AT403001B

AT403001B - Verfahren zur herstellung einer beschichteten oberfläche für bratpfannen

Info

Publication number: AT403001B
Application number: AT19396A
Authority: AT
Inventors: Franz Dipl Ing Buerscher; Helmut Kilian
Original assignee: Oesterr Forsch Seibersdorf
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-10-27
Also published as: ATA19396A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Oberfläche mit guten Brateigenschaften.

Kochgeschirr aus Aluminium bzw. aus Aluminiumlegierungen ist gegenüber Kochgeschirr aus Stahl oder Gusseisen leichter. Vorteilhaft an Aluminiumlegierungen Ist weiters die gegenüber Eisenlegierungen etwa dreifach bessere Wärmeleitfähigkeit. In Bezug auf die Eigenschaften der Oberfläche hat Stahl, bzw. Gusseisen gegenüber Geschirr aus Aluminiumlegierungen Vorteile. Mit Aluminiumgeschirr kann sinnvoll nur dann gebraten werden, wenn dieses an der Innenseite beschichtet ist.

Durch die Beschichtung wird erreicht. dass auch bei Verwendung von wenig oder gar keinem Fett zum Braten kein Bratgut an der Oberfläche kleben bleibt. Weiters wird durch die Beschichtung bewirkt, dass die
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aus dem Geschirr löst. Die Kombination der bel den Merkmale "kein Bratgut bleibt kleben"und lebensmmt- telecht" wird des weiteren zusammenfassend als "gute Brateigenschaften" bezeichnet. (Damit die Oberfläche lebensmittelecht wird würde es auch genügen sie zu anodiseren) Nachteilig an den bisher zur Verfügung stehenden Beschichtungen zum Erreichen guter Brateigenschaften
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arbeiten zu können.

Manche Beschichtungen, insbesondere Beschichtungen aus PTFE (Teflon) werden zudem unter Bildung von giftigen Gasen zerstört, wenn das Geschirr versehentlich auf mehr als etwa 250 ; C erhitzt wird.

Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dann. ein Kochgeschirr zur Verfügung zu stellen, welches in Bezug auf Gewicht und Wärmeleitfähigkeit so gut ist wie ein Kochgeschirr aus einer üblichen Aluminiumlegierung und dessen Oberfläche sehr gute Brateigenschaften aufweist und besser als PTFE-Beschichtungen kratzfest und hitzebeständig 1St.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Metall-Matnx-Verbundwerkstoff (abgekürzt MMC) verwendet, welcher aus einer (üblichen) Aluminiumiegierung In weiche 5 bis 30 Volumsprozent Keramikpartikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser zwischen 5 und 40 um eingebettet sind. besteht. Aus dem MMC wird mit den dafür üblichen und bekannten Ur - bzw. Umform - und Bearbeitungsverfahren ein Rohling des Geschirres gebildet. Anschliessend wird zumindest die Innere Oberfläche des Geschirrohlings mit einer Säure oder Lauge so stark angeätzt (Fachausdruck "gebeizt"). dass die Oberfläche eine Rauhtiefe von mindestens 0, 02 bis maximal etwa 0, 5 mm erhält.

(Beim Ätzen wird das Entstehen einer sehr rauhen Oberfläche dadurch
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unterschiedlichangegnffen werden. ) Diese Oberfläche wird anschliessend anodisiert, also in einem Elektrolytbad mit einer starken Oxidhaut versehen. Diese Oxidhaut wird daraufhin stabilisiert (Fachausdruck "verdichtet"). indem der Geschirrohling entweder mehrere Minuten in vollentsalztes (destilliertes), mehr als 96 QC heisses Wasser oder In mehr als 98 oC heissen Sattdampf gehalten wird
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restetikel entfernt indem sie z.B. unter fliessendem Wasser gründlich gewaschen und gebürstet wird.

Die sich ergebende Oberfläche ist so rauh. wie man das von guten beschichteten Bratpfannen her gewohnt 1St. hat gute Brateigenschaften und ist zudem so kratzfest. dass sie auch dann nicht beschädigt wird. wenn auf Ihr mit üblichem metallischem Küchenbesteck gearbeitet wird.

Beispiel :
Von einem Kreiszylinderförmigen Stranggiessbarren aus der Legierung AA6061 (AlMgSt0.5) welche mit
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() 3-Partikel mit einem mittleren Partikeldurchmesserein Netzmittel enthaltenden 80 oC heissen Natronlauge) Danach wird die Unterseite des Rohlings mit einer schützenden Klebefolie abgedeckt und die verbleibende nicht abgedeckte Oberfläche des Rohlings 12 Minuten lang in einer starken Natronlauge (55 Gramm Liter. 60 QC) gründlich gebeizt. sodass die Rauhtiefe m Zehntelmillimeterbereich zu liegen kommt.

