一种具有凹纹的不粘锅的加工方法
【技术领域】
本发明属于烹调器具领域，尤其涉及一种具有凹纹的不粘锅的的加工方法。
【背景技术】
目前市场上的铝合金、不锈钢炊具为实现不粘功能，一般采用表面完全涂覆不粘涂料，或者在表面加工出若干凹凸图形，完全涂覆涂料后再利用机械方法去除凸出部位的涂覆涂料层，裸露金属层，以实现局部涂覆不粘涂料。由于后者在烹调过程中，食物悬浮于凹凸纹理产生水蒸气防粘膜，食物不仅接触面减少，还有效防粘，且使用寿命也相对更长，因此更受市场欢迎。
局部涂覆不粘涂料的不粘炊具，现有的制造方法如专利CN103142132A所公开的一种不锈钢或复合钢的不粘锅的制造方法，包括如下步骤：a、表面花纹处理：在不锈钢板表面预设区域内通过化学蚀刻或雕刻或滚压方法形成预定图案的凹凸纹路；b、拉伸成型：将不锈钢板拉伸成型制成锅体，使预设区域位于成型后锅体中的工作区域内；c、喷涂不粘涂料：对锅体内表面有的预设区域进行喷涂不粘涂料，使得锅体的内表面的预设区域涂覆有不粘涂层；d、打磨：对锅体内表面的预设区域进行机械打磨，将凹凸纹路中的凸起面处的不粘涂层去除，保留凹凸纹路中凹进面处的不粘涂层。
但上述制造方法存在缺陷，必须要通过机械打磨将凸起面处的不粘层去除，打磨过程中容易将涂层破坏，导致不粘性能降低，同时工序加工时间长，也易于打磨不均匀，能耗大，成本较高，有些凹纹无法实现有效加工。
【发明内容】
本发明提供一种具有凹纹的不粘锅的的加工方法，不需要通过机械打磨将凸起面处的不粘层去除步骤，有效保护涂层的不粘性能，且加工的产品率更高，适用于加工特殊凹纹的不粘锅。
本发明的技术解决方案如下：
一种具有凹纹的不粘锅的的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1，将酒精稀释的感光胶涂覆在金属板材表面，烘干后曝光、显影，形成预设图案，烘烤坚膜：
A2，将蚀刻药剂通过喷淋对裸露金属板材表面进行化学蚀刻，在金属板材表面形成具有凹纹的结构；
A3，将配制好的涂料依次喷涂至A2处理得到的金属板材表面整体；
A4，涂好涂料的金属板材通过以下多个温区进行烧结退膜处理：一区起始挥发段T1，涂料中的水分及挥发性物质挥发；二区高温烧结段T2，涂料层实现凝固，感光胶层烧结焦化；三区交联稳定段T3，涂料中有机物形成交联；四区低温冷却段T4，热胀冷缩使焦化的感光胶层剥离；优选的，一区起始挥发段T1为150～300℃；二区高温烧结段T2 为420～480℃；三区交联稳定段T3为350～420℃；四区低温冷却段T4为室温风冷至60℃以下；
A5，对A4得到的金属板材进行化学抛光，去除烧结形成的黄印和/或氧化层；
A6，将A5得到的金属板材压制成器具所需的形状，得到凹纹中具有不粘涂层的不粘锅。
一种具有凹纹的不粘锅的的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
B1，将酒精稀释的感光胶涂覆在金属板材表面，烘干后曝光、显影，形成预设图案，烘烤坚膜：
B2，将蚀刻药剂通过喷淋对裸露金属板材表面进行化学蚀刻，在金属板材表面形成具有凹纹的结构；
B3，将配制好的涂料依次喷涂至S2处理得到的金属板材表面整体；；
B4，涂好涂料的金属板材通过以下多温区进行烧结处理：一区起始挥发段T1，涂料中的水分及挥发性物质挥发；二区高温烧结段T2，涂料层实现凝固，感光胶层烧结焦化；三区交联稳定段T3，涂料中有机物形成交联；出炉口自然冷却，保持涂料膜层完整；优选地，一区起始挥发段T1为150～200℃；二区高温烧结段T2为430～450℃；三区交联稳定段T3为380～390℃；
