CN115778164A - 一种无涂层不粘锅具及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无涂层不粘锅具及其制作方法,涉及炊具技术领域,包括锅体,所述锅体的内表面分布有若干防粘孔,所述防粘孔的内壁和/或底壁具有硬质氧化层,所述硬质氧化层具有纳米级的微孔隙,部分或全部微孔隙的边沿呈乳凸状。本发明采用物理手段,无化学涂层,依然实现了无涂层物理不粘性能。
Description
技术领域
本发明涉及炊具技术领域,具体涉及一种无涂层不粘锅具及其制作方法。
背景技术
当前市场上销售的不粘锅,即PTFE特氟隆涂层不粘锅具,其PTFE特氟隆涂层的最高耐温不能超过250℃,超过250℃后其不粘性能会急速衰减并快速碳化脱落,因此存在着涂层使用寿命短、不耐干烧和易脱落等问题,每年给国家带来大量金属材料的浪费。现有市面上销售的蜂窝锅具是采用蚀刻后喷涂不粘涂料的方法来实现其不粘功能的,同样存在不耐干烧、易脱落等问题。即使涂料不损坏也会被食物慢慢磨损,最后全部随菜肴被人体吃下去了,不仅影响产品的使用寿命,也危害了人体的健康。
发明内容
为解决前述问题,本发明提供了一种新型的无涂层不粘锅,采用物理手段,无化学涂层,依然达到不粘性能。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种无涂层不粘锅具,包括锅体,所述锅体的内表面分布有若干防粘孔,所述防粘孔的内壁和/或底壁具有硬质氧化层,所述硬质氧化层具有纳米级的微孔隙,全部微孔隙的边沿呈乳凸状结构。
可选的,所述硬质氧化层的厚度为10-50μm。
现有技术中蜂窝涂层不粘锅的特点,是蜂窝孔较大,孔径尺寸在3毫米以上,因此,蜂窝孔的底面同样涂有涂层,且涂层面积一般比较大,约达到基材表面积的80~90%,因此涂层与食物的接触面积同样较大,导致与食物的摩擦面较大,容易磨损,造成寿命减短。而相比于现有技术的蜂窝涂层不粘锅,本发明所提供的技术方案,基于微积分的原理,将锅体内表面分成无数个微等分面,形成各个防粘孔,通过在防粘孔内形成高硬度且具有纳米级孔隙的硬质氧化层,并且部分或者全部的微小孔隙的边沿形成乳凸结构,使这些乳凸结构达到了类似绒毛的效果。同时,这些纳米级的孔隙在实际使用过程中会吸纳空气和油脂,在加热过程中将产生热空气和油雾,同时托起食物。结合前述乳凸结构所达到的绒毛效果,降低了食物与锅体内表面的摩擦力,在不增加化学涂层的前提下,以物理的手段实现不粘的效果,使消费者烹饪食物更加健康。本发明中,若形成锅体的板材是钛金属,则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于HV600的二氧化钛硬化层;若形成锅体的板材是铝合金,则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于HV1000的三氧化二铝硬化层。而其他的材料所产生的硬质氧化层,其维氏硬度也不应低于HV500。所产生的高硬度硬质氧化层解决了锅体内表面对于金属菜铲的耐受问题。此外,因防粘孔中的硬质氧化物具有抗干烧和耐高温的特点,可承受1000℃的高温且性能不会衰减,因此无需担心锅具干烧的情况,大大提高了锅具的使用寿命。
可选的,所述防粘孔为圆形和/或多边形,所述防粘孔为圆形时,所述孔径为圆形的直径;所述防粘孔为多边形时,所述外径为多边形外接圆的直径。
可选的,所述防粘孔的孔径为0.5-3mm,深度为50-200μm。
可选的,所述防粘孔由构成所述锅体的板材蚀刻或冲压形成。
将防粘孔的孔隙控制在0.5-3mm之间,深度控制在50-200μm之间,达到密度大、直径小的效果,不仅保证硬质氧化层在防粘孔内形成之后可以达到类似绒毛的效果,还减少了锅体内表面本体基材与食物接触的面积。
可选的,所述锅体为铝锅体、钛锅体或镁锅体;
