本发明提供一种耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,通过锅体内表面喷涂等离子耐磨层,提高不沾层的耐磨性且高温不易脱落。该耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,包括锅体,该锅体具有铝基材质的内表面,该内表面喷涂有不粘层,且在不粘层与锅体内表面之间喷涂有等离子耐磨层,该等离子耐磨层由纳米复合陶瓷粉末等离子喷涂得到。此外,本发明还提供一种该耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的制备方法。

　　1.一种耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,包括锅体,所述锅体内表面具有不粘层,其特征在于,所述锅体内表面与所述不粘层之间设置有等离子耐磨层,所述等离子耐磨层由纳米复合陶瓷粉末等离子喷涂得到,

　　所述纳米复合陶瓷粉末由氧化铝钛陶瓷粉末、金属钛粉末和不锈钢粉末混合而成,以原料质量为100,计,各组成成分的质量分数为,氧化铝钛陶瓷粉末20,(30)、金属钛粉末15,(20)、不锈钢粉末50,(65),且各组成成分中,以每个组成成分总体质量为

　　100,计,每个组成成分中均至少包括质量分数为5,的纳米级粉末,其余为微米级粉末。

　　2.如权利要求1所述的耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,其特征在于,所述等离子耐磨层的厚度为40μm,80μm。

　　3.如权利要求1或2所述的耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,其特征在于,所述锅体为铝基材质。

　　4.一种制备如权利要求1‑3任一项所述的耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的方法,其特征在于,

　　5.如权利要求4所述的制备耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的方法,其特征在于,所述步骤4中,等离子喷涂制备等离子耐磨层时,将纳米复合陶瓷粉末通过氩气载入超高音速的等离子弧光中融化,然后喷向喷砂后的锅坯内表面,在锅坯内表面形成等离子耐磨层。

　　6.如权利要求5所述的制备耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的方法,其特征在于,所述步骤4中,将纳米复合陶瓷粉末以300m/s速度喷向喷砂后的锅坯内表面。

　　7.如权利要求4所述的制备耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的方法,其特征在于,所述步骤4中,进行一次以上等离子喷涂。

　　8.如权利要求4所述的制备耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的方法,其特征在于,所述步骤3中,使锅坯内表面粗糙度达到Ra10,15μm。

　　所述步骤3中,对锅坯内表面进行喷砂处理,使锅坯内表面粗糙度达到Ra10,15μm,

　　所述步骤4中,将纳米复合陶瓷粉末通过氩气载入超高音速的等离子弧光中融化,然后以300m/s速度喷向喷砂后的锅坯内表面,并进行一次以上等离子喷涂,且等离子喷涂参数为,电流400(600A)电压60(120V)氩气流量50,100L/min,氮气40,80L/min,喷涂距离为130mm,150mm。

　　[0001]本发明涉及一种不粘锅,具体涉及一种耐磨不粘锅及其制造方法,属于厨房用具技术领域。

　　[0002]锅是厨房必备的烹饪工具,为了方便清洗和烧制菜肴,越来越多的家庭选择使用不粘锅。现有市场上的不粘锅多为铝合金不粘锅,采用等离子或电弧熔射喷涂钛及钛的氧化物得到不粘涂层。铝合金不粘锅存在诸多缺陷,由于铝合金基材较软,在铝合金上喷涂一层更软的不粘涂层,在实际使用九游体育官方网站中,难以抵抗磨损,抗刮耐磨性差。

　　[0003]在中国专利申请CN8.X中公开了一种利用热喷涂技术制备耐磨超疏水陶瓷涂层的方法及产品,其中主要方法为通过等离子喷涂制备陶瓷涂层,另通过火焰喷涂制备表面PTFE不粘涂层,而这样的涂层结构使得PTFE层与陶瓷层之间的结合性差,表面PTFE涂层硬度、耐刮擦性能提升较小。

　　[0004]有鉴于此,本发明提供一种耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,通过在锅体内表面等离子喷涂纳米复合陶瓷粉末得到等离子耐磨层,提高锅体的耐磨性且使不粘层高温不易脱落。

