一种铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺 【技术领域】
[0001] 本发明涉及电饭煲领域，特别涉及一种铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工 〇 【背景技术】
[0002] 电饭煲内胆知多少内胆直接与食物接触，它是决定电饭煲品质的核心要素，于是 内胆自然也就成为各品牌产品在市场中进行差异化竞争的重点。市场中的电饭煲有许多名 目的内胆:陶晶内胆、太空黑晶内胆、黑晶聚能厚、黄晶内胆、硬氧内胆、不锈钢内胆等等。其 实如此多名目的内胆，其而是关键看它采用的是什么材料制作而成以及表面处理的工艺。 制作电饭煲内胆的材料目前主要有:铝、不锈钢、复合多层材料以及陶瓷。由于铝合金导热 性能好，当电饭煲保温时散热快，需要不断的加热以维持保温，因此浪费电能。不锈钢电饭 煲内胆，可采用砂模铸造和金属模铸造，但砂模铸造模具工艺复杂、不能重复使用，而且铸 造质量较差;金属模铸造的成本过高，主要是不锈钢材料成本较高，因此难以推广。铁质电 饭煲内胆由于铸铁的耐热性高、保温性能好，使得产品在保温过程中达到很好的节能效果。
[0003] 金属在加工过程中易发生腐蚀生锈，特别是铸铁类工件，腐蚀速度很快，在高温高 湿季节，工件表面经常发生锈蚀现象，因此铸铁材料的防腐蚀防锈性能显得尤为重要。
[0004] 氨气，是一种有强烈刺激性气味。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便 利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨易溶于水，溶于水后形成铵根离子 NH 4+、氢氧根离子0H-，呈碱性的碱性溶液。液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发。
[0005] 铁制品生锈的条件是铁与氧气接触，有水参与。所以在铁制品表面涂油、刷漆、成 膜或镀铬等都能防止铁生锈是阻止与氧气的接触，来防止氧化而生锈。
[0006] 盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核 产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。盐雾试验的目的是为了考核产品或金属材料的耐 盐雾腐蚀质量，而盐雾试验结果判定正是对产品质量的宣判，它的判定结果是否正确合理， 是正确衡量产品或金属抗盐雾腐蚀质量的关键。
[0007] 经过检索得到以下文献：
[0008] 中国专利：申请号CN2.0,发明名称：一种电饭煲用铸铁内胆及电饭 煲，摘要:一种电饭煲用铸铁内胆及电饭煲，包括铸铁制成的内胆本体，该内胆本体底部的 外表面向内凹陷，其内表面呈平面状，该内胆本体的内表面为表面热处理层，该内胆本体外 表面为氮化处理的氮化层及其优选的厚度。本铸铁内胆适用于电饭煲、高压锅等配套;本铸 铁内胆使用寿命长，制造工艺简单，成本相对较低，并且比铝内胆更节能环保，克服了现有 电饭煲的铝内胆对人体造成危害的问题，避免了铝内胆不粘涂层对人体的危害，同时能够 实现补铁的目的，适于进行推广应用。缺点：该电饭煲内胆氮化处理后形成的氮化层厚度太 薄，抗腐蚀程度不高，而且生成氧化层，用没有进行油渗透步骤，产生抗生锈工艺。 【发明内容】
