CN106435326A - 一种金属合金涂层及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属合金涂层，以重量百分比计，包括如下组分：银30％‑45％、钛15％‑28％、锗4％‑12％、钴1％‑5％、镁2％‑9％、铜2％‑10％和铁5％‑18％。本发明提供的金属合金涂层中添加对人身体有益的金属元素，将其制备成符合国家食品级要求的合金丝进行电弧喷涂，得到的涂层强度高，不易脱落，使用寿命长，具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点，绿色环保，无有害物质，对人体有保健功效。
Description
技术领域
本发明属于合金涂层领域，具体涉及一种涂覆在餐饮厨及其他生活生产器具上的涂层。
背景技术
随着人类生活水平的不断提高，对餐饮厨及生活生产用具的安全性认识也越来越高。涂层高温分解的有害物质及金属器具重金属的析出，以引起人们的广泛担忧。现有涂层包括特氟龙、珐琅涂层及金属电镀涂层等，但这些涂层都有其弊端。
特氟龙涂层不耐磨，且怕高温，高温分解后的物质对人有害。珐琅釉涂层是否有重金属析出未见报导，但珐琅层不耐磕碰，使用寿命较短。金属电镀涂层基本都是化学镀，有些金属电镀还需使用剧毒氰化物，其对人及环境带来不利影响，特别不适用于制备厨房餐饮工具。
银、钛等贵金属制成的器皿成本高，受众面小；铁制器皿受众面广但不耐酸碱易生锈，日常不好打理；劣质不锈钢器皿使用中有重金属析出对人有害；铝制品长期使用能造成老年痴呆，这已经在医学上得到证明。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于涂覆在餐饮厨及其他生活生产器具上的环保健康涂层，其具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点，且对人体具有保健功效。
本发明采用的技术方案为：
一种金属合金涂层，以重量百分比计，包括如下组分：
银30％-45％、钛15％-28％、锗4％-12％、钴1％-5％、镁2％-9％、铜2％-10％和铁5％-18％。
进一步地，各组分优选：银32％-40％、钛18％-25％、锗5％-10％、钴1％-3％、镁3％-6％、铜3％-7％和铁6％-16％。
进一步地，各组分优选：银37％、钛25％、锗9％、钴1％、镁4％、铜5％和铁16％。
进一步地，还包括磷0.05％-2％和硒0.5-3％。
本发明还提供了上述金属合金涂层的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照金属合金组分比例进行配比制成合金；
(2)将步骤(1)得到的合金拉拔成直径1.6mm-3mm的合金丝；
(3)使用步骤(2)得到的合金丝进行电弧喷涂，电弧喷涂的条件为工作电压为30-36V，工作电流为200-300A，雾化空气压力为0.8MPa，喷涂距离为150-200mm；最终得到金属合金涂层。
本发明提供的金属合金涂层能够应用在生活用品上，尤其是食品容器和炊具上，作为食品容器和炊具的功能涂层。涂层的厚度为0.1mm以上，可根据基材的用途不同确定涂层的厚度，优选0.5-2mm。
本发明提供的金属合金涂层中添加对人身体有益的金属元素，将其制备成符合国家食品级要求的合金丝进行电弧喷涂，得到的涂层强度高，不易脱落，使用寿命长，具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点，绿色环保，无有害物质，对人体有保健功效。
附图说明
图1为本发明涂层采用电弧喷涂的原理图；
图中，1、直流电源；2、合金丝；3、送丝盘；4、送丝滚轮；5、导电块；6、导电嘴；7、压缩空气；8、空气喷嘴；9、电弧；10、喷涂粒子流；11、金属合金涂层；12、基材。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明的金属合金涂层，以重量百分比计，主要组分为：
银30％-45％、钛15％-28％、锗4％-12％、钴1％-5％、镁2％-9％、铜2％-10％和铁5％-18％。银有消炎杀菌的作用，但硬度不高，只有铁的硬度的一半。钛、钴的硬度是铁的2倍以上，能对涂层的力学强度加以增强。此外，钛能刺激吞噬细胞，使人体免疫力增强的功效已被医学证实，钛制器皿与银器一样，能使保存的食物色、香、味经久不衰。钴有刺激造血功能。锗在人体保健、抗癌、治癌方面有奇异作用。镁具有酵素功能，能辅助钙和钾的吸收，预防心脏病、糖尿病、夜尿症、还有降低胆固醇的作用。
由于地域差异人体所含微量金属元素也不尽相同，根据营养学报告，可在基础合金里适当增减其它对人体有益的金属比例以微量形式添加，适应不同地域人群，对微量金属元素及非金属元素需求的合金，例如添加0.05％-2％的磷和0.5-3％的硒。磷有助于保持机体酸碱的平衡、协助新陈代谢以及能量产生，而硒有出色对的抗癌功效；钼是一种酶的组份，这种酶能催化嘌呤转化成尿酸，微量钼是眼色素的构成成分，对眼睛有利；锰参与许多酶催化反应，是一切生物离不开的。
