阅读说明：本技术 制备锅具的系统和方法以及锅具 (System and method for preparing pot and pot ) 是由 曹达华 陈炜杰 万鹏 黄宇华 于 2018-11-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了制备锅具的系统和方法以及锅具。其中,制备锅具的系统包括：混料装置,其适于将准晶粉体与添加剂混合,以便得到混合物料；压制装置,其与所述混料装置相连,且适于将所述混合物料施加到锅体的内表面,以便在所述锅体的内表面形成准晶层；烧结装置,其与所述压制装置相连,且适于对所述形成有准晶层的锅体进行烧结处理,以便得到所述锅具。该系统通过粉末冶金的工艺在锅具锅体的内表面形成准晶层,可显著提高锅具的表面性能。(The invention discloses a system and a method for preparing a pot and the pot. Wherein, the system of preparation pan includes: the mixing device is suitable for mixing the quasicrystal powder with the additive so as to obtain a mixed material; a pressing device connected with the mixing device and suitable for applying the mixed materials to the inner surface of the pan body so as to form a quasi-crystal layer on the inner surface of the pan body; and the sintering device is connected with the pressing device and is suitable for sintering the pot body with the quasi-crystal layer so as to obtain the pot. The system forms a quasi-crystal layer on the inner surface of the pot body through the powder metallurgy process, and can obviously improve the surface performance of the pot.)

制备锅具的系统和方法以及锅具

技术领域

本发明涉及烹饪器具领域，具体而言，本发明涉及制备锅具的系统和方法以及锅具。

背景技术

常见的不粘涂层包括聚PTFE涂层、PFA涂层、PEEK涂层、陶瓷涂层等，PEEK、PTFE和PFA涂层等有机涂层因具有优异的化学热稳定性、自润滑(不粘)性能，而在炊具、饭煲内胆表面以及各种易清洁场合得到了广泛的应用。

然而，现有的锅具及制备锅具的手段层仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明对以下事实和问题的发现而提出的：

发明人在对锅具内表面涂层的研究中发现，现有的PTFE、PFA等有机涂层存在硬度不高、附着力低等缺陷，非常容易被硬物刮擦而导致涂层划伤，从而裸露出涂层原本覆盖的基材，在使用中易导致基材中的有害金属(例如铝等)逸出，妨害用户的身体健康。而陶瓷涂层容易水解，涂层不粘性能往往随着使用次数的增多而降低。

准晶材料是一种具有低表面能特性的材料，同时还具有硬度大、摩擦系数低、耐磨损和耐腐蚀等特性，这使得准晶材料具有替代现有不粘涂层的潜力。尤其是Al-Cu-Fe系准晶合金，其表面能介于不锈钢和聚四氟乙烯之间，比聚四氟乙烯略大25％左右；并且在准晶合金中加入Cr及Ti等元素后，可进一步降低准晶合金的晶间腐蚀倾向，从而使其耐腐蚀性能进一步提高。

鉴于此，本发明提出制备锅具的系统和方法以及锅具。该系统通过粉末冶金的工艺在锅具锅体的内表面形成准晶层，可显著提高锅具的表面性能。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备锅具的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：混料装置，所述混料装置适于将准晶粉体与添加剂混合，以便得到混合物料；压制装置，所述压制装置与所述混料装置相连，且适于将所述混合物料施加到锅体的内表面，以便在所述锅体的内表面形成准晶层；烧结装置，所述烧结装置与所述压制装置相连，且适于对所述形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到所述锅具。

根据本发明实施例的制备锅具的系统，首先利用混料装置将准晶粉体与添加剂进行混合，添加剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模，并进一步提高准晶粉体的流动性能。进而利用压制装置对锅具的锅体进行压制，将包括准晶粉体、添加剂的混合物料施加到锅体的内表面，在锅体内表面形成准晶层。利用烧结装置对形成有准晶层的锅体进行烧结处理，准晶层中的准晶粉体颗粒通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，进一步提高准晶层烧结体的强度和密度，从而进一步提高锅体内表面的表面性能。由此，根据本发明实施例的制备锅具的系统，通过粉末冶金的工艺在锅具锅体的内表面形成准晶层，可显著提高锅具的表面性能。

