KR102395899B1 - A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel - Google Patents
A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel Download PDFInfo
- Publication number
- KR102395899B1 KR102395899B1 KR1020210177474A KR20210177474A KR102395899B1 KR 102395899 B1 KR102395899 B1 KR 102395899B1 KR 1020210177474 A KR1020210177474 A KR 1020210177474A KR 20210177474 A KR20210177474 A KR 20210177474A KR 102395899 B1 KR102395899 B1 KR 102395899B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cooking vessel
- treatment
- layer
- nitriding
- cooking
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/24—Nitriding
- C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
- A47J36/02—Selection of specific materials, e.g. heavy bottoms with copper inlay or with insulating inlay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
- C23C8/18—Oxidising of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/34—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in more than one step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—After-treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
본 발명은 조리 용기의 표면 처리 방법 및 그에 의한 조리 용기에 관한 것이다. 조리 용기의 표면 처리 방법은 탄소 함량이 전체 중량의 0.20 wt% 이하가 되는 강철 소재의 조리 용기를 준비하는 단계; 조리 용기의 표면 처리가 되는 단계; 표면 처리가 된 조리 용기의 표면을 암모니아 및 질소를 포함하는 기체 분위기에서 질화 처리를 하는 단계; 및 질화 처리가 된 표면을 산화 처리를 하는 단계를 포함하고, 질화 처리 과정에서 다공 층이 0.5 내지 5 ㎛의 두께로 형성된다.The present invention relates to a method for surface treatment of a cooking vessel and a cooking vessel thereby. The method for surface treatment of a cooking vessel includes the steps of: preparing a cooking vessel made of steel having a carbon content of 0.20 wt% or less of the total weight; The step of being a surface treatment of the cooking vessel; nitriding the surface of the surface-treated cooking vessel in a gas atmosphere containing ammonia and nitrogen; and subjecting the nitrided surface to oxidation treatment, wherein the porous layer is formed to a thickness of 0.5 to 5 μm during the nitriding treatment process.
Description
본 발명은 조리 용기의 표면 처리 방법 및 그에 의한 조리 용기에 관한 것이고, 구체적으로 프라이 팬, 웍(wok) 또는 이와 유사한 조리 용기의 표면을 처리하는 방법 및 그에 의한 조리 용기에 관한 것이다. The present invention relates to a method for treating the surface of a cooking vessel and a cooking vessel using the same, and more particularly, to a method for treating the surface of a frying pan, wok, or similar cooking vessel, and a cooking vessel by the same.
불 또는 이와 유사한 가열 수단에 의한 열을 이용하여 조리를 하는 프라이 팬, 냄비 또는 웍(wok)과 같은 조리 용기는 조리에 필요한 열이 적절하게 조리 재료로 전달되는 구조를 가질 필요가 있다. 열의 효과적인 전달을 위하여 조리 용기는 예를 들어 알루미늄, 철, 니켈 또는 이와 유사한 금속 소재로 만들어질 수 있고, 내구성 또는 내식성의 향상을 위하여 표면 처리가 될 수 있다. 조리 용기의 표면 처리는 유해 물질의 발생을 방지하면서 이와 동시에 부분적인 고온 가열에 따른 눌어붙음 또는 부분적인 태움을 방지할 수 있는 형태로 되는 것이 유리하다. 특허공개번호 10-2006-0093083은 가열 조리 용기의 코팅 층 구조에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-1041881은 알루미늄 재질의 조리 용기에서 조리 면의 내마모성과 내부식성 및 넌스틱 선능을 향상시키기 위하여 코팅 층을 형성하는 알루미늄재 조리 용기 코팅 방법에 대하여 개시한다. 알루미늄 재질의 조리 용기는 가벼우면서 표면 처리가 용이하다는 이점을 가지지만 쉽게 손상이 될 수 있고, 내구성이 약하면서 조리 과정에서 부분 이상 가열 현상의 방지가 어렵다는 단점을 가진다. 이에 비하여 철 또는 탄소강은 성형이 어렵고 무거우면서 표면 처리가 어렵다는 단점을 가진다. 그러나 환경적인 관점에서 또는 유해 물질의 발생 방지의 관점에서 적절하게 표면 처리가 되면 철 또는 탄소강은 알루미늄 소재에 비하여 조리 용기의 제조를 위한 유리한 소재가 될 수 있다. 