專利名稱：一種在鋁鍋內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層的復(fù)合鍋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品炊具領(lǐng)域中的食品用鍋制造行業(yè)。采用自動(dòng)電弧噴涂的方法，將 含有微量硒、鋅的鐵基材料噴涂在鋁鍋的內(nèi)壁，制成富硒鋁鐵復(fù)合鍋以滿足市場(chǎng)的需求。
背景技術(shù)：
食品用鍋與人的生活密切相關(guān)，歷史悠久而品種眾多是眾所周知的，但鐵鍋、鋁鍋 和不銹鋼鍋仍然是主導(dǎo)產(chǎn)品，其中鋁鍋和鐵鍋的制造工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，一直是中低收 入人群的首選產(chǎn)品。隨著人們生活水平的提高，開始逐步意識(shí)到使用益于健康、實(shí)用美觀、 安全可靠的炊具是必要的，所以這類新產(chǎn)品的開發(fā)是目前行業(yè)的又一焦點(diǎn)，本發(fā)明的富硒 鐵鋁復(fù)合鍋就是看好了這一市場(chǎng)的廣闊前景。鋁鍋用于制作菜湯、酸白菜、蘑菇、腌咸魚等含酸或含堿的食物時(shí)，容易使鋁溶解 于食物中，對(duì)人體有害，因此，世界衛(wèi)生組織于1989年正式將鋁確定為食品污染物而加以 控制，提出成年人每天允許鋁攝入量為60mg，所以在人們的心目中有一種盡量少使用鋁制 炊具的心態(tài)，但是，鋁鍋具有輕便、美觀、導(dǎo)熱快、傳熱均勻、不生銹、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，目 前的市場(chǎng)占有量仍在80%左右。鐵鍋雖然分量重，傳熱不均勻，易生銹，不宜長(zhǎng)時(shí)間盛放食 物，但具化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定，不產(chǎn)生有害身體的物質(zhì)，更重要的是可以補(bǔ)充人體所需的鐵元素， 烹飪的食品能有效地吸收鹽分而有益健康，使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，所以仍然是人 們?cè)敢馐褂玫漠a(chǎn)品。針對(duì)該現(xiàn)狀，人們綜合了鐵鍋和鋁鍋的各種優(yōu)點(diǎn)，采用先進(jìn)技術(shù)開發(fā)一 種內(nèi)壁為鐵層的鋁鐵復(fù)合鍋，這種復(fù)合鍋與傳統(tǒng)的鐵鍋或鋁鍋相比具有以下優(yōu)點(diǎn)鍋體輕 便、導(dǎo)熱快傳熱均勻、省時(shí)節(jié)能、利于健康(隔離了有害元素鋁，增加了有益元素鐵)、經(jīng)久 耐用(免除傳統(tǒng)鐵鍋的剝底現(xiàn)象，內(nèi)壁抗磨損)、造價(jià)低、符合市場(chǎng)的需求。經(jīng)資料查新，制 造這種鍋的技術(shù)可歸納為兩種方法①采用鋁鐵復(fù)合板材壓制成型，這種制鍋技術(shù)比較成 熟，如專利 CN87216092，CN93102193. 6，CN992125189, CN90207051. 7 等；②在鋁鍋的表面噴 涂一層金屬，如專利88207926，CN90215112. 6等，這種技術(shù)也比較成熟，但真正用于制鍋行 業(yè)比較少。硒是一種抗氧化劑，能保護(hù)肝細(xì)胞膜，對(duì)防治糖尿病，癌癥，心血管病，延緩衰 老等起著良好的作用。根據(jù)人體對(duì)微量元素硒的需要，人們?cè)_發(fā)過富硒鍋，如專利 CN98111628. 0，在鑄鐵鍋體內(nèi)采用硒酸鹽工藝滲入硒等微量元素。專利CN99229741. 9，采用 鋼鍋體，鍋體的內(nèi)、外側(cè)涂覆硒陶瓷涂料層。本發(fā)明綜合鋁鐵復(fù)合鍋和富硒鍋的優(yōu)點(diǎn)，采用 電弧噴涂的方法，將含有微量硒、鋅元素的鐵基噴涂材料，噴涂在鋁鍋的內(nèi)壁表面，形成一 定厚度的涂層，從而制造一種益于健康的鋁鐵復(fù)合鍋新產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
1.方案產(chǎn)品類型富硒鐵基涂層鋁鐵復(fù)合鍋。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)鍋體為鋁鍋，鍋內(nèi)壁噴涂一層富硒鐵基涂層。