另外，根据本发明上述实施例的制备锅具的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述系统进一步包括：预烧装置，所述预烧装置设置在所述压制装置和所述烧结装置之间，且适于在所述烧结处理之前，对所述形成有准晶层的锅体进行预烧。

在本发明的一些实施例中，所述系统进一步包括：抛光装置，所述抛光装置与所述烧结装置相连，且适于对所述锅具进行抛光处理。

在本发明的一些实施例中，所述系统进一步包括：筛分装置，所述筛分装置与所述混料装置相连，且适于将准晶合金粉进行筛分处理，以便得到所述准晶粉体。

在本发明的一些实施例中，所述系统进一步包括：熔炼装置，所述熔炼装置适于将含有铝材、铜材、铁材、铬材至少之一的混合物进行熔炼处理，以便得到准晶合金锭；制粉装置，所述制粉装置与所述熔炼装置和所述混料装置相连，且适于将所述准晶合金锭进行制粉处理，以便得到所述准晶粉体。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用上述实施例的制备锅具的系统制备锅具的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将准晶粉体和添加剂供给至混料装置中进行混合，以便得到混合物料；(2)利用压制装置对锅体进行压制，将所述混合物料施加到锅体的内表面，以便在所述锅体的内表面形成准晶层；(3)将所述形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到所述锅具。

根据本发明实施例的制备锅具的方法，首先利用混料装置将准晶粉体与添加剂进行混合，添加剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模，并可以进一步提高准晶粉体的流动性能。进而利用压制装置对锅具的锅体进行压制，将包括准晶粉体、添加剂的混合物料施加到锅体的内表面，在锅体内表面形成准晶层。利用烧结装置对形成有准晶层的锅体进行烧结处理，准晶层中的准晶粉体颗粒通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，进一步提高准晶层烧结体的强度和密度，从而进一步提高锅体内表面的表面性能。由此，根据本发明实施例的制备锅具的方法，通过粉末冶金的工艺在锅具锅体的内表面形成准晶层，可显著提高锅具的表面性能。

另外，根据本发明上述实施例的制备锅具的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述准晶粉体由准晶合金锭经制粉处理制备得到。

在本发明的一些实施例中，所述准晶合金锭通过对含有铝材、铜材、铁材、铬材至少之一的混合物进行熔炼处理形成。

在本发明的一些实施例中，所述混合物中铝、铜、铁和铬的原子百分比为：60～70％的铝，10～25％的铜，5～15％的铁，5～15％的铬。

在本发明的一些实施例中，所述铝材为纯铝，所述铜材为纯铜，所述铁材为纯铁，所述铬材为纯铬或者铬钛合金。

在本发明的一些实施例中，所述添加剂包括润滑剂和粘结剂。

在本发明的一些实施例中，所述润滑剂和所述粘结剂分别独立地选自硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸、石蜡和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，所述粘结剂的添加量为所述准晶粉体的0.2～1.0wt％。

在本发明的一些实施例中，所述压制的温度为90～150℃，压制力为400～850MPa。

在本发明的一些实施例中，在步骤(3)之前进一步包括：将形成有准晶层的锅体供给至预烧装置中进行预烧。

在本发明的一些实施例中，所述预烧的条件包括：在氢气气氛中，升温至400～450℃，保温20min；升温至600～650℃，保温10～60min，其中，升温速率为5℃/min。

在本发明的一些实施例中，所述烧结处理在惰性气氛或真空中进行，所述烧结处理的温度为700～1000℃

在本发明的一些实施例中，所述烧结处理的条件包括：升温至150～250℃，保温20min；升温至350～450℃，保温10min；升温至700～1000℃，保温30min。

在本发明的一些实施例中，在步骤(4)之后进一步包括：对所述锅具进行抛光处理。

在本发明的一些实施例中，在步骤(1)之前进一步包括：对准晶合金粉进行筛分处理，以便得到所述准晶粉体。

在本发明的一些实施例中，所述准晶粉体中至少90％颗粒的粒径不大于180μm。

在本发明的再一方面，本发明提出了一种锅具。根据本发明的实施例，该锅具是由上述实施例的系统或者上述实施例的方法制备得到的。

根据本发明实施例的锅具，其内表面具有通过粉末冶金工艺形成的准晶层，具有优异的表面性能，且不存在涂层脱落的问题，使用体验更佳。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的制备锅具的系统结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的制备锅具的系统结构示意图；