선행기술은 이와 같이 철 소재로 이루어지면서 적절한 표면 처리가 된 조리 용기에 대하여 개시하지 않는다. A cooking container such as a frying pan, pot, or wok, which cooks using heat by a fire or similar heating means, needs to have a structure in which heat required for cooking is properly transmitted to the cooking material. For effective heat transfer, the cooking vessel may be made of, for example, aluminum, iron, nickel, or a similar metal material, and may be surface-treated to improve durability or corrosion resistance. It is advantageous for the surface treatment of the cooking vessel to be in a form capable of preventing the generation of harmful substances while at the same time preventing seizure or partial burning due to partial high-temperature heating. Patent Publication No. 10-2006-0093083 discloses a coating layer structure of a heated cooking vessel. In addition, Patent Registration No. 10-1041881 discloses a method for coating an aluminum cooking vessel in which a coating layer is formed to improve abrasion resistance, corrosion resistance and non-stick performance of the cooking surface in an aluminum cooking vessel. A cooking container made of aluminum has the advantage of being light and easy to surface treatment, but has disadvantages in that it can be easily damaged, and has poor durability, making it difficult to prevent partial overheating during the cooking process. On the other hand, iron or carbon steel has disadvantages in that it is difficult to form, heavy, and difficult to surface treatment. However, if the surface is treated appropriately from an environmental point of view or from the point of view of preventing the generation of harmful substances, iron or carbon steel may be an advantageous material for manufacturing a cooking container compared to an aluminum material. The prior art does not disclose a cooking vessel made of an iron material and having an appropriate surface treatment as described above.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. The present invention is to solve the problems of the prior art and has the following objects.
본 발명의 목적은 철 소재의 조리 용기의 표면을 질화 처리를 하는 것에 의하여 유해 물질의 발생을 방지하면서 부분 고온 가열이 방지되도록 하는 조리 용기의 표면 처리 방법 및 그에 의한 조리 용기를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for surface treatment of a cooking vessel made of iron, and a method for treating the surface of a cooking vessel made of iron so as to prevent the generation of harmful substances while preventing partial high temperature heating by nitriding the surface of the cooking vessel.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 조리 용기의 표면 처리 방법은 탄소 함량이 전체 중량의 0.20 wt% 이하가 되는 강철 소재의 조리 용기를 준비하는 단계; 조리 용기의 표면 처리가 되는 단계; 표면 처리가 된 조리 용기의 표면을 암모니아 및 질소를 포함하는 기체 분위기에서 질화 처리를 하는 단계; 및 질화 처리가 된 표면을 산화 처리를 하는 단계를 포함하고, 질화 처리 과정에서 다공 층이 0.5 내지 5 ㎛의 두께로 형성된다. According to a suitable embodiment of the present invention, a method for treating the surface of a cooking vessel includes: preparing a cooking vessel made of steel having a carbon content of 0.20 wt% or less of the total weight; The step of being a surface treatment of the cooking vessel; nitriding the surface of the surface-treated cooking vessel in a gas atmosphere containing ammonia and nitrogen; and subjecting the nitrided surface to oxidation treatment, wherein the porous layer is formed to a thickness of 0.5 to 5 μm during the nitriding treatment process.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 질화 처리는 500 내지 600 ℃에 온도 조건에서 전제 분위기 기체의 5 내지 15 %의 양의 이산화탄소를 첨가하여 다공 층의 두께를 조절한다. According to another suitable embodiment of the present invention, in the nitriding treatment, the thickness of the porous layer is adjusted by adding carbon dioxide in an amount of 5 to 15% of the total atmospheric gas under a temperature condition of 500 to 600°C.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 질화 열처리에 의하여 표면 처리가 된 조리 용기는 베이스 층; 및 베이스 층의 위쪽에 형성된 10 내지 20 ㎛의 산화-질화 층을 포함하고, 산화-질화 층은 두께 0.5 내지 5 ㎛가 되는 다공 층을 포함한다. According to another suitable embodiment of the present invention, the cooking vessel surface-treated by nitriding heat treatment includes a base layer; and an oxy-nitridation layer of 10 to 20 μm formed on top of the base layer, wherein the oxy-nitridation layer includes a porous layer having a thickness of 0.5 to 5 μm.
