NO832681L - Kokekar og fremgangsmaate ved fremstilling derav - Google Patents

Abstract

Kokekar som omfatter et emne av rustfritt stål med en bunnvegg som via et buet parti står i forbindelse med en opprettstående sidevegg, og som videre omfatter en aluminiumskive som er bundet til bunnveggen, er særpreget ved at aluminiumskiven (14) er metallurgisk bundet direkte til bunnveggen (12) og det buede parti (16) ved hjelp av en takket grenseflate (18) av låsetypen. Ved en fremgangsmåte ved fremstilling av slike kokekar renses en overflate av et emne av rustfritt stål og en metallskive som er bløtere enn stål, emnet og skiven oppvarmes, og skiven bindes til emnet. Fremgangsmåten er særpreget ved at emnet og skiven oppvarmes adskilt slik at glødeflekker unngås, inntil emnets temperatur er 426-649°C og skivens temperatur er 260-399°C. Den oppvarmede skive med den rensede overflate anbringes slik at den befinner seg over emnets rensede overflate og i direkte kontakt med denne, og overflatene bindes direkte til hverandre ved å påfre trykk mot den oppvarmede skive og det oppvarmede emne.

Description

Aluminiumbelagte kokekar er kjente. I US patent-

skrift 2171040 er fremstilling av strimler av rustfritt stål belagt med aluminium beskrevet, og disse strimler blir derefter oppskåret og dyptrukket under dannelse av kokekaret. Produksjon av belagte kokekar ifølge dette patentskrift

krever at hele den ytre overflate av kokekaret skal utgjøres av aluminiumlaget.

I US patentskrift 3173202 er et produkt beskrevet hvor bare produktets bunnoverflate er belagt med et aluminiumlag. I dette patentskrift er det beskrevet at en aluminiumdusj påføres bunnoverflaten av emnet av rustfritt stål, hvorefter en aluminiumskive bindes til det pådusjede alumiiiim.

Apparatet for å påføre aluminiumdusjen er kostbart og støyende. På grunn av støryen som er forbundet med et slikt apparat, bør sprørytes tas j onen være gjort lydtlett for å be-skytte arbeiderne. Anvendelsen av en aluminiumdusj krever et ekstra finishingtrinn for å fjerne for meget pådusjet materiale.. Den foreliggende oppfinnelse befatter seg med det problem å fremstille et produkt av rustfritt stål med en aluminiumskive bundet bare til produktets bunnoverflate, men uten å anvende en aluminiumdusj, i motsetning til den lære som er fremsatt i det sistnevnte patentskrift. Det har vist seg at aluminiumpådusjingstrinnet kan sløryfesog at det samtidig kan fremstilles et sterkere produkt, med en mer jevn binding, hvilket på sin side gir bedre varmeoverføring og dermed hurtigere oppvarming av matvarer. Det viste seg dessuten at produktet kan fremstilles rimeligere samtidig med øket produksjoftskapasitet. For å kunne sløyfe aluminiumdusjen viste det seg nødvendig å forandre cppvarmingsmetoden for å oppvarme skiven og emnet, å forandre oppvarmingstemperaturen bare for emnet, å øke trykket for å binde skiven til emnet og fortrinnsvis separat å oppvarme emnet og skiven.

Oppsummering av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse angår et produkt av rustfritt stål med en bunnvegg som er forbundet med en opprettstående sidevegg ved hjelp av et buet parti. En aluminiumskive bindes direkte til bunnveggen og det buede parti.

Bindingen er særpreget ved en takket grenseflate. Skiven

er tynnere ved sin omkrets og slutter der hvor sideveggen er forbundet med det buede parti.