图3是根据本发明又一个实施例的制备锅具的系统结构示意图；

图4是根据本发明又一个实施例的制备锅具的系统结构示意图；

图5是根据本发明又一个实施例的制备锅具的系统结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的制备锅具的方法流程示意图；

图7是根据本发明再一个实施例的制备锅具的方法流程示意图；

图8是根据本发明又一个实施例的制备锅具的方法流程示意图；

图9是根据本发明又一个实施例的制备锅具的方法流程示意图；

图10是根据本发明又一个实施例的制备锅具的方法流程示意图；

图11是根据本发明一个实施例的烧结处理温度曲线图；

图12是根据本发明一个实施例的锅体准晶层表面形貌图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

发明人在对锅具内表面涂层的研究中发现，现有的PTFE、PFA等有机涂层存在硬度不高、附着力低等缺陷，非常容易被硬物刮擦而导致涂层划伤，从而裸露出涂层原本覆盖的基材，在使用中易导致基材中的有害金属(例如铝等)逸出，妨害用户的身体健康。而陶瓷涂层容易水解，涂层不粘性能往往随着使用次数的增多而降低。

准晶材料是一种具有低表面能特性的材料，同时还具有硬度大、摩擦系数低、耐磨损和耐腐蚀等特性，这使得准晶材料具有替代现有不粘涂层的潜力。尤其是Al-Cu-Fe系准晶合金，其表面能介于不锈钢和聚四氟乙烯之间，比聚四氟乙烯略大25％左右；并且在准晶合金中加入Cr及Ti等元素后，可进一步降低准晶合金的晶间腐蚀倾向，从而使其耐腐蚀性能进一步提高。

鉴于此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备锅具的系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：混料装置100、压制装置200、和烧结装置300。其中，混料装置100适于将准晶粉体与添加剂混合，以便得到混合物料；压制装置200与混料装置100相连，且适于将混合物料施加到锅体的内表面，以便在锅体的内表面形成准晶层；烧结装置300与压制装置200相连，且适于对形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到锅具。

根据本发明实施例的制备锅具的系统，首先利用混料装置将准晶粉体与添加剂进行混合，添加剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模，并可以进一步提高准晶粉体的流动性能。进而利用压制装置对锅具的锅体进行压制，将包括准晶粉体、添加剂的混合物料施加到锅体的内表面，在锅体内表面形成准晶层。利用烧结装置对形成有准晶层的锅体进行烧结处理，可准晶层中的准晶粉体颗粒通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，进一步提高准晶层烧结体的强度和密度，从而进一步提高锅体内表面的表面性能(例如硬度高、摩擦系数低、耐磨损、耐腐蚀等)。由此，根据本发明实施例的制备锅具的系统，通过粉末冶金的工艺在锅具锅体的内表面形成准晶层，可显著提高锅具的表面性能。

下面进一步参考图1～5对根据本发明实施例的制备锅具的系统进行详细描述：

根据本发明的实施例，混料装置100适于将准晶粉体与添加剂混合，以便得到混合物料。润滑剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模；而粘结剂可以进一步提高准晶粉体的流动性能。

根据本发明的实施例，添加剂可包括润滑剂和粘结剂。根据本发明的实施例，上述润滑剂和粘结剂的种类并不受特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的粉末冶金工艺的润滑剂和粘结剂。根据本发明的优选实施例，上述润滑剂和粘结剂可以分别独立地选自硬脂酸锌(ZnSt)、硬脂酸锂、硬脂酸、石蜡和乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)中的至少之一。由此，可进一步提高混合物料的流动性，使其在后续工艺中更易于压制和脱模。需要说明的是，硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸、石蜡和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少之一兼具润滑剂和粘结剂的功能，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本发明的一个具体实施例，粘结剂的添加量为准晶粉体的0.2～1.0wt％，例如0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％或1.0wt％，并通过搅拌的方式与准晶粉体充分混合。

根据本发明的实施例，压制装置200与混料装置100相连，且适于将混合物料施加到锅体的内表面，以便在锅体的内表面形成准晶层。

根据本发明的实施例，可在适当加温的条件的下对锅体进行压制，压制的温度可以为90～150℃，例如90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。压制力可以为400～850MPa，例如400MPa、450MPa、500MPa、550MPa、600MPa、650MPa、700MPa、750MPa、800MPa或850MPa。由此，可进一步有利于利用混合物料在锅体的内表面形成准晶层。

