Способ изготовления чугунной посуды

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧУГУННОЙ ПОСУДЫ(71) Заявитель Сонкин Александр Леонидович(72) Автор Сонкин Александр Леонидович(73) Патентообладатель Сонкин Александр Леонидович(56)56079 , 2003.2150865 , 1985.1058640, 1967.3767896, 1973.65868, 1946. Большая Советская Энциклопедия. - М. Советская энциклопедия, 1971. Т. 5. С. 366. Энциклопедический словарь по металлургии. - М. Интермет Инжиниринг,2000. Т. 1. - С. 381.(57) Способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников, задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 путем ее нагрева и погружения в масло, отличающийся тем, что отливку нагревают до температуры 680-800 С. Изобретение относится к кухонной чугунной посуде для варки, печения и жарения пищевых продуктов, в частности к способам ее изготовления. Из уровня техники известен способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников, задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия в виде слоя эмали Справочник по чугунному литью / Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л. Машиностроение, Ленинград. отд-ние, 1978. - С. 642-645, аналог. Формирование защитного покрытия на отливке включает нанесение грунта и обжиг, а также нанесение эмали и обжиг. Нанесение эмали и обжиг повторяют 3-5 раз. Недостатком этого способа является образование дефектов на эмалевом покрытии чугунной посуды в виде пузырей, уколов, отколов и трещин. Первые два дефекта связаны с газообразованием при обжиге, последние - с напряжениями, возникающими при температурной обработке пищи в упомянутой чугунной посуде, на границе раздела материалов чугун - эмаль вследствие различия коэффициентов расширения чугуна и эмали. 11608 1 2009.02.28 Кроме того, при значительной степени окисления поверхности чугунной отливки образуется толстый легко отделяемый слой окалины, в результате чего снижается сцепление грунта и эмали. Это снижает прочность эмалевого покрытия и срок службы чугунной посуды с защитным покрытием, нанесенным таким способом. Из уровня техники также известен способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников, задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и нанесение на отливку защитного покрытия в виде слоя консервационной смазки, состоящей из 50 парафина и 50 медицинского вазелина РСТ УССР 114-88. Посуда чугунная черная. Общие технические условия, п. 2.5.1., аналог. Недостатком этого способа является низкая эффективность противокоррозионной стойкости защитного покрытия, выполненного в виде консервационной смазки, как при транспортировке, так и при эксплуатации чугунной посуды. В результате существенно снижается срок службы чугунной посуды с защитным покрытием, нанесенным таким способом. Из уровня техники также известен наиболее близкий по назначению, количеству общих признаков и достигаемому результату способ изготовления чугунной посуды, включающий литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки,удаление литников, задиров, обдирку, шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 путем ее нагрева и погружения в масло 56079 А, 2003, прототип. При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа 3 О 4 ее нагрев ведут до температуры 830-900 С. Недостатком такого способа изготовления чугунной посуды является низкая коррозионная стойкость чугунной посуды при приготовлении пищевых продуктов, содержащих органические кислоты, в том числе лимонную, уксусную и молочную кислоты. Объясняется это тем, что высокая температура нагрева приводит к высокой степени его окисления и оказывает большое влияние на состав и толщину слоя оксидной пленки(оксида железа 34) на поверхности отливки. Из-за этого не достигается высокая прочность ее сцепления с металлом, что снижает срок службы чугунной посуды. Кроме того, при выбранном температурном режиме нагрева 830-900 С чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и плывет, искажая первоначальную форму отливки. Это приводит к тому, что проектные геометрические параметры и форма отливки нарушаются, а высокое качество получаемой этим способом чугунной посуды не достигается. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является в способе изготовления чугунной посуды путем проведения оптимальных режимов нагрева отливки при формировании защитного покрытия обеспечить снижение степени окисления чугуна и стабилизацию геометрических параметров и формы чугунной посуды. Технический результат, который достигается при решении поставленной технической задачи, заключается в повышении коррозионной стойкости к органическим кислотам,срока службы и качества чугунной посуды, изготовленной этим способом. Поставленная техническая задача решается, а технический результат достигается тем,что в способе изготовления чугунной посуды, включающем литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки, удаление литников, задиров, обдирку,шлифование, пескоструйную обработку отливки и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 путем ее нагрева и погружения в масло, согласно изобретению, отливку нагревают до температуры 680-800 С. 2 11608 1 2009.02.28 Выбранный температурный режим нагрева 680-800 С отливки определен опытным путем и является оптимальным для получения наилучшего соотношения прочности, пластичности, коррозионной стойкости, стабилизации проектных геометрических параметров и формы, срока службы и качества чугунной посуды, изготавливаемой этим способом. Опытным путем установлено, что выбор температуры нагрева отливки меньше 680 С не целесообразен, так как в этом случае толщина слоя оксидной пленки чрезмерно уменьшается, в результате чего снижаются коррозионная стойкость защитного покрытия,а также срок службы и качество чугунной посуды. Опытным путем также установлено, что выбор температуры нагрева отливки больше 800 С также не целесообразен, так как в этом случае чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и плывет, искажая первоначальную форму отливки, а толщина слоя оксидной пленки чрезмерно увеличивается, в результате чего снижаются коррозионная стойкость защитного покрытия, а также срок службы и качество чугунной посуды. Кроме того, при выбранном температурном режиме нагрева 680-800 С отливка приобретает малиновый цвет побежалости, что позволяет дополнительно визуально контролировать температурный режим ее нагрева, что является дополнительным техническим результатом. Из уровня техники заявитель не выявил решения, совпадающие с совокупностью общих и отличительных существенных признаков усовершенствованного способа изготовления чугунной посуды, в результате чего можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение не является частью уровня техники и соответствует критерию изобретения новизна. Из уровня техники заявитель также не выявил решения, совпадающие с отличительными существенными признаками усовершенствованного способа изготовления чугунной посуды, в результате чего можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение для специалиста не является очевидным, то есть не выплывает из уровня техники, и соответствует критерию изобретения изобретательский уровень. В примере конкретного выполнения способ изготовления чугунной посуды осуществляют следующим образом. Для отливки чугунной посуды применяют серый чугун, в химический состав которого входят железо, а также в количествах разрешенных органами здравоохранения углерод,кремний, марганец, фосфор и сера с допускаемым содержанием хрома, никеля и меди. Сначала готовят шихту для плавки серого чугуна, в которую вводят необходимые компоненты для получения чугуна с необходимым химическим составом. После расплава шихты выполняют литье серого чугуна в литейную форму для получения чашеобразной отливки. На практике для отливки чугунной посуды применяют серый чугун с преимущественно следующим химическим составом (в процентах) углерод 3,2-3,8 кремний 2,5-4,0 марганец не более 0,8 фосфор не более 0,6 сера не более 0,05 железо остальное. Допускается наличие хрома до 0,2 , никеля до 0,3 и меди до 0,5 . Чашеобразные отливки используют для изготовления различной кухонной чугунной посуды, в том числе сковорода круглая с одной ручкой сковорода круглая с двумя ручками сковорода-блинница круглая с одной ручкой сковорода-сотейник круглая с одной ручкой 3 11608 1 2009.02.28 сковорода-сотейник круглая с двумя ручками сковорода жаровня с двумя ручками кастрюля с крышкой другая посуда. Затем отливку подвергают механической обработке, при которой последовательно выполняют удаление литников, задиров, обдирку и шлифование поверхности. После этого выполняют пескоструйную обработку поверхности на пескоструйной установке и формирование на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 путем ее нагрева в нагревательном устройстве и погружения в масло. При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 ее нагревают до температуры 680-800 С. Такой температурный режим нагрева 680-800 С чугуна отливки является оптимальным для получения наилучшего соотношения прочности, пластичности, коррозионной стойкости, стабилизации проектных геометрических параметров и формы, срока службы и качества чугунной посуды, изготавливаемой этим способом. При температуре нагрева отливки меньше 680 С толщина слоя оксидной пленки чрезмерно уменьшается, в результате чего снижаются коррозионная стойкость защитного покрытия, а также срок службы и качество чугунной посуды. При температуре нагрева отливки больше 800 С чугун