Det tilveiebringes ved pppfinne Isen også en fremgangsmåte ved fremstilling av kokekar, omfattende de trinn at en overflate av et emne av rustfritt stål og en aluminiumskive renses. Skiven og emnet oppvarmes adskilt på en måte hvorved varme flekker unngås, inntil pannens temperatur er 426-699°C og skivens temperatur er 260-399°C. Derefter anbringes skiven over emnets bunhvegg. Trykk påføres skiven og emnets bunnvegg i en presse for å binde skiven direkte til bunnveggen.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe et iXytt kokekar og en ny fremgangsmåte ved fremstilling av dette.,

Det tas ved oppfinnelsen også sikte på å tilveiebringe et kokekar av aluminium-rustfrittt stål som kan fremstilles med øket hastighet og med øket bindingsstyrke som er mer jevn slik at oppvarmingen kan foretas hurtigere.

Det tas ved oppfinnelsen videre sikte på å tilveiebringe en fremgangsmåte ved fremstilling av et kokekar uten å anvende en aluminiumdusj, og hvor emnet av rustfritt stål formes før det bindes til en aluminiumskive.

Det tas også ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe en ny fremgangsmåte ved fremstilling av kokekar under utnytt-else av fordelen ved de forskjellige mykningstemperaturer for aluminium og rustfritt stål.

For bedre å beskrive oppfinnelsen ved hjelp av et eksempel kan det vises til tegningene som blant annet angår en utførelsesform som for tiden er foretrukken. Av tegningene viser

Fig, 1 et blokkdiagram med trinn som utføres, i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, Fig. 2 et snitt gjennom et kokekar fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte, Fig. 3 er forstørret detaljriss av emnet og skiven like før trykk påføres for å bevirke dannelsen av en binding, Fig. 4 et forstørret detaljriss av grenseflaten som

antydet på Fig. 2,

Fig, 5 et sideoppriss av et apparat for utførelse av den foreliggende fremgangsmåte,

Fig. 6 et toppriss av apparatet vist på Fig. 5,

Fig. 7 et sideriss av apparatet, men motsatt i forhold til det som er vist på Fig. 5, Fig. 8 et snitt tatt langs linjen 8-8 ifølge Fig. 5, Fig, 9 et snitt tatt langs linjen 9-9 ifølge Fig. 5, og Fig. 10 et snitt tatt langs linjen 10-10 ifølge Fig. 5.

Detaljert beskrivelse av oppfinneIsen

Under.henvisning til tegningene hvor like tall antyder like elementer, er på Fig. 2 et kokekar ifølge oppfinnelsen vist og betegnet generelt med 10. På Fig. 1 er vist et blokkdiagram over rekkefølgen av de hovedsakelige trinn ved frem-stillingen av kokekaret 10. Dette omfatter et rustfritt stål-emne 12 med en aluminiumskive 14 bundet til dets bunnvegg. Emnet 12 kan ha en hvilken som helst vanlig form for kokekar og behøver ikke å være en stekepanne som vist. Aluminiumskiven 14 befinner seg over pannens 12 bunnvegg og over det buede parti. 16 hvor emnets bunnvegg,.møter den opprettstående sidevegg, Aluminiumskiven 14 er bundet direkte til emnets 12 bunnvegg med en takket grenseflate 18,. som vist på Fig. 4. Takkene har en bølgelengde av 5-15^,um og en dybde av ca. lyum, og på grunn av deres form holder de aluminiumskiven fast til emnet. Skiven og emnets bunnvegg har begge et sentrum som er syakt konkavt.

Aluminiumskiven 14 utgjøres fortrinnsvis av en aluminium-legering av typen 1100 0. Emnet 12 av rustfritt stål ut-gjøres ay et hvilket som helst rustfritt stål av serien 200 eller serien 300 og er fortrinnsvis av typen 201. Den kjemi-ske behandling av det rustfrie stål antas å være den mest betydningsfulle faktor som bestemmer dybden av takkene, idet varmebehandling og mekanisk behandling regulerer takkenes størrelse og mønstergeometri. Avstanden mellom takkene svarer til kornstørrelsen og oppnås ved hjelp av syreetsning ay grensekorn. Den etsede ståloverflate er effektiv i tre henseender. Den gir en overflate.med spor som aluminiumet kan tvinges inn i., hvorved de to metaller låses til hverandre. Den tilveiebringer en bindingsoverflate som er for-holdsvis oxydfri.. Den tilveiebringer dessuten en overflate med høy friksjonskoeffisient som motsetter seg flyting av aluminiumet i sideretning under bindingen.

