CN117144279A - 锅具制造方法及锅具 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种锅具制造方法及锅具，锅具制造方法包括如下步骤：将基材成型为具有内腔的锅体；加工内腔表面以形成粗糙面；在内腔的表面喷涂熔射材料，以在粗糙面形成熔射层；对锅体进行第一次氮化处理，以在熔射层的形成第一氮化层；对具有熔射层和第一氮化层的锅体进行抛光；对抛光后的锅体进行第二次氮化处理，以在第一氮化层基础上形成第二氮化层；其中，熔射层的材质中包含钛元素，按质量百分比计，钛元素占熔射层的40％～80％；第二氮化层的氮元素含量大于第一氮化层的氮元素含量。锅具制造方法所制成的锅具具有良好的耐腐蚀性、耐磨性及使用寿命。

Description

锅具制造方法及锅具

技术领域

本申请涉及烹饪器具领域，特别涉及一种锅具制造方法及锅具。

背景技术

锅具是厨房烹饪过程中最常用的工具，其中，铁质锅具由于其使用寿命长、导热迅速且均匀、易于保养等优点，被大多数消费者接受和认可。然而，在众多食材中，酸性及含盐量高的食材往往对锅具的影响较大，例如，食材可能会腐蚀锅具，造成锅具的损坏；另外，锅具被腐蚀后，食材的成份可能与锅具的组份产生化学反应生成有害物质而对健康造成威胁。铁质炒锅在长期的烹饪使用过程中，却存在耐酸性以及耐盐腐蚀能力较差的问题。因此，提高耐酸及耐腐蚀性能是锅具领域的重要的发展方向。

为了避免铁质炒锅存在的耐腐蚀问题，市场上采用添加有例如铬、镍、钼等多种能够提高强度和防腐性能的重金属元素的不锈钢材质，制成不锈钢炒锅。然而，不锈钢炒锅的防腐能力提升有限，并且其重金属含量较高，长期使用可能导致消费者摄入部分重金属元素，不利于饮食安全。

现有技术中提供了一些耐腐蚀的锅具，例如，一些技术方案中向锅体基体表面熔射形成熔射层，熔射层中掺杂了铬、镍和钼等金属元素，以兼顾不粘锅的耐磨和耐腐蚀性能。然而，该方法仍使用了大量的重金属元素，不利于饮食安全性的提高。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种锅具制造方法，以期在不加入有害重金属元素的前提下提升所制成的锅具的耐腐蚀性能，进而提升锅具的防护性能及耐用性能。其中可以理解的是，本申请所述耐腐蚀能力包括耐酸(例如2％柠檬酸溶液)腐蚀能力和耐盐水(例如5％NaCl盐水)腐蚀能力。

一方面，本申请提供了一种锅具制造方法的实施例方案，实施例方案包括如下步骤：将基材成型为具有内腔的锅体；加工内腔表面以形成粗糙面；在所述内腔的表面喷涂熔射材料，以在所述粗糙面形成所述熔射层；对锅体进行第一次氮化处理，以在所述熔射层的形成第一氮化层；对具有所述熔射层和所述第一氮化层的锅体进行抛光；对抛光后的所述锅体进行第二次氮化处理，以在所述第一氮化层基础上形成第二氮化层；其中，所述熔射层的材质中包含钛元素，按质量百分比计，所述钛元素占所述熔射层的40％～80％；所述第二氮化层的氮元素含量大于所述第一氮化层的氮元素含量。

在这些实施例方案中，通过对锅具进行二次氮化，一方面通过增加氮化的总时间，有助于使氮更深地渗入熔射层内，从而增大氮化层的总厚度；另一方面在两次氮化之间进行了抛光，去除了第一次氮化时残留于锅具表面的杂质，以便于第二次氮化时氮更易渗入第一次氮化所形成的氮化层内，有助于使氮化层更致密，从而形成致密且含氮量高的第二氮化层。可见，这些实施例能够形成致密的氮化层，使锅具具有更优的耐腐蚀能力。

