專利名稱：新型不銹鋼覆銅炊具及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型不銹鋼覆銅炊具及其制備方法，更確切地說，本發(fā)明是在普通不銹鋼炊具外表面通過電化學(xué)覆銅工藝制成的一種新型不銹鋼覆銅炊具，屬于不銹鋼制品表面處理領(lǐng)域。
隨著人民生活水平的提高，不銹鋼炊具以其特有的美觀、高雅、耐酸、耐堿、耐磨損性能開始取代傳統(tǒng)的鑄鐵、鋁制品、搪瓷制品，然而受不銹鋼材料熱傳導(dǎo)性能差的限制，制成的不銹鋼炊具用作炒鍋、飯鍋，常常會(huì)使被煮食物局部受高溫而粘底、焦化。一則破壞食物營(yíng)養(yǎng)，二則鍋底因焦化粘底而產(chǎn)生難以清除的黑色氧化斑，破壞炊具的外觀。為解決上述問題，目前國(guó)內(nèi)外常用以下兩種方法，一是化學(xué)方法，即在炊具內(nèi)表面涂覆一薄層不粘底的特氟龍材料；其二為物理方法，即利用專用沖壓設(shè)備將2～3毫米厚的銅板或鋁板與炊具外底部高溫沖壓而成(稱為單復(fù)底不銹鋼炊具)或在銅板、鋁板外側(cè)再包覆一層不銹鋼皮(稱為雙復(fù)底不銹鋼炊具)。這兩種方法的缺陷在于，前者使用時(shí)需配備專用木鏟，以防特氟龍涂層破損，并且炊具不允許干燒，以防特氟龍涂層高溫分解放出有毒氣體；而后者在高溫沖壓復(fù)底時(shí)往往會(huì)使銅板或鋁板與炊具底部個(gè)別區(qū)域結(jié)合不緊密，從而產(chǎn)生空氣夾層，影響熱傳導(dǎo)，嚴(yán)重時(shí)夾層內(nèi)空氣受熱膨脹，使炊具變形或復(fù)底層脫落，導(dǎo)致炊具報(bào)廢，而且用此法生產(chǎn)設(shè)備投資大(約20萬人民幣)，產(chǎn)品自重大。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的不銹鋼覆銅炊具及其制備方法，具體地說是在普通不銹鋼炊具的外表面(接近熱源面)通過電化學(xué)覆銅工藝制成。本發(fā)明提供的不銹鋼覆銅炊具是由不銹鋼炊具、非鍍面保護(hù)、金屬鎳中間層及鏡面光亮紫銅外層四部分組成，其中金屬鎳中間層厚度為1～3微米，全光亮鏡面紫銅外層厚度為150～200微米。具體的制備方法是先對(duì)不銹鋼炊具內(nèi)外表面進(jìn)行化學(xué)脫脂，然后進(jìn)行非鍍面保護(hù)，接著采用電化學(xué)工藝活化待鍍表面和鍍鎳，最后電沉積全光亮鏡面紫銅。該方法主要包括五個(gè)步驟1.不銹鋼炊具內(nèi)外表面化學(xué)脫脂，以除去炊具表面機(jī)加工留下的有機(jī)和無機(jī)附著物。具體方法是將炊具浸泡在60～70℃的化學(xué)除油液中10分鐘進(jìn)行脫脂處理?；瘜W(xué)除油液的組分如下氫氧化鈉(NaOH) 20～30克/升磷酸鈉(Na3PO4) 30～40克/升硅酸鈉(Na2SiO3)20～30克/升X-10乳化劑 2～3克/升2.用可剝漆對(duì)不銹鋼炊具非鍍面進(jìn)行絕緣保護(hù)，可剝漆為丙烯酸樹脂或過氧乙烯樹脂，通常在內(nèi)外表面均涂覆三遍，待干后用刀片割除需鍍銅區(qū)域的可剝漆。
3.在25～30℃下，將待鍍面進(jìn)行活化與鍍鎳處理，活化與鍍鎳溶液組分如下氯化鎳 250～300克/升鹽酸 25～30毫升/升其方法是先通陽(yáng)極電流活化不銹鋼表面，然后換相通陰極電流鍍1～3微米金屬鎳，電流密度為2A/dm2。
