[发明专利]一种具有生物相容性的高耐磨炊具及其制备方法

摘要

一种具有生物相容性的高耐磨炊具及其制备方法，炊具包括锅体，钛层的表面覆盖有细晶复合结构渗氮层，细晶复合结构渗氮层具体由细晶渗氮层、塑性变形渗氮层、普通扩散层三部分构成，细晶复合结构渗氮层主要成分为ε‑TiN、γ‑Ti2N和固溶有氮的α‑Ti，表面硬度为1100~1300 HV；制备方法为（1）将钛板和铝板经爆炸焊接复合成钛铝复合板；（2）将经拉伸模具拉伸成锅体结构；（3）修磨和抛光后，对钛层的表面进行细晶化处理，得到厚度为50~300μm的塑性变形层；（4）在500~600℃进行渗氮处理。本发明的锅体表面润滑且质地坚硬、耐磨、耐腐蚀，微量磨损脱落的氮化钛微粒同样具有生物相容性不会对人体造成潜在伤害，是一种拥有广阔前景的高档炊具。

主权项

一种具有生物相容性的高耐磨炊具的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将钛板和铝板经爆炸焊接复合成钛铝复合板；（2）将钛铝复合板经拉伸模具拉伸成锅体结构，获得钛铝复合板锅体；（3）将钛铝复合板锅体经表面修磨和抛光后，对钛层的表面进行表面细晶化处理，得到厚度为50~300μm的塑性变形层；表面细晶化处理是在持续通入保护气体条件下，采用表面细晶化实验机进行细晶化处理，表面细晶化实验机工作时的抛射器转速300~1500rad/min，抛射时间为5~30min；所述的表面细晶化实验机包括屏蔽室、供料系统、弹丸抛射系统和细晶化处理室；屏蔽室固定在细晶化处理室上，屏蔽室上设有弹丸装填门，弹丸装填门下方为供料系统；供料系统下方为弹丸抛射系统，弹丸抛射系统包括抛射器和抛射电机；弹丸抛射系统下方为试样卡具，试样卡具下方为弹丸收集料仓；其中弹丸抛射系统和试样卡具位于细晶化处理室内，细晶化处理室的侧壁上设有保护气入口和保护气出口；所述的弹丸材质选用304不锈钢，弹丸粒径在0.3~2mm；（4）将表面细晶化处理后的钛铝复合板锅体在500~600℃进行渗氮处理，渗氮处理结束后随炉冷却至70~80℃，冷却过程持续通入氨气，制成钛层的表面为细晶复合结构渗氮层的锅体；所述的渗氮处理是将经过表面细晶化处理后的钛铝复合板锅体悬挂在氮化炉内，打开换气阀和氨气阀，向炉内通入纯氨气，待氮化炉内气氛为100%的纯氨气后开始加热，升温速率为8~10℃/min，待氮化炉内温度升至500~600℃，再保温4~5小时，温度测量精度为±5℃，然后随炉冷却，冷却过程持续通入氨气，待炉内温度降至70~80℃时，停止通入氨气，完成渗氮；所述的具有生物相容性的高耐磨炊具包括锅体，锅体为钛铝复合板，其内层为钛层，外层为铝层；钛层的表面覆盖有细晶复合结构渗氮层，细晶复合结构渗氮层分为细晶渗氮层、塑性变形渗氮层和普通扩散层三部分，主要成分为ε‑TiN、γ‑Ti2N和固溶有氮的α‑Ti，表面硬度为1100~1300 HV0.025，有效硬化层厚50~100μm；所述的钛层材料牌号选用TA1、TA3或TC4；铝层材料牌号选用1A90。