根据本发明的实施例，烧结装置300与压制装置200相连，且适于对形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到锅具。通过烧结处理，可将原本机械混合的准晶粉体颗粒在烧结温度下通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，实现提高烧结体强度和密度的目的。

根据本发明的实施例，上述烧结处理可在惰性气氛(例如氮气气氛、氩气气氛)或真空中进行，烧结处理的温度为700～1000℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃。由此，可进一步有利于准晶粉体颗粒间的结合，从而进一步提高准晶层的表面性能。

根据本发明的实施例，烧结处理的条件可包括：升温至150～250℃，例如150℃、170℃、190℃、210℃、230℃或250℃，保温20min；升温至350～450℃，例如350℃、370℃、390℃、410℃、430℃或450℃，保温10min；升温至700～1000℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃，保温30min。由此，可进一步有利于准晶粉体颗粒间的结合，从而进一步提高准晶层的表面性能。

根据本发明的实施例，参考图2，本发明的制备锅具的系统进一步包括：预烧装置400。预烧装置设置400在压制装置200和烧结装置300之间，且适于在烧结处理之前，对形成有准晶层的锅体进行预烧。通过对形成有准晶层的锅体进行预烧，可以有效地排除压坯中的至少一部分润滑剂和/或粘结剂。

根据本发明的实施例，上述预烧的条件包括：在氢气气氛中，以5℃/min的升温速率，升温至400～450℃，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃，保温20min，由此，在高于润滑剂和/或粘结剂的温度下进行预烧，可使润滑剂和/或粘结剂易于发生热分解，达到烧除的目的；进而，升温至600～650℃，例如600℃、610℃、620℃、630℃、640℃或650℃，保温10～60min，例如10min、20min、30min、40min、50min或60min，由此，可有效地消除准晶粉体颗粒表面的氧化物，进一步有利于准晶层表面性能的提高。

根据本发明的一个具体实施例，上述预烧可通过将压坯置于铝丝电阻炉中进行。

根据本发明的实施例，参考图3，本发明的制备锅具的系统进一步包括：抛光装置500。抛光装置500与400烧结装置相连，且适于对锅具进行抛光处理。根据本发明的实施例，通过对锅具进行抛光，所得准晶层的光洁度在Ra＝0.08～1.25μm，由此，可进一步提高准晶层的外观。

根据本发明的实施例，参考图4，本发明的制备锅具的系统进一步包括：筛分装置600。筛分装置600与混料装置100相连，且适于将准晶合金粉进行筛分处理，以便得到准晶粉体。

根据本发明的实施例，在筛分得到准晶粉体中，至少90％颗粒的粒径不大于180μm。由此，将上述粒度的准晶粉体用于形成准晶层，可有效降低所得准晶层的表面粗糙度，并提高准晶层的表面性能。而如果准晶粉体的粒度过大，则会增加准晶层的表面粗糙度，导致所得准晶层孔隙率过大、粗糙度过高，由于孔隙的毛细作用会使水滴平铺在涂层表面，降低疏水角，从而导致准晶层的不粘性能下降。

根据本发明的实施例，参考图5，本发明的制备锅具的系统进一步包括：熔炼装置700和制粉装置800。熔炼装置700适于将含有铝材、铜材、铁材、铬材至少之一的混合物进行熔炼处理，以便得到准晶合金锭；制粉装置800与熔炼装置700和混料装置100相连，且适于将准晶合金锭进行制粉处理，以便得到准晶粉体。

根据本发明的实施例，熔炼装置700可以为中频感应炉，制粉装置800可以为雾化制粉装置。

根据本发明的实施例，上述准晶合金锭通过对含有铝材、铜材、铁材、铬材至少之一的混合物进行熔炼处理形成。由此，得到的准晶合金锭更适于后续形成准晶层。

根据本发明的实施例，上述混合物中铝、铜、铁和铬的原子百分比为：60～70％的铝，10～25％的铜，5～15％的铁，5～15％的铬。由此，可以使得获得的准晶层中准晶含量较高。