锅体的内腔具有熔射层和氮化层。其中，可以理解的是，熔射层是由熔射原料经熔射工艺喷涂形成的。熔射层包含了占质量百分比较高的钛，可以理解的是这里的钛指钛元素，具体来说，钛可以以单质或者氧化物的形式存在于熔射层内，氧化物可以是二氧化钛等物质。钛是一种对人体健康影响较小的食品级材质，其具有良好的耐腐蚀尤其是耐酸腐蚀的能力。由此，在烹饪酸性的食材时，熔射层为锅体提供了防护，隔绝了酸性物质直接与锅体接触，从而降低了锅体受酸腐蚀的概率；又由于钛具有良好的耐酸腐蚀能力，所以熔射层具有较长的使用寿命，能够在烹饪的酸性环境中较长时间地保持状态稳定，从而使锅具整体具有良好的使用寿命。氮化层是将锅具进行渗氮处理后，氮元素渗入熔射层表面所形成的含氮层；第二氮化层既具有良好的耐腐蚀尤其是耐盐腐蚀的能力，同时还具有良好的强度及硬度性能，有助于提升锅具整体的耐磨性能。综合来看，设置熔射层和第二氮化层有助于提升锅具整体的耐酸、耐盐以及耐磨性，从而延长锅具的使用寿命。

在一些实施例中，所述第二氮化层完全容纳于所述熔射层内，所述第二氮化层的硬度大于所述锅体的硬度，所述锅体的硬度大于所述熔射层的硬度。

在这些实施例中，熔射层中未被氮化的部分的硬度相对较低，因此熔射层未被氮化的部分相比锅体具有更良好的韧性。在日常使用中，锅具经常受热和冷却，因此锅体、熔射层以及第二氮化层反复膨胀和收缩，而锅体和熔射层的热膨胀系数具有差别，因此在膨胀和收缩过程中锅体和熔射层的型变量具有差别，从而锅体与熔射层之间会基于型变量的不同产生相互作用力。由于熔射层的韧性比锅体更优，因此上述相互作用力所产生的能量能够部分被熔射层基于自身的韧性而被吸收，有助于降低出现断裂问题的可能性，一定意义上能够使锅体与熔射层之间具有可靠的连接牢固度。第二氮化层位于内腔表面且比锅体以及熔射层的硬度更大，从而使内腔表面仍然具有良好的耐磨性。

在一些实施例中，所述第一次氮化处理和所述第二次氮化处理所使用的混合气体中氨和二氧化碳的体积比为16～20：0.5～4。

在这些实施例中，采用该体积比的混合气体可以使氮化的效果较佳，所形成的第一氮化层和第二氮化层更加致密，从而使第二氮化层具有良好的耐腐蚀性及耐磨性。

在一些实施例中，氨气分解率为40％～60％时将所述锅体冷却出炉；和/或，所述氮化处理时氮化炉的炉内温度为520℃～580℃。

在这些实施例中，氨气分解率为40％～60％时即可使氮化层的厚度满足相应要求。具体来说，氮化层中的氮元素主要由氨气分解后生成，因此可通过测量氨气的分解率，判断氮化层中氮元素含量的多少，进而判断氮化层的厚度及致密度等性质。氨气分解率小于40％时，渗入熔射层的氮较少，所形成的氮化层不能满足锅具的耐盐腐蚀要求。而氨气分解率到达60％后，氮化层的含氮量已经较丰富从而具有较优的性质，但气体中氨气含量较少，从而渗氮速度会出现明显下降，造成氮化效率明显降低，继续氮化会增加成本但对氮化层的改良效果较为有限。有鉴于此，综合成本以及质量要求来看，氨气分解率为40％～60％时能够兼具质量和成本方面的要求。

在这些实施例中，采用520℃～580℃这一在氮化技术领域中较低的温度范围，一方面易于控制，另一方面这一温度范围已能够满足铁制的锅体以及含钛熔射层的氮化工艺需求。

在一些实施例中，所述熔射层的厚度为5μm～50μm，所述二氮化层自所述熔射层的外表面向内渗透，所述第二氮化层的厚度大于所述第一氮化层的厚度。

在这些实施例方案中，熔射层的厚度直接影响熔射层的耐酸腐蚀能力，熔射层越厚，耐酸腐蚀能力越强，但对应的熔射层越容易从锅体脱落。因此，设置一个合适的厚度范围，有助于在使熔射层具有良好耐酸腐蚀能力，同时还具有良好的与锅体的结合牢固度。根据实验，熔射层厚度为5μm～50μm的情况下耐冲击能力较佳，大于50μm会使熔射层的抗冲击能力显著下降。另外，第二氮化层厚度大于第一氮化层厚度，由此可通过观察第二次氮化后第二淡化层的厚度判定第二次氮化的效果，判定方法更加直观。

