KR20000058726A - 경량 프라이팬 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주방기물인 경량 프라이팬 및 그 제조방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 마그네슘합금을 다이캐스팅 주조성형하여 스테인레스, 티타늄, 구리, 알루미늄, 망간을 이용하여 플라즈마 용사처리하는 방법으로 프라이팬에 보호피막 형성하여 경량 프라이팬을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 산화성이 큰 마그네슘 합금의 용해과정에서 산화를 억제하는 단계, 용탕 내의 잔존 수소가스를 제거하기 위하여 불활성가스를 사용하여 30분간 탈가스하는 단계, 다이캐스팅 주조성형하는 단계, 잔류 가스제거를 위해 150 - 450도로 30분 - 3시간 열처리하는 단계, 샌드블라스트 하는 단계, 그 후 표면의 산화물 제거를 위하여 산세처리하는 단계, 플라즈마용사 처리하는 단계, 상기 단계 후 1차 테프론 코팅하는 단계, 그 후 150 - 350℃에서 건조하는 단계, 2차 테프론 코팅하는 단계, 그 후 200 - 480℃에서 건조하는 단계, 그 후 외부 코팅을 하는 단계로 이루어 진것에 특징이 있다.

Description

경량 프라이팬 및 그 제조방법{Light-weight frying pan and its production method}

본 발명은 주방기물로써 많이 사용되는 프라이팬에 관한 것으로, 사용 시 중량물인 프라이팬의 무게를 경량화하기 위한 것이다.

종래에는 스텐레스나 알루미늄 합금, 주물소재를 사용하여 프라이팬을 만들었기 때문에 프라이팬자체의 무게의 중심이 프라이팬에 있어서 매우 무겁게 느껴지며 음식 조리물이 더하여진 무게는 더욱더 무거워서 사용하기 매우 불편하였다.

도1의 (4)의 알루미늄 합금은 알루미늄-실리콘 합금(Si : 4 ∼15%)의 소재를 용해하여(용탕온도 600 ∼700℃) 콜드챔버 다이캐스팅하여 샌드블라스트를 거쳐서 플라즈마 스텐레스 용사를 한 후, 250℃ ∼ 350℃에서 1차 테프론 코팅하고 이어 320℃∼480℃에서 2차 테프론 코딩 및 외부코팅을 한 후, 가공을 하여서 제작을 완료하게 되는 것이다.

그러나 이와 같은 공정에 의해 제조되는 프라이팬은 알루미늄 합금(비중: 2.87)무게로 사용상 문제점이 있고 콜드챔버 다이캐스팅 공정 후 테프론 코팅시 200℃∼480℃의 고열에 의해 내부 잔존 가스의 외부확산에 의한 기포 발생에 의해 나타나는 불량 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 알루미늄 합금을 마그네슘 합금(비중:1.8)으로 대체하고 기포의 발생을 억제하여 테프론 코팅 시에 발생하는 문제점을 최소화하였다.

그러나 이와 같은 소재를 알루미늄합금에서 마그네슘합금으로 대체하기 위해서는 마그네슘 합금을 용해 주조하여야 하는 기술적 과제가 있다. 마그네슘 합금은 알루미늄 합금과 달리 대기상태에서 용해시 산소와 반응성이 매우 강해서 산화되기 쉬워 용해하기가 매우 어렵다. 한편 마그네슘합금은 응고속도가 빨라서 금형 설계 또한 알루미늄합금과 달리하지 않으면 성형이 되지 않는다.

또한, 본 발명의 마그네슘합금을 용해상태에서 수소가스의 포화 용해도가 최대 50cc/100g으로 급속 응고시에 많은 수소가스가 주조 성형물에 잔류하게 되어, 본 발명에서 사용되는 2차 테프론 코팅시에는 고온의 열에 의해 잔류가스가 기포형태로 외부로 방출하여 제품에 불량이 발생하게 되어 이를 해결하는 것이 기술적인 과제다.

또한, 마그네슘합금에 스텐레스 플라즈마 용사를 하는 경우도 접합이 용이치 않아서 접합기술도 기술적 과제다.

마그네슘합금과 외부보호코팅의 코팅이 잘 되기 위한 것도 기술적 과제다.

테프론 코팅시 발생되는 소재자체의 기포 발생 문제해결을 위한 것도 기술적 과제다.

도1은 일반적인 프라이팬의 단면도

도2는 본 발명의 경량 프라이팬의 단면도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 1차 테프론코팅층 2 : 2차 테프론코팅층

3 : 용사층(플라즈마용사) 4 : 알루미늄합금

5 : 마그네슘합금 6 : 외부 보호 코팅층.

7 : 손잡이

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명품의 단면도로써 마그네슘합금(5)은 알루미늄 1∼12%, 구리 0.01∼4%, 티타늄 0.02∼2% 실리콘 0.1∼2%, 아연 0.1∼2%, 망간 0.01∼10%, 철 0.01∼1%, 니켈 0.001∼1%, 크롬 0.01∼1%, 나머지 마그네슘의 괴로 용해하여 용탕을 제조한다.