чрезмерно нагревается, становится пластичным и плывет, искажая первоначальную форму отливки, а толщина слоя оксидной пленки чрезмерно увеличивается, в результате чего снижаются коррозионная стойкость защитного покрытия, а также срок службы и качество чугунной посуды. При выбранном температурном режиме нагрева 680-800 С серого чугуна отливка приобретает малиновый цвет побежалости, по которому дополнительно визуально контролируют температурный режим ее нагрева. Изобретение иллюстрируется примерами 1-5 реализации способа изготовления чугунной посуды с различными температурными режимами нагрева отливки. Пример 1. Способ изготовления чугунной посуды включал все операции заявляемого способа. При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 ее нагрев вели до температуры 670 С и погружали в масло. При таком режиме нагрева первоначальные геометрические параметры и форма отливки не изменялись и соответствовали ее проектным значениям. Однако уменьшалась толщина слоя оксидной пленки, в результате чего снижалась коррозионная стойкость защитного покрытия и срок службы чугунной посуды. Качество защитного покрытия и чугунной посуды, полученной этим способом, неудовлетворительное. Пример 2. Способ изготовления чугунной посуды включал все операции заявляемого способа. При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 ее нагрев вели до температуры 680 С и погружали в масло. При таком режиме нагрева первоначальные геометрические параметры и форма отливки не изменялись и соответствовали ее проектным значениям. Толщина слоя оксидной пленки увеличивалась, в результате чего повышалась коррозионная стойкость защитного покрытия и срок службы чугунной посуды. Качество защитного покрытия и чугунной посуды, полученной этим способом, удовлетворительное. Пример 3. Способ изготовления чугунной посуды включал все операции заявляемого способа. При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 ее нагрев вели до температуры 740 С и погружали в масло. 4 11608 1 2009.02.28 При таком режиме нагрева первоначальные геометрические параметры и форма отливки не изменялись и соответствовали ее проектным значениям. Толщина слоя оксидной пленки дополнительно увеличивалась, в результате чего повышалась коррозионная стойкость защитного покрытия и срок службы чугунной посуды. Качество защитного покрытия и чугунной посуды, полученной этим способом, хорошее. Пример 4. Способ изготовления чугунной посуды включал все операции заявляемого способа. При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 ее нагрев вели до температуры 800 С и погружали в масло. При таком режиме нагрева первоначальные геометрические параметры и форма отливки не изменялись и соответствовали ее проектным значениям. Толщина слоя оксидной пленки дополнительно увеличивалась до оптимального значения, в результате чего повышалась коррозионная стойкость защитного покрытия и срок службы чугунной посуды. Качество защитного покрытия и чугунной посуды, полученной этим способом, хорошее. Пример 5. Способ изготовления чугунной посуды включал все операции заявляемого способа. При формировании на отливке защитного покрытия из оксида железа 34 ее нагрев вели до температуры 810 С и погружали в масло. При таком режиме нагрева отливки чугун чрезмерно нагревался, становился пластичным и плыл, искажая первоначальную форму отливки, а толщина слоя оксидной пленки чрезмерно увеличивалась, в результате чего снижалась коррозионная стойкость и срок службы защитного покрытия. В результате первоначальные геометрические параметры и форма отливки изменялись и не соответствовали ее проектным значениям. Качество защитного покрытия и чугунной посуды, полученной этим способом, неудовлетворительное. Примеры 2, 3, 4 свидетельствуют о том, что заявленные температурные режимы нагрева отливки обеспечивают снижение степени окисления чугуна и стабилизацию геометрических параметров и формы чугунной посуды, в результате чего повышается коррозионная стойкость к органическим кислотам, срок службы и качество чугунной посуды. Примеры 1, 5 свидетельствуют о том, что выбор температурного режима нагрева отливки за пределами заявленных режимов не целесообразен, так как искажаются геометрические параметры и форма, а также снижаются коррозионная стойкость, срок службы и качество изготавливаемой чугунной посуды. Предлагаемый способ изготовления чугунной посуды может быть многократно реализован промышленным способом на любом предприятии по отливке хозяйственной чугунной посуды с применением стандартного оборудования и традиционных материалов, что свидетельствует о том, что заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения промышленная применимость. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5