在一些实施例中，所述第二氮化层的厚度不大于所述熔射层；其中，所述熔射层的厚度为20μm～50μm，所述第二氮化层的厚度为10μm～20μm。

在这些实施例方案中，通过进一步限定熔射层的最小厚度，有助于使熔射层的耐腐蚀性能够保持在一个较优的范围内。并且，鉴于第二氮化层的厚度为10μm～20μm时就能够具有较佳的耐腐蚀性及耐磨性，因此限定熔射层厚度大于20μm，可以有效使氮化层完全位于熔射层内，使熔射层与锅体相接的部分为未氮化的部分，从而充分利用熔射层更优的韧性，使熔射层与锅体之间连接较为牢固。

在一些实施例中，按质量百分比计，所述熔射材料包括质量百分比为70％～100％的钛材料，所述钛材料选自金属钛、氧化钛或钛合金中的一种或多种。

在这些实施例方案中，铝以及氧化铝具有较高的硬度，有助于提升熔射层的整体硬度。由于锅体由铸铁、冷轧板等含铁量高的原材制成，熔射层组份中的铁能够调节熔射层的热膨胀系数，使熔射层的热膨胀系数更接近锅体。当熔射层的热膨胀系数接近锅体的热膨胀系数时，当锅体受热膨胀，锅体的膨胀量与熔射层的膨胀量较为接近，从而有助于降低锅体与熔射层由于膨胀量不同而导致的相互作用力，从而降低熔射层脱落的概率。氧化钛表面能相比铁或不锈钢等常用的锅具基材更低，因此氮化层与食材接触时二者之间的粘连力更小，从而使得锅具的抗粘性能得到了一定程度的提升。

在一些实施例中，锅具制造方法还包括如下步骤：所述锅体经二次氮化后，对所述第二氮化层进行抛光，以使所述第二氮化层的表面粗糙度为Ra1.5μm～Ra3.0μm，且抛光后所述熔射层和所述氮化层的总厚度为5μm～40μm。第二方面，本申请还提供了一种锅具，由如上任意一项实施例所述的锅具制造方法制成；其中，所述锅具包括：锅体，具有用于烹饪食材的内腔；熔射层，所述熔射层连接于所述内腔的表面，且所述熔射层至少部分覆盖所述内腔的表面；第二氮化层，所述第二氮化层形成于所述熔射层朝向所述内腔的面，且所述第二氮化层至少部分覆盖所述熔射层；其中，按质量百分比计，所述熔射层中包含40％～80％的钛元素。

在这些实施例中，熔射所产生的高温会使熔射材料中的钛氧化形成钛氧化物，因此为了保证熔射层的钛元素含量，熔射材料中钛材料的占比需要较大。经过实验，发现在熔射材料中钛材料含量为70％～100％的情况下，所形成的熔射层中钛元素质量百分比可以在40％～80％区间范围内。

上述说明仅是本申请技术方案的概述。为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一实施例提供的锅具的结构示意图；

图2为经第一次氮化后对应图1中的A部分的局部放大图；

图3为经第二次氮化后对应图1中的A部分的局部放大图；

图4为熔射材料包含铁的实施例的锅具实物图；

图5为熔射材料为纯钛的锅具实物图；

具体实施方式中的附图标记如下：

1、锅体；10、内腔；

2、熔射层；

3、氮化层；31、第一氮化层；32、第二氮化层。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在锅具技术领域中，现有技术为了提升锅具的耐腐蚀能力，往往会在锅具表面增加一层涂层，在涂层中加入耐腐蚀原料实现提升耐腐蚀能力。但是，随着技术的发展，人们逐渐发现这些涂层所含的微量成份可能具有威胁人体健康的问题，尤其是涂层还具有易脱落等问题，导致部分涂层混入食物中，从而会进一步加剧对人体健康的威胁。

从目前市场形势的发展来看，随着对锅具的健康要求的提升，零涂层锅是一个重要的发展方向。所谓零涂层是指锅具的表面(尤其是接触食物的烹饪面)不再涂敷成份复杂的涂层，以规避涂层的复杂成份对人体可能造成的健康影响。这种锅具的技术难点在于如何提升耐腐蚀性。

