CN209186342U - 耐酸性不锈铁质锅、耐酸性不锈锅及烹饪厨具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锅体制备技术领域，特别涉及一种耐酸性不锈铁质锅、耐酸性不锈锅及烹饪厨具。包括：锅基体，锅基体的第一表面为铁基材；锅基体第一表面设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，致密保护层位于锅基体与防护层之间。利用钛化合物的防护层具有耐酸性耐腐蚀性的优点来保护容易被酸腐蚀的锅基体。因此，本实用新型制得的耐酸性不锈锅具有优异的耐酸性能，并减少现有氮化锅体在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对氮化锅体性能的影响。

Description

耐酸性不锈铁质锅、耐酸性不锈锅及烹饪厨具

技术领域

本实用新型涉及锅体制备技术领域，具体而言，涉及一种耐酸性不锈铁质锅、耐酸性不锈锅及烹饪厨具耐酸性不锈锅、烹饪厨具。

背景技术

目前市场上经过氮化处理的真不锈锅体，这一类锅体是用低碳钢板冷冲压成形或用铸铁铸造而成的，内外表面经过打磨后，采用氮化和氧化处理来防锈。

但是市场上经过氮化处理的真不锈锅体耐酸性较差，在烹饪过程中不耐醋和酸菜等PH值小于7的酸性食物的腐蚀。在使用过程中锅体内表面与食物接触的部位很容易出现孔蚀而形成砂眼，最终导致锅体穿孔。而且目前锅体氮化前的基材表面组织无法达到均匀一致，总会存在一些缺陷，这就导致目前的真不锈锅体在使用过程中更容易出现砂眼和穿孔。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐酸性不锈锅，具有耐酸性能，减少氮化锅体在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，并且降低基材表面组织缺陷对锅体性能的影响。

本实用新型的再一目的在于提供烹饪厨具，其锅体内表面具有优异的耐酸性能以及耐腐蚀性能。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本实用新型涉及一种耐酸性不锈铁质锅，包括：依次层叠的第二氮化铁层、基体层、第一氮化铁层以及掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层。

本实用新型还涉及一种烹饪厨具，包括上述任一项的耐酸性不锈铁质锅。

本实用新型涉及一种耐酸性不锈锅，包括：锅基体，其特征在于，锅基体的内壁为铁基材；

锅基体的内壁设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，致密保护层位于锅基体的内壁与防护层之间。

进一步地，致密保护层为氮化铁层、氧化铁层或磷化铁层。

进一步地，致密保护层为氮化铁层，且氮化铁层的厚度为3－35um。

进一步地，防护层为氮化钛层，或氮化钛与碳化钛的混合层、钛和/或钛合金和氮化钛的混合层或钛和/或钛合金、氮化钛和碳化钛的混合层。

进一步地，防护层的厚度为5－200um。

进一步地，防护层厚度10－100um。

进一步地，锅基体为复合基材成型而成，锅基体的内壁为钢板，且锅基体远离内壁的外壁为铝和/或铝合金基材、铜基材或不锈钢基材。

进一步地，锅基体远离致密保护层的外壁也为铁基材，锅基体的外壁也设置有保护层；优选地，保护层的厚度为1－3um。

进一步地，保护层为氧化层、氮化层、防腐金属层以及高温漆层中的一种。

进一步地，保护层为氧化层。

进一步地，保护层的厚度为1－3um。

一种烹饪厨具，包括上述任一项的耐酸性不锈锅。

本实用新型实施例的有益效果是：通过在致密保护层表面设置一层钛化合物的防护层，达到利用防护层具有耐酸性耐腐蚀性的优点来保护容易被酸腐蚀的致密保护层以及锅基体。因此，本实用新型制得的耐酸性不锈锅具有优异的耐酸性能，并减少现有氮化锅体在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对氮化锅体性能的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例1中的耐酸性不锈锅的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中的耐酸性不锈锅中防护层和致密保护层的结构示意图；