Det anvendte 201 rustfritt stål blir fortrinnsvis behandlet i stålverket ved at det glødes i luft i 3 5-40 minutter pr, 2,54 cm metalltykkelse for å oppnå en korn-størrelse av 5-15^um, og det beises elektrolytisk i kald 12%-ig H2S04 og etses derefter ved komgrenser i kald 10-12%-ig HNO^/ l%^i.g HF, Den foretrukne kornstørrelse er 7-10^um.

Aluminiumets tykkelse varierer med emnets diameter. Når et emne av rustfritt stål anvendes med en diameter under ca, 20 cm, vil aluminiumskiven ha en tykkelse av ca. 23 mm. Når emnet har en diameter sem er større enn ca. 2 0 cm, vil aluminiumskiven ha en tykkelse av ca. 50 mm. Uavhengig av emnets diameter vil dette ha en veggtykkelse av ca. 6 mm.

Det har vist seg at kokekar fremstilt i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse har en bindingsstyrke mellom emnet av rustfritt stål og aluminiumskiven som tilnærmet er to ganger den bindingsstyrke sem oppnås for kokekar fremstilt i overensstemmelse med US patentskrift 3173202.

På Fig. 5-10 er en utførelsesform av et apparat for utførelse av den foreliggende fremgangsmåte vist. En ramme 2 0 understøtter en styreenhet som inneholder brytere, tall-skiver og manometre etc. En plattform 22 på rammen 20 under-støtter et bord 24 som kan rotere rundt en vertikal akse. Bordet 24 har i to stillinger aksler 26 og 28 som henger ned fra dette.. Akslene 26, 28 befinner seg diametralt motsatt hverandre, se Fig, 8 og 10. Hver aksel er fjærforspent nedad og har en øvre ende som er forbundet med en panneholder. Akselen 28 er således forbundet med en panneholder 30 og akselen 26 med en panneholder 32, I den stilling som er vist på Fig. 10, befinner panneholderen 30 seg under et induk-sjonsopp<y>armingsapparat 34 som har et temperaturområde av 537-H549°C og fortrinnsvis er innstilt på en temperatur av 593°C.

En sylinder 36 er anordnet direkte under akselen 28 når akselen 28 befinner seg i. den stilling som er vist på

Fig, 10. En stempelstang som står i forbindelse med en sylinder 36, er innrettet til å kunne beveges oppad under innvirkning av fluidumtrykk og derved løfte panneholderen 30 fra den stilling som er angitt med heltrukne linjer,

til den stilling som er angitt med stiplede linjer på

Fig. 10. Når panneholderen 30 befinner seg i stillingen angitt med stiplede linjer, vil et emne som er understøttet a<y>panneholderen, bli oppvarmet av induksjonsoppvarmings-apparatet 34. Før emnet oppvarmes, blir det renset for å fjerne konsistensfett og fremmedmateriale.

En elektromotor 38 er understøttet av bordet 2 4 og beveger seg sammen med dette. Motorens 38 utgang står via en kileaksel 39 i forbindelse med et drev 41 på akselen 28. Når sylinderen 36 aktiveres for å løfte panneholderen 30, blir motoren 29 aktivert og roterer panneholderen. Når en panne som er understøttet av panneholderen 30, roteres mens den utsettes for induksjonsoppvarming, unngås varmflekker. Bordets 24 ytre omkrets er forsynt med et drev 44 som befinner seg i inngrep med en pinjong 42. Denne drives av en elektromotor 40 som på sin side er understøttet av bordet 24. Motoren 40 blir periodevis aktivert for å rotere bordet 24 og panneholderne 30, 32 når sylinderen 36 de-aktiveres og pannen 30 er blitt ført tilbake fra den med stiplede linjer viste stilling til den med heltrukne linjer viste stilling på Fig. 10.