经过验证发现，钛是一种健康且具有一定耐腐蚀性能的金属材料，因此钛被应用于烹饪器具领域，进而被应用于锅具。但是，钛由于成本较高，纯钛锅具制造成本较高；而如果仅仅是将钛混入制成锅具的原料内，则制成的锅具耐腐蚀能力仍然较为一般。所以，现期待寻找一种方案，舍弃对健康不利的重金属原料，仅仅利用钛改善锅具的耐腐蚀能力，同时还兼具成本的可控制性。

基于上述问题，经验证后发现可在锅具的表面，尤其是与食物接触的烹饪面上形成一层含钛量较高的保护层，这样设置的目的在于使锅体可以采用铸铁等成本较低的材料制成，而仅仅在保护层中加入钛，从而实现成本可控。该保护层能够隔断食物与锅体，由于钛具有良好的耐腐蚀能力，从而保护层能够为锅体提供防护，使得锅具整体具有良好的耐腐蚀能力。

下面结合实施例，介绍本申请如何利用含钛保护层实现对锅体的保护，从而提升锅具整体的耐腐蚀性，同时兼具对人体安全。

参照图1和图3，在本申请一些实施例中，锅具包括了锅体1、熔射层2以及第二氮化层32，锅体1、熔射层2以及第二氮化层32层叠设置。锅体1位于锅具的最外层，锅体1成型有用于烹饪食材的内腔10。熔射层2连接于锅体1并至少部分覆盖锅体1朝向内腔10的面，在图1和图3所示实施例中熔射层2覆盖了整个锅体1朝向内腔10的面。第二氮化层32形成于熔射层2朝向内腔10的一侧，且至少部分覆盖熔射层2，在图1和图3所示实施例中第二氮化层32覆盖了整个熔射层2。其中，熔射层2的成份包括钛，在熔射层2中钛的质量百分之为40％～80％。

可以理解的是，熔射层2是通过熔射工艺连接于内腔10的表面所形成的。熔射工艺一般流程为通过加热熔射原料使熔射原料熔化，然后再通过喷枪等设备将熔射原料喷射于物体表面，熔融状态的熔射原料冷却并沉积于物体表面形成一层与物体牢固连接的层状结构。第二氮化层32是通过氮化工艺在物件的表面所形成的。氮化工艺又称渗氮工艺，是指在一定温度下，将物件置于含氮的介质中，使氮原子渗入物体表面，使氮与物体的成份结合，从而形成一层致密的氮化物复合层。也即，第二氮化层32是氮原子渗入熔射层2内部形成的，即定义熔射层2中含氮量大于预定值的部分为第二氮化层32。

熔射层2的其他成份可以是任意对人体无害的材料，例如铁或铝以及不可避免的杂质等，在此不做特别限定。需要说明的是，所述“杂质”可以来源自熔射原料，例如钛材料中的C、H、Mg等元素。当有其他熔射原料(例如铝材料)时，还会引入其他杂质。

熔射层2包含了占质量百分比较高的钛元素，钛元素是一种对人体健康影响较小的食品级金属材质，在熔射层2中，钛常以金属单质或者氧化物的形式存在，金属钛和氧化钛具有良好的耐腐蚀尤其是耐酸腐蚀的能力，且对人体健康威胁较小。由此，在烹饪酸性的食材时，熔射层2为锅体1提供了防护，隔绝了酸性物质直接与锅体接触，从而降低了锅体受酸腐蚀的概率；又由于钛具有良好的耐酸腐蚀能力，所以使得锅具对酸性食物具有良好的适应性，从而提升锅具在酸性条件下的使用寿命。

第二氮化层32既具有良好的耐腐蚀尤其是耐盐腐蚀的能力，同时还具有良好的强度及硬度性能，有助于提升锅具的耐磨性能。抛光时，第二氮化层32能够为熔射层2提供物理防护，从而降低熔射层2被抛光损坏的概率。而在使用过程中，由于氮化层3具有良好的硬度，因此有助于使锅具的使用寿命较长。在一些实施例中，熔射层2包含金属钛、二氧化钛、金属铝、氧化铝和金属铁中的一种或多种。

