具有石墨芯的炊具制造技术

提供了由结合的多层坯料组件制成的炊具。所述炊具具有第一金属层，具有空腔的下金属层，其中多个间隔开的柱从所述的底表面突出，以及穿孔石墨层，其具有至少0.010英寸(0.254mm)的厚度和穿过其形成的多个间隔开的孔。穿孔石墨层位于第二金属层的空腔内，使得多个间隔开的柱延伸穿过多个间隔开的孔。第二金属层至少经由多个间隔开的柱冶金结合到第一金属层。还公开了一种制造结合的多层复合炊具的方法。具的方法。具的方法。

Cookware with graphite core

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有石墨芯的炊具
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月13日提交的美国申请号16/714,120的优先权，其全部公开内容在此通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及多层结合炊具，尤其涉及在冶金结合在一起的至少两个金属层之间具有穿孔石墨芯层的多层结合炊具。还公开了一种使用固态结合技术制造炊具的方法。

技术介绍

[0004]制造多层结合复合炊具是长期以来已知的，其中各种材料结合在一起以将每种材料的期望物理特性组合到复合体中。例如，不锈钢的耐腐蚀性对于烹饪表面以及炊具的外表面而言是理想的，但是不锈钢的导热性相对较低。另一方面，铝和/或铜提供相比更高的导热性，并且已经结合到不锈钢以提供众所周知的复合炊具制品，例如壶、锅等。多层结合炊具是本领域已知的，如在许多专利中所示，例如：授予Ulam的美国专利4,246,045和4,167,606；以及授予Groll的美国专利8,133,596和6,267,830。这些参考文献说明了具有结合到较高传导性的铝和/或铜的中间层的不锈钢外层的多层结合炊具的制造。这些不同材料的层之间的结合通常通过常规的辊压结合技术，使用辊压结合到不锈钢外部条带的铝和/或铜条带来实现。
[0005]Groll等人的美国专利9,078,539中公开了一种固态结合技术，其使用经时施加的高静压和热来制造例如制造的炊具中的不锈钢
–
铝
–
不锈钢组合物的多个复合坯料。本领域中持续需要使用改进的固态结合技术来生产炊具，用于减轻重量和改善炊具的热特性。