根据本发明的实施例，上述铝材为纯铝，铜材为纯铜，铁材为纯铁，铬材为纯铬或者铬钛合金。发明人发现，通过采用铬钛合金作为铬材用于制备准晶合金锭，也即是说，在准晶中加入适量的钛元素，可以进一步降低准晶合金的晶间腐蚀倾向，从而使其耐腐蚀性能进一步提高。根据本发明的实施例，上述铝材、铜材、铁材和铬材均可采用通过市购获得的常规产品。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用上述实施例的制备锅具的系统制备锅具的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将准晶粉体和添加剂供给至混料装置中进行混合，以便得到混合物料；(2)利用压制装置对锅体进行压制，将混合物料施加到锅体的内表面，以便在锅体的内表面形成准晶层；(3)将形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到锅具。

根据本发明实施例的制备锅具的方法，首先利用混料装置将准晶粉体与添加剂进行混合，添加剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模，并可以进一步提高准晶粉体的流动性能。进而利用压制装置对锅具的锅体进行压制，将包括准晶粉体、添加剂的混合物料施加到锅体的内表面，在锅体内表面形成准晶层。预烧烧除至少一部分润滑剂和/或粘结剂后，利用烧结装置对预烧的形成有准晶层的锅体进行烧结处理，可准晶层中的准晶粉体颗粒通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，进一步提高准晶层烧结体的强度和密度，从而进一步提高锅体内表面的表面性能。由此，根据本发明实施例的制备锅具的方法，通过粉末冶金的工艺在锅具锅体的内表面形成准晶层，可显著提高锅具的表面性能。

下面进一步参考图6～10对根据本发明实施例的制备锅具的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：原料混合

该步骤中，将准晶粉体、添加剂供给至混料装置中进行混合，以便得到混合物料。润滑剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模；而粘结剂可以进一步提高准晶粉体的流动性能。

根据本发明的实施例，添加剂可包括润滑剂和粘结剂。根据本发明的实施例，上述润滑剂和粘结剂的种类并不受特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的粉末冶金工艺的润滑剂和粘结剂。根据本发明的优选实施例，上述润滑剂和粘结剂可以分别独立地选自硬脂酸锌(ZnSt)、硬脂酸锂、硬脂酸、石蜡和乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)中的至少之一。由此，可进一步提高混合物料的流动性，使其在后续工艺中更易于压制和脱模。需要说明的是，硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸、石蜡和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少之一兼具润滑剂和粘结剂的功能，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本发明的一个具体实施例，粘结剂的添加量为准晶粉体的0.2～1.0wt％，例如0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％或1.0wt％，并通过搅拌的方式与准晶粉体充分混合。

S200：锅体压制

该步骤中，利用压制装置对锅体进行压制，将混合物料施加到锅体的内表面，以便在锅体的内表面形成准晶层。

根据本发明的实施例，可在适当加温的条件的下对锅体进行压制，压制的温度可以为90～150℃，例如90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。压制力可以为400～850MPa，例如400MPa、450MPa、500MPa、550MPa、600MPa、650MPa、700MPa、750MPa、800MPa或850MPa。由此，可进一步有利于利用混合物料在锅体的内表面形成准晶层。

S300：烧结处理

该步骤中，将形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到锅具。通过烧结处理，可将原本机械混合的准晶粉体颗粒在烧结温度下通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，实现提高烧结体强度和密度的目的。

根据本发明的实施例，上述烧结处理可在惰性气氛(例如氮气气氛、氩气气氛)或真空中进行，烧结处理的温度为700～1000℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃。由此，可进一步有利于准晶粉体颗粒间的结合，从而进一步提高准晶层的表面性能。

根据本发明的实施例，烧结处理的条件可包括：升温至150～250℃，例如150℃、170℃、190℃、210℃、230℃或250℃，保温20min；升温至350～450℃，例如350℃、370℃、390℃、410℃、430℃或450℃，保温10min；升温至700～1000℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃，保温30min。由此，可进一步有利于准晶粉体颗粒间的结合，从而进一步提高准晶层的表面性能。