　　[0005]本发明的技术方案为,一种耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,包括锅体,所述锅体内表面具有不粘层,其特征在于,所述锅体内表面与所述不粘层之间设置有等离子耐磨层,所述等离子耐磨层由纳米复合陶瓷粉末等离子喷涂得到,

　　[0006]所述纳米复合陶瓷粉末由氧化铝钛陶瓷粉末、金属钛粉末和不锈钢粉末混合而成,以原料质量为100,计,各组成成分的质量分数为,氧化铝钛陶瓷粉末20,(30)、金属钛粉末15,(20)、不锈钢粉末50,(65),且各个组成成分中,以每个组成成分总体质量为100,计,每个组成成分中均至少包括质量分数为5,的纳米级粉末,其余为微米级粉末。

　　[0012]步骤3,喷砂,对锅坯内表面进行喷砂处理,在锅坯内表面形成粗糙度,

　　[0016]优选的,所述步骤4中,等离子喷涂制备等离子耐磨层时,将纳米复合陶瓷粉末通过氩气载入超高音速的等离子弧光中融化,然后喷向喷砂后的锅坯内表面,在锅坯内表面形成等离子耐磨层。

　　[0017] 优选的,所述步骤4中,将纳米复合陶瓷粉末以300m/s速度喷向喷砂后的锅坯内表面。

　　[0019] 优选的,所述步骤3中,使锅坯内表面粗糙度达到Ra10,15μm。

　　[0022] (1)本发明在锅体的不粘层与锅体内表面之间设置了等离子耐磨层,等离子耐磨层由纳米复合陶瓷粉末等离子喷涂得到,该纳米复合陶瓷粉末为氧化铝钛陶瓷粉末、金属钛粉末和不锈钢粉末混合而成,氧化铝钛陶瓷具有耐高温特性,而在氧化铝钛陶瓷粉末中添加金属钛粉末以及不锈钢粉末后,其硬度和耐磨性都得到很大的提高,由此使得锅体内表面硬度明显提高,从而提高耐磨性,且能够很好的隔热保护不粘层,提高不粘层的结合力,使其高温不易脱落。试验表明,不喷涂等离子耐磨层时,锅体受热不粘层会持续升温,喷涂等离子耐磨层后,不粘层在200℃左右停顿再缓慢升温。

　　[0023] 且纳米复合陶瓷粉末中至少包括质量分数为5,的纳米级粉末,能够增加所形成的等离子耐磨层的硬度和致密性,且能够更好的喷涂不沾层。

　　[0024] (2)在等离子喷涂制备等离子耐磨层时,采用超高音速的等离子喷涂,等离子熔射的速度更快,粉末粒子飞行的速度也更快,由此形成的等离子耐磨层结合力会更强。

　　[0025] (3)等离子喷涂制备等离子耐磨层前,对锅胚进行喷砂处理,得到粗糙的锅坯内表面,能够提高后续功能性涂层(即等离子耐磨层)的结合强度。

　　[0026] (4)将熔融与半熔融的纳米复合陶瓷粉末粒子以300m/s速度撞击在喷砂后的表面上,在该粉末粒子飞行速度下形成的等离子耐磨层结合力会更强。

　　[0027] (5)进行一次以上等离子喷涂以得到设定厚度的等离子耐磨层,能够提高等离子耐磨层的硬度和耐磨性。

　　[0028] (6)采用本发明中的等离子喷涂参数进行等离子喷涂制备等离子耐磨层,喷涂效果好,保证了所形成的等离子耐磨层的硬度和耐磨性。

　　[0032] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

　　[0034] 本实施例提供一种耐磨纳米复合陶瓷不粘锅,包括锅体1 ,该锅体1具有铝基材质的内表面,该内表面涂覆有不粘层2(如常规PTFE氟涂料涂层) ,且在不粘层2与锅体1内表面