B5，将S4得到的金属板材通过模具挤压形成器皿形状，并使光滑金属板表面保留的感光胶层失去附着力，脱模后去除覆在金属板曝光图形区域保留感光胶层上方涂料；
B6，对S5得到的金属板材进行化学抛光，去除烧结形成的黄印和/或氧化层，得到凹纹中具有不粘涂层的不粘锅。
优选的，上述凹纹对应的凸纹图案为规则排布的、可向外无限排布的的几何图案，所述几何图案包括线和/或点，所述几何图案的基本图形为等腰三角形、或者由120°夹角排布的两段等长线段构成的折线围绕原点按120°旋转形成的图形、或者由120°夹角排布的三段等长线段构成的“Y”形线围绕原点60°旋转的图形、或者由120°夹角排布的三段等长线段构成的“Y”形线以及围绕“Y”形线外周的圆弧围绕原点60°旋转的图形。
优选的，酒精和感光胶的稀释体积比例为(0.8～1.15):1，感光胶烘干温度80～90℃，感光胶烘干时间15～30分钟，曝光时间60～120秒，显影采用由工业纯碱溶液形成的显影试剂，显影温度30～45℃，烘烤坚膜温度135～180℃、时间15～25分钟。
优选的，通过负片曝光显影法设置预设图形。
优选的，化学蚀刻至粗糙度Ra 0.8～6.3，蚀刻深度不大于0.8mm。
优选的，所述蚀刻药剂为质量比1:10:(0.03～0.08)的三氯化铁：水：盐酸，溶液浓度38～40°Bé，溶液温度30～45℃，喷淋压力1.2～2.8kg/cm2。
优选的，化学抛光溶液为氢氧化钠与硝酸钠的混合溶液，总碱度18～35％，温度90～110℃。
本发明的有益效果如下：
1)本发明通过显影法脱膜去除局部涂层后再进行化学抛光工艺，通过多温区烧结即去除了局部不需要的涂层，避免使用机械打磨的物理方法去除金属表面的不粘层以实现凹凸表面的局部涂覆效果，不会对需要保留的涂层表面形成刮擦、划伤、磕碰等物理性破坏，有效保护了涂层的不粘性能；
2)本发明采用曝光显影法设置图形，具有相片级别的图形精度，可制作细微的图形元素(点、线、面)，图形精度可达到0.02mm；同时在喷涂前保留显影胶层，可以保持涂层烧结后图形精度与显影图形精度一致；
3)本发明对没有涂覆感光胶的裸露金属表面采用化学蚀刻形成具有凹纹的粗糙表面，粗糙区域可控，粗糙度均匀一致，精度较高，避免使用喷砂处理(喷砂处理对非涂层区域也进行粗糙处理，导致后期去除涂层困难)，降低了加工成本，提高了产品的加工效率和性能指标。
【附图说明】
图1为实施例一的方法的流程示意图；
图2为实施例一步骤S1显影前的产品结构的侧剖示意图；
图3为实施例一步骤S1显影后的产品结构的侧剖示意图；
图4为实施例一步骤S2得到的产品结构的侧剖示意图；
图5为实施例一步骤S3得到的产品结构的侧剖示意图；
图6为实施例一步骤S4得到的产品结构的侧剖示意图；
图7为实施例一所得产品的正面示意图；
图8为图7中局部A的放大图；
图9为实施例三的方法的流程示意图；
图10为实施例三步骤S1显影前的产品结构的侧剖示意图；
图11为实施例三步骤S1显影后的产品结构的侧剖示意图；
图12为实施例三步骤S2得到的产品结构的侧剖示意图；
图13为实施例三步骤S3得到的产品结构的侧剖示意图；
图14为实施例三步骤S4得到的产品结构的侧剖示意图；
图15为实施例一所得产品的正面示意图；