[0009] 本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提出一种铸铁无涂层不生锈电饭煲 内胆的生产工艺，解决目前国内电饭煲内胆普遍使用铝制品或表面涂层、复合材料等，长期 使用会容易得痴呆症等疾病，纯生铁无涂层不生锈内胆在使用过程中可以释放铁离子，补 充人体所需的铁离子，提高记忆力，使人的身体更健康，更聪明，使用也更加环保放心。
[0010] 本发明的技术方案为:一种铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺，其特征是： 铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺包括以下步骤：
[0011] (1)进炉：在常温下将电饭煲内胆毛坯用专用工架，按内胆和内胆之间保持2cm的 间隙摆放好，然后放进炉子里；
[0012] (2)充氮气：电饭煲内胆进入炉子后立即密封炉子，然后启动旋片式真空栗进行抽 真空处理至炉内压力为-O.IMpa，接着向炉内充入纯度为99.99 %氮气，至炉内压力为 0.12Mpa〇
[0013] (3)启动风机:开启炉内循环风机，保持气体均匀流动；
[0014] (4)升温、氮化:升温过程采用两次升温方式来进行，以40°C/分钟的升温速率进行 第一次升温，到达300°C后保温25分钟，而后再次以40°C/分钟的升温速率进行第二次升温， 到达560°C设定温度后，通入99.99%的氨气至炉内压力为0.31^ &，控制进气流量为0.0517 min，通过调节排气阀门的大小，保持炉内压力恒定为0.30Mpa，在560 °C连续反应20-25小时 后，让内胆随炉自然冷却至400°C温度出炉；
[0015] (5)渗透:使用食品级油品和交联剂混合后在400 °C下对电饭煲内胆进行高温渗透 2小时，待电饭煲内胆冷却后对电饭煲内胆内表面和外表面进行擦拭，在烘箱于50 °C下烘干 12小时，得到电饭煲内胆成品。
[0016] 在本发明中，作为进一步说明，所述的循环风机为轴流式风机。
[0017] 在本发明中，作为进一步说明，所述的食品级油品按重量份数计为花生油15-30 份，大豆油10-20份，玉米油25-40份，棕榈油10-50份。
[0018]在本发明中，作为进一步说明，所述的交联剂为乙二胺、乙二醇和苯二胺中的一 种。
[0019] 在本发明中，作为进一步说明，所述的食品级食用油和交联剂的重量比例为100: 0•01_0•05 〇
[0020] 在本发明中，作为进一步说明，所述的电饭煲内胆成品内、外表面都生成一层厚度 为100-250M1的复合层，所述的复合层包括氮化层和氧化层。
[0021 ]在本发明中，作为进一步说明，所述的电饭煲内胆成品的油渗透率为50%-75%。
[0022] 在本发明中，作为进一步说明，所述的铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺 的步骤之前还包括电饭煲内胆毛坯的前处理步骤：
[0023] A、按照图纸尺寸要求进行机械加工得到电饭煲内胆毛坯，加工的过程中不能出现 铸造宿松、气孔铸造缺陷；
[0024] B、使用抛光机对电饭煲内胆毛坯的内、外表面进行抛光处理，即可得到处理好的 电饭煲内胆。
[0025] 在本发明中，作为进一步说明，所述的电饭煲内胆毛坯材质为优质生铁铸造。
[0026] 在本发明中，作为进一步说明，所述的电饭煲内胆毛坯抛处理光后的表面粗糙度 达3•2um〇
[0027] 本发明具有以下有益效果：
[0028] 1.-种铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺采用铸铁做内胆的主体，来源广 泛，价格低廉，可以降低原料成本。并且铸铁在使用过程中可以释放铁离子，补充人体所需 的铁离子，使人的身体更健康，用起来环保、安全。
