一种钛涂层铝锅的制备方法

1.本发明涉及炊具技术领域，具体涉及一种钛涂层铝锅的制备方法。


背景技术：

2.纯铝是银白色的金属，熔点660℃，密度为2.7g/cm3，具有良好的塑性和导热性；纯铝的热导率为237w/m k，在空气中能生成致密的氧化铝，因此铝锅具有轻便、耐用、加热快、导热均匀、不生锈等特点，铝锅常用作不粘锅的锅体，而不粘锅涂层不耐磨，易被硬的金属锅铲划伤，从而损坏不粘锅涂层，且使用过程中不能使用大火爆炒。
3.铁锅无涂层，可大火爆炒，但是铁的密度是7.8g/cm3，是铝密度的2.9倍，因此相同大小的铁锅重量是铝锅的2.9倍，且铁锅还容易生锈。
4.随着人们生活水平的提高，钛锅逐渐走进人们的生活，成为人们选择的一种高端炊具，因为钛锅具有无涂层，耐磨耐刮，不生锈，健康又耐用这些优点，人们在选择锅具时优先选择钛锅，但市场上纯钛锅的价钱较高，限制了广大的普通消费者。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种钛涂层铝锅的制备方法，旨在提供一种制备方法，以制备出质量较强，导热性好，耐磨损，耐氧化，价格便宜的锅体。
6.为实现上述目的，本发明提出的一种钛涂层铝锅的制备方法，包括以下步骤：
7.获得铝锅本体；
8.对所述铝锅本体的表面进行打磨清洗；
9.在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅；
10.打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
11.可选地，在所述电火花沉积技术中，沉积电容为1000～4000μf；和/或，
12.在所述电火花沉积技术中，沉积电压为10～30v。
13.可选地，在所述电火花沉积技术中，电极棒为旋转电极棒；和/或，
14.在所述火花沉积技术中，电极棒为纯钛电极棒。
15.可选地，所述电极棒的直径为4～6mm。
16.可选地，所述惰性气体为氩气；和/或，
17.所述惰性气体的流速为7～10l/min。
18.可选地，所述在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅的步骤中，所述钛涂层的厚度为50～100μm。
19.可选地，所述在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅的步骤包括：
20.将所述铝锅本体卡接在卡盘上，调整电极棒至所述铝锅本体的中心处；
21.以所述中心处为初始位置，控制所述电极棒运动至所述铝锅本体内表面覆盖钛涂
层，再次调整所述电极棒至所述中心处，重复上述步骤至所述钛涂层的厚度符合要求。
22.可选地，控制所述电极棒运动至所述铝锅本体内表面覆盖钛涂层的步骤包括：
23.以所述中心处为初始位置，驱使所述电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移2～3mm，再次驱使所述电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层。
24.可选地，所述对所述铝锅本体的表面进行打磨清洗的步骤包括：
25.依次采用240#、400#、600#和800#的砂纸对所述铝锅本体的内表面进行打磨；
26.采用丙酮对所述铝锅本体进行超声波清洗5～15min。
27.可选地，所述铝锅本体的底部的厚度在其中心往边缘的延伸方向上呈渐缩设置；
28.所述获得铝锅本体的步骤中，所述铝锅本体的厚度为2～4mm。
29.本发明的提供的制备方法制备的钛涂层铝锅不仅具有铝锅的优点，还具有钛锅的有点，质地较轻，导热性好，且价格便宜，适合广大消费者，而且制备方法简单，采用电火花沉积技术，在铝锅本体上沉积钛涂层与铝锅体具有物理冶金结合，涂层不容易剥落，而且涂层是纯钛，不会释放出有害元素；具体地，采用铝锅本体作为锅体，采用钛涂层作为涂层，对铝锅本体进行保护，避免铝锅本体被刮伤，且铝锅本体采用铝材质制备，质地较轻，操作舒适，由于钛的密度较低，在铝锅本体上沉积钛涂层不会过度的增加铝锅本体的重量，而且钛涂层具有良好的生物相容性，使用时无毒无磁，不会产生有害的元素，对人体无毒；且钛涂层耐腐蚀良好，能够延长铝锅本体的使用寿命，钛涂层具有良好的耐磨性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
31.图1为本发明提出的一种钛涂层铝锅的制备方法的一实施例的流程示意图；
32.图2为本发明实施例1提供的钛涂层铝锅涂层宏观表面的示意图；
33.图3为本发明对比例1提供的钛涂层铝锅涂层宏观表面的示意图；
34.图4为沉积电压与涂层厚度关系的示意图；
35.图5为本发明实施例1提供的钛涂层铝锅涂层金相显微的示意图；
36.图6为本发明实施例3提供的钛涂层铝锅涂层金相显微的示意图。
37.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法