技术实现思路

[0006]鉴于本领域中的现有需要，期望开发使用改进的固态结合技术生产炊具的新方法。还期望提供通过这些方法制造的炊具，其中所述炊具与通过固态结合技术制造的现有炊具相比具有减轻的重量和改善的热特性。
[0007]根据本公开的一些实施例或方面，由结合的多层坯料组件制成的炊具可以具有第一金属层；第二金属层，其具有空腔，其中多个间隔开的柱从所述空腔的底表面突出；和厚度为至少0.010英寸(0.254mm)的穿孔石墨层和穿过其形成的多个间隔开的孔。穿孔石墨层可位于第二金属层的空腔内，使得多个间隔开的柱延伸穿过多个间隔开的孔。第二金属层可以至少经由多个间隔开的柱冶金结合到第一金属层。
[0008]根据本公开的一些实施例或方面，第二金属层的围绕空腔的表面可以冶金结合到第一金属层。优选地，所述表面是平面的。空腔的深度可以小于、等于或大于穿孔石墨层的厚度。多个间隔开的柱可以具有圆形横截面或多边形横截面。
[0009]根据本公开的一些实施例或方面，穿孔石墨层可由各向异性石墨制成。第一金属
层可以由铝、不锈钢或钛制成。第二金属层可以由铝制成。
[0010]根据本公开的一些实施例或方面，第三金属层可以冶金结合到第二金属层的与空腔相对的平面侧。第三金属层可以由不锈钢制成。
[0011]根据本公开的一些实施例或方面，第二金属层可以具有外金属层和容纳在外金属层的中心开口内的中心金属层。空腔可以设置在中心金属层上。外金属层可以比中心金属层薄。
[0012]根据本公开的一些实施例或方面，第一金属层可具有由铝制成的结合到间隔开的柱的第一子层和由不锈钢制成的第二子层。第二金属层可以冶金结合到第一金属层的第一子层。围绕空腔的第二金属层的表面可以冶金结合到第一金属层的第一子层。优选地，所述表面是平面的。
[0013]根据本公开的一些实施例或方面，制造炊具的方法可以包括(a)提供第一金属层；(b)提供厚度至少为0.010英寸(0.254mm)的穿孔石墨层和穿过其形成的多个间隔开的孔，(c)提供具有空腔的第二金属层，其中多个间隔开的柱从所述空腔的底表面突出；(d)将(a)
‑
(c)中提供的层堆叠在坯料组件中，使得所述穿孔石墨层被容纳在所述第二金属层的所述空腔内，由此所述第二金属层的所述多个间隔开的柱与所述穿孔石墨层中的所述多个间隔开的孔对准并且穿过所述多个间隔开的孔，使得所述第一金属层的下表面至少接触所述多个间隔开的柱的上端部的上表面；以及(e)通过在垂直于所述坯料组件中的层的平面的方向上施加力来压制所述坯料组件，并且同时加热所述坯料组件以至少经由所述多个间隔开的柱来实现所述第一金属层与所述第二金属层之间的冶金结合，从而提供结合的坯料组件。
[0014]根据本公开的一些实施例或方面，所述方法还可以包括(f)冷却结合的坯料组件；以及(g)将结合的坯料组件形成为炊具。第一金属层可以由铝、不锈钢或钛制成，第二金属层可以由铝制成。
[0015]根据本公开的一些实施例或方面，所述方法还可包括(h)提供第三金属层，并且在压制坯料组件之前将第三金属层与坯料组件的层堆叠，使得第三金属层面向第二金属层的与空腔相对的平面侧。
[0016]根据本公开的一些实施例或方面，所述方法还可包括(i)提供第四金属层，并且在压制坯料组件之前将第四金属层堆叠在坯料组件的第一金属层上方。第三金属层和第四金属层可以由不锈钢制成。
[0017]在参考附图考虑以下描述和所附权利要求书之后，本文描述的炊具的这些和其它特征和特性以及制造这种炊具的方法将变得更加明显，所有附图形成本说明书的一部分，其中在各个附图中相同的附图标记表示对应的部分。然而，应当清楚地理解的是，附图仅用于说明和描述的目的。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其它物理特性不应被认为是限制性的。此外，应当理解，本公开可以采用各种可替代变型和步骤顺序，除非有明确的相反说明。
附图说明
[0018]图1是根据本公开的一些实施例或方面的用于制备坯料组件的炊具的分解侧视剖面图；
[0019]图2是图1的坯料组件的组装侧视剖面图；
[0020]图3是图2中所示的细节A的放大图；
[0021]图4是图1中所示的中间层的俯视图
[0022]图5是由图1的结合的坯料组件制成的成形煎锅形状的剖面图；
[0023]图6是图5中所示的细节B的放大图；
[0024]图7是图5中所示的细节C的放大图；
[0025]图8是根据本公开的一些实施例或方面的用于制备坯料组件的炊具的分解侧视剖面图；
[0026]图9是图8的坯料组件的组装侧视剖面图；
[0027]图10是图9中所示的细节D的放大图；
[0028]图11是由图8的结合的坯料组件制成的成形煎锅形状的剖面图；
[0029]图12是图11中所示的细节E的放大图；
[0030]图13是图11中所示的细节F的放大图；
[0031]图14是根据本公开的一些实施例或方面的用于制备坯料组件的炊具的分解侧视剖面图；
[0032]图15是图14的坯料组件的组装侧视剖面图；
[0033]图16是图15中所示的细节G的放大图；
[0034]图17是由图14的结合的坯料组件制成的成形煎锅形状的剖面图；
[0035]图18是图17中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.由结合的多层坯料组件(100，200，300)制成的炊具(400)，所述炊具(400)包括：第一金属层(102，202，302)；第二金属层(110，210，310)，其具有空腔(112，212，312)，其中多个间隔开的柱(116，216，316)从所述空腔(112，212，312)的底表面(118，218，318)突出；以及穿孔石墨层(108，208，308)，其具有至少0.010英寸(0.254mm)的厚度和穿过其形成的多个间隔开的孔(114，214，314)，其中所述穿孔石墨层(108，208，308)定位在所述第二金属层(110，210，310)的所述空腔(112，212，312)内，使得所述多个间隔开的柱(116，216，316)延伸穿过所述多个间隔开的孔(114，214，314)，以及其中所述第二金属层(110，210，310)至少经由所述多个间隔开的柱(116，216，316)冶金结合到所述第一金属层(102，202，302)。2.根据权利要求1所述的炊具(400)，其中，所述第二金属层(110，210，310)的围绕所述空腔(112，212，312)的表面冶金结合到所述第一金属层(102，202，302)，所述表面优选地是平面的。3.根据权利要求1或2所述的炊具(400)，其中，所述空腔(112，212，312)的深度等于或大于所述穿孔石墨层(108，208，308)的厚度。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的炊具(400)，其中，所述多个间隔开的柱(116，216，316)具有圆形横截面或多边形横截面。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的炊具(400)，其中，所述穿孔石墨层(108，208，308)由各向异性石墨制成。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的炊具(400)，其中，所述穿孔石墨层(108，208，308)具有在0.010英寸(0.25mm)至0.100英寸(2.5mm)之间的厚度。