[0029] 2.-种铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺中采用两次升温的方法是为了 使物体受热均匀，第一次加热只升到300°C，停留一段时间，然后再次加热升到560°C，然后 保持恒温，比一次性直接升温到560°C物体受热更加均匀，也不至于因为升温过快而出现材 料的变形、扭曲。
[0030] 3.-种铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺产出来的电饭煲内胆内、外表面 形成一层复合层，复合层包括氮化层和氧化层，具有高强的基体抗腐蚀性、耐磨性。经过氨 气在高温条件下，在铁触媒的催化条件下，分解为氮气和氢气，氮气也在高温处理后，氮元 素扩散渗透到铸铁深处，铁元素和氮气发生了反应，生成了 Fe3N，提高了电饭煲内胆的抗腐 蚀性。其后在接触空气的时候，铁元素和氧气发生反应，生成了Fe 304,由于氮化处理在前、氧 化处理在后，因此外表面层是Fe30 4,而内表层是Fe3N。氮化热处理工艺可以提高钢铁零件的 硬度，Fe30 4会降低摩擦系数和提高磨损抗力，提高耐磨性。
[0031] 4.-种铸铁无涂层不生锈电饭煲内胆的生产工艺生产出来的电饭煲内胆经过交 联改性食品级油品的高温渗透，进一步增强了电饭煲内胆的防锈性能。在高温条件下，食用 油的热稳定性比较差，容易氧化成其他物质，降低了使用性能。在高温条件下，食用油和交 联剂能够迅速地渗透至铸铁内部的孔隙中，并发生反应生成具有网络结构的交联产物，使 铸铁的形成一层由里自外的致密的保护膜，隔绝了铸铁跟外界的接触，从而起到了防锈的 作用。相对未改性的食用油，交联改性后的食用油具有更好的热稳定性、成膜性和耐溶剂性 能，并且考虑到铸铁内部具有一系列大小不一的空隙，本发明采用的是不同的食品油脂进 行调和，通过食用油酯分子量大小的差别以填补电饭煲内胆里的不同空隙。
[0032] 综上所述，本发明的技术方案是利用铸铁为原料制作一种无涂层不生锈的电饭煲 内胆，同时提供了制作此电饭煲内胆的生产工艺。 【附图说明】
[0033]图1是本发明的结构示意图。
[0034]图2是图1的A处局部剖视图的放大图。图中序号：1、内胆;2、氮化层;3、氧化层。 【具体实施方式】
[0035] 实施例1:
[0036] 1.电饭煲内胆毛坯的前处理
[0037]选用优质生铁铸造电饭煲内胆毛坯按照图纸尺寸要求进行机械加工，加工的过程 中不能出现铸造宿松、气孔铸造缺陷;然后用抛光机对电饭煲内胆表明要进行抛光处理，使 表面粗糙度达3.2，即可得到电饭煲内胆。
[0038] 2.电饭煲内胆的生产工艺
[0039] (1)进炉：在常温下将电饭煲内胆毛坯用专用工架，按内胆和内胆之间保持2cm的 间隙摆放好，然后放进炉子里；
[0040] (2)充氮气：电饭煲内胆进入炉子后立即密封炉子，然后启动旋片式真空栗进行抽 真空处理至炉内压力为-O.IMpa，接着向炉内充入纯度为99.99 %氮气，至炉内压力为 0•12Mpa。
[0041] (3)启动风机:开启炉内循环风机，保持气体均匀流动；
[0042] (4)升温、氮化:升温过程采用两次升温方式来进行，以40°C/分钟的升温速率进行 第一次升温，到达300°C后保温25分钟，而后再次以40°C/分钟的升温速率进行第二次升温， 到达560°C设定温度后，通入99.99%的氨气至炉内压力为0.31^&，控制进气流量为0.0517 min，通过调节排气阀门的大小，保持炉内压力恒定为0.30Mpa，在560 °C连续反应20小时后， 让内胆随炉自然冷却至400°C温度出炉；