图3本实用新型实施例1中的耐酸性不锈锅中保护层和第二氮化铁层的结构示意图；

图4本实用新型实施例1中的耐酸性不锈锅中锅基体、致密保护层以及第二氮化铁层的结构示意图；

图5本实用新型实施例1中的耐酸性不锈锅中复合材料层。

附图标记说明

图标：

100－锅基体；100A－第一钢材层；100B－第二钢材层；100C－铝和/或铝合金层；200－第一氮化铁层；300－氮化钛层；400－第二氮化铁层；500－保护层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，“垂直”等术语并不表示要求部件之间绝对垂直，而是可以稍微倾斜。如“垂直”仅仅是指其方向相对而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参阅图1至图4，本实施例提供一种耐酸性不锈锅，其包括：包括锅基体100，锅基体100的内壁为铁基材；

锅基体100的内壁设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，致密保护层位于锅基体100的内壁与所述防护层之间。

其中，内壁(即是内表面)，是指锅基体用于盛放食物、与食物接触的表面；外壁(即是外表面)，是指锅基体用于接触火源或其它加热源的表面。

在本实用新型较佳实施例中，防护层300选择氮化钛层，原因是氮化钛熔点为2950℃，密度为5.43－5.44g/cm3，莫氏硬度8－9，热膨胀系数为 6.81x10^－6/℃，热导率为29.31W/(mxk)，抗热冲击性好。TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高，而密度却比大多数金属氮化物低，因此是一种很有特色的耐热材料。同时氮化钛的化学稳定性极好，一般情况下，它与水、水蒸汽、盐酸、硫酸等均不反应。同时还有由于它在耐腐蚀、耐摩擦等性能方面都胜过真空镀层。耐摩擦性能好可减少锅体使用过程中由于金属铲的摩擦损耗。由于氮化钛耐腐蚀性以及耐酸性较好，作为锅体的内表面涂层使用时可减少酸性和腐蚀性强的食物对锅体的腐酸蚀。防护层300 最为优选的为氮化钛层；但是在其他实施方式中，防护层300也可以是氮化钛与碳化钛的混合层、钛和/或钛合金和氮化钛的混合层或钛和/或钛合金、氮化钛和碳化钛的混合层。这是因为进行防护层300处理形成氮化钛层时，生成氮化钛的同时还可能存在没有完全氮化的钛和/或钛合金。

申请人研究发现，市场上经过氮化处理的真不锈锅体耐酸性较差，在烹饪过程中不耐醋和酸菜等PH值小于7的酸性食物的腐蚀。在使用过程中锅体内表面与食物接触的部位很容易出现孔蚀而形成砂眼，最终导致锅体穿孔。而且目前锅体氮化前的基材表面组织无法达到均匀一致，总会存在一些缺陷，这就导致目前的真不锈锅体在使用过程中更容易出现砂眼和穿孔。

本实施例中，防护层300为氮化钛层，致密保护层为第一氮化铁层 200，且第一氮化铁层200覆盖在锅基体100的内壁。氮化钛层300设置在第一氮化铁层200远离锅基体100一侧，同时第一氮化铁层200远离氮化钛层300的一侧则与锅基体100连接，连接最佳方式是第一氮化铁层200 通过锅基体100制备而得，锅基体100远离第一氮化铁层200的一侧则连接有第二氮化铁层400，由于第二氮化铁层400与锅基体100连接的最佳方式也是由锅基体100制备而来因此，第二氮化铁层400的厚度与第一氮化铁层200的厚度大致相同。利用氮化钛具有优异的耐酸性耐腐蚀性来保护第一氮化铁层200。

应当注意的是，在其他实施方式中，致密保护层还可以氧化铁层或磷化铁层。当致密保护层为氧化铁层或磷化铁层时，致密保护层和防护层需要分别通过一个工艺步骤实现。而当致密保护层为氮化铁层时，致密保护层和防护层300可以在一步工艺中同时生成，缩减了工艺步骤，节省了成本，且加工处理更为方便。

