一種鎂基復(fù)合材料及復(fù)合鍋具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍋具材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鎂基復(fù)合材料，同時還涉及一種使用上述鎂基復(fù)合材料的復(fù)合鍋具。
【背景技術(shù)】
[0002]常見的金屬鍋具材料有鐵、鋁、銅、不銹鋼等。其中，傳統(tǒng)鍋具材料為鐵，鐵鍋易生銹，在酸性條件下可溶出鐵，破壞新鮮蔬菜中的維生素C。鋁鍋有輕便、耐用、加熱快、不生銹的優(yōu)點，但不宜用來燒煮酸性或堿性以及過咸的食物，否則坎具中的鋁會大量溶出而污染食物；攝入過多鋁會損害人的記憶，使人思維遲鈍，加速人的衰老，還會引起老年癡呆癥、唐氏綜合性疾病等。銅鍋烹煮食物時溶解出來的少量銅元素對人體有益，且有較強的抗菌能力，但會影響部分菜肴的色味，銅綠也對人體有害，會引起急性中毒。不銹鋼餐具由鐵、合金等制成，一般認為不銹鋼坎具有較強的耐腐蝕作用，但若長期盛放酸性食物，不銹鋼中的鉻元素會滲進食物中，并隨食物一起在人體內(nèi)慢慢積蓄，致人中毒。
[0003]目前，復(fù)合材料鍋具已成為鍋具的發(fā)展趨勢，如復(fù)合底的不銹鋼鍋具有傳熱均勻、加熱快、烹調(diào)效果好等優(yōu)點。目前市場上所售的復(fù)合鍋底的不銹鋼鍋，其復(fù)合鍋底(不銹鋼-鋁材-不銹鋼/不銹鐵)的中間熱傳導(dǎo)層多為鋁材，層間通常采用熱壓釬焊而成，由于鋁材與不銹鋼之間的熱膨脹系數(shù)差別較大，使用過程中易發(fā)生變形、脫層等現(xiàn)象。此外，由于熱膨脹系數(shù)差異引起的熱應(yīng)力也會導(dǎo)致鍋具傳熱不均勻，降低烹調(diào)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可用于制作鍋具內(nèi)層(內(nèi)膽)的鎂基復(fù)合材料，解決現(xiàn)有鍋體材料傳熱及耐蝕性能差、不利于人體健康的問題。
[0005]本發(fā)明的第二個目的是提供一種使用上述鎂基復(fù)合材料的復(fù)合鍋具。
[0006]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種鎂基復(fù)合材料，包括以下質(zhì)量百分含量的組分:Zn 1.0%?3.0%,Zr 0.5%?1.0%、Nd 1.0%?8.0%、Gd 0.5%?1.8%、Cu 0.1%、Ni 0.01%、顆粒增強材料5%?15%，余量為鎂和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]所述顆粒增強材料為SiC或Si02。
[0008]所述顆粒增強材料的粒徑為30?100 μ m。
[0009]所述鎂基復(fù)合材料中，雜質(zhì)的質(zhì)量百分含量< 0.3%。
[0010]一種復(fù)合鍋具，包括鍋體，所述鍋體包括內(nèi)層鍋體和外層鍋體，所述內(nèi)層鍋體材料為鎂基復(fù)合材料，該鎂基復(fù)合材料包括以下質(zhì)量百分含量的組分:Zn 1.0%?3.0%、Zr0.5%~ 1.0%、Nd 1.0%~ 8.0%、Gd 0.5%~ 1.8%,Cu 0.l%、Ni 0.01%、顆粒增強材料5%?15%，余量為鎂和不可避免的雜質(zhì)；所述外層鍋體材料為鋁合金材料。
[0011]所述鍋體包括外層鍋體和內(nèi)層鍋體，所述外層鍋體的鍋底上表面設(shè)有一個以上的腔大口小的凹槽，內(nèi)層鍋體下表面具有與所述凹槽數(shù)量及形狀適配的凸塊，所述凸塊嵌入凹槽內(nèi)，形成榫接結(jié)構(gòu)，使內(nèi)層鍋體與外層鍋體緊密貼合并固定連接。