[0043] (5)渗透：按重量份数计将花生油15份，大豆油10份，玉米油25份，棕榈油50份和 0.01份交联剂在400 °C下对电饭煲内胆进行高温渗透2小时，待电饭煲内胆冷却后对电饭煲 内胆内表面和外表面进行擦拭，在烘箱于50°C下烘干12小时，得到电饭煲内胆成品。
[0044] 实施例2:
[0045] 1.电饭煲内胆毛坯的前处理
[0046]选用优质生铁铸造电饭煲内胆毛坯按照图纸尺寸要求进行机械加工，加工的过程 中不能出现铸造宿松、气孔铸造缺陷;然后用抛光机对电饭煲内胆表明要进行抛光处理，使 表面粗糙度达3.2，即可得到电饭煲内胆。
[0047] 2.电饭煲内胆的生产工艺
[0048] (1)进炉：在常温下将电饭煲内胆毛坯用专用工架，按内胆和内胆之间保持2cm的 间隙摆放好，然后放进炉子里；
[0049] (2)充氮气：电饭煲内胆进入炉子后立即密封炉子，然后启动旋片式真空栗进行抽 真空处理至炉内压力为-O.IMpa，接着向炉内充入纯度为99.99 %氮气，至炉内压力为 0•12Mpa。
[0050] (3)启动风机:开启炉内循环风机，保持气体均匀流动；
[0051] (4)升温、氮化:升温过程采用两次升温方式来进行，以40°C/分钟的升温速率进行 第一次升温，到达300°C后保温25分钟，而后再次以40°C/分钟的升温速率进行第二次升温， 到达560°C设定温度后，通入99.99%的氨气至炉内压力为0.31^ &，控制进气流量为0.0517 min，通过调节排气阀门的大小，保持炉内压力恒定为0.30Mpa，在560 °C连续反应21小时后， 让内胆随炉自然冷却至400°C温度出炉；
[0052] (5)渗透：按重量份数计将花生油20份，大豆油13份，玉米油30份，棕榈油37份和 0.02份交联剂在400°C下对电饭煲内胆进行高温渗透2小时，待电饭煲内胆冷却后对电饭煲 内胆内表面和外表面进行擦拭，在烘箱于50°C下烘干12小时，得到电饭煲内胆成品。
[0053] 实施例3:
[0054] 1.电饭煲内胆毛坯的前处理
[0055]选用优质生铁铸造电饭煲内胆毛坯按照图纸尺寸要求进行机械加工，加工的过程 中不能出现铸造宿松、气孔铸造缺陷;然后用抛光机对电饭煲内胆表明要进行抛光处理，使 表面粗糙度达3.2，即可得到电饭煲内胆。
[0056] 2.电饭煲内胆的生产工艺
[0057] (1)进炉：在常温下将电饭煲内胆毛坯用专用工架，按内胆和内胆之间保持2cm的 间隙摆放好，然后放进炉子里；
[0058] (2)充氮气：电饭煲内胆进入炉子后立即密封炉子，然后启动旋片式真空栗进行抽 真空处理至炉内压力为-O.IMpa，接着向炉内充入纯度为99.99 %氮气，至炉内压力为 0•12Mpa。
[0059] (3)启动风机:开启炉内循环风机，保持气体均匀流动；
[0060] (4)升温、氮化:升温过程采用两次升温方式来进行，以40°C/分钟的升温速率进行 第一次升温，到达300°C后保温25分钟，而后再次以40°C/分钟的升温速率进行第二次升温， 到达560°C设定温度后，通入99.99%的氨气至炉内压力为0.31^ &，控制进气流量为0.0517 min，通过调节排气阀门的大小，保持炉内压力恒定为0.30Mpa，在560 °C连续反应22小时后， 让内胆随炉自然冷却至400°C温度出炉；
[0061 ] (5)渗透：按重量份数计将花生油25份，大豆油16份，玉米油35份，棕榈油24份和 0.03份交联剂在400°C下对电饭煲内胆进行高温渗透2小时，待电饭煲内胆冷却后对电饭煲 内胆内表面和外表面进行擦拭，在烘箱于50°C下烘干12小时，得到电饭煲内胆成品。