在本实用新型较佳的实施例中，氮化钛层300的厚度为5－200um，氮化钛层300的厚度设置考虑到氮化钛材料具有较大的应力，因此氮化钛层300 的设置不能将氮化钛层300的厚度设置过高，如果耐酸性不锈锅的锅体的锅底为弧形，弧度较大时，可将氮化钛层300的厚度设置超过100um至 200um，此时氮化钛层300中的应力还不足以使其发生应力开裂。

当耐酸性不锈锅的锅底为平面时氮化钛的厚度超过100um则容易发生氮化钛层300开裂，原因是氮化钛材料应力较大，在平面结构上容易发生应力开裂，导致氮化钛层300远离第一氮化铁层200的一层与连接第一氮化铁层200的一侧之间有裂缝连接，无法发挥氮化钛层300应有的保护第一氮化铁层200的作用，同时增加生产成本，造成氮化钛的原材料浪费。

同样的，氮化钛层300虽然具有优异的耐酸性能以及耐腐蚀性能，但是耐酸性不锈锅在使用过程中可能因为锅铲以及铁丝洗刷导致氮化钛层 300被慢慢磨损部分，因此氮化钛层300设置较薄，则容易导致氮化钛最终达不到较长的使用年限，造成整个锅体的浪费。因此厚度在5－100um最佳。优选地，本实施例中氮化钛层300厚度为50um。

锅基体100在本实施例中为钢材层100A，钢材层100A最佳由低碳钢板冷冲压或旋压成形而得，锅基体100的厚度设置为0.8－5.0mm，原因是如果锅基体100设置过厚则导致传热能力较差，无法有效的将热源热量传递至锅体内表面即氮化钛层300，浪费热量严重，同时导致锅基体100材料的浪费，如果锅基体100厚度设置太低，则不利于整个锅体成型，成型得到的耐酸性不锈锅厚度较小，无法支撑作为厨具需要烹饪食物的重量，同时容易造成整个锅体变形，甚至实际使用过程中容易导致破裂，造成严重后果，因此经过实用新型人反复试验得出，锅基体100的厚度在0.8－3.0mm最佳。本实施例中优选地，锅基体100厚度为2mm。

在本发明较佳的实施例中，锅基体100可以为复合基材、钢板或铸铁。当锅基体100为复合基材时，锅基体100的第一表面为钢板，且锅基体100 远离第一表面的一侧设置有第二表面，第二表面为铝和/或铝合金基材、铜基材以及不锈钢基材。此时，由于第二表面处的基材均是不易腐蚀的金属，因此无需对第第二表面进行防腐蚀处理。而当锅基体100的第二表面也为铁基材时，锅基体100的第二表面需设置有保护层500，以防止生锈、腐蚀。且优选地，保护层500为氧化层、氮化层、防腐金属层以及高温漆层中的一种。

同样地，当锅基体100为钢板或铸铁，锅基体100的第一表面和第二表面处的基材均为铁基材。因此，锅基体100的第二表面同样需设置有保护层500，以防止生锈、腐蚀。且优选地，保护层500为氧化层、氮化层、防腐金属层以及高温漆层中的一种。本实施例中，保护层500厚度为1－3um，优选地为2um。

请参阅图5，可以根据需要将锅基体100设置为包裹铝和/或铝合金层100C的钢材层，钢材层中间为铝和/或铝合金层100C，铝和/或铝合金层100C的两侧为第一钢材层100A与第二钢材层100B。较佳实施方式中，第一钢材层100A与第二钢材层100B的厚度一致当钢材层中间没有包裹铝和/或铝合金层100C时，即为单层的钢材层结构，锅基体100为单独一层的钢材层时，其厚度与包裹铝和/或铝合金层100C的钢材层的厚度一致。除此之外锅基体100或者为铸铁铸造而成的铸铁层。

