阅读说明：本技术 一种表面熔射铝铸铁厨具及其喷涂工艺 (Surface-spray aluminum cast iron kitchen ware and spraying process thereof ) 是由 韩安在 沈法云 黄恩点 雷宏林 王江红 梁仁球 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种表面熔射铝铸铁厨具,其包括厨具本体,厨具本体具有拉伸成形的厨具底部、厨具侧壁,所述厨具本体为铸铁,所述厨具本体外表面具有一层金属熔射涂层。本发明通过熔射喷涂技术在厨具上喷涂一层均匀致密的金属熔射涂层,从而避免使用不粘涂层。(The invention discloses a surface-spray aluminum cast iron kitchen ware which comprises a kitchen ware body, wherein the kitchen ware body is provided with a stretched kitchen ware bottom and a kitchen ware side wall, the kitchen ware body is made of cast iron, and the outer surface of the kitchen ware body is provided with a layer of metal spray coating. The invention sprays a layer of uniform and compact metal spray coating on the kitchen ware by a spray coating technology, thereby avoiding using a non-stick coating.)

一种表面熔射铝铸铁厨具及其喷涂工艺

技术领域

本发明涉及厨具领域，具体而言，涉及一种表面熔射铝铸铁厨具。

背景技术

铸铁厨具具有导热均匀、保温持久及烹煮过程中会释放出铁离子将有助于健康等诸多优点，目前市场采用的铁质内胆为采用厚铁板拉伸后形成，以减少成本。铸铁用的涂层多为珐琅，珐琅釉层与铸铁的粗糙表面刚好利于二者的结合，然而现有的铸铁珐琅锅多整体烧结珐琅，在珐琅釉层结束处仍容易存在缺陷，且结束处缝隙如果明显还影响外观。另外，在使用过程中，当厨具跌落或撞击时，珐琅釉层容易崩瓷，导致厨具外观受损，影响使用寿命。

随着不粘涂层技术的发展，不粘涂层厨具也成为流行趋势，但目前表面不粘涂层的性能提升达到瓶颈，不粘涂层的结合力、耐刮擦性能通过本身材料上的改性已经很难再有所突破，针对不粘涂层性能的提升，目前主要通过提高不粘涂层层数，比如增加至三层乃至四层不粘涂层，通过多层过渡的方法提升涂层内部的聚合力，但是，该方案增加了施工工艺成本，并且改善效果有限。

为了提高不粘涂层的粘结力，专利CN201720766123.5披露了一种熔射式不粘锅，具体通过熔射技术凝固形成一层粗糙的金属熔射涂层，所述金属熔射涂层嵌入若干多孔小球，所述金属熔射涂层外表面喷上一层不粘涂层，所述不粘涂层填充所述多孔小球与粗糙金属熔射涂层紧密贴合。这种方法需要施工步骤多，成本高，同时不粘涂层多为含氟材料，如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯及各种含氟共聚物。据研究发现，聚四氟乙烯在高温下仍能分解产生致癌物质，因此欧美等发达国家市场在2015年内已彻底停止生产聚四氟乙烯不粘锅。

融射喷涂是利用火焰、电弧、等离子等有效实用的热源，将一定的形状和规格的材料(金属或合金丝材、各类粉末材料、棒材等)急速瞬间加热至熔融或半熔融状态，同时对这些材料进行雾化和加速输送，使其撞击(射击)基体材料，在基材上迅速扁平化、快速冷却凝固沉积堆积到基材表面而形成覆盖涂层的一种材料成型方法。现有的熔射喷涂有很多方法，比如火焰喷涂、电弧喷涂、高速火焰喷涂、火焰***喷涂、等离子喷涂等，喷涂材料经过具有上述不同热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，被加热、熔化或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面形成喷涂层。通常而言，火焰喷涂形成的金属熔射涂层结合强度弱、孔隙率大；电弧喷涂喷涂效率高，成本低，但孔隙率较大，高速火焰喷涂虽然孔隙率小，但喷涂效率低；火焰***喷涂和等离子喷涂方式成本高。目前通过单一的熔射喷涂方法难以获得高致密的金属熔射涂层，特别是兼顾喷涂效率、成本情况下，满足金属熔射涂层孔隙率小。