图16为图15中局部A的放大图；
标注说明：1，金属板；2，曝光图形区域；3，非曝光图形区域；7，感光胶层；8，凹凸粗糙表面；9，刻蚀区域涂料；10，感光胶层上方涂料。
【具体实施方式】
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
以下所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，所描述的步骤也不是用以限制其执行顺序，所描述的方向仅限于附图。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进，亦落入本发明要求的保护范围之内。
实施例一
一种具有凹纹的不粘锅的的加工方法，包括以下步骤：
A1-1，上胶：在光滑洁净的金属板材1表面涂覆感光胶层，感光胶用酒精稀释比例0.8:1到1.15:1之间，烘干温度83～87℃，烘干时间15～30分钟；
A1-2，曝光：在真空曝光机中进行曝光，时间60～120秒；
A1-3，显影：在显影机中进行显影，利用传统胶片摄影暗箱显影方法，使金属板表面曝光图形区域保留感光胶层，其余区域金属表面裸露，显影药剂(工业纯碱：水约1:10)，显影温度30～45℃；
A1-4，坚膜：烘烤温度135～180℃，烘烤时间15～25分钟；
A2，化学蚀刻：蚀刻药剂(三氯化铁：水：盐酸质量比例1:10:(0.03～0.08))，溶液浓度38～40°Bé，溶液温度30～45℃，喷淋压力1.2～2.8kg/cm2，调整药剂比例及喷淋压力可将裸露金属板表面蚀刻至粗糙度Ra0.8～Ra6.3之间，蚀刻深度可至0.8mm，使裸露金属形成具有凹纹的表面结构；
A3，喷涂涂料：可依次喷涂底面涂料和面层涂料；底面涂料(市售)烘干温度 125～150℃，底涂烘干后依次喷涂中层涂料(市售)、面层涂料(市售)，表干后入烘烤炉烧结；
A4，烧结退膜：涂好涂料的金属板材通过包含以下多个温区进行烧结的程序进行退膜处理，烧结温度为：一区起始挥发段180～200℃，二区高温烧结段430～445℃，涂料层烧结凝固，保留感光胶层7烧结焦化，三区交联稳定段400～420℃，出炉口立即强力风冷至60℃左右，加剧热胀冷缩；烧结高温使光滑金属板表面保留的感光胶层失去附着力，蚀刻区域涂料则与蚀刻凹凸粗糙表面紧密结合，出炉后可轻松去除覆在金属板曝光图形区域保留感光胶层上方涂料，裸露出光滑金属表面区域；
A5，化学抛光：对裸露的金属表面进行化学抛光，去除烧结形成的黄印、氧化层等；化学抛光流程如下：工件→化学抛光→清洗→清洗→硝酸出光→清洗→热水浸泡→凉干，化学抛光溶液由氢氧化钠、硝酸钠制成，总碱度18-35％，温度90～110℃，抛光时间2～10秒，经过化学抛光后的工件需经过二道流动的清水清洗，保持水质的干净，热水浸泡温度在80℃以上；
A6，压制成型：将A5得到的金属板材1压制成器具所需的形状，得到表面局部涂覆有涂料的金属锅体。
通过以上方法制成的金属器具如图7、8所示，与凹纹对应的凸纹图案为规则排布的、可向外无限排布的的几何图案，所述几何图案的基本图形为由120°夹角排布的两段等长线段构成的折线围绕原点按120°旋转形成的图形，沿三个方向循环排布。。
实施例二
一种在金属烹调器具表面实现局部涂覆涂料的方法，包括以下步骤：
A1-1，上胶：在光滑洁净的金属板材1表面涂覆感光胶层，感光胶用酒精稀释比例0.8:1到1.15:1之间，烘干温度83～87℃，烘干时间15～30分钟；
