專利名稱：一種高耐磨的不粘炊具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種炊具的制作方法；尤其涉及一種高耐磨的鋁以及鋁合金的不粘炊具的制作方法；屬于日常用品的制作技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
炊具與人的生活息息相關(guān)，高檔一點的炊具大多數(shù)是不粘炊具。不粘炊具通常的做法是在基體表面上噴涂不粘涂料，然后經(jīng)過一定的溫度使涂料干燥覆蓋在基體的表面上。由于涂料是噴涂在基體的表面上，所以和基體的結(jié)合能力有限，為了增加涂料和基體的結(jié)合能力，有的在涂料的涂裝前采用噴砂的方法使基體的表面有一定的粗糙度來增加表面接觸面積來增加涂料和基體的結(jié)合能力；有的在涂料中加入膠合劑；通過以上這些方法制作而成的不粘炊具使用壽命都比較短，一般在1～2個月左右；有的不粘炊具在涂料中加金屬顆粒來增加炊具的耐磨性能；這些炊具在使用過程中很容易被其他金屬器破壞涂層，使得炊具喪失不粘性能；因此通過此類方法制成的不粘炊具在生活中難以得到大規(guī)模的應(yīng)用。
中國專利申請(93102199.5)涉及鋁鍋表面處理方法；該方法通過在鋁鍋表面用粗矽鋼砂、鋼珠和鋼絲粒經(jīng)噴嘴高壓沖擊，使其表面產(chǎn)生不規(guī)則、深淺不一的凹凸粗糙面；然后用硫酸、草酸或混合酸作硬質(zhì)陽極氧化皮膜處理；然后在包覆皮膜的不平表面上噴灑濁液氟素樹脂；然后加熱烘干，最后成型；采用該方法雖然能夠使鋁鍋具有良好的不粘性；但是該方法做成的不粘鍋涂料仍然涂覆在氧化膜的表面，無法承受其他金屬器具如鐵鏟、鐵勺和刀、叉等的長期高強度的磨損；雖然該方法在鋁鍋的表面用粗矽鋼砂、鋼珠和鋼絲粒經(jīng)噴嘴高壓沖擊造成的凹凸不平表面能增加一點表面積，對不粘鍋使用壽命有一點提高，但由于涂料還是涂覆在基材的表面，因此使用1～2個月后就會涂層脫落而失去不粘性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的方法制成的炊具不粘性能不長久、抗耐磨性能較差的缺陷；提出一種新型的高耐磨的不粘炊具的制作方法；利用該方法制作的炊具不僅具有很強的不粘性能，而且硬度高，耐磨性好，使用壽命長。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案得以實施的一種高耐磨的不粘炊具的制作方法，該方法包括以下步驟A、成型選用鋁材或鋁合金板材按照炊具的形狀加工成型為炊具半成品；并對其進行表面除油處理；B、陽極硬質(zhì)氧化將上述表面除油處理后的炊具半成品放入硫酸溶液中，在溫度為-10℃～5℃的條件下進行陽極硬質(zhì)氧化50分鐘～90分鐘；C、滲透將上述經(jīng)過陽極硬質(zhì)氧化后的炊具半成品放置在溫度為20℃～80℃的不粘溶液中5～20分鐘，使得不粘溶液中的不粘分子滲透入炊具半成品表面的孔隙中；D、封孔處理將上述經(jīng)過滲透處理后的炊具半成品進行封孔處理后即得高耐磨的不粘炊具。
本發(fā)明采用鋁材或鋁合金板材可以按照各種炊具(如鍋、盆、盤等等)的形狀進行加工成型為炊具半成品；然后通過表面處油處理，陽極氧化可以使炊具表面生成具有多孔性又有一定硬度、厚度的氧化膜如圖1和圖2所示，從圖2可以看出本發(fā)明形成的氧化膜像抽了芯的鉛筆，它們是開口形的氧化膜，膜的孔經(jīng)大小和孔的深度來比要小的多；不粘溶液中的不粘分子可以通過開口滲透進入氧化膜的孔隙中，由于某些不粘分子需要經(jīng)過一定的溫度固化，才能顯現(xiàn)它們的不粘性能；所以在本發(fā)明的滲透步驟中采用的溫度為20℃～90℃，而且不同顆粒大小的不粘分子滲透的速度不同，而在本發(fā)明的5～20分鐘時間內(nèi)，大部分的不粘分子都可以滲透進入氧化膜的孔隙中，上述不粘分子滲透進入氧化膜的孔隙中后，通過封孔處理后，不粘分子被固定在孔隙中，從而可以承受其他金屬器具如鐵鏟、鐵勺和刀、叉等的長期高強度的磨損。