본 발명에 따른 조리 용기의 표면 처리 방법에 의하여 제조된 조리 용기는 강철 소재로 만들어지는 것에 의하여 친환경적이라는 이점을 가진다. 표면 처리가 된 조리 용기는 녹이 발생하지 않으면서 긁힘과 같은 흠집이 발생되지 않아 수명이 길어진다는 이점을 가진다. 또한 조리 용기의 질화 처리 층은 열화가 되지 않는 특성으로 인하여 장기간의 사용 후에도 눌어붙음 현상이 발생되지 않도록 한다. 본 발명에 따른 표면 처리 방법은 프라이 팬, 냄비, 웍 또는 이와 유사한 가열 조리 용기에 효과적으로 적용될 수 있다. The cooking vessel manufactured by the surface treatment method of the cooking vessel according to the present invention has the advantage of being eco-friendly because it is made of a steel material. The surface-treated cooking container has an advantage in that it does not rust and does not cause scratches, such as scratches, so that the lifespan is prolonged. In addition, the nitridation treatment layer of the cooking vessel prevents the occurrence of seizure even after long-term use due to the non-deteriorating property. The surface treatment method according to the present invention can be effectively applied to frying pans, pots, woks, or similar heating and cooking vessels.
도 1은 본 발명에 따른 조리 용기의 표면 처리 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 조리 용기 및 표면 처리에 따른 표면 처리 층의 실시 예를 도시한 것이다. 1 illustrates an embodiment of a method for surface treatment of a cooking vessel according to the present invention.
2 is a view showing an embodiment of a surface treatment layer according to the surface treatment and the cooking vessel according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the embodiments are for a clear understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so unless necessary for the understanding of the invention, the description will not be repeated and well-known components will be briefly described or omitted, but the present invention It should not be construed as being excluded from the embodiment of
도 1은 본 발명에 따른 조리 용기의 표면 처리 방법의 실시 예를 도시한 것이다. 1 illustrates an embodiment of a method for surface treatment of a cooking vessel according to the present invention.
도 1을 참조하면, 조리 용기의 표면 처리 방법은 탄소 함량이 전체 중량의 0.20 wt% 이하가 되는 강철 소재의 조리 용기를 준비하는 단계(P11); 조리 용기의 표면 처리가 되는 단계(P12); 표면 처리가 된 조리 용기의 표면을 암모니아 및 질소를 포함하는 기체 분위기에서 질화 처리를 하는 단계(P13); 및 질화 처리가 된 표면을 산화 처리를 하는 단계(P14)를 포함하고, 질화 처리 과정에서 다공 층이 0.5 내지 3 ㎛의 두께로 형성된다. Referring to FIG. 1 , the method for surface treatment of a cooking vessel includes the steps of preparing a cooking vessel made of steel having a carbon content of 0.20 wt% or less of the total weight (P11); Step (P12) of the surface treatment of the cooking vessel; Nitriding the surface of the surface-treated cooking vessel in a gas atmosphere containing ammonia and nitrogen (P13); and a step (P14) of oxidizing the nitrided surface, wherein a porous layer is formed to a thickness of 0.5 to 3 μm in the nitriding process.
