CN205493579U - 防锈铁锅 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防锈铁锅。该防锈铁锅包括锅体及锅柄，锅体包括铁锅基体，锅体还包括覆盖在铁锅基体上的渗非金属层以及叠置在渗非金属层上的多层气相沉积层。通过在现有防锈铁锅的具有渗氮层等渗非金属层的内外表面上再沉积多层气相沉积层，多层气相沉积层覆盖在渗非金属层的表面，不仅保护渗非金属层不受原电池腐蚀，提高渗非金属层的硬度、耐磨和耐腐蚀性，而且多层气相沉积层的高硬度也能提高防锈铁锅的耐磨性。渗非金属层和多层气相沉积层形成复合防腐层，提升了现有防锈铁锅的硬度、防腐、耐磨等综合性能，而且还可以按照需求将防锈铁锅的表面颜色做成消费者所青睐的颜色，提高市场适应性。

Description

防锈铁锅

技术领域

本实用新型涉及厨具领域，具体而言，涉及一种防锈铁锅。

背景技术

目前市面上的防锈铁锅普遍采用的处理工艺为氮化氧化工艺，炊具行业所指的氮化氧化工艺分为氮化与盐浴氧化两个阶段。氮化一般为盐浴氮化或者气体氮化，盐浴氮化即将铁锅浸入氮化盐剂熔融态下(570～600℃)保温一段时间，在铁锅表面生成一层氮化膜。气体氮化即铁锅放入气体氮化炉中，抽真空后通入0.01MPa～0.03Mpa的氨气后，将炉温升至600～700℃温度并保温一段时间。两种氮化方式最终均在铁锅表面生成一层氮化铁，该膜层硬度高，耐磨性好，具有一定耐蚀性。但是该膜层由于工艺原因，膜层中有仍会有铁的存在，单独的氮化膜，其耐蚀性仍达不到家庭使用条件。

目前，通常是在氮化层的表面再形成氧化层来提高耐腐蚀性。而形成氧化层的方法是采用盐浴氧化，盐浴氧化即将已经氮化好的铁锅放入亚硝酸盐、氢氧化钠等混合物熔融态下(380～450℃)保温一段时间，熔融态下亚硝酸根离子扩散到氮化层中，与氮化层中的铁反应生成Fe₃O₄，最终形成氧化层。在最终结构上，可以理解为氧化层与氮化层相互卡合在一起。其中，氧化层主要成分为Fe₃O₄，Fe₃O₄化学性能稳定，因此氧化层具有较好的耐蚀性。

但盐浴氧化工艺有如下缺点：(1)温度高、能耗高(在380～450℃)；(2)耗时长、效率低(至少需3小时)。(3)该工艺处理铁锅表面氮化层出现点蚀穿孔的现象。最终膜层结构上可理解为氮化层+氧化层两层结构，表面氧化层主要成分为Fe₃O₄，主要依靠具有强氧化性的亚硝酸根离子扩散到氮化层中与氮化层中的Fe反应生成Fe₃O₄，但由于未处理铁锅的锅胚表面不可避免的留有杂质(如碳锅中含有的C、Si等)、表面缺陷(如细小划痕、小凹坑等)等问题而导致铁锅在氧化后，表面依旧会有杂质(因为杂质不与氰酸根或亚硝酸根反应)或表面缺陷。在一定条件下，杂质处、缺陷处起耐蚀作用的氧化层很快便被腐蚀，而直接暴露不具有耐蚀性的氮化层，而上述氮化阶段形成的氮化层实际为氮化铁与Fe的混合物，Fe电性为负，氮化铁电性为正，两者有一定的电位差，在溶液中(比如家庭环境中炒菜加水加盐)会发生原电池腐蚀。腐蚀电性为负的Fe并会一直腐蚀，电性为正的氮化铁不会腐蚀，同时原电池腐蚀速率远远大于普通腐蚀速率。因此，原电池腐蚀点很快就会形成点蚀(外观现象为铁锅内表面有一个凹坑)甚至将铁锅腐蚀穿孔。此时氮化层不仅未发挥其耐磨、硬度高的优势，反而成为目前常见防锈铁锅常出现的点蚀穿孔问题的“帮手”。