A1-2，曝光：在真空曝光机中进行曝光，时间60～120秒；
A1-3，显影：在显影机中进行显影，利用传统胶片摄影暗箱显影方法，使金属板表面曝光图形区域保留感光胶层，其余区域金属表面裸露，显影药剂(工业纯碱：水约1:10)，显影温度30～45℃；
A1-4，坚膜：烘烤温度135～180℃，烘烤时间15～25分钟；
A2，化学蚀刻：蚀刻药剂(三氯化铁：水：盐酸比例1:10:(0.03～0.08))，溶液浓度38～40°Bé，溶液温度30～45℃，喷淋压力1.2～2.8kg/cm2，调整药剂比例及喷淋压力可将裸露金属板表面蚀刻至粗糙度Ra0.8～Ra6.3之间，蚀刻深度可至0.6mm，使裸露金属形成具有凹纹的表面结构；
A3，喷涂涂料：可依次喷涂底面涂料和面层涂料；底面涂料(市售)烘干温度 125～150℃，底涂烘干后喷涂面层涂料(市售)，表干后入烘烤炉烧结；
A4，烧结退膜：涂好涂料的金属板材通过包含以下多个温区进行烧结的程序进行退膜处理，烧结温度为：一区起始挥发段155～175℃，二区高温烧结段435～445℃，涂料层烧结凝固，保留感光胶层7烧结焦化，三区交联稳定段380～390℃，出炉口立即强力风冷至60℃左右，加剧热胀冷缩；烧结高温使光滑金属板表面保留的感光胶层失去附着力，蚀刻区域涂料则与蚀刻凹凸粗糙表面紧密结合，出炉后可轻松去除覆在金属板曝光图形区域保留感光胶层上方涂料，裸露出光滑金属表面区域；
A5，化学抛光：对裸露的金属表面进行化学抛光，去除烧结形成的黄印、氧化层等；化学抛光流程如下：工件→化学抛光→清洗→清洗→硝酸出光→清洗→热水浸泡→凉干，化学抛光溶液由氢氧化钠、硝酸钠制成，总碱度18～35％，温度90～110℃，抛光时间2～10秒，经过化学抛光后的工件需经过二道流动的清水清洗，保持水质的干净，热水浸泡温度在80℃以上；
A6，压制成型：将A5得到的金属板材1压制成器具所需的形状，得到表面局部涂覆有涂料的金属锅体。
通过以上方法制成的金属器具的图案如图15、16所示，凹纹对应的凸纹图案为规则排布的、可向外无限排布的的几何图案，所述几何图案包括线和点，所述几何图案的基本图形为由120°夹角排布的三段等长线段构成的“Y”形线围绕原点60°旋转的图形，在该图形之内设置有多个凸点。
实施例三
一种在金属烹调器具表面实现局部涂覆涂料的方法，包括以下步骤：
B1-1，上胶：在光滑洁净的金属板材1表面涂覆感光胶层，感光胶用酒精稀释比例0.8:1到1.15:1之间，烘干温度83～87℃，烘干时间15～30分钟；
B1-2，曝光：在真空曝光机中进行曝光，时间60～120秒；
B1-3，显影：在显影机中进行显影，利用传统胶片摄影暗箱显影方法，使金属板表面曝光图形区域保留感光胶层，其余区域金属表面裸露，显影药剂(工业纯碱：水约1:10)，显影温度30～45℃；
B1-4，坚膜：烘烤温度135～180℃，烘烤时间15～25分钟；
B2，化学刻蚀：蚀刻药剂(三氯化铁：水：盐酸比例1:10:(0.03～0.08))，溶液浓度38～40°Bé，溶液温度30～45℃，喷淋压力1.2～2.8kg/cm2，调整药剂比例及喷淋压力可将裸露金属板表面蚀刻至粗糙度Ra0.8～Ra6.3之间，蚀刻深度可至0.2mm，使裸露金属形成具有凹纹的表面结构；
B3，喷涂涂料：可依次喷涂底面涂料和面层涂料；底面涂料(市售)烘干温度 125～150℃，底涂烘干后喷涂面层涂料(市售)，表干后入烘烤炉烧结；