或所述锅体为复合材料锅体,所述复合材料锅体的内表面为铝或镁或钛。
与此同时,本发明还提供了一种无涂层不粘锅具制作方法,包括如下步骤:
对板材进行蚀刻或冲压,使板材表面形成将蚀刻或冲压有防粘孔的板材成型为锅体,冲压面或蚀刻面为锅体内表面;对锅体内表面进行微弧氧化,形成具有纳米级微孔隙的硬质氧化层,部分或全部微孔隙的边沿呈乳凸状结构;对锅体内表面进行砂光和抛光,去除表面硬质氧化层,但微孔中的硬质氧化层会保留下来,如图3所示;对锅体外表面进行砂光和抛光。
可选的,进行微弧氧化时,每平方分米电流1-3A,每平方分米电压300-550V,微弧氧化的氧化时间为25-40分钟,占空比为3~10%所形成的硬质氧化层的厚度为10-50μm。
可选的,所述防粘孔为圆形和/或多边形,所述防粘孔为圆形时,所述孔径为圆形的直径;所述防粘孔为多边形时,所述外径为多边形外接圆的直径。
可选的,所述防粘孔的孔径为0.5-3mm,深度为50-200μm。
可选的,所述板材为铝板材、钛板材或镁板材;
或所述板材为复合材料板材,所述复合材料板材蚀刻或冲压防粘孔的表面为铝或镁或钛。
可选的,对锅体内表面进行砂光时,先采用80-180目砂布粗砂光,然后采用400-2000目砂布细砂光
通过砂光、抛光等处理,提升锅体内表面的粗糙度,降低食物与锅体内表面的摩擦力,使翻炒菜品时翻铲更加顺滑。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现,但并非是对本发明技术方案的限制。另外,在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个,并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字,但均表示相同或相似构造或功能的部件。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明实施例中防粘孔分布的俯视示意图;
图2为本发明实施例中锅体材料的剖面图;
图3为本发明实施例中防粘孔放大示意图;
图4为本发明实施例中防粘孔在扫描电镜下的图像;
图5为本发明实施例中无涂层不粘锅具制作方法的流程图。
1-防粘孔、2-板材、3-硬质氧化层
具体实施方式
下面结合本发明实施例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。
在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。
实施例一:
本实施例提供了一种无涂层不粘锅具,包括锅体。锅体为铝锅体、钛锅体或镁锅体其中之一,也可以是复合材料锅体,如铝钢或镁钢复合、钛铝钢复合等,在此不做限定。当锅体为复合材料锅体时,其内表面应当为铝或镁或钛,以便于防粘孔的形成。
现有技术中蜂窝涂层不粘锅的特点,是蜂窝孔较大,孔径尺寸在3毫米以上,因此,蜂窝孔的底面同样涂有涂层,且涂层面积一般比较大,约达到基材表面积的80~90%,因此涂层与食物的接触面积同样较大,导致与食物的摩擦面较大,容易磨损,造成寿命减短。因此,本实施例提供了采用锅体内表面设置防粘孔的技术方案,基于微积分的原理,将锅体内表面分成无数个微等分面,形成各个防粘孔1,如图1和图2所示,孔径垂直于板材1的表面,达到了密度大、直径小的效果。如图3所示,防粘孔1的内壁和/或底壁具有硬质氧化层3,硬质氧化层3的厚度为10-50μm,附着在板材2的防粘孔1内的表面上。如图4所示,硬质氧化层3具有微孔隙,部分或全部微孔隙的边沿呈乳凸状,这些乳凸结构在硬质氧化层表面上达到了类似与荷叶表面上绒毛的效果,从而获得了与荷叶疏水原理类似的不沾效果。