本发明涉及一种烹饪用具即锅具的制备，尤其涉及一种无涂层钛不粘锅及制备方法。
背景技术：
1、目前的钛材不粘锅采用压制方法制备，镀层钛不粘锅一般指物理进行钛涂层的不粘锅具；钛材不粘锅采用压制方法是一种质量特殊的锅具，这是由于钛材与人体的生物相容性更好而使人相信；如不经过涂层或其它特殊处理，本身材质的不粘性能远没有那么好，真实的不粘性能(以薄油煎炒来实验)距离铸铁锅尚有所不如，由于其导热性能更好，不粘性能的获得是需要解决的。涂层或镀层法不是一种良品追求的方法。
2、钛材用于炒锅而言，其优点在于其纯度高，一般强度易于拉成锅的钛材料主要是ta1、ta2两种型号，纯度基本接近99.9％，所以用来制做炒锅非常健康，在高温下没有杂质释放，比铁或不锈钢材等材质好很多。但是由于纯钛的表面硬度不高，一般在300/hv左右，而铁或不锈钢材等硬度就要比它高很多。所以纯钛的表面不粘性反而就不如铁或不锈钢材质的材料。所以要做纯钛材质的无涂层不粘炒锅就需要对钛材做必要的处理加工以对钛材表面改性才能达到优异的不粘性目的。
3、现有技术还公开一种锅具。表面蜂窝网结构的产品；不粘锅蜂窝孔较大，孔径尺寸在3毫米以上，蜂窝孔的底面同样涂有涂层，且涂层面积一般比较大，约达到基材表面积的80～90％，因此涂层与食物的接触面积同样较大，导致与食物的摩擦面较大，也会使锅铲使用的受限。
4、现有技术还有纳米级的孔隙的锅具，纳米级的孔隙在实际使用过程中会吸纳空气和油脂，在加热过程中将产生热空气和油雾，同时托起食物。结合前述乳凸结构所达到的绒毛效果，降低了食物与锅体内表面的摩擦力，在不增加化学涂层的前提下，以物理的手段实现不粘的效果，使消费者烹饪食物更加健康。若形成锅体的板材是钛金属，则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于hv600的二氧化钛硬化层；若形成锅体的板材是铝合金，则经过微弧氧化后其表面会生成维氏硬度不低于hv1000的三氧化二铝硬化层。所述板材为铝板材、钛板材或镁板材；料板材蚀刻或冲压浅凹坑的表面为铝或镁或钛。但此材料在应用中无优势。
5、现有技术中还存在一种不粘锅，其锅体部的内壁上被制备防粘结构，防粘结构为在内壁上呈周期性分布的凸起部或/和凹坑部，所述凸起部、凹坑部的尺寸在几微米到几十微米之间，但尺寸过小。以上现有技术均不能很好的完成无毒且不粘的功能，如果单以设有物理不粘层的方式设置在锅身表面还不足长久持续的不粘，因为每次进行作业时，锅铲需要多次反复与锅表面摩擦，那么长时间摩擦则磨损物理不粘层，进而无法达到长久不粘的效果，该问题也亟待解决。
6、离子渗碳技术对钛及钛合金是有用的，但纯钛的应用还未见报导，钛渗碳的锅也是没有报导，在实际生产中还有些问题更待解决。
7、钛及钛合金具有无毒、质轻、比强度高及生物相容性好等优点，是理想的航空航天及医用材料，但钛硬度偏低、耐磨性差，在还原性介质中耐腐蚀性差，这些缺点限制了钛及钛合金的进一步应用。钛及钛合金表面通过化学热处理改性后可得到强化，强化后的钛合金硬度、耐腐蚀性、耐磨性都得到了提高。但钛合金表面钝化膜致密，原子扩散系数较低，如何提高钛合金化学热处理的效果及效率成为了研究的热点和难点。几乎所有的化学热处理方法都可应用在钛合金上，但每种方法都存在自身的优势与不足，应根据钛合金的具体使用要求和工作条件来加以选择。近年来，在现有技术的基础上，通过技术的创新与改进，拓展材料表面化学热处理在钛合金领域的应用，为表面工程技术的发展奠定了基础。离子渗碳技术是一种新的技术，其优点在于氧分压低、反应活性良好、渗碳时间短、渗入碳原子的速度更快、深度更深，并且获得的渗碳层组织结构相对固体渗碳来说更均匀，但是离子渗碳技术对于设备仪器的要求高，成本较为昂贵，对零件形状也有选择性，不易满足实际生产需要。与离子渗氮相似，离子渗碳技术也必须在低于大气压的情况下进行，其工艺原理为利用阴极与阳极之间进行的辉光放电作用来生成渗碳层。离子渗碳技术在整个过程中表面完全不会产生晶界氧化现象，在钛合金基体中形成碳的固溶体。
8、见https://baijiahao.baidu.com/s？id＝1777905579991023257&wfr＝spider&for＝pc
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种无涂层钛不粘锅及制备方法，尤其是一种低成本制备的压制不粘锅。