发明内容

本发明旨在解决上述相关技术问题，为此，本发明提出了一种表面熔射铝铸铁厨具及其喷涂工艺，通过熔射喷涂技术在厨具上喷涂一层均匀致密的金属熔射涂层，从而避免使用不粘涂层，可以很好地解决上述技术问题。

本发明提供了一种表面熔射铝铸铁厨具喷涂工艺，其包括厨具本体，厨具本体具有拉伸成形的厨具底部、厨具侧壁，所述厨具本体为铸铁，所述厨具本体外表面具有一层金属熔射涂层，所述金属熔射涂层为铝熔射涂层，其特征在于，该喷涂工艺包括以下步骤：

步骤一：对厨具本体进行表面预处理，清洁厨具本体，200℃保温；

步骤二：采用电弧喷涂工艺制备金属熔射涂层，喷涂工艺参数为：喷涂距离100-150mm，喷涂层厚度为100-200μm，电弧喷枪的移动速度为0.3～0.5m/s；

步骤三：电弧喷涂完成后未等涂层完全冷却凝固，采用氩气作为保护气体，利用焊枪对厨具本体进行高温重熔，焊枪移动速度为20mm/s，形成100μm-200μm的金属重熔涂层。

更进一步，步骤二中：电弧喷涂过程中对于厨具侧壁采用螺旋上升方式进行喷涂，电弧喷枪垂直于厨具侧壁，喷涂间距为0.3-0.5mm。

更进一步，步骤二中：电弧喷涂过程中对于厨具底部进行喷涂时，电弧喷枪自厨具底部边缘向厨具底部中心旋转喷涂，电弧喷枪的径向移动速度为0.2～0.3m/s，电弧喷枪与厨具底部呈45°角度.

本发明还提供了一种表面熔射铝铸铁厨具，其上述的表面熔射铝铸铁厨具喷涂工艺制成。

更进一步，所述厨具底部覆盖有金属熔射涂层，所述金属熔射涂层沿厨具底部径向方向厚度不均匀。

更进一步，所述厨具底部边沿处的金属熔射涂层厚度大于厨具底部圆心处的金属熔射涂层厚度。

更进一步，所述金属熔射涂层厚度为100μm。

更进一步，所述金属熔射涂层厚度为200μm。

更进一步，所述金属熔射涂层孔隙率小于为0.3％。

更进一步，所述厨具为本釜内锅。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明采用金属熔射涂层代替传统的珐琅，避免厨具跌落或者其它意外碰撞时崩瓷现象。

2.本发明采用熔射喷涂技术在厨具上喷涂一层均匀致密的金属熔射涂层，从而避免使用不粘涂层，避免厨具在高温下产生致癌物质。

3.本发明通过控制电弧喷枪的喷射移动轨迹、喷射速度和喷射角度，有利于提高液体熔滴的变形程度，降低孔隙率，提升金属熔射涂层致密性。

4.本发明通过采用电弧喷涂结合高温重熔方式，利用高温重熔使得金属熔射涂层颗粒均匀细化，形成的涂层均匀致密。

5.由于厨具跌落或者其它意外碰撞时，被撞击的部位多为拐角处，通过合理设置金属熔射涂层在厨具底部的厚度，可以避免厨具在外力作用下导致厨具脆弱部分金属熔射涂层破坏。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1表面熔射铝铸铁厨具结构示意图。

图2表面熔射铝铸铁厨具的厨具侧壁喷涂轨迹图。

图3表面熔射铝铸铁厨具的厨具底部喷涂轨迹图。

图4表面熔射铝铸铁厨具的厨具底部喷涂的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图4，一种表面熔射铝铸铁厨具，其包括厨具本体1，厨具本体具有拉伸成形的厨具底部2、厨具侧壁3，所述厨具本体为铸铁，所述厨具本体外表面具有一层金属熔射涂层4。金属熔射涂层为铝熔射涂层，其厚度为100μm-200μm，优选100μm-150μm，金属熔射涂层孔隙率的范围为小于0.3％。