本实施例中,若形成锅体的板材是钛金属,则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于HV600的二氧化钛硬质氧化层;若形成锅体的板材是铝合金,则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于HV1000的三氧化二铝硬质氧化层。而其他的材料所产生的硬质氧化层,其维氏硬度也不应低于HV500。所产生的高硬度硬质氧化层解决了锅体内表面对于金属菜铲的耐受问题。这些纳米级的孔隙在实际使用过程中会吸纳空气和油脂,在加热过程中将产生热空气和油雾,同时托起食物。结合前述乳凸结构所达到的绒毛效果,降低了食物与锅体内表面的摩擦力,在不增加化学涂层的前提下,以物理的手段实现不粘的效果,使消费者烹饪食物更加健康。此外,因防粘孔中的氧化物具有抗干烧和耐高温的特点,可承受1000℃的高温且性能不会衰减,因此无需担心锅具干烧的情况。
本实施例中,防粘孔1的孔径为0.5-3mm,深度为50-200μm,不仅保证硬质氧化层在防粘孔内形成之后可以达到类似绒毛的效果,还减少了锅体内表面本体基材与食物接触的面积,减少食物与锅具表面的摩擦力。本实施例中,防粘孔1为圆形,其孔径即为圆形的直径,在其他实施例中,防粘孔1还可以是多边形,例如四边形、菱形、六边形、八边形等,或圆形与多边形的组合,或不同多边的组合,在此不做限定。当防粘孔1为多边形时,外径为多边形外接圆的直径。本实施例中,防粘孔1由构成锅体的板材2蚀刻形成。蚀刻工艺为当前层本较为低廉的工艺,而在其他实施例中,防粘孔1也可以由冲压形成,在此不做限定。
与此同时,本实施例还提供了一种无涂层不粘锅具制作方法,如图5所示,包括如下步骤:
S1:对板材进行蚀刻或冲压,使板材表面形成若干防粘孔。板材为铝板材、钛板材或镁板材,也可以是复合材料板材,如铝钢或镁钢复合、钛铝钢复合等,在此不做限定。当板材为复合材料板材时,蚀刻或冲压防粘孔的表面应为铝或镁或钛,以便于防粘孔的形成。
在这一步骤中,所蚀刻或冲压形成的防粘孔,其孔径为0.5-3mm,垂直于板材的板面,深度为50-200μm。本实施例中,防粘孔为圆形,其孔径即为圆形的直径,在其他实施例中,防粘孔还可以是多边形,例如四边形、菱形、六边形、八边形等,或圆形与多边形的组合,或不同多边的组合,在此不做限定。当防粘孔为多边形时,外径为多边形外接圆的直径。
S2:将蚀刻或冲压有防粘孔的板材成型为锅体,冲压面或蚀刻面为锅体内表面,减少了锅体内表面本体基材与食物接触的面积,减少食物与锅具表面的摩擦力。
S3:对锅体内表面进行微弧氧化,每平方分米电流1-3A,每平方分米电压300-550V,微弧氧化的氧化时间为25-40分钟,占空比为3~10%,以形成硬质氧化层,所形成的硬质氧化层的厚度为10-50μm。微弧氧化使板材表面形成板材金属的超硬氧化物,即形成纳晶结构的多孔超硬金属氧化物,硬质氧化层具有微孔隙的硬质氧化层,部分或全部微孔隙的边沿呈乳凸状,这些纳米级的孔隙在实际使用过程中会吸纳空气和油脂,在加热过程中将产生热空气和油雾,同时托起食物。结合前述乳凸结构所达到的绒毛效果,降低了食物与锅体内表面的摩擦力,在不增加化学涂层的前提下,以物理的手段实现不粘的效果,使消费者烹饪食物更加健康。若形成锅体的板材是钛金属,则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于HV600的二氧化钛硬化层;若形成锅体的板材是铝合金,则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于HV1000的三氧化二铝硬化层。所产生的高硬度硬质氧化层解决了锅体内表面对于金属菜铲的耐受问题。
