不锈炊具材料、不锈炊具及其制备方法技术

本发明专利技术属于锅体制备技术领域，特别涉及一种不锈炊具材料，包括：基体，基体的第一表面为铁基材；基体第一表面设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，致密保护层位于基体与防护层之间。不锈炊具材料的制备方法将内表面设置有钛层和/或钛合金层的基体进行氮化处理，以使其在锅体内表面制得依次层叠的防护层与致密保护层。制备得到的不锈炊具材料提升目前的氮化处理真不锈锅的耐酸性能，减少氮化锅在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，并且降低基材表面组织缺陷对铁锅性能的影响。

Stainless cooker materials, stainless cookers and their preparation methods

The invention belongs to the technical field of pot body preparation, in particular to a stainless cooking utensil material, which includes: a matrix, the first surface of the matrix is iron base material; a dense protective layer and a protective layer of titanium compounds are arranged on the first surface of the matrix, and the dense protective layer is located between the matrix and the protective layer. The preparation method of stainless cooking utensil material is to nitride the substrate with titanium layer and/or titanium alloy layer on the inner surface, so that the protective layer and dense protective layer can be made on the inner surface of the pot in turn. The prepared stainless cooker material improves the acid resistance of the present nitriding treatment real stainless pot, reduces the problems of sand holes and perforations in the use of nitriding pot, and reduces the influence of the surface defects of the substrate on the performance of the iron pot.

【技术实现步骤摘要】
不锈炊具材料、不锈炊具及其制备方法
本专利技术涉及锅体制备
，具体而言，涉及一种不锈炊具材料、不锈炊具及其制备方法。
技术介绍
目前市场上有一种经过氮化处理的真不锈锅，这一类铁锅是用低碳钢板冷冲压成形或用铸铁铸造而成的，内外表面经过打磨后，采用氮化和氧化处理来防锈。但是市场上经过氮化处理的真不锈锅耐酸性较差，在烹饪过程中不耐醋和酸菜等PH值小于7的酸性食物的腐蚀。在使用过程中锅体内表面与食物接触的部位很容易出现孔蚀而形成砂眼，最终导致锅体穿孔。而且目前铁锅氮化前的基材表面组织无法达到均匀一致，总会存在一些缺陷，这就导致目前的真不锈锅在使用过程中更容易出现砂眼和穿孔。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种不锈炊具材料，具有耐酸性能，减少不锈炊具在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，并且降低基材表面组织缺陷对不锈炊具性能的影响。本专利技术的第二个目的在于提供一种不锈炊具，其具有优异的耐酸性同时减少使用过程中出现的砂眼以及穿孔的问题。本专利技术的第三个目的在于提供一种不锈炊具的制备方法，以使得制得得到的不锈炊具材料具有优异的耐酸性同时减少使用过程中出现的砂眼以及穿孔的问题。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术涉及一种不锈铁质锅耐酸性材料，包括：依次层叠的掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层、第一氮化铁层、基体层及第二氮化铁层。本专利技术涉及一种不锈铁质容器，其锅体具有上述任一项的不锈铁质锅耐酸性材料。本专利技术涉及一种的不锈铁质锅耐酸性材料的制备方法，其特征在于，将钛层和/或钛合金层涂覆在基体层内表面，并对锅体进行渗氮或氮碳共渗处理；在锅体内表面依次制得氮化钛层与第一氮化铁层，锅体外表面得到第二氮化铁层；第一氮化铁层以及第二氮化铁层的厚度均为3－35um。本专利技术涉及一种不锈炊具材料，包括：基体，基体的第一表面为铁基材；基体第一表面上还设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，致密保护层位于基体与防护层之间。本专利技术还涉及一种不锈炊具，包括锅体，其由上述任一项的不锈炊具材料，且防护层为锅体的内表面。本专利技术还涉及一种不锈炊具的制备方法，包括如下步骤：S1，制得锅胚，锅胚的第一表面为铁基材，步骤还包括S2，在锅胚内表面涂覆钛层和/或钛合金层；S3，锅胚进行氮化处理；优选地，采用热喷涂将钛层和/或钛合金层涂覆在锅胚内表面；优选地，钛层和/或钛合金层厚度为5－200um；在本专利技术的一些实施例中，氮化处理为气体氮化、液体氮化以及等离子氮化中的一种。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供的不锈炊具材料，在锅体内表面设置钛化合物的防护层，其具有耐酸腐蚀耐磨损的优异性能，减少锅体内表面被酸腐蚀以及刮擦磨损。达到利用防护层耐酸性耐腐蚀性的优点来保护致密保护层以及基体。因此，本专利技术制得的不锈炊具材料具有优异的耐酸性能，并减少现有不锈锅在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对不锈锅性能的影响。本专利技术实施例提供的不锈炊具，其锅体具有不锈炊具材料，具有优异的耐酸性能，并减少现有不锈锅在使用过程中形成砂眼和穿孔的问题，降低基材表面组织缺陷对不锈锅性能的影响。本专利技术实施例提供的不锈炊具材料制备方法：通过氮化处理，使设置在基体内表面的钛层和/或钛合金层发生氮化反应得到具有耐酸性、耐腐蚀性以及耐刮擦磨损性能优异的钛化合物防护层。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例中的不锈炊具的微观组织形貌图；图2为本专利技术实施例中的不锈炊具的包裹铝和/或铝合金层的钢材层微观组织形貌图。附图标记说明图标：100－基体；100A－钢材基材层；100B－第二基材层；100C－铝和/或铝合金层；200－致密保护层；300－防护层；400－第三基材层；500－保护层。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式或实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施方式的不锈炊具材料、不锈炊具及其制备方法进行具体说明。本专利技术的一些实施方式提供了一种不锈铁质锅耐酸性材料，包括：依次层叠的掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层、第一氮化铁层、基体层及第二氮化铁层。优选地，氮化钛层的厚度为5－200um，第一氮化铁层以及第二氮化铁层的厚度均为3－35um；更优选地，氮化钛层厚度10－100um。本专利技术的一些实施方式提供了一种不锈铁质容器，其锅体具有上述任一项的不锈铁质锅耐酸性材料。本专利技术的一些实施方式提供了一种不锈炊具材料，包括：基体100，基体100的第一表面为铁基材；基体100第一表面设置有致密保护层200以及钛化合物的防护层300，致密保护层200位于基体100与防护层300之间。其中，第一表面是指当上述不锈炊具材质制成锅具时，锅具用于盛放食物，与食物接触的内表面(也即是内壁)；下文中与第一表面相对的第二表面，则为锅具用于与加热源接触的外表面(也即是外壁)。应当注意的是，在本专利技术的一些实施例中，基体与基体层相同。在本本专利技术较佳实施例中，防护层300选择氮化钛层，或氮化钛与碳化钛的混合层，原因是氮化钛熔点为2950℃，密度为5.43－5.44g/cm3，莫氏硬度8－9，热膨胀系数为6.81x10－6/℃，热导率为29.31W/(mxk)，抗热冲击性好。TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高，而密度却比大多数金属氮化物低，因此是一种很有特色的耐热材料。同时氮化钛的化学稳定性极好，一般情况下，它与水、水蒸气、盐酸、硫酸等均不反应。同时还有由于它在耐腐蚀、耐摩擦等性能方面都胜过真空镀层。耐摩擦性能好可减少锅体使用过程中由于金属铲的摩擦损耗。由于氮化钛耐腐蚀性以及耐酸性较好，作为锅体的内表面涂层使用时可减少酸性和腐蚀性强的食物对锅体的腐酸蚀。防护层300最为优选的为氮化钛层。在本专利技术的一些实施例中，防护层300也可以为氮化钛与碳化钛的混合层，这是为了使防护层300性能更加优异，耐磨性能更加出色，可在防护层300中掺杂碳化钛。碳化钛具有高硬度、高熔点、耐磨损以及导电性等基本特征。需要说明的是，在其它实施方式中，防护层300还可以是钛和/或钛合金和氮化钛的混合层或钛和/或钛合金、氮化钛和碳化钛的混合层，这是因为进行防护层300处理形成氮化钛层时，生成氮化钛的同时还会存在没有完全氮化的钛和/或钛合金。在本专利技术的一些实施例中，致密保护层200可以为氮化铁层、氧化铁层或磷化铁层。本专利技术中，优选地，致密保护层200为氮化铁层。选择氮化铁层只是加工处理时更为方便。在本专利技术的一些实施例中，防护层300的厚度为5－200um，在本专利技术的较佳实施例中，防护层300厚度10－100um。例如在本专利技术的一些实施例中，防护层300的厚度为5um、50um、100um、150um、200um。在本专利技术的一些实施例中，致密保护层200的厚度为3－35um；例如在本专利技术的一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不锈铁质锅耐酸性材料，其特征在于，包括：依次层叠的掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层、第一氮化铁层、基体层及第二氮化铁层。