实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.纯铝是银白色的金属，熔点660℃，密度为2.7g/cm3，具有良好的塑性和导热性；纯铝的热导率为237w/m k，在空气中能生成致密的氧化铝，因此铝锅具有轻便、耐用、加热快、导热均匀、不生锈等特点，铝锅常用作不粘锅的锅体，而不粘锅涂层不耐磨，易被硬的金属锅铲划伤，从而损坏不粘锅涂层，且使用过程中不能使用大火爆炒。
40.铁锅无涂层，可大火爆炒，但是铁的密度是7.8g/cm3，是铝密度的2.9倍，因此相同大小的铁锅重量是铝锅的2.9倍，且铁锅还容易生锈。
41.随着人们生活水平的提高，钛锅逐渐走进人们的生活，成为人们选择的一种高端炊具，因为钛锅具有无涂层，耐磨耐刮，不生锈，健康又耐用这些优点，人们在选择锅具时优先选择钛锅，但市场上纯钛锅的价钱较高，限制了广大的普通消费者。
42.鉴于此，本发明提供一种钛涂层铝锅的制备方法，图1为本发明提供的钛涂层铝锅的制备方法一实施例，该制备方法制得的钛涂层铝锅，不仅具有钛锅的优点，而且还具备铝锅的优点，并且其本身还比钛锅更轻，导热性更好，且价钱便宜；结合图1所示的钛涂层铝锅的制备方法的一实施例的流程示意图，所述钛涂层铝锅的制备方法，包括以下步骤：
43.步骤s10、获得铝锅本体。
44.在步骤s10中，先通过铸造的方式获得铝锅本体，具体地铸造方式参考本领域常规手段即可，此处不再一一赘述，需要说明的是，所述铝锅本体的底部的厚度在其中心往边缘的延伸方向上呈渐缩设置，即所述铝锅本体的中心的壁厚大于其边缘的壁厚，壁厚连续从厚变薄，具体地，所述铝锅本体的底部的最厚处为4mm，边缘处最薄处为2mm，如此设置的目的是因为锅体在使用的时候，底部经常接触明火，锅体的底部的温度最高，通过锅体的底部将热量传递给整个锅体，因此锅体的底部的厚度需要高于其他部位的厚度，确保所述铝锅本体的使用寿命，同时需要说明的是，在一些实施例中，所述铝锅本体的厚度为2～4mm，上述范围，可以确保所述铝锅本体具有良好的导热性能，同时也可以保证所述铝锅本体具有一定的强度。
45.步骤s20、对所述铝锅本体的表面进行打磨清洗。
46.需要说明的是，在对所述铝锅本体沉积钛涂层时，需要先对铝锅本体的表面进行打磨清洗，打磨的目的是为了增加铝锅本体表面的粗糙程度，使得不粘锅层更加容易吸附在所述铝锅本体的表面，另外一方面在通过对所述铝锅本体的表面进行打磨，打磨掉铝锅本体的表面氧化层，去除氧化膜，避免所述铝锅本体继续被氧化，在实际操作时，采用逐级打磨的方式对所述铝锅本体进行打磨，具体打磨工具不做限定，例如，可以采用砂纸进行打磨，也可以采用磨石进行打磨，在本实施例中，优选砂纸作为打磨工具，具体地，依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸逐级打磨。
47.打磨结束后，需要对所述铝锅本体进行清洗，清洗的一个目的是为了去除打磨的废削，另外一方面是为了去除铝锅本体表面的油污，所述清洗方式不做限定，具体地，在本实施例中，采用丙酮进行超声波清洗。
48.在进行步骤s20时，具体可以通过以下步骤进行：依次采用240#、400#、600#和800#的砂纸对所述铝锅本体的内表面进行打磨，打磨结束后，采用纯净水对所述铝锅本体的进
行初次清洗，随后再采用丙酮对所述铝锅本体进行超声波清洗5～15min，洗掉所述铝锅本体表面的残留的剩余杂质、以及表面油污，方便后续步骤中在所述铝锅本体的表面进行沉积涂层。
49.步骤s30、在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅。
50.选择钛涂层的原因是，钛的密度为4.51g/cm3，其质量仅为不锈钢的57％，故此选用钛作为涂层增加铝锅本体本身的重量有限，锅体整体密度随涂层厚度的增加而增加，约小于3g/cm3；其次钛的生物相容性良好，在加热使用的过程中无毒无磁，不会产生有害元素，对人体无害，此外，日常在使用锅体炒菜时常常会选用食用盐作为调味品，且其他的大部分调味品中也均含有食用盐，因此在选用涂层时也需要考虑其的耐腐蚀性，钛的耐腐蚀良好，钛合金可以耐海水(主要成分是盐)腐蚀，是海洋环境中的首选材料，故，在本实施例中，钛涂层可耐日常使用过程中的食盐腐蚀。
51.在本实施例中，采用电火花沉积技术在所述铝锅本体的表面沉积钛涂层，在铝锅上沉积的钛涂层与铝锅体具有物理冶金结合，涂层不容易剥落，而且涂层是纯钛，不会释放出有害元素，具有钛锅的优点。但整个锅使用的钛金属相比于纯钛锅来说，只有钛锅的百分之1左右，因此降低了整个锅纯钛的使用量。相对于普通的不沾涂层，具有更好的耐磨性，不会释放有毒物质。
52.具体地，在实际操作时，在所述电火花沉积技术中，沉积电容为1000～4000μf；沉积电压为10～30v。上述范围内，能够将钛致密地沉积在所述铝锅本体的表面。
53.进一步地，在一些实施例中，在所述电火花沉积技术中，电极棒为旋转电极棒；且电极棒为纯钛电极棒。纯钛电极棒作为钛源，选择旋转电极棒的原因是因为在沉积的过程中，通过电极棒自身的旋转，更加有利于钛的沉积，确保涂层的质量。
54.进一步地，在一些实施例中，所述电极棒的直径为4～6mm。