其中，二氧化钛与钛单质的性质相似，都具有良好的耐酸腐蚀性能以及健康性。氧化钛既可以以粉末的形式混入熔射材料并最终经熔射附着于锅体1，也可以是钛单质在熔射或氮化过程中经氧化形成的。同理，氧化铝也既可以是直接以粉末的形式混入熔射材料内，也可以是铝单质在熔射或氮化过程中经氧化形成。

为制成上述实施例的锅具，本申请还提供了锅具制造方法，锅具制造方法的实施例包含如下步骤：

将基材成型为具有内腔10的锅体1。其中基材可以是铸铁、冷轧钢板、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金中的任意一种，优选为铸铁或冷轧钢板。

加工内腔10的表面以形成粗糙面。在一些实施例中，可以采用如下方法实现：使用百洁布或者砂纸对锅体1的内表面进行打磨抛光，去除锅体1表面的油污以及杂质；再使用高速砂流的冲击锅体1的表面，使锅体1的粗糙度为Ra2.0μm～10μm；

在内腔的表面喷涂熔射材料，以在粗糙面形成熔射层2。在一些实施例中，可以采用如下方法实现：将熔射原料粉末混合后通入熔射喷枪内，在功率约为40kw的状态下将混合粉末热喷涂于锅体1内壁，液态的熔射原料混合物冷却后凝结于锅体1的表面，形成熔射层2；

对锅体1进行氮化处理，以在熔射层2的表面形成第一氮化层31。在一些实施例中，可以采用如下方法实现：将熔射后的锅体置于氮化炉中，抽去炉内空气，并向氮化炉内通入氨气和二氧化碳的混合气体，使炉内的表压提升至100mmH₂O～120mmH₂O。按体积百分比计，混合气体中氨气和二氧化碳的比例为16～20：0.5～4。之后将炉内温度升至预定温度后进行保温，并在整个工艺过程中持续向炉内通入氨气以实现保压，使氨气分解成氮原子并渗入熔射层内，氮原子与熔射层的组份反应生成氮化物，以在锅体1形成第一氮化层31。经过预定时间后取出锅体并在空气中冷却至室温。

对具有熔射层2和第一氮化层31的锅体进行抛光，以去除氮化后残留于内腔10的表面的杂质和氧化物，有助于降低杂质和氧化物对后续氮化的影响，提升第二次氮化的效果。抛光的具体步骤与上述步骤的抛光近似。

对抛光后的锅体进行第二次的氮化，以在第一次氮化的基础上形成第二氮化层32。第二次氮化的具体步骤也可参考第一次氮化。

参图2上述工艺中，在第一次氮化时所得的第一氮化层31较薄；参照图3，经过第二次氮化后，第一氮化层31厚度及含氮量进一步增大形成第二氮化层32。也即，图3所示的第二氮化层32是在图2所示的第一氮化层31的基础上经第二次氮化所形成的，第二氮化层32的含氮量及厚度均大于第一氮化层31，可以推测的是第二氮化层32的耐腐蚀以及耐磨性均优于第一氮化层31。

经第二次氮化后，取出锅体抛光并擦油。

由于实施例中对锅体进行了第二次氮化，因此在内腔10的表面形成了更厚且更致密的第二氮化层32，进而使第二氮化层32具有良好的强度性能以及耐腐蚀效果，从而可以是内腔10的表面具有良好的耐腐蚀性及耐磨性。

在一些实施例中，第二氮化层32的硬度大于锅体1的硬度，且锅体1的硬度大于熔射层2的硬度。

其中，熔射层2的硬度是指熔射层2中未被氮化部分的硬度。

通过设置硬度较低的熔射层2，有助于保证熔射层2与锅体1的连接牢固度；通过设置硬度较高的第二氮化层32，可以使内腔10的表面具有较优的耐磨性。

在一些实施例中，熔射层2的厚度可选为5μm～50μm。

熔射层2的耐腐蚀性能与熔射层2的厚度成正比，在厚度太小的情况下，熔射层2的耐腐蚀性能较低。但熔射层2与锅体1之间的结合牢固度与熔射层2的厚度成反比，也即熔射层2的厚度过大时易脱落。