当涂覆的基材12为精铁或铸铁时，可适当减小涂层中铁的含量，并添加其他对人身体有益的金属元素，例如锰和钼，其添加量应保证在符合国家食品安全标准等相关规定，添加量分别优选为0.1-1％。
涂层的涂覆可利用合金丝进行电弧喷涂，也可以将合金制成粉末利用火焰或等离子技术进行喷涂。以电弧喷涂为例，参见图1，首先按照金属合金组分比例进行配比制成合金。得到的合金拉拔成直径1.6mm-3mm的合金丝2，优选1.6mm，合金丝2按国家食品级标准及欧盟ROSH标准。合金丝2通过送丝盘3和送丝滚轮4被送入导电嘴6，经过压缩的雾化空气喷射，形成喷涂粒子流10并沉积在基材12上形成金属合金涂层11。其中，要合理控制工作电压和电流，这对形成致密涂层起着至关重要的作用。工作电压为30-36V，工作电流为200-300A，雾化空气压力为0.8MPa，喷涂距离为150-200mm；最终得到厚度为0.5-2mm以上的涂层。
具体的实施例请参见表1至表3。
表1各实施例组分配比
表2各实施例电弧喷涂工艺参数
| 工作电压(V) | 工作电流(A) | 雾化空气压力(MPa) | 喷涂距离(mm) | |
| 实施例1 | 31 | 230 | 0.8 | 200 |
| 实施例2 | 34 | 250 | 0.8 | 200 |
| 实施例3 | 34 | 300 | 0.8 | 170 |
| 实施例4 | 36 | 280 | 0.8 | 150 |
| 实施例5 | 32 | 300 | 0.8 | 180 |
备注：机型不同参数将存在差异
表3各实施例性能参数
| 布氏硬度(HB) | 最高耐热温度(℃) | 是否生锈 | |
| 实施例1 | 80 | 750 | 否 |
| 实施例2 | 92 | 820 | 否 |
| 实施例3 | 101 | 850 | 否 |
| 实施例4 | 98 | 830 | 否 |
| 实施例5 | 102 | 860 | 否 |
本发明提供的金属合金涂层，含有对人体有益的金属元素，涂层强度高，不易脱落，使用寿命长，具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等优点，绿色环保，无有害物质，对人体有保健功效，能够广泛应用在厨具、餐具以及与人们生活紧密相关的产品上，具有广阔的应用前景。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种金属合金涂层，其特征在于，以重量百分比计，包括如下组分：
银30％-45％、钛15％-28％、锗4％-12％、钴1％-5％、镁2％-9％、铜2％-10％和铁5％-18％。
2.根据权利要求1所述的金属合金涂层，其特征在于，各组分优选：银32％-40％、钛18％-25％、锗5％-10％、钴1％-3％、镁3％-6％、铜3％-7％和铁6％-16％。
3.根据权利要求2所述的金属合金涂层，其特征在于，各组分优选：银37％、钛25％、锗9％、钴1％、镁4％、铜5％和铁16％。
4.根据权利要求1所述的金属合金涂层，其特征在于，还包括磷0.05％-2％、硒0.5-3％、锰0.01％-2％及钼0.5％-4％。
5.一种权利要求1-4所述的金属合金涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照金属合金组分比例进行配比制成合金；
(2)将步骤(1)得到的合金拉拔成直径1.6mm-3mm的合金丝。
(3)使用步骤(2)得到的合金丝进行电弧喷涂，电弧喷涂的条件为工作电压为30-36V，工作电流为200-300A，雾化空气压力为0.8MPa，喷涂距离为150-200mm；最终得到金属合金涂层。
6.一种权利要求1-4中任一项所述的金属合金涂层的应用，其特征在于，所述涂层涂覆在生活用品上，涂层的厚度为0.1mm以上。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述生活用品包括炊具和食品容器。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，涂层的厚度优选为0.5-2mm。
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-
2016
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Patent Citations (5)
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