根据本发明的实施例，参考图7，本发明的制备锅具的方法在S300之前进一步包括：

S400：预烧

该步骤中，将形成有准晶层的锅体供给至预烧装置中进行预烧。通过对形成有准晶层的锅体进行预烧，可以有效地排除压坯中的至少一部分润滑剂和/或粘结剂。

根据本发明的实施例，上述预烧的条件包括：在氢气气氛中，以5℃/min的升温速率，升温至400～450℃，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃，保温20min，由此，在高于润滑剂和/或粘结剂的温度下进行预烧，可使润滑剂和/或粘结剂易于发生热分解，达到烧除的目的；进而，升温至600～650℃，例如600℃、610℃、620℃、630℃、640℃或650℃，保温10～60min，例如10min、20min、30min、40min、50min或60min，由此，可有效地消除准晶粉体颗粒表面的氧化物，进一步有利于准晶层表面性能的提高。

根据本发明的一个具体实施例，上述预烧可通过将压坯置于铝丝电阻炉中进行。

根据本发明的实施例，参考图8，本发明的制备锅具的方法进一步包括：S500：制粉处理和S600：熔炼处理。具体地，上述准晶粉体由准晶合金锭经制粉处理S500制备得到，上述准晶合金锭通过对含有铝材、铜材、铁材、铬材至少之一的混合物进行熔炼处理S600形成。

根据本发明的实施例，上述混合物中铝、铜、铁和铬的原子百分比为：60～70％的铝，10～25％的铜，5～15％的铁，5～15％的铬。由此，可以使得获得的准晶层中准晶含量较高。

根据本发明的实施例，上述铝材为纯铝，铜材为纯铜，铁材为纯铁，铬材为纯铬或者铬钛合金。发明人发现，通过采用铬钛合金作为铬材用于制备准晶合金锭，也即是说，在准晶中加入适量的钛元素，可以进一步降低准晶合金的晶间腐蚀倾向，从而使其耐腐蚀性能进一步提高。根据本发明的实施例，上述铝材、铜材、铁材和铬材均可采用通过市购获得的常规产品。

根据本发明的实施例，参考图9，本发明的制备锅具的方法在S300之后进一步包括：

S700：抛光处理

该步骤中，对S300所得锅具进行抛光处理。根据本发明的实施例，可以采用手动或者机械对锅具进行抛光，所得准晶层的光洁度在Ra＝0.08～1.25μm，由此，可进一步提高准晶层的外观。

根据本发明的实施例，参考图10，本发明的制备锅具的方法在S100之前进一步包括：

S800：筛分处理

该步骤中，对准晶合金粉进行筛分处理，以便得到用于进行S100的准晶粉体。

根据本发明的实施例，在筛分得到准晶粉体中，至少90％颗粒的粒径不大于180μm。由此，将上述粒度的准晶粉体用于形成准晶层，可有效降低所得准晶层的表面粗糙度，并提高准晶层的表面性能。而如果准晶粉体的粒度过大，则会增加准晶层的表面粗糙度，导致所得准晶层孔隙率过大、粗糙度过高，由于孔隙的毛细作用会使水滴平铺在涂层表面，降低疏水角，从而导致准晶层的不粘性能下降。

在本发明的再一方面，本发明提出了一种锅具。根据本发明的实施例，该锅具是由上述实施例的系统或者上述实施例的方法制备得到的。

根据本发明实施例的锅具，其内表面具有通过粉末冶金工艺形成的准晶层，具有优异的表面性能，且不存在涂层脱落的问题，使用体验更佳。需要说明的是，前文针对制备锅具的系统和方法所描述的特征和优点同样适用于该锅具，在此不再一一赘述。

在本发明的另一方面，本发明还提供一种制备锅具的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：混料装置、压制装置、预烧装置和烧结装置。其中，混料装置适于将准晶粉体与润滑剂和粘结剂混合，以便得到混合物料；压制装置与混料装置相连，且适于将混合物料施加到锅体的内表面，以便在锅体的内表面形成准晶层；预烧装置与压制装置相连，且适于对形成有准晶层的锅体进行预烧；烧结装置与预烧装置相连，且适于经过预烧的形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到锅具。

