【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炊具领域，尤其涉及一种激光钛不粘锅具及制备方法。
技术介绍
1、现有用于锅具的不粘涂层的材料主要包括含氟涂料和陶瓷涂料。
2、氟涂料主要有ptfe(聚四氟乙烯)、pfoa(全氟辛酸铵)、pfa(全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物)、fep(聚全氟乙丙烯共聚物)、etfe(乙烯四氟乙烯共聚物)等，其不粘原理主要是含氟聚合物具有极低的表面自由能。但是，含氟涂料不粘涂层不耐磨损，炒菜不能用铁铲，也不能用钢丝球、百洁布等清洗，高温下分解会产生有害物质，磨损后不粘性下降。
3、陶瓷涂料是硅氧键、无机硅占主要成分的涂料，其不粘原理主要是在锅体表面形成纳米结构从而达到不粘的效果。但是，陶瓷涂料不粘效果较含氟涂料差，持久不粘性也不好，一般使用3～6个月涂层容易脱落。
4、为解决上述氟涂料和陶瓷涂料各自的缺陷，也有人提出一种抗菌不粘材料，如cn202010966414.5中所提到的抗菌耐磨复合不粘锅涂层，该涂层以锌及氧化铝粉为基材制备得到不粘锅底层，并加入硅烷改性纳米硅溶胶等制成复合陶瓷不粘锅涂层，以期获得较优的不沾性和持久耐磨性。
5、但该技术所用底层材料存在耐高温性差、硬度低等问题，无法达到较好的使用效果。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种激光钛不粘锅具，是通过以下技术方案来实现的：
2、一种激光钛不粘锅具，以激光热喷涂方式在所述锅具其基体内表面制备有多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层，所述多元多层纳米钛基复合金属
3、上述激光钛不粘锅具中的多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层，由纳米复合金属陶瓷层和纳米硅酸盐复合陶瓷层配合得到，其中，纳米复合金属陶瓷层具有较好的耐磨、抗菌性，且具有较高的硬度，纳米硅酸盐复合陶瓷层使该不粘超硬耐高温涂层具有较好的不沾性，二者之间相互叠合，相互配合，为该多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层提供了优异的不沾性，超高硬度和耐磨性，为涂覆有该涂层的锅具赋予了“任性爆炒”的优势。
4、在其中一些实施例中，所述纳米复合金属陶瓷层的厚度为5μm～50μm，所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的厚度为1μm～6μm，所述纳米复合金属陶瓷层与所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的厚度比例为2∶1～8∶1。
5、在其中一些实施例中，所述纳米复合金属陶瓷涂层的制备材料包括：51～75.7wt％的ti，余量为辅助成分，所述辅助成分包括：2-5wt％的tin、5-15wt％的tic、5-10wt％的sic、2-5wt％的ticn、2-5wt％的tib、3-10wt％的a2o3、3-10wt％的zro、1-10wt％的mgo、0.1-2wt％的la2o3、0-2wt％的sro、0.1-2wt％的y2o3、1-3wt％的ca10(po4)6(oh)2、0.1-2wt％的fe。
6、上述材料中，ti作为纳米金属陶瓷涂层的主体成分，具有与人体非常友好的生物相容性、耐高低温、抗强酸碱、高强度等优势。tin、tic、ticn、tib、a2o3具有高的硬度、耐磨性和耐蚀性等优异性能；sic、zro、mgo能够降低裂纹敏感性、增强了碳化物颗粒的分布、增加涂层的显微硬度。la2o3、sro、y2o3稀土氧化物具有提高了涂层的均匀性并使显微组织细化。而ca10(po4)6(oh)2具有极好的生物相容性和生物活性，补充ca元素。但ca10(po4)6(oh)2断裂韧性差，因此需严格控制含量。fe可以作为低熔点金属，且能够补充铁元素。
7、在其中一些实施例中，所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的制备材料包括：10～30wt％的硅溶胶、10～30wt％的聚甲基硅氧烷、3～10wt％的微米氮化硅、10～20wt％的纳米级二氧化钛、3～8wt％的微米碳化硅、3～8wt％的微米氧化硅、3～8wt％的微米米氧化铝、5～15wt％的纳米钛粉、3～6wt％的润湿分散剂、2～4wt％的增稠剂、5～25wt％的去离子水、0.1～3wt％的羟基硅油、1～5wt％的低熔点玻璃粉，所述低熔点玻璃粉的熔点为380-450℃，所述硅溶胶的胶固含量为16-20％。