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噴涂方法電弧噴涂，采用自動(dòng)噴涂作業(yè)方式。噴涂工藝鋁鍋內(nèi)壁預(yù)處理_噴涂涂層_涂層后加工2.技術(shù)關(guān)鍵本發(fā)明的一種在鋁鍋內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層的復(fù)合鍋，采用自動(dòng)電弧噴涂的方 法，將含有微量硒、鋅元素的鐵基材料噴涂在鋁鍋的內(nèi)壁，制造富硒鋁鐵復(fù)合鍋產(chǎn)品。技術(shù) 關(guān)鍵在于①涂層材料的設(shè)計(jì)；②涂層噴涂工藝的設(shè)計(jì)。3.噴涂方法的選擇熱噴涂是一門表面改性的新技術(shù)，由于發(fā)展迅速，已在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng) 用，用于制造合金涂層類型的鍋時(shí)，采用電弧噴涂方法更能體現(xiàn)出如下的特點(diǎn)①設(shè)備投資 少，操作工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，生產(chǎn)效率高；②不需要特殊的操作場(chǎng)所，且占地面 積小；③在噴涂過程中不會(huì)使鍋體過熱變形，更不會(huì)破壞鍋體的組織、成分、性能；④噴涂 材料選擇范圍大，凡是能導(dǎo)電的實(shí)心或藥芯絲材都可以用于鍋的噴涂，不會(huì)由于材料的不 同而影響涂層質(zhì)量；⑤可實(shí)現(xiàn)單層材料結(jié)構(gòu)、不同材料的多層結(jié)構(gòu)、梯度結(jié)構(gòu)的涂層；⑥涂 層與鍋體之間結(jié)合面為100%，益于導(dǎo)熱和利于均勻傳熱；⑦涂層均勻致密，結(jié)合強(qiáng)度好不 易脫落，涂層厚度容易控制，后加工量少，生產(chǎn)成本低等，所以本發(fā)明選用電弧噴涂方法制 造富硒鐵基涂層的復(fù)合鍋。4.涂層材料的設(shè)計(jì)電弧噴涂需要絲狀噴涂材料，根據(jù)發(fā)明內(nèi)容，噴涂材料要求的是含有微量硒、鋅元 素的鐵基材料，含有硒的實(shí)心絲材比較奇缺，冶煉制造比較麻煩，而且成本高，所以采用自 制的Φ 1.8mm藥芯絲材，硒和鋅是通過藥芯粉末加入，配比調(diào)整容易，制造成本低。為了進(jìn) 一步提高涂層的致密度和涂層的結(jié)合強(qiáng)度，藥芯中還加入了對(duì)身體無害的少量錫。5.涂層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)鍋體的結(jié)構(gòu)形式是在鋁鍋內(nèi)壁全部噴涂富硒鐵基涂層，涂層厚度> 0. 5mm，涂層太 厚會(huì)增加鍋體重量和制造成本，涂層太薄會(huì)降低鍋的使用壽命，該涂層厚度應(yīng)能充分體現(xiàn) 鋁鍋和鐵鍋的綜合優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。6.噴涂工藝的設(shè)計(jì)及實(shí)施方案在鋁鍋內(nèi)壁噴涂單層鐵基涂層的工序比較簡(jiǎn)單，噴涂工藝設(shè)計(jì)如下鋁鍋內(nèi)壁預(yù)處理_噴涂涂層_涂層后加工6. 1鋁鍋內(nèi)壁表面預(yù)處理噴涂鍋的內(nèi)壁時(shí)不會(huì)損傷鍋體，不需要進(jìn)行防護(hù)，所以本工藝采用噴砂處理的方 法一次實(shí)現(xiàn)凈化和粗化工作，要求噴砂后的效果達(dá)到有金屬光澤，凸凹坑分布均勻并呈菱 形狀，噴砂部位不許用手摸，不許弄臟，噴砂面必須是清潔的，噴完砂的鍋應(yīng)盡快噴涂，間隔 不得超過1小時(shí)。噴砂選用25目的棕剛玉砂，壓縮空氣壓力為0. SMPa06. 2噴涂及參數(shù)的設(shè)定鋁鍋內(nèi)壁的噴涂采用專用自動(dòng)噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂，可以提高效率和保證噴涂質(zhì) 量，見附圖1，實(shí)施方案如下(1)將鍋1裝在吸盤轉(zhuǎn)臺(tái)2上，通過真空泵3將鍋吸牢。(2)啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置4，帶動(dòng)吸盤轉(zhuǎn)臺(tái)2轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)鍋體直徑的大小，設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度。(3)調(diào)節(jié)噴涂槍5與鍋內(nèi)壁噴涂面的噴涂距離為150mm，噴涂角度為90°。