具体的，表1提供了一些采用上述锅具制造方法所制造的锅具与部分对比例的效果对比。实施例采用由金属钛、金属铁和金属铝组成的熔射材料(其中，金属钛、金属铁和金属铝组成的总质量计为100％，测定混合的熔射原料中元素组成为70％Ti+21％Fe+5％Al+4％杂质)加工制成三种具有不同熔射层厚度的锅具。此外，D1为未喷涂熔射层的锅具对比例，即常用的无熔射层的铁锅；D2～D4为用相同原料熔射一层熔射层但只在熔射层表面具有氮化层的锅具的对比例；D5为与示例1～3结构相同但熔射层2减少了Ti含量的对比例。通过测试各示例的耐冲击、耐酸以及耐盐水腐蚀能力，得到了表1所示数据。

其中，耐冲击的测试方法如下：

取约230g的小铁球，分别选取锅具表面的若干位置，从1.5m高处将小铁球掉落至选取位置处对锅具的表面进行冲击，并反复进行5次，观察冲击位置的表面情况。

耐酸性能的测试方法如下：

将含约2％柠檬酸的水溶液倒入锅具内并静置，观察锅具表面的脱落情况。

耐盐水腐蚀性能的测试方法如下：

将含5％食盐的水溶液倒入锅具内并煮沸，然后在溶液保持微沸的状态下观察锅具表面的腐蚀情况。微沸是指溶液已经沸腾但未剧烈沸腾的状态。

所得结果如表1所示：

表1

由表1的结果可知，当熔射层2厚度大于50μm时，熔射层2的耐冲击能力显著下降，也即，熔射层2与锅体1之间的附着力显著下降，熔射层2脱落风险较高，降低了锅具的寿命。与此同时，本申请提供的加工制备方法所制备获得的锅具具有显著提升的耐腐蚀能力。需要说明的是，熔射层厚度小于20μm的实施例中，虽然相比熔射层厚度大于20μm的实施例耐腐蚀性能有所下降，但相比无熔射层的铁锅，实施例的耐腐蚀能力仍然更优，可以实现发明目的。也即，熔射层2的厚度的进一步的可选范围可以是20μm～50μm。

对比D3和示例2可知(或者对比D2和示例1、D4和示例3)，进行了二次氮化的示例明显具有更优的耐盐腐蚀性能。由于二次氮化能够具有更厚且更致密的第二氮化层32，从而耐盐腐蚀性能更优。

另外，对比D5和示例2可知，当熔射原料中钛材料的成份小于70％时，所得熔射层的耐酸能力显著下降，因此在进一步可选的实施例中，钛材料的质量百分比应不小于70％。

另外，根据能谱分析结果，示例2中熔射层2中钛元素的质量百分比约为49％，示例2具有良好的耐酸性能。而D5的能谱分析结果中，钛元素的质量百分比急剧下降至约20％～30％，D5的耐酸性能也出现了较大幅度的下降。考虑到测量误差，在熔射层2中钛元素的可选范围在40％～80％范围内，熔射层2既能够获得较为良好的耐酸性能。并且可以预见的是，钛元素的含量越高，熔射层2的耐腐蚀性能越优。

在上述实施例中，当熔射材料中包含质量百分比为70％的金属钛，经熔射和氮化后，熔射层2中的钛元素的含量可以保持在40％～80％的区间范围内，以获得对应的锅具。钛元素的质量占比下降的原因是熔射时钛在高温下与氧气反应生成了成份复杂的钛氧化物，同时还在后续氮化后生成了部分钛氮化物，而钛氧化物和钛氮化物的成份较为复杂且各成份的含量难以控制，因此导致最终钛元素的质量百分比浮动较大。

钛氧化物中，含量最多的为二氧化钛。二氧化钛与钛单质的性质接近，因此二氧化钛也可以使熔射层2具有良好的耐腐蚀性能。在熔射原料中添加铝单质能够在熔射时经高温氧化形成氧化铝，氧化铝具有较高的硬度，有助于提升熔射层2的整体硬度。另外，在熔射层2和第二氮化层32中包含了铁材料，经熔射以及氮化后，铁材料部分形成了氧化铁，氧化铁的化学性质较为稳定，因此可以为锅具提供一定的保护。并且，氧化铁呈黑色，从而可以使得锅具表面呈如图4所示的黑色，相比略微呈黄色的不含铁的纯钛锅(如图5所示)更加接近纯铁锅的颜色，有助于提升用户的接受度。