　　之间设有等离子耐磨层3,该等离子耐磨层3由纳米复合陶瓷粉末等离子喷涂得到,上述不粘层2和等离子耐磨层3共同形成锅体1的耐磨不粘涂层。

　　[0035] 该纳米复合陶瓷粉末为氧化铝钛陶瓷粉末、金属钛粉末和不锈钢粉末混合而成,通过在不粘层与锅体之间设置等离子耐磨层,使得锅体内表面硬度明显提高,从而提高耐磨性,且能够很好的隔热保护不粘层,提高不粘层的结合力,使其高温不易脱落。

　　[0036] 以纳米复合陶瓷粉末原料质量为100,计,各组成成分的质量分数为,氧化铝钛陶瓷粉末20,(30)、金属钛粉末15,(20)、不锈钢粉末50,(65),且上述各个组成成分中,以每个组成成分总体质量为100,计,每个组分中均至少包括质量分数为5,的纳米级粉末,其余为微米级粉末。在纳米复合陶瓷粉末中设置纳米级粉末能够增加所形成的等离子耐磨层的硬度和致密性。同时该比例搭配形成的等离子耐磨层,兼具了最佳表面硬度和最佳附着力。

　　[0038] 本实施例提供一种耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的制备方法,如图1所示,

　　[0041] 步骤3,喷砂,采用30号白刚玉尖角砂对锅坯内表面进行喷砂处理,使锅坯内表面粗糙度达到Ra10μm,由此得到粗糙的内表面,作用为提高后续功能性涂层的结合强度,

　　[0043] 采用等离子喷涂,将纳米复合陶瓷粉末通过氩气载入超高音速的等离子弧光中融化(弧光中心温度达到10000摄氏度以上,然后将熔融与半熔融的纳米复合陶瓷粉末粒子以300m/s速度撞击在喷砂后的表面上,形成高硬度、高强度、结合力很强的等离子耐磨层。采用多次喷涂的方式形成厚度为40μm的等离子耐磨层。

　　[0044] 采用超高音速的等离子喷涂,等离子熔射的速度更快,粉末粒子飞行的速度也更快,由此形成的等离子耐磨层结合力会更强。

　　[0045] 具体的,纳米复合陶瓷粉末的原料的质量为100,计,其中各组成成分的质量分数为,氧化铝钛陶瓷粉末20,、金属钛粉末15,、不锈钢粉末65,,纳米复合陶瓷粉末为上述各组成成分直接混合得到,且上述各个组成成分中,以每个组成成分总体质量为100,计,每个组分中均至少包括质量分数为5,的纳米级粉末,其余为微米级粉末。

　　[0046] 等离子喷涂参数为,电流400A,电压60V,氩气流量50L/min,氮气40L/min,喷涂距离为130mm。采用纳米复合陶瓷粉末等离子喷涂得到的等离子耐磨层硬度很高,达到HV600以上,经大量试验验证,在氧化铝钛粉末中添加金属钛粉末以及不锈钢粉末后,其硬度和耐磨性都得到很大的提高。

　　[0048] 步骤6,制备不粘层2,将PTFE氟涂料喷涂在等离子耐磨层表面,然后在400℃下烘烤10分钟,实现PTFE氟涂料的加热固化,形成不粘层,即制得耐磨纳米复合陶瓷不粘锅。

　　[0049] 为了验证该耐磨不粘锅中耐磨不粘涂层的硬度(耐磨性)和不粘性,对其进行如下测试,

　　[0050] 测试一,耐磨性测试,将具有等离子耐磨层和不沾层的锅体样品固定在耐磨测试仪上,用1 .5kg负重,使用3M/7447B工业百洁布同时加入质量分数为0.5,浓度的常用洗洁

　　精溶液浸润摩擦锅体内表面,并在锅体内表面平整区域往复摩擦,每500次更换一次百洁布,摩擦12000次后仍未露出基材。

　　[0051] 测试二,圆珠笔芯耐磨测试(用于耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的耐磨性测试) ,将具有等离子耐磨层和不沾层的锅体样品放置在铝锭上,往锅体内倒入少量食用油,覆盖涂层表面,设置铝锭温度使锅体油温达到200℃,利用固定有320g负载的圆珠笔芯(笔长115mm,笔芯直径1 mm)在锅体涂层表面转动,转动频率为40圈/m i n,圆珠笔芯每500圈更换新的,测试过程中检查涂层状况,直至露出基材,此时圆珠笔芯转动圈数大于20000,符合1级耐磨标准。