조리 용기는 예를 들어 프라이 팬, 냄비, 웍(wok) 또는 이와 유사한 열 가열 조리 용기가 될 수 있고, 이와 같은 조리 용기는 열을 가하여 조리되는 음식 재료의 조리에 사용될 수 있다. 조리 용기는 손잡이 또는 뚜껑을 포함할 수 있고, 조리 용기의 표면 처리는 재료가 수용되는 내부 표면에 이루어질 수 있지만 이에 제한되지 않고, 소재의 다양한 부분에 대하여 표면 처리가 이루어질 수 있다. 조리 용기는 다양한 방법으로 성형이 될 수 있고, 강철 소재로 만들어질 수 있다. 강철 소재는 예를 들어 0.20 wt% 이하의 탄소를 포함하는 저탄소강이 될 수 있다. 저탄소강은 99.00 wt% 이상의 Fe; 0.20 wt%의 탄소; 0.60 wt% 이하의 Mn; 0.10 wt% 이하의 P; 0.040 wt% 이하의 S; 및 기타 성분을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 조리 용기는 예를 들어 냉간 압연 강판(steel plate cold rolled commercial) 또는 냉간 재인화 강판(steel plate re-phosphorized cold rolled)과 같은 강판 소재로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 선택적으로 이와 같은 소재는 광택 제거 마무리 공정(dull finishing process)이 진행된 이후 조리 용기로 만들어질 수 있다. 이와 같은 소재로 조리 용기가 성형이 되어 준비되면(P11), 조리 용기의 표면이 처리될 수 있다(P12). 조리 용기의 표면 처리에 의하여 표면 조도가 조절되고, 소성 변형에 따른 가공 상태가 경화되거나 또는 압축 잔류 응력(compressive residual stress)이 부여될 수 있다. 조리 용기의 표면 처리는 예를 들어 샷 피닝(shot peening), 레이저 충격 피닝(laser shock peening), 롤링(deep rolling), 초음파 인가 처리(ultrasonic impact treatment), 연마 또는 이와 유사한 방법으로 이루어질 수 있다. 표면 처리는 질화 처리 과정에 영향을 미치면서 이와 동시에 부분 고온 가열의 방지에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어 표면 처리에 의하여 조리 용기에서 조리가 되는 재료 수용 부분의 표면 거칠기(Roughness)는 0.10㎛Ra 내지 0.60㎛Ra, 바람직하게 0.20㎛Ra 내지 0.40㎛Ra가 될 수 있다. 재료 수용 부분이 이와 같은 표면 조도 또는 거칠기를 가지는 것에 의하여 요구되는 두께로 질화 처리가 되면서 적절한 두께로 다공 층이 형성될 수 있다. The cooking vessel may be, for example, a frying pan, a pot, a wok, or a similar thermally heated cooking vessel, and such a cooking vessel may be used for cooking food ingredients cooked by applying heat. The cooking vessel may include a handle or a lid, and the surface treatment of the cooking vessel may be performed on the inner surface in which the material is accommodated, but is not limited thereto, and the surface treatment may be performed on various parts of the material. The cooking vessel can be molded in a variety of ways and can be made of steel. The steel material may be, for example, a low-carbon steel containing up to 0.20 wt % carbon. The low carbon steel contains 99.00 wt% or more of Fe; 0.20 wt % carbon; 0.60 wt % or less of Mn; 0.10 wt % or less of P; 0.040 wt % or less of S; and other ingredients, but are not limited thereto. The cooking vessel may be made of, for example, but not limited to, a steel plate material such as, but not limited to, steel plate cold rolled commercial or steel plate re-phosphorized cold rolled. Optionally, such material can be made into a cooking vessel after a dull finishing process. When the cooking vessel is molded and prepared with such a material (P11), the surface of the cooking vessel may be treated (P12). Surface roughness may be adjusted by surface treatment of the cooking vessel, and a processing state according to plastic deformation may be hardened or compressive residual stress may be applied. The surface treatment of the cooking vessel may be performed, for example, by shot peening, laser shock peening, deep rolling, ultrasonic impact treatment, grinding or the like. The surface treatment can affect the nitridation process while at the same time affect the prevention of partial high-temperature heating. For example, the surface roughness of the material receiving portion to be cooked in the cooking vessel by surface treatment may be 0.10㎛Ra to 0.60㎛Ra, preferably 0.20㎛Ra to 0.40㎛Ra. Since the material receiving portion has such surface roughness or roughness, a porous layer can be formed to an appropriate thickness while being nitrided to a required thickness.