Im nächsten Arbeitsgang wird die Oberfläche anodisch oxidiert. Der Rohling wird dazu 35 Minuten lang in einer 19 oC warmen wässerigen Schwefelsäure (200g H : SO. Liter) als gegenüber der Schwefelsäure positiver Pol mit einem Gleichstrom von 1.5 A dm2 Oberfläche durchflossen. Der Elektrodenanschluss für die
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die Oberfläche gut lebensmittelecht wird, sollte die Dicke der durch Anodisieren aufgetragen Oxidschicht mindestens 8 um betragen. ) Nach einer nicht unbedingt erforderlichen Vorreinigung in 50 bis 60 QC heissem, fliessenden Wasser wird die anodisch aufgetragene Oxidschicht verdichtet, indem der Geschirrohling etwa 30 Minuten, in vollentsalztes (destilliertes), kochendes Wasser gegeben wird.

Im nächsten Arbeitsgang wird die Unterseite des Bodens spanabhebend endbearbeitet. Anschliessend wird ein Pfannengriff, beispielsweise mit Hilfe einer Schweissnaht angebracht Schliesslich wird die innere Oberfläche der Pfanne in fliessendem Wasser, eventuell unter Zusatz eines Reinigungsmittels gründlich gebürstet, wobei eine Bürste mit Kunststoffborsten ähnlich den Borsten von Handbürsten verwendet wird. An Stelle einer Bürste könnte beispielsweise auch ein Gewebe mit festen Kunststoffäden verwendet werden. Durch diesen Arbeitsgang werden letzte Verunreinigungen und lose sitzende Keramikpartikel aus der Oberfläche entfernt.

Bis auf die Intensität des Beizvorganges welcher zu der Rauhtiefe von mindestens 0, 02 bis maximal etwa 0, 5 mm führt und dem letzen Arbeitsgang der Oberflächenbehandlung, nämlich dem Bürsten, sind alle Arbeitsvorgänge für Aluminiumoberflächen für viele Anwendungen üblich. Die so hergestellte Oberflächenschicht ist bis zu jenen Temperaturen beständig bis zu denen das Grundmaterial beständig ist, also je nach verwendeter Aluminiumlegierung bis zu 510 bis 660 QC.

An Stelle einer Aluminiumknetlegierung kann auch eine Aluminium-Gusslegierung verwendet werden. An Stelle von AI203 - Partikeln als keramische Phase können auch SiC - Partikel verwendet werden.

Es ist auch möglich, nicht den ganzen Pfannenkörper aus dem Metall-Matrix-Verbundwerkstoff herzustellen, sondern nur eine mindestens 0, 5 mm starke Schicht an der Innenseite. Der Rest kann aus einer üblichen Aluminiumiegierung ohne Keramikzusatz oder auch aus Stahl oder Gusseisen bestehen. Dabei stehen einem erhöhten Aufwand für die Verbindung der einzelnen Schichten geringere Materialkosten und eventuell ein geringerer Aufwand für die spanabhebende Bearbeitung gegenüber.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Oberfläche für Bratpfannen, die bis zu mindestens 0, 5 mm Tiefe überwiegend aus Aluminium besteht, wobei diese Innenseite nach der Formgebung entfettet, gebeizt, anodisiert, und verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite des Geschirres aus einem Verbundwerkstoff aus einer Aluminiumlegierung, in welche 5 bis 30 Volumsprozent Keramik- partikel mit einem mittleren Partikeldurchmesser zwischen 5 und 40 um eingebettet sind, besteht, dass der Beizvorgang bis zu einer Rauhtiefe zwischen 0, 02 und 0, 5 mm, vorzugsweise zwischen 0, 1 und 0, 25 mm, durchgeführt wird und dass die Oberfläche nach dem Verdichten gebürstet oder mit einem Gewebe aus festen Fäden gerieben und gleichzeitig mit fliessendem Wasser gespült wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff eine Aluminium- Knetlegierung ist, in welche zwischen 15 und 25 Vol.-% Keramikpartikei aus Api203 eingebettet sind und dass der Beizvorgang in Natronlauge mit einer Konzentration von 45-65 g/l NaOH bei 55 - 65 QC über eine Dauer von 10 bis 15 Minuten erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine A ! Si-Gussiegierung und als Keramik- partikel SiC-Partikel verwendet werden.