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步驟A中所述的表面除油處理的具體過程為把炊具的半成品放入溫度為50～90℃表面除油溶液中處理1～5分鐘；所述的表面除油溶液的配比為NaOH5～6g/L；Na2CO320～25g/L；Na3PO4·12H2O10～15g/L；其余為水。采用該表面除油處理方法可以將炊具表面的油污除凈，此外為了防止對炊具表面的腐蝕，而在表面除油溶液中加入十二水磷酸鈉、碳酸鈉作為緩蝕劑，但是如果緩蝕劑加入過多，油污就不能夠除凈，氧化出來的表面就不均勻，就會影響炊具表面的質(zhì)量。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步驟B中所述的硫酸溶液的濃度為100g/L～260g/L。如果硫酸溶液濃度低于100g/L，氧化膜硬度太差；如果硫酸溶液濃度高于260g/L，氧化膜就越致密，孔隙的孔徑就太小，不粘分子就不容易滲透進入到氧化膜的孔隙中去。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步驟B中陽極氧化所用的電流為直流電流，所述電流密度為2～4A/dm2，經(jīng)過陽極氧化處理后生成厚度為25～150μm的氧化膜。本發(fā)明中如果氧化膜的厚度低于25μm，氧化膜孔隙形成時就很淺，不粘分子滲透進入后易被破壞，那樣做成的產(chǎn)品就沒有不粘性能，且硬度不高，耐磨性能差，制作出來的炊具使用壽命就不長；而如果氧化膜的厚度高于150μm，那樣氧化膜就更致密，氧化膜孔隙的孔徑就太小，不粘分子就不易進入到孔隙中去，這樣制作成的炊具成品雖然有很強的耐磨性能，但是不粘性能就相對較差。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步驟C中所述的不粘溶液為四氟乙烯溶液或六氟乙烯，其濃度為50％～80％。本發(fā)明采用的不粘溶液如四氟乙烯、六氟乙烯等，具有不粘性能，不粘分子的微粒比較小，容易滲透進入到氧化膜中，不粘溶液的濃度低于50％或高于80％，都不利于不粘分子進入到氧化膜的孔隙中去。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，步驟D中所述的封孔處理的具體過程為將上述經(jīng)過滲透處理的炊具半成品放入95℃～100℃的去離子水中處理30～50分鐘，或?qū)⑸鲜鼋?jīng)過滲透處理的炊具半成品放入裝有100℃～110℃的水蒸氣的封閉容器中處理30～50分鐘，或?qū)⑸鲜鼋?jīng)過滲透處理的炊具半成品放入80℃～85℃的化學(xué)鎳鹽溶液中處理10～20分鐘。
在上述的高耐磨的不粘炊具的制作方法中，所述化學(xué)鎳鹽溶液的配比為硫酸鎳4～5g/L；醋酸鈉5～6g/L；硼酸5～6g/L，所述化學(xué)鎳鹽溶液的PH值為4.5～5.5。不管采用什么樣的方法來封孔，采用上述的封孔工藝可以封孔到位，從而使得不粘分子在氧化膜的孔隙中不容易析出來。
因此，本發(fā)明高耐磨的不粘炊具的制作方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明高耐磨的不粘炊具的制作方法以具有良好的導(dǎo)熱性能的鋁和鋁合金為基體材料，通過成型、陽極氧化、滲透和封孔處理后形成的炊具在使用過程中不易產(chǎn)生油煙；
2、本發(fā)明高耐磨的不粘炊具的制作方法經(jīng)過成型、陽極氧化、滲透和封孔處理后形成的炊具硬度可以達到HV400以上，炊具表面的摩擦系數(shù)很底，可以使用鐵鏟等工具，使用后基本不會磨損，延長了炊具的使用壽命。
3、本發(fā)明高耐磨的不粘炊具的制作方法制作過程中形成的氧化膜為多孔膜，在微孔中滲透不粘分子，該不粘分子是進入到氧化膜孔隙中，然后進行封孔處理制作成的炊具具有優(yōu)異的長久的不粘性能、即使用鐵鏟、鐵勺和刀、叉等金屬工具也不會對把不粘分子從孔內(nèi)鏟出，不粘使用壽命長。
4、本發(fā)明高耐磨的不粘炊具的制作方法制作過程中形成的氧化膜硬度高且氧化膜工藝跟隨性好，無論炊具本身的幾何形狀如何，都能被均勻的氧化，均勻的被不粘物質(zhì)滲透、均勻的封孔，不粘分子都能均勻的埋藏在氧化膜里面，結(jié)合力非常好，制作而成的炊具容易清洗。