표면 처리 공정이 완료되면(P12), 질화 처리 공정이 진행될 수 있고(P13), 질화 처리 공정에 의하여 질화 층이 형성될 수 있다. 질화 처리 공정에 의하여 표면 처리가 된 조리 용기의 표면에 질소화합물 층, 확산 층 또는 다공 층이 형성될 수 있다, 구체적으로 Fe-N-C으로 이루어진 치밀한 구조를 가지는 질소화합물 층, 질소 화합물 층의 아래쪽에 형성된 확산 층 및 질소 화합물 층의 위쪽에 형성되는 다공 층을 형성할 수 있다. 이와 같은 층으로 이루어진 질화 층은 예를 들어 300 내지 2,000 HV의 표면 강도를 가질 수 있고, 100 시간 이상의 염 -스프레이 부식 저항성(Salt-spray corrosion resistance)을 가질 수 있다. 질화 처리 공정은 온도 및 압력 조절이 가능한 처리 장치에서 이루어질 수 있고, 예를 들어 500 내지 600 ℃, 바람직하게 550 내지 580 ℃의 온도 및 760 torr 이하, 바람직하게 100 torr 이하, 가장 바람직하게 10 torr 이하의 압력에서 질화 처리 공정이 진행될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 질화 처리를 위하여 부피 비로 35 내지 60 % N2: 40 내지 65 % NH3: 전체를 100 %로 만드는 CO2가 처리 장치의 내부로 투입될 수 있다. 질화 처리는 예를 들어 40 내지 200 분 동안 진행될 수 있고, 처리 과정에서 CO2의 양을 조절하여 다공 층의 두께를 조절할 수 있다. 예를 들어 다공 층의 두께는 0.5 내지 5 ㎛의 두께가 되도록 조절될 수 있고, 전체 질화 층의 두께는 10 내지 18 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. 다공 층의 두께를 증가시키기 위하여 처리 시간을 증가시키면서 이와 동시에 CO2의 양을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 방법은 질화 처리에 의하여 질화 층이 형성되면(P13), 산화 처리 과정이 진행될 수 있다(P14). 산화 처리는 질화 처리 층의 위쪽에 예를 들어 FeO4 또는 이와 유사한 산화철 층을 형성하는 과정을 말한다. 산화 처리는 450 내지 580 ℃의 온도 조건에서 60 내지 120분 동안 진행될 수 있다. 산화 처리는 기체 상태의 H2O를 주입하여 이루어질 수 있고, 이와 같은 산화 처리에 의하여 0.5 내지 10 ㎛의 산화층이 형성될 수 있다. 산화 처리 공정(P14)은 질화 처리 공정이 완료된 이후 조리 용기를 예를 들어 100 ℃ 이하로 냉각시킨 후 이루어질 수 있다. 다양한 방법으로 산화 처리 공정(P14)이 진행될 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. When the surface treatment process is completed (P12), the nitridation process may be performed (P13), and a nitride layer may be formed by the nitridation process. A nitrogen compound layer, a diffusion layer or a porous layer may be formed on the surface of the cooking vessel surface-treated by the nitriding process. Specifically, the nitrogen compound layer having a dense structure made of Fe-NC, the nitrogen compound layer under the A porous layer formed above the formed diffusion layer and the nitrogen compound layer may be formed. The nitride layer made of such a layer may have, for example, a surface strength of 300 to 2,000 HV, and may have a salt-spray corrosion resistance of 100 hours or more. The nitriding treatment process may be performed in a treatment device capable of controlling temperature and pressure, for example, at a temperature of 500 to 600° C., preferably 550 to 580° C. and 760 torr or less, preferably 100 torr or less, most preferably 10 torr or less. The nitriding process may be performed at a pressure of, but is not limited thereto. For the nitriding treatment, 35 to 60% N 2 : 40 to 65% NH 3 in a volume ratio: CO 2 making the whole 100% may be introduced into the processing apparatus. The nitriding treatment may be performed, for example, for 40 to 200 minutes, and the thickness of the porous layer may be controlled by controlling the amount of CO 2 during the treatment process. For example, the thickness of the porous layer may be adjusted to a thickness of 0.5 to 5 μm, and the thickness of the entire nitride layer may be formed to a thickness of 10 to 18 μm. In order to increase the thickness of the porous layer, the amount of CO 2 can be reduced at the same time while increasing the treatment time. In this method, when the nitride layer is formed by the nitriding process (P13), an oxidation process may be performed (P14). Oxidation treatment refers to a process of forming, for example, FeO 4 or similar iron oxide layer on top of the nitridation treatment layer. The oxidation treatment may be performed at a temperature of 450 to 580 °C for 60 to 120 minutes. The oxidation treatment may be performed by injecting gaseous H 2 O, and an oxide layer of 0.5 to 10 μm may be formed by the oxidation treatment. The oxidation treatment process P14 may be performed after cooling the cooking vessel to, for example, 100° C. or less after the nitriding treatment process is completed. The oxidation treatment process (P14) may be performed in various ways, and the present invention is not limited thereto.