8、在其中一些实施例中，所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的制备材料包括：20.5wt％的硅溶胶、15wt％的聚甲基硅氧烷、7wt％的微米氮化硅、13wt％的纳米级二氧化钛、5wt％的微米碳化硅、5wt％的微米氧化硅、5wt％的微米米氧化铝、10wt％的纳米钛粉、3wt％的润湿分散剂、3wt％的增稠剂、10wt％的去离子水、1.5wt％的羟基硅油、2wt％的低熔点玻璃粉。
9、在其中一些实施例中，所述超导复合铁基金属涂层的制备材料包括：57-82wt％fe、5-15wt％co、10-20wt％ni、3-8wt％石墨烯。
10、本专利技术还公开了上述的激光钛不粘锅具中多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层的制备方法，其中，所述纳米复合金属陶瓷涂层采用以下激光热喷涂方法制备：
11、(1)采用激光热喷涂在干燥、清洁的锅具基体内表面喷涂纳米复合金属陶瓷粉末材料，激光热喷涂工艺参数为：功率1.5-2kw，扫描速度8-12mm/s，光斑直径3mm，氩气流速为20-30l/min，送粉速率为8g/min；
12、(2)经15-20秒自然冷却后，在锅具基体内表面制得激光热喷涂涂层，对步骤(1)中制得的激光热喷涂涂层表面以1-2mpa压强的氩气吹洁净，然后进行激光重熔，所述激光重熔工艺参数为：功率为100-250w，扫描速度为10-12mm/s，光斑直径为4-6mm，氩气流速为20-30l/min。
13、在其中一些实施例中，所述纳米硅酸盐复合陶瓷涂层采用以下激光热喷涂方法制备：
14、(3)在所述激光重熔处理后，20-30秒内以1.0-2.0mpa压强的氩气吹洁净，喷涂纳米硅酸盐复合陶瓷涂料液，调节喷枪与基体表面的距离设置在15-30cm，保证纳米硅酸盐复合陶瓷涂料覆盖全部纳米复合金属陶瓷涂层，然后利用余热，使纳米硅酸盐复合陶瓷涂料固化。
15、在其中一些实施例中，以步骤(1)-(3)为1个循环，通过2-20个所属的循环把纳米复合金属陶瓷层和纳米硅酸盐复合陶瓷涂层交替加工在锅具基体内表面，以制备所述多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层，步骤(1)与步骤(2)的时间间隔为10-20秒，步骤(2)与步骤(3)的时间间隔为20-30秒，步骤(3)与步骤(1)的时间间隔为30-50秒。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术的一种激光钛不粘锅具，通过多层依次交替叠加设置的纳米复合金属陶瓷层和纳米硅酸盐复合陶瓷层，可提供超硬、耐高温、不粘持久的涂层，为涂覆有该涂层的锅具赋予了优异的不沾性，超高硬度和耐磨性。
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1.一种激光钛不粘锅具，其特征在于：以激光热喷涂方式在所述锅具基体内表面制备有多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层，所述多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层由纳米复合金属陶瓷层与纳米硅酸盐复合陶瓷层交替叠加组合而成，以冷喷涂方式在所述锅具锅底外侧制备有超导复合铁基金属涂层；
2.根据权利要求1所述的激光钛不粘锅具，其特征在于：所述纳米复合金属陶瓷层的厚度为5μm～50μm，所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的厚度为1μm～6μm，所述纳米复合金属陶瓷层与所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的厚度比例为2∶1～8∶1。