B4，烧结：涂好涂料的器皿通过包含以下多段温度烧结，烧结温度为：一区起始挥发段155～175℃，二区高温烧结段435～445℃，涂料层烧结凝固，保留感光胶层7烧结焦化，三区交联稳定段380～390℃，出炉口自然冷却，保持涂料膜层完整；
B5-1，压制成型：将S5得到的金属板材1压制成器皿所需的形状，通过硬质金属凸凹模具对覆有涂层的金属板材1进行挤压成型，涂层隔离在模具与金属板之间，避免金属板与硬质金属模具之间直接产生摩擦、磕碰等不利因素，成型脱模后，金属板表面能保持光滑，无需通过磨光等机械方法进行修复；同时模具的挤压加速了感光胶层上的涂料的剥离；
B5-2，退膜：模具挤压使光滑金属板表面保留的感光胶层失去附着力，蚀刻区域涂料则与蚀刻凹凸粗糙表面紧密结合，脱模后可轻松去除覆在金属板曝光图形区域保留感光胶层上方涂料，裸露出光滑金属表面区域，得到表面局部涂覆有涂料的金属锅体
B6，化学抛光：对裸露的金属表面进行化学抛光，去除烧结形成的黄印、氧化层等；化学抛光流程如下：工件→化学抛光→清洗→清洗→硝酸出光→清洗→热水浸泡→凉干，化学抛光溶液由氢氧化钠、硝酸钠制成，总碱度18～35％，温度90～110℃，抛光时间2～10秒，经过化学抛光后的工件需经过二道流动的清水清洗，保持水质的干净，热水浸泡温度在80℃以上；
通过以上方法制成的局部涂覆涂料的金属器皿如图17所示，凹纹对应的凸纹图案为规则排布的、可向外无限排布的的几何图案，所述几何图案包括线和点，所述几何图案的基本图形为由120°夹角排布的三段等长线段构成的“Y”形线以及围绕“Y”形线外周的圆弧围绕原点60°旋转的图形，该图形内设置有凸点。
实施例四
一种在金属烹调器具表面实现局部涂覆涂料的方法，包括以下步骤：
B1-1，上胶：在光滑洁净的金属板材1表面涂覆感光胶层，感光胶用酒精稀释比例0.8:1到1.15:1之间，烘干温度83～87℃，烘干时间15～30分钟；
B1-2，曝光：在真空曝光机中进行曝光，时间60～120秒；
B1-3，显影：在显影机中进行显影，利用传统胶片摄影暗箱显影方法，使金属板表面曝光图形区域保留感光胶层，其余区域金属表面裸露，显影药剂(工业纯碱：水约1:10)，显影温度30～45℃；
B1-4，坚膜：烘烤温度135～180℃，烘烤时间15～25分钟；
B2，化学刻蚀：蚀刻药剂(三氯化铁：水：盐酸比例1:10:(0.03～0.08))，溶液浓度38～40°Bé，溶液温度30～45℃，喷淋压力1.2～2.8kg/cm2，调整药剂比例及喷淋压力可将裸露金属板表面蚀刻至粗糙度Ra0.8～Ra6.3之间，蚀刻深度可至0.1mm，使裸露金属形成具有凹纹的表面结构；
B3，喷涂涂料：可依次喷涂底面涂料和面层涂料；底面涂料(市售)烘干温度 125～150℃，底涂烘干后喷涂面层涂料(市售)，表干后入烘烤炉烧结；
B4，烧结：涂好涂料的器皿通过包含以下多段温度烧结，烧结温度为：一区起始挥发段155～175℃，二区高温烧结段435～445℃，涂料层烧结凝固，保留感光胶层7烧结焦化，三区交联稳定段380～390℃，出炉口自然冷却，保持涂料膜层完整；
B5-1，压制成型：将S5得到的金属板材1压制成器皿所需的形状，通过硬质金属凸凹模具对覆有涂层的金属板材1进行挤压成型，涂层隔离在模具与金属板之间，避免金属板与硬质金属模具之间直接产生摩擦、磕碰等不利因素，成型脱模后，金属板表面能保持光滑，无需通过磨光等机械方法进行修复；同时模具的挤压加速了感光胶层上的涂料的剥离；