En skivepåmatningsanordning 46 er anordnet som vist

på venstre side av Fig. 5. Skivepåmatningsanordningen 46 omfatter en rekke opprettstående, sylindriske stendere 48 sam danner en holde.anordni.ng for en stabel av aluminium-skiver 50 som er blitt renset for å fjerne konsistensfett og f remmedmateriale. En .støtte som ikke er vist, holder den øverste skive 50 på et konstant nivå. En sugeskål 50 står yia en ledning i forbindelse med en sugekilde- (ikke yi.st) og er understøttet ay en horisontalt anordnet arm 49 som strekker seg fra en stempelstang 54. Stempelstangen 54 står i. forbindelse med et stempel i en sylinder 56.

Sylinderen 56 kan oscilleres rundt sin_ lengdeakse ved hjelp aven sylinder 58 som står i forbindelse med sylinderen 56 via en sjakkel 60. Denne osciller-ing av sylinderen 56 letter bevegelse av armen 49 fra den med heltrukne linjer viste stilling til den med stiplede linjer viste stilling på Fig. 6.

Når armen 49 befinner seg i den med stiplede linjer angitte stilling, som vist på Fig. 6, befinner sugeskålen 52 seg direkte over en skrårenne 62. En skive 50 som holdes av sugeskålen 52, kan slippes ned på rennen 62 hvor den vil gli ned til et første grenseanslag 63. Når grenseanslaget 63 frigjøres, vil skiven bli stanset av et grenseanslag 65, hvorved skiven 50 vil bli plassert direkte under induksjonsoppvarming sapparatet 64, se Fig. 6.

Skivepåmatningsanordningen 46 og grenseanslagene er synkronisert med bordets 24 bevegelse. Et emne som er blitt induksjonsoppvarmet på holderen 30, vil oscillere til en stilling slik at det vil befinne seg direkte under den oppvarmede skive 50 som holdes av fingre 67. En mikro-bryter for spoler 69 påvirkes av bordet 24. Derefter vil Støttefingrene 67 for skiven 50 bli trukket tilbake av spolene 69 og gjøre det mulig for skiven 50 å falle en kort avstand direkte ned på toppen av emnet 12. En beskyttelses-sikt 66 er anordnet av sikkerhetsgrunner.

Straks skiven 50 lander på toppen av emnets 1.12 bunnvegg, vil skivens 50 temperatur øke til ca. 427°C. Den dermed oppnådde fordel er at skiven er understøttet av emnet før skiven når en temperatur av ca. 427°C da skiven er for plastisk til å kunne håndteres ved denne temperatur. Skiven og emnet blir straks fjernet av en operatør og anbragt på en ambolt 70 i en presse 68 som befinner seg en meter eller så bort, Derefter blir en plate 72 senket og deformerer skiyen 50 og binder denne med et trykk av ca, 352 kg/cm<2>ved hjelp av ett slag som varer i 0,5-2 sekunder for derved å fremstille kokekaret vist på Fig. 2. Den metallurgiske binding er særpreget ved gjensidig diffundering med et tynt lag ay legering på motsatte sider av grenseflatene med ujevne takker.

Derefter blir kokekaret avkjølt i luft på vanlig

måte, Finishingtrinn sløyfes*eller holdes på et minimum.

Om ønsket kan aluminiumoverflaten gis en sluttbehandling

av kosmetiske grunner slik at den får et børstet metallut-seende. Arbeidssyklusen ifølge den foreliggende oppfinnelse fører til øket produksjon. Anvendelsen av et gass-oppvarmingsapparat som beskrevet i teknikkens stand, krevde en oppvarmingstid av ca. 20 minutter. Induksjonsoppvarmings-trinnene krever bare ca. 15 sekunder.