55.需要说明的是，在沉积的过程中需要在惰性气体氛围下进行，避免所述铝锅本体的表面和钛涂层被氧化，具体地，所述惰性气体的具体类型不做限定，在本实施例中，所述惰性气体为氩气；所述惰性气体的流速为7～10l/min。
56.在一些实施例中，所述钛涂层的厚度为50～100μm。
57.具体地，在进行步骤s30时，可以通过以下步骤进行：将所述铝锅本体卡接在卡盘上，调整电极棒至所述铝锅本体的中心处；以所述中心处为初始位置，控制所述电极棒运动至所述铝锅本体内表面覆盖钛涂层，再次调整所述电极棒至所述中心处，重复上述步骤至所述钛涂层的厚度符合要求。
58.具体地，在进行上述步骤中“控制所述电极棒运动至所述铝锅本体内表面覆盖钛涂层”的操作时，可以通过以下步骤进行：以所述中心处为初始位置，驱使所述电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移2～3mm，再次驱使所述电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层。
59.步骤s40、打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
60.在步骤s40中，对所述钛涂层铝锅再次进行打磨抛光，使得钛涂层的表面尽量光滑，避免因钛涂层不平整导致所述钛涂层铝锅在使用时出现粘附现象。
61.以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，
以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
62.需要说明的是，本发明提高的制备方法主要是基于电火花沉积工艺的复杂原理，影响电火花沉积的因素是多种多样的，包括电极材料、电压、频率、电流、电容、沉积气氛等各种因素。
63.实施例1
64.(1)采用铸造的方法制备铝锅本体，其中，铝锅本体的厚度为2～4mm，铝锅本体底部中间的厚度为4mm，边缘处的厚度为2mm；
65.(2)依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸对所述铝锅本体进行逐级打磨，去除铝锅本体表面的氧化膜，再用丙酮对所述铝锅本体进行清洗，清洗10min，去除铝锅本体表面的油污；
66.(3)将步骤(2)中处理好的铝锅本体卡接在卡盘上，将电极棒(纯钛电极棒、直径为4mm)对准铝锅本体的中心处，调整电容至1000μf，电压12v，以所述中心处为初始位置，在氩气(氩气的流量为7l/min)的保护下，驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移2mm，再次驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层，随后再讲电极棒对准铝锅本体的中心处，以所述中心处为初始位置进行重复操作，直至钛涂层的厚度为50μm；
67.(4)打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
68.对比例1
69.(1)采用铸造的方法制备铝锅本体，其中，铝锅本体的厚度为2～4mm，铝锅本体底部中间的厚度为4mm，边缘处的厚度为2mm；
70.(2)依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸对所述铝锅本体进行逐级打磨，去除铝锅本体表面的氧化膜，再用丙酮对所述铝锅本体进行清洗，清洗10min，去除铝锅本体表面的油污；
71.(3)将步骤(2)中处理好的铝锅本体卡接在卡盘上，将电极棒(纯钛电极棒、直径为4mm)对准铝锅本体的中心处，调整电容至1000μf，电压12v，以所述中心处为初始位置，在空气环境下，驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移2mm，再次驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层，随后再讲电极棒对准铝锅本体的中心处，以所述中心处为初始位置进行重复操作，直至钛涂层的厚度为50μm；
72.(4)打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
73.需要说明是，此处以实施例1和对比例1为例，分析沉积气氛对钛涂层铝锅的涂层厚度的影响。
74.由图2和图3可以得出：空气中进行沉积时(即对比例1)，涂层的宏观形貌缺陷较多，沉积涂层有较多气孔、裂纹，凸起颗粒也会增加，涂层有变形和破坏，分析其原因是因为氧气会与材料表面发生反应，产生氧化物，由于氧化物多为黑色或深色物质，导致空气中沉积的涂层颜色较深，较为暗淡；而在氩气中沉积时(即实施例1)，整体颜色呈亮白色且表面较为平整致密，瑕疵少。
75.实施例2
76.(1)采用铸造的方法制备铝锅本体，其中，铝锅本体的厚度为2～4mm，铝锅本体底
部中间的厚度为4mm，边缘处的厚度为2mm；
