本發明屬于金屬材料研究領域，提供了一種以冷噴涂工藝制備電飯煲等鍋具內膽底部高性能電磁涂層的方法。

背景技術：

由于鋁材的比重小、無毒、抗蝕性強及便于加工等特點，當今電飯煲內膽多是由鋁構成，但鋁屬非導磁物質，欲通過電磁加熱鍋體，通常在鍋具內膽底部鑲嵌鐵板實現導磁。此法不僅加工繁瑣，加大重量，更大的問題是鐵板導磁性能不佳，功率利用率只達到55-58%，遠不能滿足要求。

隨著熱噴涂技術的發展，其應用領域涉及到多種工業部門，近些年來，人們開始將此項技術引入電磁鍋具制造業中。熱噴涂技術是將被噴涂的材料，以粉末、絲材或棒材等形式，經過熱噴涂裝置將其熔化或者半熔化，并經過霧化后獲取一定的飛行速度，撞擊到工件表面形成涂層。隨熱源的不同，熱噴涂技術可分為火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂和冷噴涂等多種工藝方式，這些工藝具有不同的顆粒飛行速度和溫度，從而也有不同的應用。而不同工藝和不同材料，涂層性能又有差異，分為耐磨損、抗高溫氧化、抗腐蝕、導電、恢復尺寸等功能。電磁鍋的應用中，就是將導磁材料噴涂到鍋具內膽底部，形成一層導磁涂層，從而使上述問題迎刃而解。

導磁材料通常采用純鐵，純鐵涂層可獲得較高的功率利用率，加之價格便宜，因而是電磁涂層的首選。然而，隨著市場對產品高質量高性能的追求，純鐵涂層并不盡如意，其最大問題是在其使用中容易生銹。目前市場急切尋求一種既有很高的電磁性能（高功率利用率），又有良好的抗腐蝕性能的電磁涂層材料。

技術實現要素：

本發明包含兩項內容：開發一種既有高功率利用率、導磁性，又抗腐蝕的高性能噴涂材料；以及如何將這種材料噴涂在電飯煲等鍋具內膽底部形成結合力強的涂層。

本發明研制的符合上述要求的涂層材料是一種二組份混合粉：鎳粉、430不銹鋼粉，430不銹鋼粉的成份為標定值，鎳粉的純度為95%-99.9%，二種組份的粒度范圍皆為100-1000目，它們的組成比例為鎳（20%-80%）：430不銹鋼（80%-20%）。

本發明所采用的噴涂工藝方法為高壓冷噴涂，冷噴涂也是熱噴涂技術的一種工藝，其特性是其火焰的熱焓值低，但顆粒的飛行速度很高。在噴涂過程中既能保證粉末不會被環境所氧化，又能保證粉末受熱后達到一定的塑性狀態。粉末飛行中具有很高的動能，使其高速的撞擊到工件表面，從而使涂層與基體之間建立很高的結合強度，最高大于200MPa，并最高能使涂層達到近似無孔隙狀態。

通過本發明制備的電磁涂層，具有以下優點：

1 涂層具有優良的導磁率：現有電飯煲中使用的鋁內膽底部鑲嵌鐵板的舊工藝已遠不能滿足需求，導磁率低導致功率利用率低；

2 可以在多種材料上制作導磁涂層：

電飯煲或其他鍋具的內膽有多種材料：鋁導熱均勻，成型容易，比較美觀，可以與其他金屬或合金多種復合;304不銹鋼具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能;陶瓷保溫性能佳表面超硬耐磨，耐酸堿和腐蝕性強;玻璃制具精美也方便觀察，這些材料各有優勢，但都不具有良好的導磁性，無法實現自動化的電磁控制，冷噴涂工藝以沉積涂層的形式讓它們在具有本身材料優勢的同時兼具導磁特性，從而實現內膽在鍋具中自動化電磁加熱控制的目的；

3 涂層致密結實耐腐蝕、涂層材料多樣化、涂層內部幾乎無孔隙、涂層結合強度高、生產成本低廉；

4 在各類鍋具底部或其內膽底部制作涂層：電飯煲、煎鍋、平底鍋、炒鍋、燉鍋；

5 對鍋具本身沒有任何熱影響，不會產生熱變形及沖擊變形。

本發明在于提供一種在不導磁或導磁性能差的電飯煲等鍋具內膽底部制備優良導磁性能涂層的技術方法，滿足電飯煲等鍋具內膽使用多種材料，都能通過電磁加熱實現自動化控制的目的。

