层具有如下特征a至d中的至少一种：

b.所述喷涂工艺为空气喷涂；

c.所述不粘涂料包括陶瓷不粘涂料及氟涂料中的至少一种；

d.所述不粘层的厚度为35μm至75μm。

14.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，采用电镀工艺将耐腐蚀金属电镀于镁合金锅胚的内表面，形成耐腐蚀层，包括：

15.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述耐腐蚀金属包括Ni金属、Zn金属、Zr金属、Ti金属、Nd金属、Ni-Zn合金、Ni-Zr合金、Ni-Ti合金、Ni-Nd合金、Zn-Zr合金、Zn-Ti合金、Zn-Nd合金、Zr-Ti合金、Zr-Nd合金、Ti-Nd合金、Ni-Zn-Zr合金、Ni-Zn-Ti合金、Ni-Zn-Nd合金、Ni-Zr-Ti合金、Ni-Zr-Nd合金、Ni-Ti-Nd合金、Zn-Zr-Ti合金、Zn-Zr-Nd合金、Zn-Ti-Nd合金、Zr-Ti-Nd合金、Zn-Sn合金中的至少一种。