在另一些实施例中，采用由金属钛作为熔射材料加工制成锅具。此外，D1为未喷涂熔射层的锅具对比例，即常用的无熔射层的铁锅；D2～D4为用相同原料熔射一层熔射层但只在熔射层表面具有氮化层的锅具的对比例。通过测试各示例的耐冲击、耐酸以及耐盐水腐蚀能力，所得结果如表2所示：

表2

对比表2数据结果，相比只经一次氮化的对比例，经过两次氮化示例明显具有更良好的耐盐腐蚀能力。例如，对比示例2和D3，锅具的耐盐腐蚀能力上升了1小时。

综合表1和表2的数据来看，熔射原料中含钛量越高，所得熔射层的耐酸性能越强，同时还可以改善第二氮化层32的耐腐蚀能力。可以推知，熔射层中钛元素质量百分比越高，熔射层2以及第二氮化层32的耐腐蚀性能越好。在一些实施例中，当氨气的分解率为40％～60％时将所述锅体冷却出炉。

其中，氨气的分解率可通过现有技术进行测量，例如可以使用泡泡瓶进行测量，相关测量方法本领域技术人员可以根据现有技术推知，在此不做赘述。

根据实验结果，当氨气的分解率为40％～60％时，所得的氮化层厚度约为10μm～20μm，既能够使氮化层具有足够的耐腐蚀能力。

在一些实施例中，氮化时氮化炉的炉内温度为520℃～580℃。

根据实验结果，采用520℃～580℃进行保温时，经大约7小时，即可使氨气的分解率达到40％～60％，满足工艺要求。

在一些实施例中，熔射时所采用的熔射材料中包含质量百分比为70％～100％的钛材料，钛材料选自金属钛、氧化钛或钛合金中的一种或多种。

其中，金属钛指钛单质粉末；氧化钛指二氧化钛等常见的钛的无毒氧化物的粉末；钛合金指包含钛及无毒健康物质的粉末。熔射材料既可以是上述物质中的一种，也可以是多种的组合。当熔射材料中钛材料的质量占比小于100％时，熔射材料的剩余组份可以是Cu、Al₂O₃、Fe等常用于锅具的熔射材料，以及不可避免的杂质等，在此不做特别限定。例如，本申请提供了一种熔射材料中包含质量百分比为70％Ti+21％Fe+5％Al+4％杂质的实施例。

在一些实施例中，在第二次氮化后的抛光步骤具体为：对第二氮化层的表面进行抛光，使第二氮化层的表面粗糙度为Ra1.5～Ra3.0，也即内腔10的表面粗糙度为Ra1.5～Ra3.0，且抛光后所述熔射层的总厚度为20μm～40μm。

可以理解的是，抛光的方法既可以是利用百洁布、砂纸或者抛光用的机械设备等进行机械抛光，也可以是利用化学试剂与内腔10表面的杂质反应，从而实现化学抛光。另外，抛光会使内腔10的表面出现耗损，减少熔射层2的厚度，为保证熔射层2的耐腐蚀效果，应保证抛光后熔射层2的厚度为5μm～40μm。

抛光后，内腔10的表面较为光洁，从而有助于降低烹饪翻炒时锅铲与内腔10表面的卡涩感，同时还有助于提升内腔10的表面的美观度。

在一些实施例中，经上述抛光步骤后，再向内腔表面涂油。涂油步骤为：预热所述锅体至40℃～60℃，在所述内腔的表面涂油；涂油后将所述锅体在180℃～230℃的环境温度下烘烤10分钟～20分钟。

其中，油可以是食用油等，将油均匀地涂抹于内腔10的表面即可。

涂油并烘烤后，部分油会渗入氮化层3的孔隙之中并部分填补这些孔隙。一方面，氮化层3的部分孔隙被填补后，有助于使内腔10的表面更加平整光滑，从而提升锅具的不粘性；另一方面，由于油的热导率大于空气，填补于孔隙中的油可以起到促进热传导的功能，有助于使锅具底面的温度分布更加均匀。

在一些实施例中，熔射层2具有若干第一微孔，第二氮化层32具有若干第二微孔，第二氮化层32中第二微孔的平均孔径大于熔射层2中第一微孔的平均孔径。

可以理解的是，经过熔射和氮化后，所形成的熔射层2和第二氮化层32中均具有若干大小不等的微孔。第二微孔的平均孔径小于第一微孔的平均孔径也可以理解为第二氮化层32比熔射层2更致密。上述锅具制造方法的实施例中所进行的第二次氮化可以使第二氮化层32更加致密。