為達到以上目的，本發明通過以下技術方案實現，包括以下步驟：

1 噴涂前檢測：在電飯煲等鍋具內膽底部噴涂之前，對其表面進行外觀檢測，不允許有凹坑和劃痕等損傷出現；

2 噴涂前清理：對需要噴涂的外觀表面進行檢測后，需要對其表面進行清理，以免有污染物影響涂層的結合力；

3 工裝及固定：按照電飯煲等鍋具內膽底部尺寸制作工裝，工裝的作用是把不需要制備涂層的區域進行遮擋，工裝與鍋具和內膽表面不能有接觸，應離開2-5mm的距離，達到在噴涂與非噴涂區域涂層由厚到薄再到無的均勻遞減的目的，工裝的材料應選用耐沖擊及經濟性的金屬，鐵基材料是首選；工裝制作完成后，將帶有遮蔽工裝的電飯煲等鍋具內膽固定于可以旋轉的轉臺表面，轉臺表面應具有較好的平面度，轉臺可以達到0-500RPM的轉速；

4 程度及參數設定：固定完成后，對機械手夾持的噴槍進行程序編輯，噴槍運行軌跡要涵蓋整個噴涂表面，噴槍與被噴涂的鍋底應呈85-90°夾角，噴槍最前端與被噴涂鍋底的距離在1-50mm，機械手夾持噴槍行走時的速度在1-2000 mm/s，機械手夾持噴槍行走時，轉臺的轉速在10-500RPM；噴槍行走軌跡設定完成后，進行噴涂參數的設定，噴涂時氮氣的壓力值調至1.0-5.5MPa，粉末輸送的速率調至100-300g/min，溫度調整至100-1000℃；

5 材料準備： 430不銹鋼和鎳粉的混合比例，鎳在其中的重量占比為20-80%，粉末的顆粒尺寸范圍在100-1000目；

6 噴涂：對電飯煲等鍋具內膽底部進行噴涂，噴涂時控制被噴涂區域溫度不大于200℃，不能在噴涂過程中停止噴涂作業，噴涂涂層為一次成型，不需要反復噴涂；

7 噴涂后檢測：噴涂后按產品要求進行最終涂層檢測。

附圖說明：

圖1是本發明所用的冷噴涂設備

圖2是本發明噴涂涂層的金相圖片

具體實施方式：

以下將結合具體實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。

實施例1：在304不銹鋼材料的電飯煲內膽和鋁質材料的電飯煲內膽制備430不銹鋼和鎳的混合電磁涂層

在零件材料為304不銹鋼的電飯煲內膽底部進行噴涂，噴涂材料選用430不銹鋼和鎳的混合粉，粉末顆粒尺寸范圍在100-500目，把電飯煲內膽置于工裝中，并固定在旋轉平臺上，工裝平面與鍋表面的距離有5mm間隔，噴涂軌跡覆蓋鍋底部，噴涂氣體選用氮氣，氣體壓力調至4.0MPa，噴槍溫度設定為650℃，涂層厚度設定為0.2-0.3mm，所有參數設定完畢后，進行噴涂。

對噴涂完成后的電飯煲內膽在電磁爐上進行加熱測試，檢測實際功率利用率，通過相應測試得出：當涂層厚度為0.2-0.3mm，電磁爐設置輸出功率為2100W時，測得電飯煲內膽和平底鍋的實際輸出功率為1800-1900W,功率利用率達到85-90%； 測試完畢后，制作了鍋具內膽實物，置于水中，放置10天，取出稱重與目測，重量未增重，且電磁涂層并沒有發現任何銹斑。

實施例2：在304不銹鋼材料的電飯煲內膽和鋁質材料的電飯煲內膽制備430不銹鋼和鎳的混合電磁涂層

在零件材料為304不銹鋼的電飯煲內膽底部進行噴涂，噴涂材料選用430不銹鋼和鎳的混合粉，粉末顆粒尺寸范圍在100-500目，把電飯煲內膽置于工裝中，并固定在旋轉平臺上，工裝平面與鍋表面的距離有5mm間隔，噴涂軌跡覆蓋鍋底部，噴涂氣體選用氮氣，氣體壓力調至4.0MPa，噴槍溫度設定為650℃，涂層厚度設定為0.4-0.5mm，所有參數設定完畢后，進行噴涂。

對噴涂完成后的電飯煲內膽在電磁爐上進行加熱測試，檢測實際功率利用率，通過相應測試得出：當涂層厚度為0.4-0.5mm，電磁爐設置輸出功率為2100W時，測得電飯煲內膽和平底鍋的實際輸出功率為1950-2050W,功率利用率達到92-97%；測試完畢后，制作了鍋具內膽實物，置于水中，放置10天，取出稱重與目測，重量未增重，且電磁涂層并沒有發現任何銹斑。