TW201638399A - 鋁基鍋具之導磁層加工方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種鋁基鍋具之導磁層加工方法，係包括有下列步驟：Ａ.將一鋁基鍋具置入於一放電空間內；Ｂ.以該鋁基鍋具作為正極，另以一磁性材料作為負極；Ｃ.使該鋁基鍋具與該磁性材料進行放電加工；Ｄ.於該鋁基鍋具之底部表面形成一導磁層；Ｅ.對於該鋁基鍋具之導磁層進行一表面處理。藉以可於該鋁基鍋具之底部表面形成有一導磁層，而可供電磁爐加熱使用。

Description

鋁基鍋具之導磁層加工方法

本發明係有關於一種鋁基鍋具之導磁層加工方法，特別是指一種利用放電加工方式，可以使鋁基鍋具底部形成一導磁層而具有磁性的方法。

按，目前一般人經常會利用電磁爐對於食物烹調與加熱。但由於鋁基材質之鍋具並不具有磁性，因此無法吸收電磁波進行加熱，所以必須另外於該鍋具之底部製造出一導磁層，才能吸收電磁波進行加熱。例如有中華民國99年10月1日所公告之新型第M389500號「一種鍋體及製造該鍋體之模具」專利案。其係揭露：運用模具之上模開設一穿孔，供利用結合件鎖接有導磁金屬件之活動模組配，活動模並於表面設灌孔，供不導磁金屬液注入，待冷卻、定型後，即可取出結合件之螺絲。結合件之螺帽與導磁金屬件，則埋設於定型之鍋體底面壁面內部，藉包覆於鍋體壁面內，以確保鍋體與導磁金屬件不會因熱脹冷縮產生翹曲間隙影響導磁、導熱效能，同時遭受外力時亦不用擔心導磁金屬件掉落之鍋體喪失導磁情況發生。

該專利前案雖具有使鍋具增設且固定一導磁層之功能，但上述鍋具之製作時間長，且需等待加工後之冷卻時間，故上述專利前案並不具縮短工時、冷卻時間及重量輕之特性。

另外一般習知之鋁基鍋具的導磁層加工方法可區分為下列方法：

1.熱壓法，材料之間增設一介面材質，而在加熱並同時加壓的條件下，待冷卻凝固後形成材料之間的連接，其缺點在於冷卻時間長，大約需要３０分鐘以上。

2.以焊接方式將材料和介面材質熔化形成熔融區域，待熔化冷卻凝固後，形成材料之間的連接，其缺點在於焊接品質不穩定，且當使用過久時容易脫落。

爰此，有鑑於目前用以製造具導磁層之鍋具的方法係具有上述之缺點。故本發明提供一種鋁基鍋具之導磁層加工方法，係包括有下列步驟：Ａ.將一鋁基鍋具置入於一放電空間內；Ｂ.以該鋁基鍋具作為正極，另以一磁性材料作為負極；Ｃ.使該鋁基鍋具與該磁性材料進行放電加工：使該鋁基鍋具與該耗材相對移動接近而形成一間隙，然後施予一電流，使其產生一放電加工之作用，該放電施予之電流係為１５安培〔A〕至５０安培〔A〕之間，其脈衝時間則為１０微秒〔μs〕至２０００微秒〔μs〕之間，而衝擊係數〔Duty factor〕則為２５%至７５%之間；Ｄ.於該鋁基鍋具之底部表面形成一導磁層：使該鋁基鍋具之底部表面形成一融熔區，該耗材則會被融入該融熔區，經過一急速冷卻程序，使該融熔區迅速冷卻形成一導磁層。