아래에서 이와 같은 방법에 따라 제조된 조리 용기에 대하여 설명된다.Hereinafter, a cooking vessel manufactured according to such a method will be described.
도 2는 본 발명에 따른 조리 용기 및 표면 처리에 따른 표면 처리 층의 실시 예를 도시한 것이다. 2 is a view showing an embodiment of the surface treatment layer according to the surface treatment and the cooking vessel according to the present invention.
도 2를 참조하면, 질화 열처리에 의하여 표면 처리가 된 조리 용기는 베이스 층(21); 및 베이스 층(21)의 위쪽에 형성된 10 내지 20 ㎛의 산화-질화 층(22)을 포함하고, 산화-질화 층(22)은 두께 0.5 내지 5 ㎛가 되는 다공 층을 포함한다. Referring to FIG. 2 , the cooking vessel surface-treated by nitriding heat treatment includes a
조리 용기(20)는 저탄소강으로 만들어질 수 있고, 조리 용기(20)의 내부 면 또는 외부 면이 질화 표면 처리가 될 수 있다. 조리 용기(20)는 예를 들어 프라이 팬, 냄비, 웍 또는 이와 유사한 형태가 될 수 있다. 도 1에 제시된 방법에 따라 제조된 조리 용기(20)로부터 검사 부위(IP)을 선택하여 시편을 만들어 특성 검사를 하였고, 특성 검사에 따른 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지가 오른쪽에 제시되었다. 냉간 압연 강판 소재의 베이스 층(21)의 위쪽에 산화-질화 층(22)이 형성되었고, 전체 두께가 약 15 ㎛가 되는 것으로 측정되었다. 산화-질화 층(22)은 베이스 층(21)의 위쪽에 형성되는 치밀한 조직으로 이루어진 질소 화합물 층이 형성될 수 있고, 질소 화합물 층의 위쪽에 다공 층이 형성될 수 있다. 조리 과정에서 다공 층으로 조리가 되기 이전에 시즈닝(seasoning) 과정에서 기름 성분이 침투할 수 있고, 이에 의하여 눌어붙음 또는 부분 국지 가열이 방지되도록 하는 기능을 가질 수 있다. 다공 층의 위쪽에 산화층이 형성될 수 있고, 산화층은 조리 표면이 견고한 구조를 가지도록 한다. 다공 층 또는 산화층은 다양한 두께로 형성될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The
본 발명에 따른 조리 용기의 표면 처리 방법에 의하여 제조된 조리 용기는 강철 소재로 만들어지는 것에 의하여 친환경적이라는 이점을 가진다. 표면 처리가 된 조리 용기는 녹이 발생하지 않으면서 긁힘과 같은 흠집이 발생되지 않아 수명이 길어진다는 이점을 가진다. 또한 조리 용기의 질화 처리 층은 열화가 되지 않는 특성으로 인하여 장기간의 사용 후에도 눌어붙음 현상이 발생되지 않도록 한다. 본 발명에 따른 표면 처리 방법은 프라이 팬, 냄비, 웍 또는 이와 유사한 가열 조리 용기에 효과적으로 적용될 수 있다. The cooking vessel manufactured by the surface treatment method of the cooking vessel according to the present invention has the advantage of being eco-friendly because it is made of a steel material. The surface-treated cooking container has an advantage in that it does not rust and does not cause scratches, such as scratches, so that the lifespan is prolonged. In addition, the nitridation treatment layer of the cooking vessel prevents the occurrence of seizure even after long-term use due to the non-deteriorating property. The surface treatment method according to the present invention can be effectively applied to frying pans, pots, woks, or similar heating and cooking vessels.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. Although the present invention has been described in detail with reference to the presented embodiment, those skilled in the art will be able to make various modifications and variations of the invention without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiment. . The present invention is not limited by such variations and modifications, but only by the claims appended hereto.