[0062] 实施例4:
[0063] 1.电饭煲内胆毛坯的前处理
[0064]选用优质生铁铸造电饭煲内胆毛坯按照图纸尺寸要求进行机械加工，加工的过程 中不能出现铸造宿松、气孔铸造缺陷;然后用抛光机对电饭煲内胆表明要进行抛光处理，使 表面粗糙度达3.2，即可得到电饭煲内胆。
[0065] 2.电饭煲内胆的生产工艺
[0066] (1)进炉：在常温下将电饭煲内胆毛坯用专用工架，按内胆和内胆之间保持2cm的 间隙摆放好，然后放进炉子里；
[0067] (2)充氮气：电饭煲内胆进入炉子后立即密封炉子，然后启动旋片式真空栗进行抽 真空处理至炉内压力为-O.IMpa，接着向炉内充入纯度为99.99 %氮气，至炉内压力为 0•12Mpa。
[0068] (3)启动风机:开启炉内循环风机，保持气体均匀流动；
[0069] (4)升温、氮化:升温过程采用两次升温方式来进行，以40°C/分钟的升温速率进行 第一次升温，到达300°C后保温25分钟，而后再次以40°C/分钟的升温速率进行第二次升温， 到达560°C设定温度后，通入99.99%的氨气至炉内压力为0.31^ &，控制进气流量为0.0517 min，通过调节排气阀门的大小，保持炉内压力恒定为0.30Mpa，在560 °C连续反应24小时后， 让内胆随炉自然冷却至400°C温度出炉；
[0070] (5)渗透：按重量份数计将花生油30份，大豆油20份，玉米油35份，棕榈油15份和 0.04份交联剂在400°C下对电饭煲内胆进行高温渗透2小时，待电饭煲内胆冷却后对电饭煲 内胆内表面和外表面进行擦拭，在烘箱于50°C下烘干12小时，得到电饭煲内胆成品。
[0071] 实施例5:
[0072] 1.电饭煲内胆毛坯的前处理
[0073]选用优质生铁铸造电饭煲内胆毛坯按照图纸尺寸要求进行机械加工，加工的过程 中不能出现铸造宿松、气孔铸造缺陷;然后用抛光机对电饭煲内胆表明要进行抛光处理，使 表面粗糙度达3.2，即可得到电饭煲内胆。
[0074] 2.电饭煲内胆的生产工艺
[0075] (1)进炉：在常温下将电饭煲内胆毛坯用专用工架，按内胆和内胆之间保持2cm的 间隙摆放好，然后放进炉子里；
[0076] (2)充氮气：电饭煲内胆进入炉子后立即密封炉子，然后启动旋片式真空栗进行抽 真空处理至炉内压力为-O.IMpa，接着向炉内充入纯度为99.99 %氮气，至炉内压力为 0.12Mpa〇
[0077] (3)启动风机:开启炉内循环风机，保持气体均匀流动；
[0078] (4)升温、氮化:升温过程采用两次升温方式来进行，以40°C/分钟的升温速率进行 第一次升温，到达300°C后保温25分钟，而后再次以40°C/分钟的升温速率进行第二次升温， 到达560°C设定温度后，通入99.99%的氨气至炉内压力为0.31^&，控制进气流量为0.0517 min，通过调节排气阀门的大小，保持炉内压力恒定为0.30Mpa，在560 °C连续反应25小时后， 让内胆随炉自然冷却至400°C温度出炉；
[0079] (5)渗透：按重量份数计将花生油30份，大豆油20份，玉米油40份，棕榈油10份和 0.05份交联剂在400°C下对电饭煲内胆进行高温渗透2小时，待电饭煲内胆冷却后对电饭煲 内胆内表面和外表面进行擦拭，在烘箱于50°C下烘干12小时，得到电饭煲内胆成品。
[0080] 对比实施例1
[0081] 将上述实施例制备出来的电饭煲内胆采用常规技术分别对其氮化层厚度、氧化层 厚度和复合层厚度进行检测，与按照实施例5制备但是未加入食品级油品渗透的电饭煲内 胆进行试验对比，比对结果见表1。