圖1是本發(fā)明的制作方法形成的氧化膜的電子顯微圖；圖2是本發(fā)明的制作方法形成的氧化膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明；但本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1制作高耐磨的不粘鍋A、成型選用厚度為3mm的鋁合金板按照鍋的形狀加工成型為鍋半成品，然后將鍋半成品侵入到溫度為80℃的表面除油溶液中進行表面除油處理3分鐘；所述的表面除油溶液的配比為NaOH5g/L；Na2CO325g/L；Na3PO4·12H2O10g/L；其余為水。
B、陽極氧化將上述經(jīng)過表面除油處理后的鍋半成品放入濃度為180g/L硫酸溶液中的陽極電源，在電流密度為2A/dm2的直流電下，在溫度為5℃的條件下進行陽極氧化處理90min，形成具有孔隙厚度為25～150μm的氧化膜。
C、滲透將上述經(jīng)過陽極氧化處理鍋半成品放置在溫度為80℃，濃度為80％的四氟乙烯溶液中放置5分鐘，讓不粘分子四氟乙烯充分滲透入氧化膜的孔隙中；D、封孔處理將上述經(jīng)過滲透處理的鍋半成品放置在溫度為95℃的去離子水中封孔處理50min后，即得高耐磨的不粘鍋。
對上述制作而成的高耐磨的不粘鍋在耐磨損性能、使用壽命以及硬度在標準的不粘鍋耐磨測試儀檢測具體的檢測過程為先把鍋用清水洗凈，在不加任何油的情況下煎“太陽蛋”，雞蛋很容易被鏟子鏟出。冷卻后加1kg砝碼，底下墊3M百潔布，來回磨50次，然后進行不粘鍋的煎蛋試驗，雞蛋很容易被鏟子鏟出。
比較例1現(xiàn)有普通的不粘鍋，對其在耐磨損性能、使用壽命以及硬度在同樣的實驗中進行先把鍋用清水洗凈，在不加任何油的情況下煎“太陽蛋”，雞蛋很容易被鏟子鏟出。冷卻后加1kg砝碼，底下墊3M百潔布，來回磨50次，然后進行不粘鍋的煎蛋試驗，發(fā)現(xiàn)雞蛋粘在鍋上，很難鏟出來。
表1是實施例1的高耐磨的不粘鍋和比較例1的普通的不粘鍋在性能上的比較表1本發(fā)明的高耐磨的不粘鍋和比較例1的普通的不粘鍋性能比較

從表1可以看出，通過本發(fā)明高耐磨的不粘炊具制作方法制作的高耐磨的不粘鍋不僅具有很強的不粘性能，而且硬度高，耐磨性好。
實施例2制作高耐磨的不粘盤A、成型選用厚度為4mm的鋁板按照盤的形狀加工成型為盤半成品，然后將盤半成品侵入到溫度為50℃的表面除油溶液中進行表面除油處理5分鐘；所述的表面除油溶液的配比為NaOH6g/L；Na2CO320g/L；Na3PO4·12H2O15g/L；其余為水。
B、陽極氧化將上述經(jīng)過表面除油處理后的盤半成品放入濃度為180g/L硫酸溶液電源的陽極中，在電流密度為3A/dm2的直流電下，在溫度為0℃的條件下進行陽極氧化處理70min，形成具有孔隙厚度為25～150μm的氧化膜。
C、滲透將上述經(jīng)過陽極氧化處理盤半成品放置在溫度為50℃，濃度為60％的六氟乙烯溶液中放置10分鐘，讓不粘分子六氟乙烯充分滲透入氧化膜的孔隙中；D、封孔處理將上述經(jīng)過滲透處理的盤半成品放置裝有110℃的水蒸氣的封閉容器封孔處理30min后，即得高耐磨的不粘盤。
實施例3制作高耐磨的不粘盆A、成型選用厚度為3.5mm鋁片加工成型為盆半成品，然后對盆半成品進行表面除油處理；然后將盆半成品浸入到溫度為90℃的表面除油溶液中進行表面除油處理1分鐘；所述的表面除油溶液的配比為NaOH5g/L；Na2CO322g/L；Na3PO4·12H2O12g/L；其余為水。
B、陽極氧化將上述經(jīng)過表面除油處理后的盆半成品放入濃度為220g/L硫酸溶液電源的陽極中，在電流密度為4A/dm2的直流電源，在溫度為-10℃的條件下進行陽極氧化處理50min，形成具有孔隙厚度為25～150μm的氧化膜。
C、滲透將上述經(jīng)過陽極氧化處理盆半成品放置在溫度為20℃，濃度為50％的四氟乙烯溶液中放置20分鐘，讓不粘分子四氟乙烯充分滲透入氧化膜的孔隙中；