4.電沉積覆銅將活化和鍍鎳處理后的炊具吊掛在20～30℃的酸性全光亮鍍銅溶液中處理2～3小時(shí)。酸性鍍銅溶液的組分是硫酸銅(CuSO4·5H2O) 200～250克/升硫酸(H2SO4) 50克/升光亮劑 2～3毫升/升電流密度2～6A/dm25.剝?nèi)タ蓜兤?，并清洗，化學(xué)鈍化，干燥?；瘜W(xué)鈍化溶液組分鉻酸 250～350克/升。
鈍化時(shí)間 30秒用本發(fā)明提供的方法制成的不銹鋼覆銅炊具其優(yōu)點(diǎn)在于1.覆銅層與炊具外底部結(jié)合良好。覆底紫銅層賦予不銹鋼覆銅炊具良好的傳熱性能，使燒煮的食物均勻受熱，不粘底，不焦化。同時(shí)，紫銅厚度僅150～200微米，用它制成的炊具其自重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于用2～3毫米銅板或鋁板沖壓制成的同類產(chǎn)品，使用極為輕便。
2.由于本方法采用傳統(tǒng)的直流電沉積工藝，因而投資小，加工成本低，而且不受炊具底部面積與形狀的限制。
3.由于本發(fā)明是在炊具外底面覆光亮鏡面銅，除了在燒煮食物時(shí)無污染產(chǎn)生，保證食物衛(wèi)生外，在外觀上也為銀白色的不銹鋼炊具畫龍點(diǎn)睛，增添光彩。
用本工藝制作的不銹鋼覆銅炊具的結(jié)構(gòu)如附圖所示，其中

圖1是平底不銹鋼覆銅鍋，圖2為不銹鋼覆銅炒菜鍋。圖中11和21分別為兩種形狀的不銹鋼鍋體；12和22分別為金屬鎳中間層，厚度為1～3微米；13和23分別為全光亮紫銅層，厚度為150～200微米。
下面結(jié)合兩個(gè)實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)實(shí)例1將市售的開口直徑為32厘米的不銹鋼炒菜鍋浸泡在60～70℃的化學(xué)除油液中進(jìn)行脫脂處理，以除去表面的有機(jī)和無機(jī)附著物，十分鐘后取出，用水清洗并烘干；然后用可剝漆涂料均勻刷涂?jī)?nèi)外表面(三遍)，漆干后，用刀片在鍋底部中央割除φ200毫米范圍內(nèi)的可剝漆；在25～30℃的活化與鍍鎳溶液中，先通陽(yáng)極電流活化不銹鋼表面，然后換相通陰極電流鍍1～3微米金屬鎳，最后在25℃全光亮酸性鍍銅液中鍍銅。全光亮酸性鍍銅溶液組分及工藝條件如下硫酸銅(CuSO4·5H2O) 200克/升硫酸(H2SO4) 50克/升光亮劑 2毫升/升電流密度 4A/dm2電鍍時(shí)間 3小時(shí)為防止紫銅層變色，將鍍銅后的炒菜鍋清洗后浸人250克/升的鉻酸溶液中鈍化30秒，水洗后烘干并剝?nèi)ニ械目蓜兤釋印?br> 通過上述處理，不銹鋼炒菜鍋即覆上了一層與鍋底結(jié)合牢固的光亮紫銅外層，該層厚度為0.15毫米。實(shí)例2將市售的高度為18厘米的不銹鋼平底鍋浸泡在60～70℃的化學(xué)除油液中進(jìn)行脫脂處理，以除去表面的有機(jī)和無機(jī)附著物，十分鐘后取出，用水清洗并烘干；然后用可剝漆涂料均勻刷涂?jī)?nèi)外表面(三遍)，漆干后，用刀片將距底部平面2厘米處以下的外側(cè)面及底面的可剝漆割除；在25～30℃的活化與鍍鎳溶液中，先通陽(yáng)極電流活化不銹鋼表面，然后換相通陰極電流鍍1～3微米金屬鎳，最后在25℃全光亮酸性鍍銅液中鍍銅。全光亮酸性鍍銅溶液組分及工藝條件如下硫酸銅(CuSO4·5H2O) 200克/升硫酸(H2SO4)50克/升光亮劑 3毫升/升電流密度 6A/dm2電鍍時(shí)間 2小時(shí)為防止銅層變色，將鍍銅后的炒菜鍋清洗后浸人300克/升的鉻酸溶液中鈍化30秒，水洗后烘干并剝?nèi)ニ械目蓜兤釋印?br> 通過上述處理，不銹鋼炒菜鍋即覆上了一層與鍋底結(jié)合牢固的光亮紫銅外層，該層厚度為0.18毫米。