因此，仍需要对现有的防锈铁锅进行改进，以改善其耐腐蚀性能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种防锈铁锅，以解决现有技术中的防锈铁锅耐腐蚀性相对较差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种防锈铁锅，该防锈铁锅包括锅体及锅柄，锅体包括铁锅基体，锅体还包括覆盖在铁锅基体上的渗非金属层以及叠置在渗非金属层上的多层气相沉积层。

进一步地，多层气相沉积层包括多层单质沉积层，多层单质沉积层选自Cr沉积层、Ti沉积层、Zr沉积层以及Si沉积层中的任意两种或多种沉积层。

进一步地，多层气相沉积层包括多层化合物沉积层，多层化合物沉积层选自CrN沉积层、TiN沉积层、TiCN沉积层、ZrN沉积层以及Si₃N₄沉积层中的任意两种或多种沉积层。

进一步地，多层气相沉积层包括多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层，单质沉积层选自Cr沉积层、Ti沉积层、Zr沉积层或Si沉积层，化合物沉积层选自CrN沉积层、TiN沉积层、TiCN沉积层、ZrN沉积层或Si₃N₄沉积层。

进一步地，多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的Cr沉积层和CrN沉积层。

进一步地，多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的Zr沉积层和ZrN沉积层。

进一步地，多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的Ti沉积层和TiN沉积层。

进一步地，多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的TiCN沉积层、Ti沉积层以及TiN沉积层。

进一步地，多层气相沉积层的总厚度为0.1～15μm。

进一步地，渗非金属层为渗氮层、渗碳层、渗硅层或渗硼层。

应用本实用新型的技术方案，通过在现有防锈铁锅的具有渗氮层等渗非金属层的内外表面上再沉积多层气相沉积层，多层气相沉积层覆盖在渗非金属层的表面，不仅保护渗非金属层不受原电池腐蚀，提高渗非金属层的硬度、耐磨和耐腐蚀性，而且多层气相沉积层的高硬度也能提高防锈铁锅的耐磨性。渗非金属层和多层气相沉积层形成复合防腐层，提升了现有防锈铁锅的硬度、防腐、耐磨等综合性能，而且还可以按照需求将防锈铁锅的表面颜色做成消费者所青睐的颜色，提高市场适应性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的一种优选的实施例中所提供的防锈铁锅的示意图；以及

图2示出了图1所示的优选的实施例中防锈铁锅在A位置处的放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、锅体；2、锅柄；11、铁锅基体；12、渗非金属层；13、气相沉积层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要说明的是，本申请中的“渗非金属处理”是指类似于渗氮处理的表面处理工艺，将氮元素替换为其他非金属元素进行上述工艺而得到类似于渗氮层的膜层称为渗非金属层。

如背景技术部分所提到的，现有技术中的防锈铁锅存在点蚀穿孔的缺陷，为了改善这一缺陷，在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种防锈铁锅，如图1和图2所示，包括锅体1及锅柄2，其中，锅体1包括铁锅基体11，还包括覆盖在铁锅基体11上的渗非金属层12以及叠置在渗非金属层12上的多层气相沉积层13。

多层气相沉积层13包括多层单质沉积层、多层化合物沉积层或者多层交错叠置的单质沉积层与化合物沉积层，具有硬度高、耐磨性好、沉积层致密的优势，而且还具有耐蚀性。因而本申请的上述防锈铁锅，通过在现有防锈铁锅的具有渗氮层等渗非金属层12的表面上再沉积多层气相沉积层13，多层气相沉积层13覆盖在渗非金属层12的表面，不仅保护渗非金属层12不受原电池腐蚀，提高渗非金属层12的硬度、耐磨和耐腐蚀性，而且多层气相沉积层13的高硬度也能提高防锈铁锅的耐磨性。渗非金属层12和多层气相沉积层13形成复合防腐层，提升了现有防锈铁锅的硬度、防腐、耐磨等综合性能，而且还可以按照需求将防锈铁锅的表面颜色做成消费者所青睐的颜色，提高市场适应性。此外，本申请中的表面可以是铁锅基体的内表面和/或外表面。