由于第二氮化层32的表面为直接与食物接触的表面，因此在第二微孔平均孔径较小的情况下，第二微孔可以起到限制液体从第二氮化层32渗入熔射层2的功能，从而使第二氮化层32为熔射层2提供防护效果更佳。另外，由于第二微孔平均孔径较小，而第二氮化层32直接与食物接触，因此可以降低食物渗入第二微孔的总量，从而降低粘锅的概率。

需要说明的是，本申请中锅具泛指炒锅、煎锅及烹饪锅等各种用于烹饪食物的器皿，既包括直接与明火接触的器皿，也包括通过电磁等方式加热的器皿，还包括应用于电饭煲、电压力锅、豆浆机、料理机等家电中的用于盛放食物的器皿。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

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他实施例的不同之处。以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种锅具制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

将基材成型为具有内腔的锅体；

加工内腔表面以形成粗糙面；

在所述内腔的表面喷涂熔射材料，以在所述粗糙面形成所述熔射层；

对锅体进行第一次氮化处理，以在所述熔射层的形成第一氮化层；

对具有所述熔射层和所述第一氮化层的锅体进行抛光；

对抛光后的所述锅体进行第二次氮化处理，以在所述第一氮化层基础上形成第二氮化层；

其中，所述熔射层的材质中包含钛元素，按质量百分比计，所述钛元素占所述熔射层的40％～80％；所述第二氮化层的氮元素含量大于所述第一氮化层的氮元素含量。

2.如权利要求1所述的锅具制造方法，其特征在于，所述第二氮化层完全容纳于所述熔射层内，所述第二氮化层的硬度大于所述锅体的硬度，所述锅体的硬度大于所述熔射层的硬度。

3.如权利要求1所述的锅具制造方法，其特征在于，所述第一次氮化处理和所述第二次氮化处理所使用的混合气体中氨和二氧化碳的体积比为16～20：0.5～4。

4.如权利要求3所述的锅具制造方法，其特征在于，氨气分解率为40％～60％时将所述锅体冷却出炉；

和/或，所述氮化处理时氮化炉的炉内温度为520℃～580℃。

5.如权利要求1所述的锅具制造方法，其特征在于，所述熔射层的厚度为5μm～50μm，所述二氮化层自所述熔射层的外表面向内渗透，所述第二氮化层的厚度大于所述第一氮化层的厚度。

6.如权利要求5所述的锅具制造方法，其特征在于，所述第二氮化层的厚度不大于所述熔射层；

其中，所述熔射层的厚度为20μm～50μm，所述第二氮化层的厚度为10μm～20μm。

7.如权利要求1所述的锅具制造方法，其特征在于，按质量百分比计，所述熔射材料包括质量百分比为70％～100％的钛材料，所述钛材料选自金属钛、氧化钛或钛合金中的一种或多种。

8.如权利要求1-7任意一项所述的锅具制造方法，其特征在于，锅具制造方法还包括如下步骤：

所述锅体经二次氮化后，对所述第二氮化层进行抛光，以使所述第二氮化层的表面粗糙度为Ra1.5～Ra3.0，且抛光后所述熔射层和所述氮化层的总厚度为5μm～40μm。

9.如权利要求8所述的锅具制造方法，其特征在于，锅具制造方法还包括如下步骤：

对所述第二氮化层进行抛光后，预热所述锅体至40℃～60℃，在所述内腔的表面涂油；

涂油后将所述锅体在180℃～230℃的环境温度下烘烤10分钟～20分钟。

10.一种锅具，其特征在于，由如权利要求1-9任意一项所述的锅具制造方法制成；

其中，所述锅具包括：

锅体，具有用于烹饪食材的内腔；

熔射层，所述熔射层连接于所述内腔的表面，且所述熔射层至少部分覆盖所述内腔的表面；

第二氮化层，所述第二氮化层形成于所述熔射层朝向所述内腔的面，且所述第二氮化层至少部分覆盖所述熔射层；

其中，按质量百分比计，所述熔射层中包含40％～80％的钛元素。