现有的熔射喷涂有很多方法，比如火焰喷涂、电弧喷涂、高速火焰喷涂、火焰***喷涂、等离子喷涂等，喷涂材料经过具有上述不同热源形式的喷涂设备喷射之后，在到达被喷涂的基体表面之前，被加热、熔化或半熔化，形成细小而分散的熔滴，冲向基体表面形成喷涂层。通常而言，火焰喷涂形成的金属熔射涂层结合强度弱、孔隙率大；电弧喷涂喷涂效率高，成本低，但孔隙率较大，高速火焰喷涂虽然孔隙率小，但喷涂效率低；火焰***喷涂和等离子喷涂方式成本高。目前通过单一的熔射喷涂方法难以获得高致密的金属熔射涂层，特别是兼顾喷涂效率、成本情况下，满足金属熔射涂层孔隙率小。申请人创造性地采用电弧喷涂结合高温重熔的方法解决上述技术问题。具体步骤包括：

1.对厨具本体进行表面预处理，清洁厨具本体，200℃保温；由于电弧喷枪喷出的液体熔滴撞击厨具本体后发生变形并凝固的整个过程时间极短，当厨具本体温度过低时容易导致液体熔滴发生飞溅，增大孔隙率。本申请人发现当厨具本体在200℃预热，液体熔滴飞溅现象明显减弱，孔隙率下降。厨具本体保持高温状态有利于相邻液体熔滴的重叠融合，提高液体熔滴的均匀性。

2.采用电弧喷涂工艺制备金属熔射涂层，喷涂工艺参数为：喷涂距离100-150mm，喷涂层厚度为100-200μm，电弧喷枪的移动速度为0.3～0.5m/s；

电弧喷涂过程中对于厨具侧壁3采用螺旋上升方式进行喷涂，电弧喷枪垂直于厨具侧壁3，喷涂间距为0.3-0.5mm。熔射过程电弧喷枪垂直于厨具侧壁3，液体熔滴在厨具侧壁3上的沉积位置呈现正态分布，即金属熔射涂层厚度以电弧喷枪为轴心沿径向方向逐渐降低，当喷枪间距为0.3-0.5mm时，相邻液体熔滴重叠，提高金属熔射涂层厚度均匀性。

电弧喷涂过程中对于厨具底部2进行喷涂时，电弧喷枪自厨具底部2边缘向厨具底部2中心旋转喷涂，电弧喷枪的径向移动速度为0.2～0.3m/s，电弧喷枪与厨具底部2呈45°角度。厨具底部2易受到碰撞从而导致金属熔射涂层破损，通过控制电弧喷枪的喷射移动轨迹、喷射速度和喷射角度，有利于提高液体熔滴的变形程度，增大平铺面积，降低孔隙率，提升金属熔射涂层致密性。

3.电弧喷涂完成后未等涂层完全冷却凝固，采用氩气作为保护气体，利用焊枪对厨具本体进行高温重熔，焊枪移动速度为20mm/s，形成100μm-200μm的金属重熔涂层，重熔层表面平整，无裂纹、夹杂等缺陷，组织细小均匀，孔隙率小于0.3％。

更进一步，厨具底部2覆盖有金属熔射涂层4，厨具底部2的金属熔射涂层4沿厨具底部2径向方向厚度不均匀，所述厨具底部2边沿处的金属熔射涂层4厚度大于厨具底部2圆心处的金属熔射涂层4厚度，所述金属熔射涂层4厚度沿厨具底部2边沿向厨具底部2圆心依次减小。由于厨具底部2边沿处应力集中，容易在加热和外力作用下导致金属熔射涂层4受力破坏，因此通过合理设置金属熔射涂层4的厚度可以进一步提高厨具脆弱部位的抗磨耐摔性能。

本发明的金属熔射涂层具有优良的耐蚀性与耐磨性、较高的强度、硬度和韧性、高的电阻率及优异的磁性等。