第一氮化铁层200的厚度为3－35um。进一步地，第二氮化铁层400 的厚度为3－35um。第一氮化铁层200最佳制备方式是通过锅基体100被渗氮处理或者碳氮共渗处理制备得到，因此第一氮化铁层200的厚度不会太高，同样的，第二氮化铁层400的厚度与第一氮化铁层200的厚底一致。优选地，本实施例中第一氮化铁层200和第二氮化铁层400的厚度均为20um。

应当注意的是，本实用新型的其他实施例中，还提供了一种耐酸性不锈铁质锅，包括：依次层叠的第二氮化铁层400、基体层、第一氮化铁层 200以及掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层300。基体层与锅基体相同，仅为不同名称。烹饪厨具，包括上述的耐酸性不锈铁质锅。

实施例2

锅基体100为低碳钢板冷冲压成形的钢材层，厚度为0.8mm，第一氮化铁层200的厚度与第二氮化铁层400的厚度均为3um，氮化钛层 300的厚度为160um，氧化层500厚度为2.5um。

实施例3

锅基体100为铸铁铸造制成的铸铁层，厚度为1.5mm，第一氮化铁层200的厚度与第二氮化铁层400的厚度均为35um，氮化钛层300 厚度为120um，氧化层500厚度为2um。

实施例4

锅基体100为铸铁铸造制成的铸铁层，厚度为3.0mm，第一氮化铁层200的厚度与第二氮化铁层400的厚度均为30um，氮化钛层300 厚度为80um，氧化层500厚度为1.5um。

实施例5

锅基体100为包裹铝和/或铝合金层100C的钢材层，厚度为4.0mm，第一氮化铁层200的厚度与第二氮化铁层400的厚度均为25um，氮化钛层300厚度为40um，氧化层500厚度为1.0um。

实施例6

锅基体100为包裹铝和/或铝合金层100C的钢材层，厚度为5.0mm，第一氮化铁层200的厚度与第二氮化铁层400的厚度均为15um，氮化钛层300厚度为5um，氧化层500厚度为1.0um。

实施例7－12

实施例7－12一一对应的分别与实施例1－6中的不锈锅的层间厚度，位于不同的是氮化钛层300改为掺杂有碳化钛的氮化钛层300，实施例7－12中碳化钛在掺杂有碳化钛的氮化钛层300中的质量百分数为2％、4％、6％、8％、9％、10％。相应的，实施例7－12中掺杂有碳化钛的氮化钛层300的厚度分别增加4、6、7、6、4、1um。

对比例1

对比例1与实施例1的不锈锅基本相同，唯一不同之处在于，对比例中没有涂覆有氮化钛层300。

对比例2

对比例2与实施例1的不锈锅基本相同，唯一不同之处在于，对比例2 中没有设置氧化层500。

试验例1

将实施例1、实施例3、实施例5、实施例7、实施例9、实施例 11、对比例1以及对比例2中的不锈锅的同等面积的样品进行中性盐雾试验；

将氯化钠溶于蒸馏水或去离子水中，其浓度为50±5g/L，5％氯化钠溶液pH值为6.5－7.2之间，喷雾时长为18h，并统计试验样品的表面的点蚀、裂纹、气泡、针孔以及缺陷面积等情况。

并将统计结果等到表1

表1不锈锅耐酸性材料中性盐雾试验结果

通过对上述表1中的不同不锈锅耐酸性材料的中性盐雾试验测试结果进行分析可知，本实用新型实施例中的不锈锅均具有较高的耐腐蚀性能。进一步分析对比，通过实施例1与实施例5比较可知氮化钛厚度越大，缺陷面积占比越小，因此耐腐性性能越好，通过实施例3与实施例9对比可知，缺陷面积占比越小说明含有掺杂有碳化钛的氮化钛层300的不锈锅的耐腐蚀较好。