3.根据权利要求1所述的激光钛不粘锅具，其特征在于：所述纳米复合金属陶瓷涂层的制备材料包括：60wt％的Ti，余量为辅助成分，所述辅助成分包括：3wt％的TiN、10wt％的TiC、6wt％的SiC、2wt％的TiCN、3wt％的TiB、5wt％的A2O3、6wt％的ZrO、1.8wt％的MgO、0.5wt％的La2O3、0.2wt％的SrO、0.5wt％的Y2O3、1wt％的Ca10(PO4)6(OH)2、1wt％的Fe。
4.根据权利要求1所述的激光钛不粘
5.根据权利要求4所述的激光钛不粘锅具，其特征在于：所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的制备材料包括：20.5wt％的硅溶胶、15wt％的聚甲基硅氧烷、7wt％的微米氮化硅、13wt％的纳米级二氧化钛、5wt％的微米碳化硅、5wt％的微米氧化硅、5wt％的微米米氧化铝、10wt％的纳米钛粉、3wt％的润湿分散剂、3wt％的增稠剂、10wt％的去离子水、1.5wt％的羟基硅油、2wt％的低熔点玻璃粉。
6.根据权利要求1所述激光钛不粘锅具，其特征在于：所述超导复合铁基金属涂层的制备材料包括：57-82wt％Fe、5-15wt％Co、10-20wt％Ni、3-8wt％石墨烯。
7.权利要求1-6任一项所述的激光钛不粘锅具中多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述纳米复合金属陶瓷涂层采用以下激光热喷涂方法制备：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述纳米硅酸盐复合陶瓷涂层采用以下激光热喷涂方法制备：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：以所述步骤(1)、(2)、(3)为一个循环，通过2至20个所属循环的方式把纳米复合金属陶瓷层和纳米硅酸盐复合陶瓷涂层交替加工在锅具基体内表面，以制备所述多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层，步骤(1)与步骤(2)的时间间隔为10-20秒，步骤(2)与步骤(3)的时间间隔为20-30秒，步骤(3)与步骤(1)的时间间隔为30-50秒。
...【技术特征摘要】
1.一种激光钛不粘锅具，其特征在于：以激光热喷涂方式在所述锅具基体内表面制备有多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层，所述多元多层纳米钛基复合金属陶瓷涂层由纳米复合金属陶瓷层与纳米硅酸盐复合陶瓷层交替叠加组合而成，以冷喷涂方式在所述锅具锅底外侧制备有超导复合铁基金属涂层；
2.根据权利要求1所述的激光钛不粘锅具，其特征在于：所述纳米复合金属陶瓷层的厚度为5μm～50μm，所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的厚度为1μm～6μm，所述纳米复合金属陶瓷层与所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的厚度比例为2∶1～8∶1。
3.根据权利要求1所述的激光钛不粘锅具，其特征在于：所述纳米复合金属陶瓷涂层的制备材料包括：60wt％的ti，余量为辅助成分，所述辅助成分包括：3wt％的tin、10wt％的tic、6wt％的sic、2wt％的ticn、3wt％的tib、5wt％的a2o3、6wt％的zro、1.8wt％的mgo、0.5wt％的la2o3、0.2wt％的sro、0.5wt％的y2o3、1wt％的ca10(po4)6(oh)2、1wt％的fe。
4.根据权利要求1所述的激光钛不粘锅具，其特征在于：所述纳米硅酸盐复合陶瓷层的制备材料包括：10～30wt％的硅溶胶、10～30wt％的聚甲基硅氧烷、3～10wt％的微米氮化硅、10～20wt％的纳米级二氧化钛、3～8wt％的微米碳化硅、3～8wt％的微米氧化硅、3～8wt％的微米米氧化铝、5～15wt％的纳米钛粉、3～6wt％的润湿分散剂、2～4wt％的增稠剂、5～25wt％的去离子水、0.1～3wt％的羟基硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，梁丽权，刘金洋，罗锦管，赵冬健，欧剑华，
申请(专利权)人：广东万事泰集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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