根据本发明实施例的制备锅具的系统，首先利用混料装置将准晶粉体与润滑剂和粘结剂进行混合，润滑剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模；而粘结剂可以进一步提高准晶粉体的流动性能。进而利用压制装置对锅具的锅体进行压制，将包括准晶粉体、润滑剂和粘结剂的混合物料施加到锅体的内表面，在锅体内表面形成准晶层。预烧烧除至少一部分润滑剂和/或粘结剂后，利用烧结装置对预烧的形成有准晶层的锅体进行烧结处理，可准晶层中的准晶粉体颗粒通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，进一步提高准晶层烧结体的强度和密度，从而进一步提高锅体内表面的表面性能(例如硬度高、摩擦系数低、耐磨损、耐腐蚀等)。由此，根据本发明实施例的制备锅具的系统，通过粉末冶金的工艺在锅具锅体的内表面形成准晶层，可显著提高锅具的表面性能。

根据本发明的实施例，混料装置适于将准晶粉体与润滑剂和粘结剂混合，以便得到混合物料。润滑剂的加入可使准晶粉体具有更好的流动性，在后续工艺中更易于压制和脱模；而粘结剂可以进一步提高准晶粉体的流动性能。

根据本发明的实施例，上述润滑剂和粘结剂的种类并不受特别限制，可以采用本领域技术人员熟知的粉末冶金工艺的润滑剂和粘结剂。根据本发明的优选实施例，上述润滑剂和粘结剂可以分别独立地选自硬脂酸锌(ZnSt)、硬脂酸锂、硬脂酸、石蜡和乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)中的至少之一。由此，可进一步提高混合物料的流动性，使其在后续工艺中更易于压制和脱模。需要说明的是，硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸、石蜡和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少之一兼具润滑剂和粘结剂的功能，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

根据本发明的一个具体实施例，粘结剂的添加量以为准晶粉体的0.2～1.0wt％，例如0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％或1.0wt％，并通过搅拌的方式与准晶粉体充分混合。

根据本发明的实施例，压制装置与混料装置相连，且适于将混合物料施加到锅体的内表面，以便在锅体的内表面形成准晶层。

根据本发明的实施例，可在适当加温的条件的下对锅体进行压制，压制的温度可以为90～150℃，例如90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。压制力可以为400～850MPa，例如400MPa、450MPa、500MPa、550MPa、600MPa、650MPa、700MPa、750MPa、800MPa或850MPa。由此，可进一步有利于利用混合物料在锅体的内表面形成准晶层。

根据本发明的实施例，预烧装置与压制装置相连，且适于对形成有准晶层的锅体进行预烧。通过对形成有准晶层的锅体进行预烧，可以有效地排除压坯中的至少一部分润滑剂和/或粘结剂。

根据本发明的实施例，上述预烧的条件包括：在氢气气氛中，以5℃/min的升温速率，升温至400～450℃，例如400℃、410℃、420℃、430℃、440℃或450℃，保温20min，由此，在高于润滑剂和/或粘结剂的温度下进行预烧，可使润滑剂和/或粘结剂易于发生热分解，达到烧除的目的；进而，升温至600～650℃，例如600℃、610℃、620℃、630℃、640℃或650℃，保温10～60min，例如10min、20min、30min、40min、50min或60min，由此，可有效地消除准晶粉体颗粒表面的氧化物，进一步有利于准晶层表面性能的提高。

根据本发明的一个具体实施例，上述预烧可通过将压坯置于铝丝电阻炉中进行。

根据本发明的实施例，烧结装置与预烧装置相连，且适于经过预烧的形成有准晶层的锅体进行烧结处理，以便得到锅具。通过烧结处理，可将原本机械混合的准晶粉体颗粒在烧结温度下通过原子扩散产生粘结，增强颗粒之间的结合，实现提高烧结体强度和密度的目的。

根据本发明的实施例，上述烧结处理可在惰性气氛(例如氮气气氛、氩气气氛)或真空中进行，烧结处理的温度为700～1000℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃。由此，可进一步有利于准晶粉体颗粒间的结合，从而进一步提高准晶层的表面性能。

根据本发明的实施例，烧结处理的条件可包括：升温至150～250℃，例如150℃、170℃、190℃、210℃、230℃或250℃，保温20min；升温至350～450℃，例如350℃、370℃、390℃、410℃、430℃或450℃，保温10min；升温至700～1000℃，例如700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃或1000℃，保温30min。由此，可进一步有利于准晶粉体颗粒间的结合，从而进一步提高准晶层的表面性能。