77.(2)依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸对所述铝锅本体进行逐级打磨，去除铝锅本体表面的氧化膜，再用丙酮对所述铝锅本体进行清洗，清洗10min，去除铝锅本体表面的油污；
78.(3)将步骤(2)中处理好的铝锅本体卡接在卡盘上，将电极棒(纯钛电极棒、直径为4mm)对准铝锅本体的中心处，调整电容至1000μf，电压12v，以所述中心处为初始位置，在氩气(氩气的流量为8l/min)的保护下，驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移2mm，再次驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层，随后再讲电极棒对准铝锅本体的中心处，以所述中心处为初始位置进行重复操作，直至钛涂层的厚度为60μm；
79.(4)打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
80.实施例1和实施例2则是以气体流量的大小为变量，测试气体流量的大小对钛涂层铝锅的涂层厚度的影响。
81.由实施例1和实施例2可以得出：气体流量的大小对其也会对钛涂层铝锅的涂层厚度造成影响，流量过小时不能起到保护作用，导致空气渗入，是的锅体与氧气发生反应，但是如果流量过大，也会卷入空气导致沉积层内部混入大气成分，降低沉积层致密度和质量，同时会导致空气的扰动，影响沉积的充实度和强度。
82.实施例3
83.(1)采用铸造的方法制备铝锅本体，其中，铝锅本体的厚度为2～4mm，铝锅本体底部中间的厚度为4mm，边缘处的厚度为2mm；
84.(2)依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸对所述铝锅本体进行逐级打磨，去除铝锅本体表面的氧化膜，再用丙酮对所述铝锅本体进行清洗，清洗10min，去除铝锅本体表面的油污；
85.(3)将步骤(2)中处理好的铝锅本体卡接在卡盘上，将电极棒(纯钛电极棒、直径为4mm)对准铝锅本体的中心处，调整电容至1000μf，电压16v，以所述中心处为初始位置，在氩气(氩气的流量为7l/min)的保护下，驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移2mm，再次驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层，随后再讲电极棒对准铝锅本体的中心处，以所述中心处为初始位置进行重复操作，直至钛涂层的厚度为70μm；
86.(4)打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
87.实施例1和实施例3则是以电压的大小为变量，测试沉积电压对钛涂层铝锅的涂层厚度的影响。选取比沉积时间为90s/cm2、电容1000μf的工艺参数，分析电压变化时对在纯铝表面沉积钛涂层厚度的影响。
88.图4显示了电火花沉积涂层的沉积电压与涂层厚度变化之间的关系。水平轴表示沉积电压，垂直轴表示涂层厚度。
89.从图4中可以看出：当沉积电压较低时，涂层厚度相对较低，在沉积电压为12v时，涂层极薄，厚度最低；当沉积电压逐渐增加时，涂层厚度也呈现出增加的趋势，并在沉积电压达到24v时达到最大值。因为根据沉积时的能量公式e＝cu2/2，能量是与沉积电压成正比的，电压增加时，沉积速率也会上升，在相同时间内涂层厚度增加。
90.图5和图6为沉积时间90s，电容为2000μf和沉积电压为16v以及20v的金相显微照片。
91.由图5和图6可以得出：在沉积电压较小时，即能量较小时，基体和电极材料的熔合不完全，两者间的结合不完全导致有细小孔隙；当沉积电压增加，涂层的质量上升，厚度更大，涂层也更加均匀，电压较小时，沉积层开裂较多，与基体未熔合，而电压较大时，会出现局部缺陷等。
92.实施例4
93.(1)采用铸造的方法制备铝锅本体，其中，铝锅本体的厚度为2～4mm，铝锅本体底部中间的厚度为4mm，边缘处的厚度为2mm；
94.(2)依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸对所述铝锅本体进行逐级打磨，去除铝锅本体表面的氧化膜，再用丙酮对所述铝锅本体进行清洗，清洗10min，去除铝锅本体表面的油污；
95.(3)将步骤(2)中处理好的铝锅本体卡接在卡盘上，将电极棒(纯钛电极棒、直径为5mm)对准铝锅本体的中心处，调整电容至2000μf，电压16v，以所述中心处为初始位置，在氩气(氩气的流量为8l/min)的保护下，驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移3mm，再次驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层，随后再讲电极棒对准铝锅本体的中心处，以所述中心处为初始位置进行重复操作，直至钛涂层的厚度为80μm；
96.(4)打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
97.实施例5
98.(1)采用铸造的方法制备铝锅本体，其中，铝锅本体的厚度为2～4mm，铝锅本体底部中间的厚度为4mm，边缘处的厚度为2mm；
99.(2)依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸对所述铝锅本体进行逐级打磨，去除铝锅本体表面的氧化膜，再用丙酮对所述铝锅本体进行清洗，清洗15min，去除铝锅本体表面的油污；
100.(3)将步骤(2)中处理好的铝锅本体卡接在卡盘上，将电极棒(纯钛电极棒、直径为5mm)对准铝锅本体的中心处，调整电容至3000μf，电压16v，以所述中心处为初始位置，在氩气(氩气的流量为10l/min)的保护下，驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移3mm，再次驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层，随后再讲电极棒对准铝锅本体的中心处，以所述中心处为初始位置进行重复操作，直至钛涂层的厚度为90μm；
101.(4)打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
102.实施例6
103.(1)采用铸造的方法制备铝锅本体，其中，铝锅本体的厚度为2～4mm，铝锅本体底部中间的厚度为4mm，边缘处的厚度为2mm；
104.(2)依次采用240#、400#、600#、800#的砂纸对所述铝锅本体进行逐级打磨，去除铝锅本体表面的氧化膜，再用丙酮对所述铝锅本体进行清洗，清洗10min，去除铝锅本体表面的油污；
105.(3)将步骤(2)中处理好的铝锅本体卡接在卡盘上，将电极棒(纯钛电极棒、直径为
6mm)对准铝锅本体的中心处，调整电容至4000μf，电压20v，以所述中心处为初始位置，在氩气(氩气的流量为10l/min)的保护下，驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移3mm，再次驱使电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层，随后再讲电极棒对准铝锅本体的中心处，以所述中心处为初始位置进行重复操作，直至钛涂层的厚度为100μm；
106.(4)打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。
107.对比例2
108.市售纯钛锅。
109.性能测试
110.(1)硬度测试
111.采用200hvs-5维氏显微硬度计测量涂层的hv，载荷为0.2kgf(1.961n)，加载时间10s。试样为本发明提供的制备方法制备的钛涂层铝锅的横截面，包括铝锅体和钛涂层两部分。
112.表3硬度测试结果
[0113][0114]
由表3可以得出：实施例1至实施例6制备的钛涂层铝锅中的钛涂层硬度是铝锅体的10倍左右，市面上纯钛锅(即对比例2)的硬度在240hv左右，由实施例1至6以及对比例2可以得出，本发明提供的制备方法通过电火花沉积的钛涂层铝锅上的钛涂层，由于制备过程中的快速冷却过程中，细化了钛晶粒，提高了钛涂层的硬度。
[0115]
(2)耐磨测试
[0116]
将实施例1至6制备的钛涂层铝锅洗净后固定在耐磨试验机上，频率33次/min，施加向下1.5kg的力，采用百洁布包裹压力机的测试棒，来回运动距离设置为100mm，启动试验机；在测试过程中，每500次需更换一次百洁布并用10倍的放大镜观察，如不粘表面出现裸露基体面宽度超过1mm的磨痕或出现10条长度在2mm以上的线形磨痕暴露基体则停止试验，若果无上述情况，则继续测试，直至测试5000次，停止实验，并观察锅体情况，测试结果如表4所示。
[0117]
表4耐磨测试结果
[0118]
实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6500无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕1000无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕1500无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕2000无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕2500无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕3000无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕
3500无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕4000无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕4500无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕5000无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕无磨痕
[0119]
由表4可以得出：本发明制备的钛涂层铝锅能够耐一定的耐磨性，在测试过程中，钛涂层上均未出现磨痕，具有良好的耐磨效果。
[0120]
(3)耐腐蚀性测试
[0121]
配备质量浓度5％的盐水，将盐水分别加入实施例1至6制备的钛涂层铝锅中，加热7小时，冷却至20～28℃，再静置16小时，重复上述步骤5次，观察钛涂层铝锅的涂层情况，测试结果如表5所示。
[0122]
表5耐腐蚀性测试
[0123][0124][0125]
由表5可以得出：本发明制备的钛涂层铝锅能够耐一定的腐蚀性，具有良好的抗腐蚀效果。
[0126]
综上所述，本发明提供的制备方法制备的钛涂层铝锅具有良好的不粘锅效果，导热性较好，价格便宜，耐腐蚀，耐磨，适合广大消费者使用。
[0127]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：获得铝锅本体；对所述铝锅本体的表面进行打磨清洗；在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅；打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。2.如权利要求1所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，在所述电火花沉积技术中，沉积电容为1000～4000μf；和/或，在所述电火花沉积技术中，沉积电压为10～30v。3.如权利要求1所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，在所述电火花沉积技术中，电极棒为旋转电极棒；和/或，在所述火花沉积技术中，电极棒为纯钛电极棒。4.如权利要求3所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，所述电极棒的直径为4～6mm。5.如权利要求1所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气；和/或，所述惰性气体的流速为7～10l/min。6.如权利要求1所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，所述在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅的步骤中，所述钛涂层的厚度为50～100μm。7.如权利要求1所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，所述在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅的步骤包括：将所述铝锅本体卡接在卡盘上，调整电极棒至所述铝锅本体的中心处；以所述中心处为初始位置，控制所述电极棒运动至所述铝锅本体内表面覆盖钛涂层，再次调整所述电极棒至所述中心处，重复上述步骤至所述钛涂层的厚度符合要求。8.如权利要求7所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，控制所述电极棒运动至所述铝锅本体内表面覆盖钛涂层的步骤包括：以所述中心处为初始位置，驱使所述电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，将所述电极棒偏移2～3mm，再次驱使所述电极棒以等半径圆周运动的方式运动，沉积一周，重复上述步骤至所述铝锅本体的内表面覆盖钛涂层。9.如权利要求1所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，所述对所述铝锅本体的表面进行打磨清洗的步骤包括：依次采用240#、400#、600#和800#的砂纸对所述铝锅本体的内表面进行打磨；采用丙酮对所述铝锅本体进行超声波清洗5～15min。10.如权利要求1所述的钛涂层铝锅的制备方法，其特征在于，所述铝锅本体的底部的厚度在其中心往边缘的延伸方向上呈渐缩设置；所述获得铝锅本体的步骤中，所述铝锅本体的厚度为2～4mm。

技术总结
本发明公开一种钛涂层铝锅的制备方法，包括以下步骤：获得铝锅本体；对所述铝锅本体的表面进行打磨清洗；在惰性气体下，利用电火花沉积技术在所述铝锅本体的内表面沉积钛涂层，获得初始钛涂层铝锅；打磨抛光所述初始钛涂层铝锅，获得钛涂层铝锅。本发明制备的钛涂层铝锅不仅具有铝锅的优点，还具有钛锅的优点，质地较轻，导热性好，且价格便宜，适合广大消费者，而且制备方法简单，采用电火花沉积技术，在铝锅本体上沉积钛涂层与铝锅体具有物理冶金结合，涂层不容易剥落。涂层不容易剥落。涂层不容易剥落。


技术研发人员：李菊英 李伟杰 桂光新
受保护的技术使用者：武汉轻工大学
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/11