对比例1与各个实施例对比可知，当没有涂覆氮化铁层，不锈锅的耐腐蚀性要与涂覆有氮化钛层300的不锈锅的耐腐蚀性差，且差距明显。对比例2与参与检测的各个实施例对比可知，没有氧化层对锅体内表面的耐腐蚀性基本没有影响。

试验例2

将实施例1、实施例3、实施例5、实施例7、实施例9、实施例 11、对比例1以及对比例2中的不锈锅的锅体内表面进行使用醋浸泡试验，试验温度为20－30℃，将上述锅体浸没在日常生活所用的使用醋中24h，并检测最早出现明显针孔点蚀的时间记录得到表2

表2锅体内表面食醋浸没试验结果

通过对上述表2中的不同不锈锅的泡食醋试验测试结果进行分析可知，本实用新型实施例中的不锈锅均具有较高的耐酸腐蚀性能。参与泡食醋实验的各个实施例中的锅体内表面最早出现缺陷时长超过250小时，而对比例1中的锅体内表面只有一层氮化铁，耐酸性较差，仅用5小时的泡食醋试验即可出现缺陷。

实施例7、实施例9以及实施例11与实施例1、实施例3以及实施例5 相互对比可知，当氮化钛层300掺杂有碳化钛时，得到的不锈锅内表面耐酸性更优异，原因是掺杂有碳化钛的氮化钛层300厚度更厚。

综上，本实用新型提供的耐酸性不锈锅、烹饪厨具，锅体内表面采用具有优异耐酸性耐腐蚀性的防护层，同时在锅体外表面设置一层保护层保护锅基体，简单的结构设计达到保护容易被酸腐蚀的锅基体；通过在致密保护层表面设置一层掺杂或未掺杂碳化钛的钛化合物防护层，达到利用防护层具有耐酸性耐腐蚀性的优点来保护容易被酸腐蚀的锅基体氮化层。因此，本实用新型制得的耐酸性不锈锅具有优异的耐酸性能，并减少现有氮化锅体在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对氮化锅体性能的影响。

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 (13)

1.一种耐酸性不锈铁质锅，其特征在于，包括：依次层叠的第二氮化铁层、基体层、第一氮化铁层以及掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层。

2.一种烹饪厨具，其特征在于，包括权利要求1所述的耐酸性不锈铁质锅。

3.一种耐酸性不锈锅，

包括：锅基体，其特征在于，所述锅基体的内壁为铁基材；

所述锅基体的内壁设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，所述致密保护层位于所述锅基体的内壁与所述防护层之间。

4.根据权利要求3所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述致密保护层为氮化铁层、氧化铁层或磷化铁层。

5.根据权利要求4所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述致密保护层为氮化铁层，且所述氮化铁层的厚度为3－35um。

6.根据权利要求3所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述防护层为氮化钛层，或氮化钛与碳化钛的混合层、钛和/或钛合金和氮化钛的混合层或钛和/或钛合金、氮化钛和碳化钛的混合层。

7.根据权利要求6所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述防护层的厚度为5－200um。

8.根据权利要求6所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述防护层厚度10－100um。

9.根据权利要求3所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述锅基体为复合基材成型而成，所述锅基体的内壁为钢板，且所述锅基体远离所述内壁的外壁为铝和/或铝合金基材、铜基材或不锈钢基材。

10.根据权利要求3所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述锅基体远离所述致密保护层的外壁也为铁基材，所述锅基体的外壁也设置有保护层。

11.根据权利要求10所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述保护层的厚度为1－3um。

12.根据权利要求10所述的耐酸性不锈锅，其特征在于，所述保护层为氧化层、氮化层、防腐金属层以及高温漆层中的一种。

13.一种烹饪厨具，其特征在于，包括权利要求3－12任一项所述的耐酸性不锈锅。