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第一金属层(102，202，302)由铝制成。8.根据权利要求7所述的炊具(400)，其中，所述铝是1100合金。9.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第一金属层(102，202，302)由不锈钢制成。10.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第一金属层(102，202，302)由钛制成。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第二金属层(110，210，310)由铝制成。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的炊具(400)，还包括第三金属层(104，304)，其冶金结合到所述第二金属层(110，310)的与所述空腔(112，312)相对的平面侧。13.根据权利要求12所述的炊具(400)，其中，所述第三金属层(104，304)由铝制成。14.根据权利要求13所述的炊具(400)，其中，所述铝是1100合金。15.根据权利要求12所述的炊具(400)，其中，所述第三金属层(104，304)由不锈钢制成。16.根据权利要求15所述的炊具(400)，其中，所述不锈钢是铁磁性等级的不锈钢。17.根据权利要求12所述的炊具(400)，其中，所述第三金属层(104，304)由钛制成。
18.根据权利要求9
‑
17中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第二金属层(310)包括外金属层(310a)和被容纳在所述外金属层(310a)的中心开口(322)内的中心金属层(310b)，并且其中所述空腔(312)设置在所述中心金属层(310b)上。19.根据权利要求18所述的炊具(400)，其中，所述外金属层(310a)比所述中心金属层(310b)薄。20.根据权利要求1
‑
19中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第一金属层(102)包括由铝制成的第一子层(102)和由不锈钢制成的第二子层(140)，所述第一子层(102)冶金结合到所述间隔开的柱(116)。21.根据权利要求20所述的炊具(400)，其中，所述第二金属层(110)冶金结合到所述第一金属层(102)的所述第一子层(102)。22.根据权利要求20所述的炊具(400)，其中，所述第二金属层(110)的围绕所述空腔(112)的表面冶金结合到所述第一金属层(102)的所述第一子层(102)，所述表面优选地为平面的。23.根据权利要求1
‑
22中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第二金属层(110，210，310)冶金结合到所述第一金属层(102，202，302)的平坦下表面。24.根据权利要求1
‑
23中任一项所述的炊具(400)，其中，所述第二金属层(110，210，310)的底表面(126，226，326)是平面的。25.一种制造炊具(400)的方法，所述方法包括：(a)提供第一金属层(102，202，302)；(b)提供厚度至少为0.010英寸(0.254mm)的穿孔石墨层(108，208，308)和穿过其形成的多个间隔开的孔(114，214，314)，(c)提供具有空腔(112，212，312)的第二金属层(110，210，310)，其中多个间隔开的柱从所述空腔(112，212，312)的底表面(118，218，318)突出；(d)将(a)
‑
(c)中提供的层堆叠在坯料组件(100，200，300)中，使得所述穿孔石墨层(108，208，308)被容纳在所述第二金属层(110，210，310)的所述空腔(112，212，312)内，由此所述第二金属层(110，210，310)的所述多个间隔开的柱(116，216，316)与所述穿孔石墨层(108，208，308)中的所述多个间隔开的孔(114，214，314)对准并且穿过所述多个间隔开的孔(114，214，314)，使得所述第一金属层(102，202，302)的下表面至少接触所述多个间隔开的柱(116，216，316)的上端部的上表面；以及(e)通过在垂直于所述坯料组件(100，200，300)中的层的平面的方向上施加力来压制所述坯料组件(100，200，300)，并且同时加热所述坯料组件(100，200，300)以至少经由所述多个间隔开的柱116，216，316)来实现所述第一金属层(102，202，302)与所述第二金属层(110，210，310)之间的冶金结合，从而提供结合的多层坯料组件(100，200，300)。26.根据权利要求25所述的方法，还包括：(f)冷却所述结合的多层坯料组件(100，200，300)，以及(g)将所述结合的多层坯料(100，200，300)组件形成为所述炊具(400)。27.根据权利要求25或26所述的方法，其中，所述第一金属层(102，202，302)由铝或不锈钢或钛制成，并且其中，所述第二金属层(110，210，310)由铝制成。28.根据权利要求25
‑
27中任一项所述的方法，还包括：(h)提供第三金属层(104，304)，并且在压制所述坯料组件(100，300)之前将所述第三金属层(104，304)与所述坯料组件
(100，300)的其它层堆叠，使得所述第三金属层(104，304)面向所述第二金属层(110，310)的与所述空腔(114，314)相对的平面侧。29.根据权利要求28所述的方法，还包括：(i)提供第四金属层(140)并且在压制所述坯料组件(100)之前将所述第四金属层(140)堆叠在所述坯料组件(100)的所述第一金属层(102)上方。30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述第三金属层(104)和所述第四金属层(140)由不锈钢制成。31.由结合的多层坯料组件(100，300)制成的炊具(400)，所述炊具包括：第一金属层(102，302)；下金属层(104，304)；以及芯(106，306)，其被布置在所述第一金属层(102，302)和所述下金属层(104，304)之间，所述芯(106，306)包括：芯金属层(110，310)，其由铝制成并具有空腔(112，312)，其中多个间隔开的柱(116，316)从所述空腔(112，312)的底表面(118，318)突出；以及穿孔石墨层(108，308)，其具有穿过其形成的多个间隔开的孔(114，314)，其中所述石墨层(108，308)定位于所述芯金属层(110，310)的所述空腔(112，312)中，使得所述多个柱(116，316)延伸穿过所述多个孔(114，314)，以及其中所述芯金属层(110，310)...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉，
申请(专利权)人：全包层金属制品公司，
类型：发明
国别省市：