[0012]所述鍋體可以采用復(fù)合液態(tài)模鍛方法成型，鍋體的復(fù)合液態(tài)模鍛方法成型技術(shù)方案是:先采用液態(tài)模鍛的方法成型出底部上表面帶有口大底小的梯形槽的外層鍋體，然后通過熱塑性變形使該梯形槽變成腔大口小的燕尾槽，再采用液態(tài)模鍛的方法在外層鍋體內(nèi)成型出內(nèi)層鍋體，從而形成帶有榫接結(jié)構(gòu)的復(fù)合鍋體。
[0013]所述鋁合金材料為鋁合金ZL305。
[0014]所述顆粒增強材料為SiC或Si02。
[0015]所述顆粒增強材料的粒徑為30?100 μ m。
[0016]所述鎂基復(fù)合材料中，雜質(zhì)的質(zhì)量百分含量< 0.3%。
[0017]鎂是人體中必需的常量元素之一。鎂是人體細胞內(nèi)占第二位(僅次于鉀)的陽離子，鎂參與蛋白質(zhì)、核酸的合成；人體內(nèi)300多種酶的代謝、神經(jīng)肌肉的傳導(dǎo)收縮和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的活動都由鎂離子調(diào)節(jié)；鎂能減少血液中膽固醇的含量，防止動脈硬化、高血壓和心肌梗塞；鎂還可以防止藥物或環(huán)境對心血管系統(tǒng)的損傷，提高心血管的抗病毒能力。國外醫(yī)學(xué)專家還發(fā)現(xiàn)鎂有降低癌癥發(fā)病率的功用。營養(yǎng)學(xué)家認為，鎂是抗衰老的武器，是一種保持青春的礦物質(zhì)，鎂的這種抗衰作用表現(xiàn)在它對心臟有特別的保護作用；人體缺鎂時，表情淡漠、疲勞、抑郁、肌肉震顫、手足抽搐、記憶力減退、定向力降低、重者驚厥、昏迷；缺鎂可導(dǎo)致肥胖、高血壓、心腦血管病、骨質(zhì)疏松、糖尿病，甚至有早衰和早逝的危險。
[0018]本發(fā)明的鎂基復(fù)合材料，以鎂為主要成分，還包括Zn、Zr、Nd、Gd、Cu、Ni和顆粒增強材料，其中，鎂是人體必需的常量元素之一；Zn是人體必需元素，可以促進食欲和人體生長，且合適的含量不影響鎂合金的耐蝕性能；Zr可以通過細化晶粒提高鎂合金的耐蝕性能，且對人體無害；使用時溶解出來適量的Cu元素對人體有益，可減少糖尿病和心血管疾??；稀土元素Nd可以細化晶粒從而提高的合金耐蝕性能；稀土元素Gd也可以提高的合金耐蝕性能，兩種稀土元素同時作用，其耐蝕性能更加突出；增強材料SiC和S1Jt人體無害，且能顯著提高材料的強度、和耐磨性。各種成分相互配合，協(xié)調(diào)作用，所得鎂基復(fù)合材料具有較好的導(dǎo)熱性能、耐蝕性，同時對人體健康非常有利，用于制作鍋具的內(nèi)膽(內(nèi)層鍋體)，在使用過程中鎂的析出可有效補充人體內(nèi)鎂的攝入量，有效緩解人體的鎂缺乏癥狀。
[0019]本發(fā)明的復(fù)合鍋具，包括內(nèi)層鍋體和外層鍋體，外層鍋體采用鋁合金材料，具有較好的鑄造性能、良好的導(dǎo)熱性和耐蝕性；內(nèi)層鍋體采用鎂基復(fù)合材料，具有較好導(dǎo)熱性能、耐蝕性和耐磨性，并對人體健康有利；鋁合金與鎂基復(fù)合材料的膨脹系數(shù)基本相同，鍋體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用過程中不會發(fā)生變形、脫層等現(xiàn)象，傳熱均勻，加熱速度快，具有良好的烹調(diào)效果O
【附圖說明】
[0020]圖1為實施例1的復(fù)合鍋具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為圖1中A處的放大圖；