I motsetning til teknikkens stand benyttes ved ut-førelsen av den foreliggende fremgangsmåte en styrt korn-grenseetsning av stålet for å danne et vilkårlig mønster av takker eller kanaler som befinner seg tett nær hverandre og i hvilke det mykere aluminium tvinges inn under bindings-prosessen. Den lokaliserte bevegelse av aluminiumet er tilstrekkelig til å bryte opp den adsorberte oxygen- eller oxydfilm, hvorved oppnåelsen av en sterk binding som er kontinuerlig og uporøs lettes. En skilleprøvning førte til duktilt brudd i aluminiumet istedenfor fraskillelse ved grenseflaten. En sterkere metall-til-metallbinding oppnås uten vesentlig reduksjon i tykkelsen eller sidef lytningr::

av aluminiumskiven.

Claims (14)

1. Kokekar omfattende et emne av rustfritt stål med en bunnvegg som via et buet parti står i forbindelse med en opprettstående sidevegg, og en aluminiumskive bundet til bunnveggen, karakterisert ved at aluminiumskiven (14) er metallurgisk bundet direkte til bunnveggen (12) og det buede parti (16) ved hjelp av en takket grenseflate (18) av låsetypen.

2. Kokekar ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter aluminium- .rustfri stållegering på motsatte sider av grenseflaten.

3. Kokekar ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den eksponerte hoved-overflate av skiven er konkav i midten.

4. Kokekar ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den takkede grenseflate er utformet av takker i bunnveggen til emnet av rustfritt stål.

5. Kokekar ifølge krav 4, karakterisert ved at takkene er dannet av etsede korngrenser med en kornstørrelse av 5-15^ ,um over hele kontaktoverflåtene mellom stålemnet og aluminiumskiven.

6. Fremgangsmåte ved fremstilling av kokekar, h <y> or en overflate av et emne av rustfritt stål og en metall skive samer mykere en stål, renses, emnet og skiven oppvarmes, og skiven bindes til emnet, karakterisert ved at emnet og skiven oppvarmes adskilt på en slik måte at varmflekker unngås, inntil emnets temperatur er 426^ 649°C og skivens temperatur er 260-399°C, at den oppvarmede skive med sin rensede overflate anbringes slik at den ligger over emnets rensede overflate og i:direkte kontakt med denne, og at overflatene bindes direkte til hverandre ved påfø ring av trykk mot den oppvarmede skive og det oppvarmede emne.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at emnet oppvarmes bare ved å tilføre varme til emnets bunnvegg.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6 eller 7 hvor aluminium-skiver mekanisk fremmates til en stasjon hvor skiven oppvarmes , karakterisert ved at stillingsanbringesels-trinnet omfatter slipping av den oppvarmede skive nedad mot toppen av emnets oppvarmede bunnvegg.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6-8, karakterisert ved at emnets bunnvegg oppvarmes til en temperatur av ca. 593°C og at skiven oppvarmes til en temperatur av 315-371°C under anvendelse av adskilte induksjonsoppvarmingsapparater for skiven og emnet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 6-9, karakterisert ved at emnet roteres mens det oppvarmes,

11. Fremgangsmåte ifølge krav 6-10, karakterisert ved at bindingen utføres ved enkelt påføring ay trykk som varer i under 2 sekunder.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 6-11, hvor det anvendes en skive av aluminium, karakterisert ved at det påføres trykk som tvinger aluminiumet inn i takker • i det rustfrie stål.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 6-12, karakterisert ved at skivens temperatur økes til ca. 4 27°C ved at skiven understøttes på emnet - før bindingstrinnet.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 6-11, karakterisert ved at (a) stålet etses før emnet formes, for regulerbart å under-skjære korngrenser, og (b) skiven av aluminium understøttes på stålemnet i en presse slik at de nevnte overflater befinner seg i direkte kontakt med hverandre, og ved en temperatur av 371-510°C mens et støt påføres ved hjelp av et bevegelig verktøy som bringes i kontakt med aluminiumet og tvinger aluminiumoverflaten inn i de underskårne korngrenser.