S4;对锅体内表面进行砂光和抛光,去除硬质氧化层,提升锅体内表面的粗糙度,也即提升钢铲操作时的顺滑度:先选用80-180目砂布进行粗砂光后,再选用400-2000目砂布进行细砂光,最后用棉轮或羊毛轮进行精抛光处理,使锅体内表面镜光一致。在此步骤中,防粘孔中的硬质氧化层因为比板材表面低的缘故得到保留,锅体内表面实际上是形成了由许多硬化孔点和板材层共同组成的锅体内表面,经过抛光,粗糙度达到Ra0.6-1之间,即降低食物与锅具内表面的摩擦力,炒菜时翻铲更加顺滑。
S5:对锅体外表面进行砂光和抛光。
采用本实施例所提供的无涂层不粘锅具制作方法所制作的锅具,可以具有一至两个提耳,也可以安装手柄在此不做限定。
本实施例所提供的不粘锅具制作方法,取消了现有不粘涂料等化学物质的使用,使消费者烹饪食物时更加健康。同时,因防粘孔中的氧化物具有抗干烧和耐高温的特点,可承受1000℃的高温且性能不会衰减,因此无需担心锅具干烧的情况。
作为本领域技术人员应当知晓的是,本实施例所提供的不粘锅具制作方法中的S1步骤,既可以由制造锅具的厂家完成,也可以由板材厂家完成。
以上,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,熟悉该本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书的范围中。
Claims (12)
1.一种无涂层不粘锅具,包括锅体,其特征在于,所述锅体的内表面分布有若干防粘孔,所述防粘孔的内壁和/或底壁具有硬质氧化层,所述硬质氧化层具有纳米级的若干微孔隙,部分或全部微孔隙的边沿呈乳凸状结构。
2.权利要求1所述的无涂层不粘锅具,其特征在于,所述硬质氧化层的厚度为10-50μm。
3.根据权利要求1或2所述的无涂层不粘锅具,其特征在于:所述防粘孔为圆形和/或多边形,所述防粘孔为圆形时,所述孔径为圆形的直径;所述防粘孔为多边形时,所述外径为多边形外接圆的直径。
4.根据权利要求1或2所述的无涂层不粘锅具,其特征在于:所述防粘孔的孔径为0.5-3mm,深度为50-200μm。
5.根据权利要求1或2所述的无涂层不粘锅具,其特征在于:所述防粘孔由构成所述锅体的板材蚀刻或冲压形成。
6.根据权利要求1或2所述的无涂层不粘锅具,其特征在于:所述锅体为铝锅体、钛锅体或镁锅体;
或所述锅体为复合材料锅体,所述复合材料锅体的内表面为铝或镁或钛。
7.一种无涂层不粘锅具制作方法,其特征在于,所述无涂层不粘锅具制作方法包括如下步骤:
对板材进行蚀刻或冲压,使板材表面形成将蚀刻或冲压有防粘孔的板材成型为锅体,冲压面或蚀刻面为锅体内表面;
对锅体内表面进行微弧氧化,形成具有纳米级微孔隙的硬质氧化层,部分或全部微孔隙的边沿呈乳凸状结构;
对锅体内表面进行砂光和抛光,去除内表面的硬质氧化层;
对锅体外表面进行砂光和抛光。
8.根据权利要求7所述的无涂层不粘锅具制作方法,其特征在于:进行微弧氧化时,每平方分米电流1-3A,每平方分米电压300-550V,占空比3~10%,微弧氧化的氧化时间为25-40分钟,所形成的硬质氧化层的厚度为10-50μm。
9.根据权利要求7或8所述的无涂层不粘锅具制作方法,其特征在于:所述防粘孔为圆形和/或多边形,所述防粘孔为圆形时,所述孔径为圆形的直径;所述防粘孔为多边形时,所述外径为多边形外接圆的直径。
10.根据权利要求7或8之一所述的无涂层不粘锅具制作方法,其特征在于:所述防粘孔的孔径为0.5-3mm,深度为50-200μm。
11.根据权利要求7或8所述的无涂层不粘锅具制作方法,其特征在于:所述板材为铝板材、钛板材或镁板材;
或所述板材为复合材料板材,所述复合材料板材蚀刻或冲压防粘孔的表面为铝或镁或钛。
12.根据权利要求7或8所述的无涂层不粘锅具制作方法,其特征在于:对锅体内表面进行砂光时,先采用80-180目砂布粗砂光,然后采用400-2000目砂布细砂光。
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