[0022]圖3為圖1的俯視圖；
[0023]圖4為實施例1的成型模具中凹模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為實施例1的成型模具中第一凸模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為圖5中B處的放大圖；
[0026]圖7為實施例1的成型模具中凹模與第一凸模的裝配示意圖；
[0027]圖8為實施例1的成型模具中第二凸模的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9為實施例1的成型模具中凹模與第二凸模的裝配示意圖；
[0029]圖10為實施例2的復(fù)合鍋具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖11為圖10的俯視圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0032]【具體實施方式】中所用鋁合金ZL305為市售商品，該鋁合金包括以下質(zhì)量百分含量的組分:Mg 7.5%?9.0%, Zn 1.0%?1.5%, Ti 0.1%?0.2%, Be 0.03%?0.1%，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
[0033]實施例1
[0034]本實施例的鎂基復(fù)合材料，包括以下質(zhì)量百分含量的組分:Zn 1.0%, Zr 0.7%,Nd 8.0%、Gd 0.5%、Cu 0.1%、Ni 0.01 %、顆粒增強材料10%，余量為鎂和不可避免的雜質(zhì)。
[0035]其中，所述顆粒增強材料為SiC，粒徑為30?10ym;雜質(zhì)的質(zhì)量百分含量為0.
[0036]本實施例的復(fù)合鍋具，包括鍋體，所述鍋體包括內(nèi)層鍋體和外層鍋體，所述內(nèi)層鍋體材料為鎂基復(fù)合材料，該鎂基復(fù)合材料包括以下質(zhì)量百分含量的組分:Zn 1.0%, Zr
0.7%、Nd 8.0%、Gd 0.5%、Cu 0.1%、Ni 0.01 %、顆粒增強材料10%，余量為鎂和不可避免的雜質(zhì)；所述外層鍋體材料為鋁合金ZL305。
[0037]本實施例的復(fù)合鍋具，具體結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示，包括鍋體，鍋體為圓盤形、平底、口大底小且口沿外翻的煎鍋形式，所述鍋體包括外層鍋體I和內(nèi)層鍋體2，所述外層鍋體I的鍋底上表面設(shè)有三個燕尾槽3 (根據(jù)鍋體大小可以增減)，燕尾槽3的槽口在外層鍋體I上表面以鍋體底部中心為圓心呈三層同心圓環(huán)狀分布；內(nèi)層鍋體2下表面具有與所述燕尾槽3數(shù)量、分布及形狀適配的凸塊4，所述凸塊4對應(yīng)嵌入燕尾槽3內(nèi)，使內(nèi)層鍋體2與外層鍋體I緊密貼合并固定連接。內(nèi)層鍋體2的側(cè)壁低于外層鍋體I的側(cè)壁，外層鍋體I的外翻口沿與側(cè)壁的連接處設(shè)有用于使內(nèi)層鍋體2的外沿抵頂?shù)膫?cè)面，使內(nèi)層鍋體2與外層鍋體I的銜接處平滑過渡。
[0038]本實施例的用于上述復(fù)合鍋具的成型模具，包括第一凸模、第二凸模和凹模，如圖4所示，所述凹模12上設(shè)有型腔14，型腔14的形狀與復(fù)合鍋具的外形相適應(yīng)；所述凹模12上在型腔14的底部設(shè)有通孔，通孔內(nèi)滑配安裝有頂出器13。
[0039]如圖5和6所示，所述第一凸