上述鋁基鍋具係為一鋁合金炒鍋、一鋁合金平底鍋、一鋁合金湯鍋、一鋁合金壓力鍋或一鋁合金油炸鍋。

上述磁性材料係為一鐵、一鈷或一鎳之金屬。

上述最佳的脈衝時間則為１００微秒〔μs〕至１２５０微秒〔μs〕之間。

上述次佳之衝擊係數則為３３%至６６%之間。

上述最佳之衝擊係數則為５０%。

進一步包括有一步驟Ｅ.對於該鋁基鍋具之導磁層進行一表面處理。

上述表面處理係透過一研磨作業、一電鍍作業、一陽極處理作業或一微弧氧化作業進行。

本發明具有下列之優點：

1.本發明可以使不具有導磁性的鋁基鍋具，於放電加工後可以於其底部之表面形成有一導磁層，以供作為電磁爐進行加熱時之使用。

2.本發明之製造方法相當簡單、操作容易，而且遠比以其他加工方式所製造成具有導磁性之鍋具來得便宜，即係花費較少價格，即能取得可利用電磁波加熱之鋁基鍋具。

3.本發明之製造步驟所花費之時間僅為５～１０分鐘，相較於一般習知製造方式需要花費３０分鐘之久，係具有節省時間之功效。

4.本發明所形成之導磁層係已將鋁基材質及具導磁性之耗材結合成一體，即使是長久使用後，仍然不會有剝落脫離之缺點產生。

5.本發明所製造出之鋁基鍋具，其成品重量較輕，尤其適合一般家庭主婦拿取使用。

請參閱第一圖所示，本發明實施例包括有下列步驟：

Ａ.將一鋁基鍋具置入於一放電空間內。如第二圖所示，其係先將一待加工之鋁基鍋具（１）放入一放電槽（２）內，該放電槽（２）內係可充滿了一工作液（３），該工作液（３）係可為一煤油、一去離子水、一空氣或一酒精。

Ｂ.以該鋁基鍋具作為正極，另以一磁性材料作為負極。如第二圖所示，即利用該鋁基鍋具（１）形成為一放電時之正極，該鋁基鍋具（１）係可為一鋁合金炒鍋、一鋁合金平底鍋、一鋁合金湯鍋、一鋁合金壓力鍋或一鋁合金油炸鍋。又將另一磁性材料作為放電之耗材（４），該磁性材料係可為一鐵、一鈷或一鎳等具有導磁性之金屬，並使該耗材（４）形成為一放電時之負極。

Ｃ.使該鋁基鍋具與該磁性材料進行放電加工。係可使該正極之鋁基鍋具（１）與該負極之耗材（４）相對移動接近，而使該耗材（４）與該鋁基鍋具（１）之底部表面之間形成一極微小間隙。然後施予一電流，逐漸增加該正極之鋁基鍋具（１）與該負極之耗材（４）間的電位差，藉以突破放電屏障電壓，藉由電場形成一放電通路，使其產生放電加工之作用。即利用該鋁基鍋具（１）與該耗材（４）間的電壓差，產生放電現象。該放電施予之電流係為１５安培〔A〕至５０安培〔A〕之間，其脈衝時間則為１０微秒〔μs〕至２０００微秒〔μs〕之間，最佳的脈衝時間則為１００微秒〔μs〕至１２５０微秒〔μs〕之間。而衝擊係數〔Duty factor〕則為２５%至７５%之間，其次佳之衝擊係數則為３３%至６６%之間，而最佳之衝擊係數則為５０%。

Ｄ.於該鋁基鍋具之底部表面形成一導磁層。該耗材（４）與該鋁基鍋具（１）之間，因為受到放電時所產生之1000℃至10000℃之間的高溫作用，而會在該鋁基鍋具（１）之底部表面產生一高溫融熔狀態，使該鋁基鍋具（１）之底部表面形成有一融熔區。且該負極之耗材（４）因放電通路而會被融入該鋁基鍋具（１）底部表面之融熔區，即會產生一混合具磁性材料的融熔區。而再經過一急速冷卻程序，使該高溫融熔狀態之融熔區內之磁性材料與該鋁基鍋具所釋放出熱量，而會迅速冷卻形成一導磁層（５）〔如第三圖所示〕，利用該導磁層（５）可以使該鋁基鍋具（１）之底部可以具有一磁性。

Ｅ.對於該鋁基鍋具之導磁層進行表面處理。其係透過一研磨作業、一電鍍作業、一陽極處理作業或一微弧氧化作業，對於該鋁基鍋具（１）底部之導磁層（５）進行一表面處理，藉以修整該鋁基鍋具（１）之底部，使其可以保持美觀及平整。

本發明上述Ａ至Ｅ之製造步驟，僅需花費５～１０分鐘即可完成。並可達到節省工時、冷卻時間、成本、避免導磁層剝落及重量係輕於習知導磁鍋具等功效。本發明經由上述各個製作步驟，即可製造出一可吸收電磁波，以適合電磁爐加熱之鋁基鍋具（１），並且可以使其於電磁爐加熱時之溫度更為傳導均勻，進而節省加熱時之能源損耗。