根据本发明的实施例，该制备锅具的系统还可以进一步包括：抛光装置。抛光装置与烧结装置相连，且适于对锅具进行抛光处理。根据本发明的实施例，通过对锅具进行抛光，所得准晶层的光洁度在Ra＝0.08～1.25μm，由此，可进一步提高准晶层的外观。

根据本发明的实施例，该制备锅具的系统还可以进一步包括：筛分装置。筛分装置与混料装置相连，且适于将准晶合金粉进行筛分处理，以便得到准晶粉体。

根据本发明的实施例，在筛分得到准晶粉体中，至少90％颗粒的粒径不大于180μm。由此，将上述粒度的准晶粉体用于形成准晶层，可有效降低所得准晶层的表面粗糙度，并提高准晶层的表面性能。而如果准晶粉体的粒度过大，则可能导致所得准晶层孔隙率过大、粗糙度过高，表面性能下降。

根据本发明的实施例，该制备锅具的系统还可以进一步包括：熔炼装置和制粉装置。熔炼装置适于将含有铝材、铜材、铁材、铬材至少之一的混合物进行熔炼处理，以便得到准晶合金锭；制粉装置与熔炼装置和混料装置相连，且适于将准晶合金锭进行制粉处理，以便得到准晶粉体。

根据本发明的实施例，熔炼装置可以为中频感应炉，制粉装置可以为雾化制粉装置。

根据本发明的实施例，上述准晶合金锭通过对含有铝材、铜材、铁材、铬材至少之一的混合物进行熔炼处理形成。由此，得到的准晶合金锭更适于后续形成准晶层。

根据本发明的实施例，上述混合物中铝、铜、铁和铬的原子百分比为：60～70％的铝，10～25％的铜，5～15％的铁，5～15％的铬。由此，可以使得获得的准晶层中准晶含量较高。

根据本发明的实施例，上述铝材为纯铝，铜材为纯铜，铁材为纯铁，铬材为纯铬或者铬钛合金。发明人发现，通过采用铬钛合金作为铬材用于制备准晶合金锭，也即是说，在准晶中加入适量的钛元素，可以进一步降低准晶合金的晶间腐蚀倾向，从而使其耐腐蚀性能进一步提高。根据本发明的实施例，上述铝材、铜材、铁材和铬材均可采用通过市购获得的常规产品。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例

按照下列步骤制备锅具：

(1)采用纯铝、纯铜、纯铁和纯铬作为原材料，根据铝：60～70％，铜：15～25％，铁：5～15％，铬：5～15的原子比分别进行配料。

(2)将称量好的原材料放入中频感应炉中进行熔炼处理，其中，将铁和铬放置在中频感应炉底端位置。熔炼处理全程通入惰性气体作为保护气或者将炉内抽真空，待合金熔化完全并除渣后，浇铸得到准晶合金锭。

(3)将准晶合金锭供给至雾化制粉装置中，进行雾化制粉，全程采用惰性气体保护或对体系抽真空，得到准晶合金粉。

(4)将准晶合金粉供给至筛分装置中，筛分得到至少90％颗粒粒径不大于180μm的准晶粉体。

(5)将准晶粉体与硬脂酸锌(添加量为0.2～1.0wt％，同时作为润滑剂和粘结剂)混合，得到混合物料。

(6)利用压制装置对锅体在90～150℃的温度和400～850MPa的压制力下进行压制，将混合物料施加到锅体的内表面，以便在锅体的内表面形成准晶层。

(7)将形成有准晶层的锅体供给至预烧装置中进行预烧；预烧的条件包括：在氢气气氛中，升温至400～450℃，保温20min；升温至600～650℃，保温10～60min，其中，升温速率为5℃/min。

(8)将经过预烧的形成有准晶层的锅体进行烧结处理，烧结处理的温度条件按照图11所示的温度曲线；

(9)将经过烧结处理的锅具进行抛光，得到产品。

通过扫描电镜检测产品准晶层表面形貌，结果如图12所示，图12A中，标尺为1mm(放大100倍)；图12B中，标尺为200μm(放大500倍)；图12C中，标尺为100μm(放大1000倍)。检测结果表明，通过粉末冶金工艺在锅体内表面形成的准晶层缺陷较少。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。