一种具有物理不粘性的渗层组织的制作方法

1.本发明涉及不锈钢材料热处理领域，尤其涉及一种具有无涂层物理不粘锅的渗层组织。


背景技术：

2.现有的不粘锅主要是指锅具内表涂覆有化学涂层的锅具品类，化学涂层不粘锅需要在锅的内表面喷涂化学不粘涂层，这种化学不粘涂层在高温下容易分解失效，而且涂层在金属铲的使用下会很快破坏。
3.在此基础上，申请人于先前提交一份公开号为“cn111493648a”的中国发明专利申请案，该案涉及一种无涂层物理不粘锅，包括锅身，所述锅身内表面的材料为铁或不锈钢并具有物理不粘层，物理不粘层包括至少为微米级的粗糙面，所述粗糙面上进一步形成纳米级粗糙的多孔结构的氧化膜，所述氧化膜的孔径能够随受热温度的改变而缩张；仿荷叶的表面结构，结合了不粘锅所处的环境，在粗糙表面结合氧化膜达到物理不粘的效果，实现真正零涂层。
4.在此基础上，申请人发现经“cn111493648a”的中国发明专利文本所记载的方案得到的粗糙面在经过打磨工艺后去除了部分粗糙面，但仍然能够保持其物理不粘性能。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有物理不粘性的渗层组织。
6.为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
7.一种具有物理不粘性的渗层组织，其特征在于：所述渗层组织形成在奥氏体不锈钢材料表面的过饱和固溶体“s相”渗层组织，该渗层组织提升奥氏体不锈钢材料的物理不粘性。
8.本发明采用上述技术方案，该技术方案涉及一种具有物理不粘性的渗层组织，该渗层组织形成在奥氏体不锈钢材料表面的过饱和固溶体“s相”渗层组织，该渗层组织是将碳原子渗入到具有面心立方晶体结构的奥氏体晶格内部,使不锈钢的表面形成一层碳的过饱和固溶体。过饱和的碳原子造成奥氏体晶格畸变,使原来的面心立方晶体结构(fcc)转变成面心四方晶体结构(fct),这种在低温下固溶入奥氏体中的氮或(和)碳原子而产生的晶体结构称为s相。在以往的认知中，“s相”渗层组织能够提高奥氏体不锈钢的表面硬度，同时抑制氮化物碳化物的化合物相析出，保持奥氏体不锈钢优良的耐腐蚀性、韧性和易成型性。
9.本方案在现有技术的基础上，发现了上述渗层组织提升奥氏体不锈钢材料的物理不粘性，将该渗层组织应用至无涂层物理不粘锅内表面，能够较为明显的提升物理不粘锅内表面的不粘性能。
10.在进一步的优选方案中，所述渗层组织为含氮、含碳或含氮碳的过饱和固溶体“s相”的渗层组织。
附图说明
11.图1为试验组1的不粘锅内表面形貌图。
12.图2为试验组2的不粘锅内表面形貌图。
具体实施方式
13.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
14.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
15.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
16.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
17.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
18.本实施例涉及一种具有物理不粘性的渗层组织，所述渗层组织形成在奥氏体不锈钢材料表面的过饱和固溶体“s相”渗层组织，在进一步的优选方案中，所述渗层组织为含氮、含碳或含氮碳的过饱和固溶体“s相”的渗层组织；该渗层组织提升奥氏体不锈钢材料的物理不粘性。
19.上述技术方案涉及一种具有物理不粘性的渗层组织，该渗层组织形成在奥氏体不锈钢材料表面的过饱和固溶体“s相”渗层组织，该渗层组织是将碳原子渗入到具有面心立方晶体结构的奥氏体晶格内部,使不锈钢的表面形成一层碳的过饱和固溶体。过饱和的碳原子造成奥氏体晶格畸变,使原来的面心立方晶体结构(fcc)转变成面心四方晶体结构(fct),这种在低温下固溶入奥氏体中的氮或(和)碳原子而产生的晶体结构称为s相。在以往的认知中，“s相”渗层组织能够提高奥氏体不锈钢的表面硬度，同时抑制氮化物碳化物的化合物相析出，保持奥氏体不锈钢优良的耐腐蚀性、韧性和易成型性。
20.本方案在现有技术的基础上，发现了上述渗层组织提升奥氏体不锈钢材料的物理不粘性，将该渗层组织应用至物理不粘锅内表面，不仅能够较为明显的提升物理不粘锅内表面的不粘性能；而且由于渗层组织具有高硬度、高耐摩擦磨损和抗热疲劳性能，避免传统特氟龙化学涂层对家用食品金属烹饪器具表现为硬度低、抗热疲劳性差和易脱落的不良特点。
21.以下是基于实验数据论证渗层组织的物理不粘性能优越性，以下方案共设3组试验组，每组试验组按gb/t32095煎蛋标准测试，表中为单位为平均煎蛋数量。测试方法是：每组试验组均设50个不粘锅，测量不粘锅在无油状态下连续煎蛋达到的数量，并计算平均煎蛋数量。
22.试验组一：采用“cn111493648a”的中国发明专利文本记载的方案制得无涂层物理不粘锅，而后对物理不粘锅的微纳表面进行渗氮、碳或氮碳处理，并把凹陷区的微纳表面尽可能保留(见形貌图1)，按gb/t32095煎蛋不粘试验。
23.试验组二：采用“cn111493648a”的中国发明专利文本记载的方案制得无涂层物理不粘锅，而后对物理不粘锅的微纳表面进行渗氮、碳或氮碳处理，并把凹陷区的微纳表面通过抛光方法去除(见形貌图2)，按gb/t32095煎蛋不粘试验。
24.试验组三：采用“cn111493648a”的中国发明专利文本记载的方案制得无涂层物理不粘锅，不对物理不粘锅的微纳表面进行渗氮、碳或氮碳处理，按gb/t32095煎蛋不粘试验。
25.序号gb/t32095煎蛋测试不粘的鸡蛋平均数量试验组14.1试验组23.9试验组30
26.通过试验组1和试验组2相比，试验组2的表面，在大部分微纳结构被抛磨掉的情况下仍具有良好的不粘性，其结果仍符合bgb/t32095标准，尤其试第一个蛋都能直接吹起来。
27.通过试验组2和试验组3相比，同样在大部分微纳结构被抛磨掉的情况下；试验组2仍具有良好的不粘性，其结果仍符合bgb/t32095标准；而试验组3没有不粘性，其结果不符合bgb/t32095标准。
28.因此，实验说明该渗层组织本身具有良好的物理不粘性。
29.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
30.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。