2、为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种无涂层钛不粘锅的制备方法，无涂层钛不粘锅包括无涂层钛材锅身，包括钛材(一般厚0.5mm以上)锅身，钛材锅身与食物接触面上设有均匀分布的复合多尺寸凹孔；凹孔孔径0.1～0.5mm,尤其是0.3～0.5mm，孔边缘间距0.3～2mm，孔深0.05-0.3mm，尤其是0.05-0.15mm,孔面积占整个锅身面积的比为15-40％，所述凹孔为圆形或多边形；所述凹孔是由平面逐渐下凹的。无涂层钛不粘锅及制备方法,纯钛因其纯度高(接近99.9％)在高温下不释放杂质元素，对人体健康，故非常适合制作炒锅等欢具。
3、金属表面的粗糙度影响其不粘性能的高低，进行表面改性以提高其不粘性能。
4、表面处理工艺包括二部分，先在表面做微纳加工处理，然后在以上对钛表面做微纳加工基础上，进行渗碳处理，以对钛做表面改性处理；尤其是用等离子渗碳工艺，碳源采用甲烷或乙炔等，为提高渗碳的效率通入氩气或氢气等气氛，尤其是采用氩气，能提高钛的渗碳效率。钛材的渗碳温度通常温度需要在350-900℃或以上，通过控制气份、气压、保温时间、偏压等参数的组合，气流量控制在30l/h左右,氩气控制在350l/h左右，实施500℃左右低温渗碳。经过渗碳后，钛锅表面的不粘性能较渗碳处理前有了进一步提高。氩和甲烷(丙烷、丁烷、乙炔甚至乙烯好均可以采用)控制气份、气压(维持与大气压相同即可)、氩和甲烷气份的体积比为50-95％:50-5％；保温时间为2-10h以上。
5、表面微纳加工处理使金属表面形成凹凸状复合多尺寸微纳结构，凹凸孔径在0.1—0.8mm，孔深在0.05-0.3mm；二是对表面做渗碳处理：鉴于钛的表面硬度较低，磨擦系数较大，导致其本征不粘性能差，所以还要对其表面做渗碳处理。为此采用微波等离子、辉光等离子渗碳工艺，选择好工艺参数包括气份、气压、流量、温度以及保温时间等参数进行渗碳，以使金属钛表面改性，提高其表面硬度，从而降低表面磨擦系数提高不粘性。处理后表面生成大量细小致密高硬tic物相，层深达0.7-5微米，同时在表面形成一层特殊钛碳膜，显微硬度达到1000hv左右。
6、经过二步处理工艺加工后，钛锅表面的不粘性能得到提高，达到了按锅具国标不粘性gb/t32095.2-2015测试达到一级标准。
7、孔面积占整个锅身面积的比为15-40％。
8、凹孔孔径0.3～0.5mm。
9、锅身上与食物接触为钛材，钛材的背面复合铝层或铝不锈钢层。
10、本技术的无涂层压制不粘锅的制备方法,主要均匀凹孔的制备，所述无涂层压制不粘锅，在钛材锅身内表面通过合金模具的均匀圆凸头(可与锅身的大小与凹形的锅内形状匹配)用压机压制钛材板状的锅身。无涂层压制不粘锅采用奥氏体钛材或马氏体钛材板成型制备得到凹形锅身。
11、即使高温爆炒、锅被空烧，无涂层压制不粘锅也无任何有毒物质及气体释放，不会污染被烹饪的食物，以及厨房环境，烹饪更安全。
12、表面微纳加工处理使金属表面形成凹凸状复合多尺寸微纳结构，凹凸孔径在0.1—0.8mm，孔深在0.05-0.3mm；鉴于钛的表面硬度较低，磨擦系数较大，导致其本征不粘性能差，所以还要对其表面做渗碳处理。为此采用微波等离子、辉光等离子渗碳工艺，选择好工艺参数包括气份、气压、流量、温度以及保温时间等参数进行渗碳，以使金属钛表面改性，提高其表面硬度，从而降低表面磨擦系数提高不粘性。处理后表面生成大量细小致密高硬tic物相，层深达0.7-5微米，同时表面的一层特殊钛碳膜，显微硬度达到1000hv左右
13、有益效果：经本发明处理微硬度从300达到1000hv左右，加上表面微纳结构，所述凹孔面积占比锅身面积的15％～40％，有很好的防粘性能，可通过砂光、抛光等处理，提升锅体内表面的滑溜度，降低食物与锅体内表面的摩擦力，使翻炒菜品时翻铲更加顺滑，不粘效果基本达到新的ptfe特氟隆涂层应用的水平。本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。
1.一种无涂层钛不粘锅的制备方法，无涂层钛不粘锅包括无涂层钛材锅身，包括钛材锅身，钛材锅身与食物接触面上设有均匀分布的复合多尺寸凹孔；凹孔孔径0.1～0.5mm,尤其是0.3～0.5mm，孔边缘间距0.3～2mm，孔深0.05-0.3mm，孔面积占整个锅身面积的比为15-40％，所述凹孔为圆形或多边形；所述凹孔是由平面逐渐下凹的；其特征是，对钛材锅身进行表面改性；进行渗碳处理。
2.根据权利要求1所述的无涂层钛不粘锅的制备方法，其特征是，采用等离子渗碳工艺，钛材的渗碳温度通常温度需要在350-900℃，通入氩气和碳源气体、氩和甲烷气份的体积比为50-95％:50-5％；处理时间为2-10h以上。
3.根据权利要求1所述的无涂层钛不粘锅的制备方法，其特征是，碳源气体为甲烷、丙烷、丁烷、乙炔、乙烯。
4.根据权利要求1-3任一所述的无涂层钛不粘锅的制备方法，其特征是，孔深是0.05-0.15mm。