21: 베이스 층
22: 산화-질화 층 21: base layer
22: oxide-nitridation layer
Claims (1)
탄소 함량이 전체 중량의 0.20 wt% 이하가 되는 강철 소재의 조리 용기를 준비하는 단계;
조리 용기에서 조리가 되는 재료가 수용되는 내부 표면의 표면 거칠기가 0.10㎛Ra 내지 0.60㎛Ra가 되도록 조리 용기의 표면 처리가 되는 단계;
표면 처리가 된 조리 용기의 표면을 암모니아 및 질소를 포함하는 기체 분위기에서 질화 처리를 하는 단계; 및
질화 처리가 된 표면을 산화 처리를 하는 단계를 포함하고,
질화 처리는 500 내지 600 ℃의 온도 및 760 torr 이하의 압력에서 부피 비로 35 내지 60 % N2: 40 내지 65 % NH3: 전체를 100 %로 만드는 CO2가 처리 장치의 내부로 투입되어 40 내지 200분 동안 진행되고, 질화 처리에 의해 형성되는 다공 층 및 전체 질화층의 두께는 각각 0.5 내지 5 ㎛의 두께 및 10 내지 18 ㎛의 두께로 형성되면서 질화 층은 300 내지 2,000 HV의 표면 강도를 가지며,
산화 처리는 450 내지 580 ℃의 온도 조건에서 60분 내지 120분 동안 기체 상태의 H2O를 주입하여 0.5 내지 10 ㎛의 산화층이 형성되는 것을 특징으로 하는 조리 용기의 표면 처리 방법.
In the surface treatment method of a cooking container used for cooking food materials cooked by applying heat,
preparing a cooking vessel made of steel having a carbon content of 0.20 wt% or less of the total weight;
A step of surface treatment of the cooking vessel so that the surface roughness of the inner surface in which the material to be cooked in the cooking vessel is accommodated is 0.10㎛Ra to 0.60㎛Ra;
nitriding the surface of the surface-treated cooking vessel in a gas atmosphere containing ammonia and nitrogen; and
Comprising the step of oxidizing the nitridation-treated surface,
Nitriding treatment is carried out at a temperature of 500 to 600 ° C and a pressure of 760 torr or less at a volume ratio of 35 to 60% N 2 : 40 to 65% NH 3 : CO 2 that makes the whole 100% is input into the processing device and 40 to The nitriding layer has a surface strength of 300 to 2,000 HV, while the porous layer and the total nitrided layer formed by nitriding for 200 minutes have a thickness of 0.5 to 5 μm and 10 to 18 μm, respectively. ,
The oxidation treatment is a method for surface treatment of a cooking vessel, characterized in that an oxide layer of 0.5 to 10 µm is formed by injecting gaseous H 2 O for 60 to 120 minutes at a temperature of 450 to 580 °C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210177474A KR102395899B1 (en) | 2020-12-24 | 2021-12-13 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200183071A KR20200145820A (en) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
| KR1020210076697A KR20210075047A (en) | 2020-12-24 | 2021-06-14 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
| KR1020210177474A KR102395899B1 (en) | 2020-12-24 | 2021-12-13 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210076697A Division KR20210075047A (en) | 2020-12-24 | 2021-06-14 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210154946A KR20210154946A (en) | 2021-12-21 |
| KR102395899B1 true KR102395899B1 (en) | 2022-05-06 |
Family
ID=74088820
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200183071A KR20200145820A (en) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
| KR1020210076697A KR20210075047A (en) | 2020-12-24 | 2021-06-14 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
| KR1020210177474A KR102395899B1 (en) | 2020-12-24 | 2021-12-13 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200183071A KR20200145820A (en) | 2020-12-24 | 2020-12-24 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
| KR1020210076697A KR20210075047A (en) | 2020-12-24 | 2021-06-14 | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (3) | KR20200145820A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100365003B1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-12-18 | 주식회사 엘지이아이 | Teflon coating method using heat treatment |