[0082] 表 1
[0084] 表1结果表明：
[0085]氮化层厚度的测量结果:实施例1的电饭煲内胆〈实施例2的电饭煲内胆〈实施例3 的电饭煲内胆〈实施例4的电饭煲内胆=实施例5的电饭煲内胆=未加食品级油品渗透的电 饭煲内胆；
[0086] 氧化层厚度的测量结果:实施例1的电饭煲内胆〈实施例2的电饭煲内胆〈实施例3 的电饭煲内胆〈实施例4的电饭煲内胆=实施例5的电饭煲内胆=未加食品级油品渗透的电 饭煲内胆；
[0087] 复合层厚度的测量结果:实施例1的电饭煲内胆〈实施例2的电饭煲内胆〈实施例3 的电饭煲内胆〈实施例4的电饭煲内胆=实施例5的电饭煲内胆=未加食品级油品渗透的电 饭煲内胆；
[0088] 盐雾试验的测量结果:未加食品级油品渗透的电饭煲内胆〈实施例1的电饭煲内胆 =实施例2的电饭煲内胆=实施例3的电饭煲内胆=实施例4的电饭煲内胆〈实施例5的电饭 煲内胆。
[0089] 对比实施例2
[0090] 将上述实施例制备出来的电饭煲内胆采用常规技术进行油渗透实验和进行扫描 电镜扫描，与按照实施例5制备但是未加入交联剂的电饭煲内胆进行试验对比，比对结果见 表2。
[0091] 表2
[0093] 表2结果表明：
[0094 ]扫描电镜的结果表明：未加交联剂渗透的电饭M内胆的孔隙内只有小部分孔隙被 渗透有液体，但是加了交联剂的实施例的电饭煲内胆的孔隙有大部分被渗透油液体；
[0095] 渗透率从小到大排列:未加交联剂的电饭煲内胆〈实施例2的电饭煲内胆〈实施例1 的电饭煲内胆〈实施例3的电饭煲内胆〈实施例4的电饭煲内胆〈实施例5的电饭煲内胆。
[0096] 在本发明的一种较佳实施方式中，实施例5
[0097] 1.电饭煲内胆毛坯的前处理
[0098]选用优质生铁铸造电饭煲内胆毛坯按照图纸尺寸要求进行机械加工，加工的过程 中不能出现铸造宿松、气孔铸造缺陷;然后用抛光机对电饭煲内胆表明要进行抛光处理，使 表面粗糙度达3.2，即可得到电饭煲内胆。
[0099] 2.电饭煲内胆的生产工艺
[0100] (1)进炉：在常温下将电饭煲内胆毛坯用专用工架，按内胆和内胆之间保持2cm的 间隙摆放好，然后放进炉子里；
[0101] (2)充氮气：电饭煲内胆进入炉子后立即密封炉子，然后启动旋片式真空栗进行抽 真空处理至炉内压力为-O.IMpa，接着向炉内充入纯度为99.99 %氮气，至炉内压力为 0.12Mpa〇
[0102] (3)启动风机:开启炉内循环风机，保持气体均匀流动；
[0103] (4)升温、氮化:升温过程采用两次升温方式来进行，以40°C/分钟的升温速率进行 第一次升温，到达300°C后保温25分钟，而后再次以40°C/分钟的升温速率进行第二次升温， 到达560°C设定温度后，通入99.99%的氨气至炉内压力为0.31^ &，控制进气流量为0.0517 min，通过调节排气阀门的大小，保持炉内压力恒定为0.30Mpa，在560 °C连续反应25小时后， 让内胆随炉自然冷却至400°C温度出炉；
[0104] (5)渗透：按重量份数计将花生油30份，大豆油20份，玉米油40份，棕榈油10份和 0.05份交联剂在400°C下对电饭煲内胆进行高温渗透2小时，待电饭煲内胆冷却后对电饭煲 内胆内表面和外表面进行擦拭，在烘箱于50°C下烘干12小时，得到电饭煲内胆成品。
[0105] 上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发 明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属 于本发明所涵盖专利范围。