以上兩種不銹鋼覆銅炊具美觀、輕巧、實(shí)用，在煤氣灶上燒煮食物，效果與市售機(jī)械單覆底鍋、雙覆底鍋及特氟龍不粘鍋等同，食物不粘底，不焦化。
權(quán)利要求
1.一種新型不銹鋼覆銅炊具及其制備方法，其特征在于a.新型不銹鋼覆銅炊具由不銹鋼炊具、非鍍面保護(hù)、金屬鎳中間層、鏡面光亮紫銅外層四部分組成。b.制備方法是先對(duì)不銹鋼炊具內(nèi)外表面進(jìn)行化學(xué)脫脂，然后進(jìn)行非鍍面保護(hù)，接著采用電化學(xué)工藝活化待鍍表面和鍍鎳，最后電沉積全光亮鏡面紫銅以及剝?nèi)タ蓜兤?、清洗、化學(xué)鈍化。
2.按權(quán)利要求1所述的一種新型不銹鋼覆銅炊具及制備方法，其特征在于所述的金屬鎳中間層厚度為1～3微米，全光亮鏡面紫銅外層厚度150～200微米。
3.按權(quán)利要求1所述的一種新型不銹鋼覆銅炊具及制備方法，其特征在于所述的對(duì)不銹鋼炊具內(nèi)外表面進(jìn)行化學(xué)脫脂是將炊具浸泡在60～70℃的化學(xué)除油液中10分鐘進(jìn)行脫脂處理。
4.按權(quán)利要求1所述的一種新型不銹鋼覆銅炊具及制備方法，其特征在于所述的非鍍面保護(hù)是用可剝漆(丙烯酸樹脂或過氧乙烯樹脂)內(nèi)外涂覆三遍，待干后用刀片割除需鍍銅區(qū)域的可剝漆。
5.按權(quán)利要求1所述的一種新型不銹鋼覆銅炊具及制備方法，其特征在于所述的采用電化學(xué)工藝活化待鍍表面和鍍鎳是將經(jīng)過絕緣保護(hù)的不銹鋼炊具置于25～30℃的氯化鎳和鹽酸溶液中進(jìn)行活化與鍍鎳處理?；罨c鍍鎳溶液組分是氯化鎳(NiCl2) 250～300克/升鹽酸(HCl) 25～30毫升/升電流密度 2A/dm2
6.按權(quán)利要求1所述的一種新型不銹鋼覆銅炊具及制備方法，其特征在于所述的電沉積全光亮鏡面紫銅是將活化與鍍鎳處理后的炊具吊掛在20～30℃的酸性全光亮鍍銅溶液中，鍍2～3小時(shí)。酸性鍍銅溶液組分是硫酸銅(CuSO4·5H2O) 200～250克/升硫酸(H2SO4) 50克/升光亮添加劑 2～3毫升/升電流密度2～6A/dm2
7.按權(quán)利要求1所述的一種新型不銹鋼覆銅炊具及制備方法，其特征在于所述的化學(xué)鈍化溶液組分為鉻酸(CrO3)250～350克/升鈍化時(shí)間 30秒
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型不銹鋼覆銅炊具及其制備方法,更確切地說,涉及不銹鋼炊具外底部的表面處理,屬于不銹鋼制品表面處理領(lǐng)域。覆銅炊具由不銹鋼炊具、非鍍面保護(hù)、金屬鎳中間層、鏡面光亮紫銅外層四部分組成。該方法先對(duì)不銹鋼炊具進(jìn)行化學(xué)脫脂,然后進(jìn)行非鍍面保護(hù),接著采用電化學(xué)手段活化鍍覆表面,最后電沉積全光亮鏡面紫銅,用該方法制成的不銹鋼覆銅炊具美觀、輕巧、實(shí)用、燃煮食物不粘底,食物不焦化。
文檔編號(hào)A47J36/02GK1187330SQ9710670
公開日1998年7月15日 申請(qǐng)日期1997年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月11日
發(fā)明者趙榮根, 夏天然, 華雪榮, 李明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所