| KR101630561B1 (en) * | 2012-04-03 | 2016-06-14 | 히타치 긴조쿠 고구코 가부시키가이샤 | Member for die casting and process for manufacturing same, sleeve for die casting, and die casting equipment |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100765382B1 (en) | 2006-07-18 | 2007-10-12 | (주)신우상역 | Structure of coating layer for heat-cooker |
| KR101041881B1 (en) | 2010-09-17 | 2011-06-20 | 주식회사 홈스타 | Coating method of cooking pot using aluminium material |
| KR101269572B1 (en) * | 2011-03-31 | 2013-06-05 | 동아대학교 산학협력단 | Surface heat treatment process for machine parts having high durability and high corrosion resistance |
-
2020
- 2020-12-24 KR KR1020200183071A patent/KR20200145820A/en active Application Filing
-
2021
- 2021-06-14 KR KR1020210076697A patent/KR20210075047A/en active Application Filing
- 2021-12-13 KR KR1020210177474A patent/KR102395899B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100365003B1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-12-18 | 주식회사 엘지이아이 | Teflon coating method using heat treatment |
| KR101630561B1 (en) * | 2012-04-03 | 2016-06-14 | 히타치 긴조쿠 고구코 가부시키가이샤 | Member for die casting and process for manufacturing same, sleeve for die casting, and die casting equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210154946A (en) | 2021-12-21 |
| KR20210075047A (en) | 2021-06-22 |
| KR20200145820A (en) | 2020-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7622197B2 (en) | Seasoned ferrous cookware | |
| RU2526639C2 (en) | Machining of kitchenware parts | |
| KR101290609B1 (en) | Iron and steel material having quenched surface layer part, process for producing the iron and steel material, and quenched component | |
| US4881983A (en) | Manufacture of corrosion resistant components | |
| JP2011032536A (en) | Method of combined heat treatment of quench-hardened steel member, and quench-hardened steel member | |
| CN108504975A (en) | Stainless iron pot acid resistant material and preparation method thereof, stainless container made of iron | |
| KR20200097020A (en) | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel | |
| EP2703516A2 (en) | Manufacturing method of cast-iron friction member | |
| CN106086771B (en) | Gas carburizing heat treatment process for gasoline engine timing chain axis pin | |
| JP5649884B2 (en) | Steel member having nitrogen compound layer and method for producing the same | |
| CN113862610B (en) | Pretreatment method for improving corrosion resistance of carburized layer | |
| KR102395899B1 (en) | A Method for Treating a Surface of a Cooking Vessel | |
| JP4562094B2 (en) | pot | |
| US20100175269A1 (en) | Dining and/or serving cutlery made of ferritic stainless steel with a martensitic boundary layer | |
| EP2660340A1 (en) | Method of thermal treatment for steel elements | |
| JP6220394B2 (en) | Manufacturing method for manufacturing cookware articles having a silver or silver alloy inner surface obtained by electroforming | |
| KR20090038952A (en) | Method of making steel parts for replacing stainless | |
| US20230029324A1 (en) | Method for treating a part made of ferrous metal, and part made of ferrous metal | |
| JP3193320B2 (en) | Heat treatment method for machine parts | |
| KR20190066416A (en) | Method of carbonitriding process for metal products | |
| CN117684119A (en) | Metal surface heat treatment method | |
| RU2052536C1 (en) | Method for thermochemical treatment of steel products | |
| KR102372202B1 (en) | The manufacturing method of the plating treatment for substitution steel product | |
| JPH05306409A (en) | Hardening of metal material | |
| KR0162992B1 (en) | Nitro-carbonizing of steel member |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |