一种铁质复合炊具及其表面的加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106086774A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610680006.7(22)申请日2016.08.17(71)申请人湖北荣太炊具有限公司地址432800湖北省孝感市经济开发区迎宾大道(72)发明人刘莉(74)专利代理机构浙江翔隆专利事务所(普通合伙)33206代理人张建青(51)Int.Cl.C23C8/34(2006.01)C23C8/38(2006.01)A47J36/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种铁质复合炊具及其表面的加工方法(57)摘要本发明公开了一种铁质复合炊具及其表面的加工方法。现有的铁-铝-铁三层复合材料采用摩擦焊加工，当处理温度大于500℃时，相邻层间会出现开裂或剥离脱落，至今未出现采用铁-铝-铁三层复合材料加工得到的铁质炊具。本发明将由铁-铝-铁三层复合材料制成的炊具基体，置于带多个辅助热源的等离子氧氮化炉内，在400-500℃温度下，对基体的表面进行渗氮或/和氮碳氧共渗处理，最终形成至少具有N-C-Fe化合物的氮化层或/和N-C-O-Fe化合物的氧氮化层。本发明能避免基材铁-铝-铁的相邻层间出现开裂或剥离脱落现象，加工后得到的氮化层或氧氮化层能起到有效防锈的作用。CN106086774ACN106086774A权利要求书1/1页1.一种铁质复合炊具，其特征在于，它包括由铁-铝-铁三层复合材料制成的基体，铝层位于中间层，该基体的表面至少具有N-C-Fe化合物的氮化层或/和N-C-O-Fe化合物的氧氮化层。2.根据权利要求1所述的铁质复合炊具，其特征在于，所述氮化层的厚度在10-50微米，氧氮化层的厚度在1-15微米。3.根据权利要求1所述的铁质复合炊具，其特征在于，所述氮化层的厚度在40-50微米，氧氮化层的厚度在2-5微米。4.权利要求1所述铁质复合炊具表面的加工方法，其特征在于，将由铁-铝-铁三层复合材料制成的炊具基体，置于带多个辅助热源的等离子氧氮化炉内，在400-500℃温度下，对基体的表面进行渗氮或/和氮碳氧共渗处理，最终形成至少具有N-C-Fe化合物的氮化层或/和N-C-O-Fe化合物的氧氮化层。5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，在氮碳氧共渗处理后还进行了后氧化处理，使氧氮化层的表面形成致密的以四氧化三铁为主的氧化铁层。6.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，炊具基体表面处理的具体步骤如下：a)先在常温时将工件表面升温至350℃，停留10-30分钟；再升温至400℃时开始加气并继续升温，在450-480℃的温度范围内，在氮气：氢气的体积比为4-9:1的气氛中进行渗氮处理，时间为5-6小时，在基体的表面形成具有N-C-Fe化合物的氮化层，氮化层厚度控制在10-50微米；b)进一步将温度控制在430-490℃，在氮气：氢气：一氧化碳：氧气的体积比为7-10:1：0.1-0.3:0.05-0.1的气氛中进行氮碳氧共渗，时间为1-4小时，在氮化层的表面形成具有N-C-O-Fe化合物的氧氮化层，厚度控制在1-15微米；最后降温至350℃时停止气体的通入，并继续降温至80℃以下取出工件。7.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，炊具表面处理的具体步骤如下：a)先在常温时将工件表面升温至350℃，停留10-30分钟；再升温至400℃时开始加气并继续升温，在450-480℃的温度范围内，在氮气：氢气的体积比为4-9:1的气氛中进行渗氮处理，时间为5-6小时，在基体的表面形成具有N-C-Fe化合物的氮化层，氮化层厚度控制在10-50微米；b)进一步将温度控制在430-490℃，在氮气：氢气：一氧化碳：氧气的体积比为4-9:1：0.1-0.3:0.05-0.1的气氛中进行氮碳氧共渗，时间为1-4小时，在氮化层的表面形成具有N-C-O-Fe化合物的氧氮化层，厚度控制在1-15微米；c)进一步将温度控制在430-480℃的温度范围内，在氢气：氩气：氧气的体积比为1:0.05-0.2：2-5的气氛中进行后氧化处理，时间为1-2小时，在氧氮化层的表面形成致密的以四氧化三铁为主的氧化铁层，厚度控制在1-10微米；最后降温至350℃时停止气体的通入，并继续降温至80℃以下取出工件。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述辅助热源的功率大于等于等离子辉光的发生功率，实现强热弱辉；等离子氧氮化炉工作电压在400-1000V，电流密度在0.25-2.5毫安/cm2。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的多个辅助热源呈上、中、下分布，等离子氧氮化炉腔体与辅助热源隔离，以避免辅助热源的电阻丝被氧氮化。10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铁