又利用本發明上述步驟所製成之鋁基鍋具，經由電子微探分析儀（EPMA）以及掃描式電子顯微鏡裝配了數個波長分散式光譜儀（WDS）所照射取得之金相圖〔如第四圖所示〕，其中鐵、碳及鋁等成分之比例均勻分佈〔如第四圖中編號１至４所示〕，係可證明其確實可以產生一具有弱磁性之導磁層，而導磁層以外的部位〔如第四圖中編號５所示〕則仍不具有磁性。

又再經由X光繞射分析法〔XRD〕，如第五圖所示，係顯示出該導磁層中所含有之成分種類。另再配合第六圖所示，係為在不同脈衝時間下所製造出來的鋁基鍋具所測得之磁滯曲線。藉以可證明本發明上述製造方法，係確實可以於該鋁基鍋具之底部表面產生一具有弱磁性之導磁層。

惟，以上所述僅為本發明其中之一實施例，當不能以此限定本發明之申請專利保護範圍，舉凡依本發明之申請專利範圍及說明書內容所作之簡單的等效變化與替換，皆應仍屬於本發明申請專利範圍所涵蓋保護之範圍內。

（１）‧‧‧鋁基鍋具
（２）‧‧‧放電槽
（３）‧‧‧工作液
（４）‧‧‧耗材
（５）‧‧‧導磁層

[第一圖]係為本發明之操作步驟流程圖。

[第二圖]係為本發明將鋁基鍋具及磁性材料進行放電加工之示意圖。

[第三圖]係為本發明具有導磁層之鋁基鍋具的示意圖。

[第四圖]係為本發明利用EPMA-WDS對於鋁基鍋具進行掃描之金相圖。

[第五圖]係為本發明利用X光繞射分析法對於鋁基鍋具進行掃描之示意圖。

[第六圖]係為本發明對於鋁基鍋具進行磁滯曲線檢測之示意圖。

Claims (8)

1. 一種鋁基鍋具之導磁層加工方法，包括有： Ａ.將一鋁基鍋具置入於一放電空間內； Ｂ.以該鋁基鍋具作為正極，另以一磁性材料作為負極； Ｃ.使該鋁基鍋具與該磁性材料進行放電加工：使該鋁基鍋具與該耗材相對移動接近而形成一間隙，然後施予一電流，使其產生一放電加工之作用，該放電施予之電流係為１５安培〔A〕至５０安培〔A〕之間，其脈衝時間則為１０微秒〔μs〕至２０００微秒〔μs〕之間，而衝擊係數〔Duty factor〕則為２５%至７５%之間； Ｄ.於該鋁基鍋具之底部表面形成一導磁層：使該鋁基鍋具之底部表面形成一融熔區，該耗材則會被融入該融熔區，經過一急速冷卻程序，使該融熔區迅速冷卻形成一導磁層。
2. 如申請專利範圍第１項所述鋁基鍋具之導磁層加工方法，其中，該鋁基鍋具係為一鋁合金炒鍋、一鋁合金平底鍋、一鋁合金湯鍋、一鋁合金壓力鍋或一鋁合金油炸鍋。
3. 如申請專利範圍第１項所述鋁基鍋具之導磁層加工方法，其中，該磁性材料係為一鐵、一鈷或一鎳之金屬。
4. 如申請專利範圍第１項所述鋁基鍋具之導磁層加工方法，其中，最佳的脈衝時間則為１００微秒〔μs〕至１２５０微秒〔μs〕之間。
5. 如申請專利範圍第１項所述鋁基鍋具之導磁層加工方法，其中，次佳之衝擊係數則為３３%至６６%之間。
6. 如申請專利範圍第１項所述鋁基鍋具之導磁層加工方法，其中，最佳之衝擊係數則為５０%。
7. 如申請專利範圍第１項所述鋁基鍋具之導磁層加工方法，進一步包括有一步驟Ｅ.對於該鋁基鍋具之導磁層進行一表面處理。
8. 如申請專利範圍第７項所述鋁基鍋具之導磁層加工方法，該表面處理係透過一研磨作業、一電鍍作業、一陽極處理作業或一微弧氧化作業進行。