【技术特征摘要】
2018.07.06 CN 20181074254241.一种不锈铁质锅耐酸性材料，其特征在于，包括：依次层叠的掺杂或未掺杂碳化钛的氮化钛层、第一氮化铁层、基体层及第二氮化铁层。2.一种不锈铁质容器，其特征在于，其锅体具有权利要求1所述的不锈铁质锅耐酸性材料。3.一种所述的不锈铁质锅耐酸性材料的制备方法，其特征在于，将钛层和/或钛合金层涂覆在基体层内表面，并对所述锅体进行渗氮或氮碳共渗处理；在所述锅体内表面依次制得氮化钛层与第一氮化铁层，所述锅体外表面得到第二氮化铁层；所述第一氮化铁层以及所述第二氮化铁层的厚度均为3－35um。4.一种不锈炊具材料，其特征在于，包括：基体，所述基体的第一表面为铁基材；所述基体第一表面上还设置有致密保护层以及钛化合物的防护层，所述致密保护层位于所述基体与所述防护层之间；优选地，所述致密保护层为氮化铁层、氧化铁层或磷化铁层。5.根据权利要求4所述的不锈炊具材料，其特征在于，所述防护层为氮化钛层、氮化钛与碳化钛的混合层、钛和/或钛合金和氮化钛的混合层或钛和/或钛合金、氮化钛和碳化钛的混合层；优选地，所述防护层的厚度为5－200um；更优选地，所述防护层厚度10－100um。6.根据权利要求4所述的不锈炊具材料，其特征在于，所述基体为复合基材，所述基体的第一表面为钢板，且所述基体与所述第一表面相对的第二表面为铝和/或铝合金基材、铜基材以及不锈钢基材；优选地，当所述基体与所述第一表面相对的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄恩点，
申请(专利权)人：武汉安在厨具有限公司，武汉苏泊尔炊具有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42