마그네슘합금의 특성은 비강도, 비탄성계수, 주조 성형성, 용해잠열이 작다는 장점이 있다. 마그네슘합금을 용해하기 위해서도 용해시 발생되는 산화를 방지하기 위하여 용탕 온도(600∼750℃)를 조절하여 분위기 상태에서 용해를 하였다.

분위기 상태의 용해 조건을 만들기 위하여 플럭스, SF6가스(SF6가스는 매우 고가이므로 공기(40-90%), 아르곤가스(10-40%), 질소가스(10-30%), 염소가스(1-10%))등을 사용하였으며 용탕내의 잔존 수소가스를 제거하기 위하여 불활성가스를 사용하여 30분간 탈가스 공정을 거친 후에 5∼40분간의 안정화를 시킨 후, 진공콜드챔버 다이캐스팅 또는 콜드챔버 다이캐스팅, 진공 핫챔버 다이캐스팅, 핫챔버 다이캐스팅 등의 장비를 사용하여 주조한 후에 잔류가스의 제거를 위해 150℃∼450℃사이에서 30분∼3시간의 열처리를 하였다.

그런 다음에 샌드블라스트를 하였고, 그 후에 표면의 산화물 제거를 위하여 산세처리(HCl 1∼10%용액)하였으며, 산세후 2시간 건조(50∼250℃)한 다음 스텐레스 또는 티타늄, 구리, 알루미늄, 망간 플라즈마 용사(3)를 한 후에 1차 테프론 코팅(1)하고 150℃∼350℃에서 10분∼1시간 건조시킨 후 2차 테프론 코팅(2)을 하여 200℃∼480℃에서 10분∼1시간 건조시켜서 제조한 후, 외부보호를 위하여 외부보호 코팅(6)을 한 후에 200℃∼480℃로 10분∼1시간 건조 후에 냉각시켜 가공하여 제작 완료하였다.

마그네슘합금은 알루미늄합금에 비하여 무게가 33%이상 가볍기 때문에 프라이팬 자체의 무게를 33%이상 경량화 한다.

또한 마그네슘합금은 알루미늄합금보다도 주조성이 우수하며, 응고속도가 빨라서 제품의 품질이 우수하다.

마그네슘합금은 철과 반응성이 작아서 금형의 수명을 연장할 수 있어서 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 알루미늄 1∼12%, 구리 0.01∼4%, 티타늄 0.02∼2% 실리콘 0.1∼2%, 아연 0.12%, 망간 0.01∼10%, 철 0.01∼1%, 니켈 0.001∼1%, 크롬 0.01∼1% 및 나머지 마그네슘으로 구성된 마그네슘 합금의 본체(5)의 표면 위에 표면으로부터의 순서대로 금속의 용사층(3), 1차 테프론코팅층(1), 2차 테프론코팅층(2), 외부 보호코팅층(6)으로 이루어진 경량 프라이팬
2. 제1항에 있어서, 상기 금속의 용사층은 스텐레스, 티타늄, 구리, 알루미늄, 망간을 이용하는 경량 프라이팬
3. 가) 알루미늄 1∼12%, 구리 0.01∼4%, 티타늄 0.02∼2% 실리콘 0.1∼2%, 아연 0.12%, 망간 0.01∼10%, 철 0.01∼1%, 니켈 0.001∼1%, 크롬 0.01∼1% 및 나머지 마그네슘으로 구성된 마그네슘 합금을 용해하는 공정

   나) 용해상태에서 탈가스처리하는 공정

   다) 다이캐스팅을 사용하여 프라이팬으로 성형 주조하는 공정

   라) 주조된 프라이팬에 잔류하는 가스를 추가적으로 탈가스하는 공정

   마) 프라이팬의 표면을 샌드블라스트하는 공정

   바) 산세 후 프라이팬의 표면을 금속 플라즈마 용사하는 공정

   사) 용사층의 윗면을 1차 테프론코팅 및 2차 테프론코팅하는 공정

   아) 테프론코팅층의 윗면을 외부보호코팅하는 공정으로 이루어진 경량 프라이팬의 제조 방법
4. 제3항에 있어서, 상기 다이캐스팅은 진공콜드챔버 다이캐스팅을 사용하는 경량 프라이팬의 제조방법
5. 제3항에 있어서, 상기 다이캐스팅은 콜드챔버 다이캐스팅을 사용하는 경량 프라이팬의 제조방법
6. 제3항에 있어서, 상기 다이캐스팅은 진공핫챔버 다이캐스팅을 사용하는 경량 프라이팬의 제조방법
7. 제3항에 있어서, 상기 다이캐스팅은 핫챔버 다이캐스팅을 사용하는 경량 프라이팬의 제조방법