上述防锈铁锅采用渗非金属处理与物理气相沉积相结合的方式，对铁锅基体11先进行渗非金属处理，形成一定的非金属层后，再采用物理气相沉积法在渗非金属层12的外表面沉积多层具有防腐性能的气相沉积层13，一方面物理气相沉积所采用的工艺温度低，能耗低；耗时短、效率高；另一方面物理气相沉积所形成的气相沉积层13为涂覆型膜层，致密度高，且能均匀的覆盖在渗氮层等渗非金属层12上，能够均匀的将氮化处理等渗非金属处理中存在的缺陷覆盖，能有效防止出现缺陷，进而避免点蚀穿孔的发生，所形成防锈铁锅硬度高、耐磨、耐蚀性均较好。

上述实施例中，气相沉积层13的材质为可以任意的物理气相沉积工艺能实现的材质，可为单质，也可为化合物，如Ni，CrN或TiN等。在一种优选的实施例中，上述多层气相沉积层13包括多层单质沉积层，多层单质沉积层选自Cr沉积层、Ti沉积层、Zr沉积层以及Si沉积层中的任意两种或两种以上的沉积层。在另一种优选的实施例中，上述多层气相沉积层13包括多层化合物沉积层时，多层化合物沉积层选自CrN沉积层、TiN沉积层、TiCN沉积层、ZrN沉积层以及Si₃N₄沉积层中的任意两种或两种以上的沉积层。上述多层单质沉积层可以以较低成本的增加总防腐层的厚度(因为自身工艺原因，超过一定厚度单层的气相沉积层制造效率低，成本高，但是通过先多层沉积层，可较低成本的增加总的防腐层厚度)，使多层膜结构整体稳定且具有一定的防腐作用。而多层化合物沉积层提高防腐、硬度及耐磨性能。

在本申请一种更优选的实施例中，上述多层气相沉积层13包括多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层。其中，单质沉积层起到承上启下的作用，连接化合物沉积层，使所形成的多层气相沉积层结构更稳定，而化合物沉积层提供主要的防腐及耐磨性能，这样叠置形成的多层气相沉积层13具有耐腐蚀性强、硬度高、耐磨性强以及结构稳定的优越性能。

多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层可以根据实际所需的单质沉积层合理选择合适的化合物沉积层。在一种优选的实施例中，多层气相沉积层13包括依次叠置的Cr沉积层和CrN沉积层。在另一种优选的实施例中，上述多层气相沉积层13包括依次叠置的Zr沉积层和ZrN沉积层。

在又一种优选的实施例中，上述多层气相沉积层13包括依次叠置的Ti沉积层和TiN沉积层。这样的多层气相沉积层13具有耐腐蚀性强、硬度高、耐磨性强以及结构稳定的优势。在另一种优选的实施例中，上述多层气相沉积层13包括依次叠置的TiCN沉积层、Ti沉积层以及TiN沉积层。再一种优选的实施例中，上述依次叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的Si沉积层和Si₃N₄沉积层。

在上述优选的实施例中，多层气相沉积层13的总厚度可以根据气相沉积层13的具体材料的不同进行合理调整。在本申请一种优选的实施例中，上述多层气相沉积层13的总厚度为0.1～15μm。当小于0.1μm时，虽能也起到相应的保护非渗金属层，免于受到原电池腐蚀的作用，但多层气相沉积层13形成的膜层比较薄，硬度、耐蚀性、耐磨性相对较弱，保护作用也相对较弱。而当多层气相沉积层13的总厚度大于15μm时，则成本会相应增高且耐蚀性、耐磨性也无明显提升。

上述防锈铁锅中的非金属层包括但不进行限于渗氮层、渗碳层、渗硅层或者或渗硼层。如前述，“渗非金属层12”是指通过类似于渗氮处理得到的渗氮层一样，通过将氮替换为其他非金属而得到的渗其他非金属的层。本申请优选上述非金属层为常规渗氮处理得到的渗氮层。渗氮层硬度高、耐磨；多层气相沉积层13致密度高、耐蚀性好，硬度高，最终两者所形成的综合防腐膜层硬度高、耐磨、耐蚀性好。

上述防锈铁锅中，非金属层的厚度优选为1～50μm。当小于1μm时，其耐磨性、硬度、耐蚀性均难以较好满足现有炊具产品需求，当大于50μm时，则生产成本较高，且对耐磨性、硬度、耐蚀性提升影响不大。

本申请中，优选铁锅基体11为钢，尤其是不锈钢，本身防腐性能及硬度都较好，在此基体上再设置上述渗氮层等渗非金属层12与多层气相沉积层13，使得防锈铁锅的综合防腐性能更优异。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：通过在现有防锈铁锅的具有渗氮层等渗非金属层的内表面上再沉积多层气相沉积层，多层气相沉积层覆盖在渗非金属层的表面，不仅保护渗非金属层不受原电池腐蚀，提高渗非金属层的硬度、耐磨和耐腐蚀性，而且多层气相沉积层的高硬度也能提高防锈铁锅的耐磨性。渗非金属层和多层气相沉积层形成复合防腐层，提升了现有防锈铁锅的硬度、防腐、耐磨等综合性能，而且还可以按照需求将防锈铁锅的表面颜色做成消费者所青睐的颜色，提高市场适应性。

上述防锈铁锅采用渗非金属处理与物理气相沉积相结合的方式，对铁锅基体先进行渗非金属处理，形成一定的非金属层后，再采用物理气相沉积法在渗非金属层的外表面沉积多层具有防腐性能的气相沉积层，一方面物理气相沉积所采用的工艺温度低，能耗低；耗时短、效率高；另一方面物理气相沉积所形成的气相沉积层为涂覆型膜层，致密度高，且能均匀的覆盖在渗氮层等渗非金属层上，能够均匀地将氮化处理等渗非金属处理中存在的缺陷覆盖，能有效防止出现缺陷，进而避免点蚀穿孔的发生，所形成防锈铁锅硬度高、耐磨、耐蚀性均较好。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防锈铁锅，包括锅体及锅柄，其特征在于，所述锅体包括铁锅基体，所述锅体还包括覆盖在所述铁锅基体上的渗非金属层以及叠置在所述渗非金属层上的多层气相沉积层。

2.根据权利要求1所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层气相沉积层包括多层单质沉积层，所述多层单质沉积层选自Cr沉积层、Ti沉积层、Zr沉积层以及Si沉积层中的任意两种或多种沉积层。

3.根据权利要求1所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层气相沉积层包括多层化合物沉积层，所述多层化合物沉积层选自CrN沉积层、TiN沉积层、TiCN沉积层、ZrN沉积层以及Si₃N₄沉积层中的任意两种或多种沉积层。

4.根据权利要求1所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层气相沉积层包括多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层，所述单质沉积层选自Cr沉积层、Ti沉积层、Zr沉积层或Si沉积层，所述化合物沉积层选自CrN沉积层、TiN沉积层、TiCN沉积层、ZrN沉积层或Si₃N₄沉积层。

5.根据权利要求4所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的Cr沉积层和CrN沉积层。

6.根据权利要求4所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的Zr沉积层和ZrN沉积层。

7.根据权利要求4所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的Ti沉积层和TiN沉积层。

8.根据权利要求4所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层交错叠置的单质沉积层和化合物沉积层包括依次叠置的TiCN沉积层、Ti沉积层以及TiN沉积层。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的防锈铁锅，其特征在于，所述多层气相沉积层的总厚度为0.1～15μm。

10.根据权利要求1所述的防锈铁锅，其特征在于，所述渗非金属层为渗氮层、渗碳层、渗硅层或渗硼层。