B5-2，退膜：模具挤压使光滑金属板表面保留的感光胶层失去附着力，蚀刻区域涂料则与蚀刻凹凸粗糙表面紧密结合，脱模后可轻松去除覆在金属板曝光图形区域保留感光胶层上方涂料，裸露出光滑金属表面区域，得到表面局部涂覆有涂料的金属锅体
B6，化学抛光：对裸露的金属表面进行化学抛光，去除烧结形成的黄印、氧化层等；化学抛光流程如下：工件→化学抛光→清洗→清洗→硝酸出光→清洗→热水浸泡→凉干，化学抛光溶液由氢氧化钠、硝酸钠制成，总碱度18～35％，温度90～110℃，抛光时间2～10秒，经过化学抛光后的工件需经过二道流动的清水清洗，保持水质的干净，热水浸泡温度在80℃以上；
通过以上方法制成的局部涂覆涂料的金属器皿如图18所示，凹纹对应的凸纹图案为规则排布的、可向外无限排布的的几何图案，所述几何图案包括线和点，所述几何图案的基本图形为等边三角形，所述等边三角形内设置有凸点。
实施例五
一种具有凹纹的不粘锅的的加工方法，包括以下步骤：
A1-1，上胶：在光滑洁净的金属板材1表面涂覆感光胶层，感光胶用酒精稀释比例0.8:1到1.15:1之间，烘干温度83～87℃，烘干时间15～30分钟；
A1-2，曝光：在真空曝光机中进行曝光，时间60～120秒；
A1-3，显影：在显影机中进行显影，利用传统胶片摄影暗箱显影方法，使金属板表面曝光图形区域保留感光胶层，其余区域金属表面裸露，显影药剂(工业纯碱：水约1:10)，显影温度30～45℃；
A1-4，坚膜：烘烤温度135～180℃，烘烤时间15～25分钟；
A2，化学蚀刻：蚀刻药剂(三氯化铁：水：盐酸质量比例1:10:(0.03～0.08))，溶液浓度38～40°Bé，溶液温度30～45℃，喷淋压力1.2～2.8kg/cm2，调整药剂比例及喷淋压力可将裸露金属板表面蚀刻至粗糙度Ra0.8～Ra6.3之间，蚀刻深度可至0.3mm，使裸露金属形成具有凹纹的表面结构；
A3，喷涂涂料：可依次喷涂底面涂料和面层涂料；底面涂料(市售)烘干温度 125～150℃，底涂烘干后依次喷涂中层涂料(市售)、面层涂料(市售)，表干后入烘烤炉烧结；
A4，烧结退膜：涂好涂料的金属板材通过包含以下多个温区进行烧结的程序进行退膜处理，烧结温度为：一区起始挥发段180～200℃，二区高温烧结段430～445℃，涂料层烧结凝固，保留感光胶层7烧结焦化，三区交联稳定段400～420℃，出炉口立即强力风冷至60℃左右，加剧热胀冷缩；烧结高温使光滑金属板表面保留的感光胶层失去附着力，蚀刻区域涂料则与蚀刻凹凸粗糙表面紧密结合，出炉后可轻松去除覆在金属板曝光图形区域保留感光胶层上方涂料，裸露出光滑金属表面区域；
A5，化学抛光：对裸露的金属表面进行化学抛光，去除烧结形成的黄印、氧化层等；化学抛光流程如下：工件→化学抛光→清洗→清洗→硝酸出光→清洗→热水浸泡→凉干，化学抛光溶液由氢氧化钠、硝酸钠制成，总碱度18-35％，温度90～110℃，抛光时间2～10秒，经过化学抛光后的工件需经过二道流动的清水清洗，保持水质的干净，热水浸泡温度在80℃以上；
A6，压制成型：将A5得到的金属板材1压制成器具所需的形状，得到表面局部涂覆有涂料的金属锅体。
通过以上方法制成的金属器具如图19所示，与凹纹对应的凸纹图案为规则排布的、可向外无限排布的的几何图案，所述几何图案的基本图形为等腰三角形，所述等腰三角形内设置有凸点。