D、封孔處理將上述經(jīng)過滲透處理的盆半成品放置在配比為硫酸鎳4～5g/L；醋酸鈉5～6g/L；硼酸5～6g/L的PH值為4.5～5.5化學(xué)鎳鹽溶液在溫度為80℃～85℃的條件下封孔處理10～20分鐘即得高耐磨的不粘盆。
本發(fā)明中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
盡管對本發(fā)明已作出了詳細的說明并引證了一些具體實例，但是對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。
權(quán)利要求
1.一種高耐磨的不粘炊具的制作方法，該方法包括以下步驟A、成型選用鋁材或鋁合金板材按照炊具的形狀加工成型為炊具半成品；并對其進行表面除油處理；B、陽極硬質(zhì)氧化將上述表面除油處理后的炊具半成品放入硫酸溶液中，在溫度為-10℃～5℃的條件下進行陽極硬質(zhì)氧化50分鐘～90分鐘；C、滲透將上述經(jīng)過陽極硬質(zhì)氧化后的炊具半成品放置在溫度為20℃～80℃的不粘溶液中5～20分鐘，使得不粘溶液中的不粘分子滲透入炊具半成品表面的孔隙中；D、封孔處理將上述經(jīng)過滲透處理后的炊具半成品進行封孔處理后即得高耐磨的不粘炊具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步驟A中所述的表面除油處理的具體過程為把炊具的半成品放入溫度為50～90℃表面除油溶液中處理1～5分鐘；所述的表面除油溶液的配比為NaOH5～6g/L；Na2CO320～25g/L；Na3PO4·12H2O10～15g/L；其余為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步驟B中所述的硫酸溶液的濃度為100g/L～260g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步驟B中陽極氧化所用的電流為直流電流，所述電流密度為2～4A/dm2，經(jīng)過陽極氧化處理后生成厚度為25～150μm的氧化膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步驟C中所述的不粘溶液為四氟乙烯溶液或六氟乙烯，其濃度為50％～80％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，步驟D中所述的封孔處理的具體過程為將上述經(jīng)過滲透處理的炊具半成品放入95℃～100℃的去離子水中處理30～50分鐘，或?qū)⑸鲜鼋?jīng)過滲透處理的炊具半成品放入裝有100℃～110℃的水蒸氣的封閉容器中處理30～50分鐘，或?qū)⑸鲜鼋?jīng)過滲透處理的炊具半成品放入80℃～85℃的化學(xué)鎳鹽溶液中處理10～20分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高耐磨的不粘炊具的制作方法，其特征在于，所述化學(xué)鎳鹽溶液的配比為硫酸鎳4～5g/L；醋酸鈉5～6g/L；硼酸5～6g/L，所述化學(xué)鎳鹽溶液的PH值為4.5～5.5。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高耐磨的不粘炊具的制作方法，屬于日常用品的制作技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有技術(shù)方法制成的炊具存在的不粘性能不長久、抗耐磨性能較差的缺陷。本高耐磨的不粘炊具的制作方法，該方法包括以下步驟A.成型；B.陽極硬質(zhì)氧化；C.滲透；D.封孔處理。利用本發(fā)明方法制作的炊具不僅具有不粘性能強、硬度高、耐磨性好、使用壽命長的優(yōu)點；而且在使用過程中不易產(chǎn)生油煙、容易清洗。
文檔編號A47J27/00GK101019742SQ200710038349
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月23日
發(fā)明者嚴衛(wèi)星 申請人:嚴衛(wèi)星, 游亦長