　　[0052] 测试二,不粘性测试, 1 .用自来水和柔性清洁剂溶液清洗锅体,再用自来水漂洗若干次用纸巾擦干,2.将锅体置于电炉或煤气灶上加热,用高温计控制加热温度把产品加热到150℃,3.将一个鸡蛋破壳后放入锅内,不放植物性食用油或其他脂肪油,待蛋白基本凝固(产品表面温度不超过210℃) ,4.用塑料或木铲或带涂层金属铲取出鸡蛋,用软布擦干净锅体涂层表面,重复步骤2.3,试验共进行4次,锅体仍能正常使用。

　　[0057] 步骤3,喷砂,采用30号白刚玉尖角砂对锅坯内表面进行喷砂处理,使锅坯内表面粗糙度达到Ra15μm,由此得到粗糙的内表面,作用为提高后续功能性涂层的结合强度,

　　[0059] 采用等离子喷涂,将纳米复合陶瓷粉末通过氩气载入超高音速的等离子弧光中融化(弧光中心温度达到10000摄氏度以上,然后将熔融与半熔融的纳米复合陶瓷粉末粒子以300m/s速度撞击在喷砂后的表面上,形成高硬度、高强度、结合力很强的耐磨不粘涂层。采用多次喷涂的方式形成厚度为80μm的耐磨不粘涂层。

　　[0060] 具体的,纳米复合陶瓷粉末的原料的质量为100,计,其中各组成成分的质量分数为,氧化铝钛粉末30,、金属钛粉末20,、不锈钢粉末50,,纳米复合陶瓷粉末为上述各组成成分直接混合得到,且上述各个组成成分中,以每个组成成分总体质量为100,计,每个组分中均至少包括质量分数为5,的纳米级粉末,其余为微米级粉末。

　　[0063] 步骤6,制备不粘层2,将PTFE氟涂料喷涂在等离子耐磨层表面,然后在400℃下烘烤10分钟,实现PTFE氟涂料的加热固化,形成不粘层,即制得耐磨纳米复合陶瓷不粘锅。

　　[0064] 测试一,耐磨性测试,将具有等离子耐磨层和不沾层的锅体样品固定在耐磨测试仪上,用1 .5kg负重,使用3M/7447B工业百洁布同时加入质量分数为0.5,浓度的常用洗洁精溶液浸润摩擦锅体内表面,并在锅体内表面平整区域往复摩擦,每500次更换一次百洁布,摩擦17000次后仍未露出基材。

　　[0065] 测试二,圆珠笔芯耐磨测试(用于耐磨纳米复合陶瓷不粘锅的耐磨性测试) ,将具有等离子耐磨层和不沾层的锅体样品放置在铝锭上,往锅体内倒入少量食用油,覆盖涂层

　　表面,设置铝锭温度使锅体油温达到200℃,利用固定有320g负载的圆珠笔芯(笔长115mm,笔芯直径1 mm)在锅体涂层表面转动,转动频率为40圈/m i n,圆珠笔芯每500圈更换新的,测试过程中检查涂层状况,直至露出基材,此时圆珠笔芯转动圈数大于20000,符合1级耐磨标准。

　　[0066] 测试三,不粘性测试, 1 .用自来水和柔性清洁剂溶液清洗涂层产品,再用自来水漂洗若干次用纸巾擦干,2.将产品置于电炉或煤气灶上加热,用高温计控制加热温度把产品加热到170℃,3.将一个鸡蛋破壳后放入锅内,不放植物性食用油或其他脂肪油,待蛋白基本凝固(产品表面温度不超过210℃) ,4.用塑料或木铲或带涂层金属铲取出鸡蛋,用软布擦干净涂层表面,重复步骤2.3,试验共进行4次,锅体仍能正常使用。

　　[0067] 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。