(4)設(shè)置噴涂電壓32V、噴涂電流140A、霧化氣體壓力0. 8MPa，氣體流量調(diào)節(jié)到噴 涂焰流呈細(xì)而挺拔的狀態(tài)為好。(5)啟動(dòng)噴涂機(jī)6和噴涂槍行走機(jī)構(gòu)7，帶動(dòng)噴涂槍按鍋內(nèi)壁軌跡運(yùn)動(dòng)，起始點(diǎn)是 從鍋的邊緣開始向鍋底中心噴涂，速度是從慢線性增快，噴涂槍到中心后再自動(dòng)返回到邊 緣，速度是從快線性減慢，噴涂槍按此軌跡反復(fù)運(yùn)行噴涂，直到涂層達(dá)到設(shè)計(jì)的厚度時(shí)會(huì)自 動(dòng)停止噴涂(根據(jù)每次噴涂的厚度，計(jì)算出行走的次數(shù)來控制)。吸盤轉(zhuǎn)臺(tái)2內(nèi)有對(duì)鍋的冷 卻系統(tǒng)，能保證鍋底連續(xù)噴涂不變形，從而提高生產(chǎn)效率。7.鍋底涂層的后續(xù)加工噴涂后的鍋內(nèi)壁涂層表面采用鋼絲刷打磨干凈，涂層表面平整，而且向細(xì)砂紙一 樣粗糙均勻，這種狀態(tài)可起到少粘黏食物的作用。8.涂層質(zhì)量指標(biāo)根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求，涂層應(yīng)達(dá)到如下指標(biāo)(1)涂層空隙率彡4% ；(2)涂層結(jié)合強(qiáng)度> 20MPa ；(3)涂層無裂紋、脫落、損傷等缺陷；(4)涂層與鍋體為100%的結(jié)合面；(5)鍋體在承受300°C的熱震時(shí)涂層不起層脫落。9.由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得了如下效果(1)采用電弧噴涂方法制造鋁鍋內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層的復(fù)合鍋，能實(shí)現(xiàn)涂層和 鍋體為100%的牢固結(jié)合面，具有噴涂質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，制造成本低的特點(diǎn)。(2)設(shè)計(jì)的單層涂層結(jié)構(gòu)形式，噴涂工序簡(jiǎn)單，噴涂時(shí)不需要防護(hù)。在鋁鍋內(nèi)壁噴 涂富硒鐵涂層的結(jié)構(gòu)，可體現(xiàn)出鍋體輕便、導(dǎo)熱快傳熱均勻、省時(shí)節(jié)能、經(jīng)久耐用(免除傳 統(tǒng)鐵鍋的剝底現(xiàn)象，內(nèi)壁抗磨損)、造價(jià)低、符合中低收入人群的需求。(3)噴涂材料選用含有微量硒、鋅元素的鐵基材料，不僅有利于提高涂層的致密度 和涂層的結(jié)合強(qiáng)度，而且鐵、硒、鋅元素對(duì)身體有益，同時(shí)起到了隔離有害元素鋁的作用，是 現(xiàn)代家庭更新?lián)Q代的理想炊具。


附圖1是本發(fā)明的噴涂鍋內(nèi)壁涂層使用的自動(dòng)噴涂設(shè)備示意圖；附圖2是本發(fā)明的內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層復(fù)合鍋的半成品照片。附圖1標(biāo)記說明1鍋，2吸盤轉(zhuǎn)臺(tái)，3真空泵，4轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，5噴涂槍，6噴涂機(jī)，7噴涂槍行走機(jī)構(gòu)。具體實(shí)施方例鋁鍋內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層復(fù)合鍋的實(shí)施例1.條件鍋的外形見附圖2，鍋口直徑285mm，鍋高60mm，材質(zhì)為鋁合金，鍋壁厚度 為2. 5mm。內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層。2.涂層的設(shè)計(jì)噴涂材料選用含有微量元素硒、鋅和錫的鐵基藥芯絲材，規(guī)格為 Φ1. 8mm。涂層為單層結(jié)構(gòu)，涂層厚度> 0. 5mm，鍋的內(nèi)壁全部均勻噴涂。3.噴涂工藝將鋁鍋的內(nèi)壁先進(jìn)行噴砂處理，噴砂時(shí)不需要防護(hù)，將鍋裝在自動(dòng)噴涂設(shè)備上(附圖1)，采用電弧噴涂的方法進(jìn)行連續(xù)噴涂，涂層厚度達(dá)到設(shè)計(jì)的涂層厚度 為止。4.涂層加工噴涂后的鍋內(nèi)壁涂層表面采用鋼絲刷高速旋轉(zhuǎn)打磨干凈，涂層表面 呈細(xì)砂紙一樣粗糙均勻的狀態(tài)，將鍋從吸盤轉(zhuǎn)臺(tái)2上取下即可5.鍋的特點(diǎn)采用電弧噴涂方法制造鋁鍋內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層的復(fù)合鍋，使涂 層和鍋體實(shí)現(xiàn)了 100%的牢固結(jié)合面，具有涂層質(zhì)量好，噴涂工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，制造成 本低的特點(diǎn)。綜合了鋁鍋和鐵鍋的共同優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)出鍋體輕便、導(dǎo)熱快傳熱均勻、省時(shí)節(jié)能、 利于健康(隔離了有害元素鋁，增加了微量的有益元素鐵、硒、鋅)、經(jīng)久耐用(免除傳統(tǒng)鐵 鍋的剝底現(xiàn)象，內(nèi)壁抗磨損)、造價(jià)低等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
一種用于食品用鍋制造行業(yè)的在鋁鍋內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層的復(fù)合鍋，采用自動(dòng)電弧噴涂的方法，選用含有微量硒、鋅的鐵基藥芯絲材的噴涂材料，在鋁鍋的內(nèi)壁噴涂一層≥0.5mm的涂層結(jié)構(gòu)形式，制造富硒鋁鐵復(fù)合鍋以滿足市場(chǎng)的需求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用自動(dòng)電弧噴涂的方法，制造富硒鋁鐵復(fù)合鍋，其特征在 于能實(shí)現(xiàn)涂層和鍋體為100%的牢固結(jié)合面；涂層表面呈細(xì)砂紙狀均勻的毛面，具有少粘 黏食物的效果；具有噴涂質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，制造成本低的特點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鋁鍋的內(nèi)壁噴涂一層>0. 5mm的涂層的結(jié)構(gòu)形式，制造富 硒鋁鐵復(fù)合鍋，其特征在于噴涂工序簡(jiǎn)單，噴涂時(shí)不需要防護(hù)；制造的富硒鋁鐵復(fù)合鍋具 有輕便、導(dǎo)熱快傳熱均勻、省時(shí)節(jié)能、經(jīng)久耐用(免除傳統(tǒng)鐵鍋的剝底現(xiàn)象，內(nèi)壁抗磨損)、 實(shí)用美觀、造價(jià)低，符合中低收入人群需求的效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選用含有微量硒、鋅的鐵基藥芯絲材的噴涂材料，制造富硒 鋁鐵復(fù)合鍋，其特征在于藥芯絲材配比調(diào)整容易，制造成本低；通過藥芯添加的鐵、硒、鋅 元素對(duì)身體有益，通過涂層能有效地隔離有害元素鋁的作用，避免過量鋁對(duì)人身體的傷害。
全文摘要
一種在鋁鍋內(nèi)壁噴涂富硒鐵基涂層的復(fù)合鍋，采用電弧自動(dòng)噴涂的方法，將含有微量硒、鋅的鐵基材料噴涂在鋁鍋的內(nèi)壁，制成富硒鐵鋁復(fù)合鍋，見摘要附圖。該方法具有涂層質(zhì)量好，噴涂工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，制造成本低的特點(diǎn)；涂層表面呈細(xì)砂紙狀均勻的毛面，具有少粘黏食物的效果；涂層能有效地隔離對(duì)身體有害的元素鋁，并含有微量硒、鋅元素的鐵基材料，對(duì)身體健康有益；該復(fù)合鍋綜合了傳統(tǒng)鋁鍋和鐵鍋的共同優(yōu)點(diǎn)，體現(xiàn)出鍋體輕便、導(dǎo)熱快傳熱均勻、省時(shí)節(jié)能、經(jīng)久耐用(免除傳統(tǒng)鐵鍋的剝底現(xiàn)象，內(nèi)壁抗磨損)、造價(jià)低的特點(diǎn)，是日常常用的理想炊具。
文檔編號(hào)A47J37/10GK101879043SQ20091013714
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者丁少雄, 劉愛國(guó), 蔡林強(qiáng), 郭面煥 申請(qǐng)人:慈溪光華金屬?gòu)?fù)合材料有限公司