專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)極非金屬抗裂處理方法及器皿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及日用器皿，特別是無(wú)極非金屬物與金屬物結(jié)合為一體制作的用于盛裝物品及用于燒、烤、燉、煮的器皿，屬于日用器皿加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用巖石及陶瓷、泥、沙等無(wú)極非金屬制作的器皿具有抗氧化、抗酸堿腐蝕、耐高溫等許多優(yōu)點(diǎn)，因此，一直為人們所喜愛(ài)，如今，在日常生活中，日用器皿餐具使用量最大。炊具中，中國(guó)人使用的沙鍋、陶鍋。日本，韓國(guó)人用的石頭鍋、碗、烤盤(pán)等應(yīng)用也很廣泛。但目前常規(guī)技術(shù)生產(chǎn)的石、陶、泥、沙鍋器皿，存在的最大問(wèn)題是因上述非金屬材料質(zhì)脆，經(jīng)不起冷熱沖擊，因此有易碰撞破碎，易開(kāi)裂的缺點(diǎn)，特別是制成燒烤型鍋(盤(pán))時(shí)，開(kāi)裂的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重。
為了解決上述問(wèn)題，韓國(guó)生產(chǎn)商用熱溶化后的鋁金屬，將石鍋、石烤盤(pán)的外體進(jìn)行澆鑄，使之成為一個(gè)由鋁金屬包合的石鍋、石烤盤(pán)。雖然此技術(shù)方案可行，但存在的缺點(diǎn)是1.成本高。因?yàn)槭?、石烤盤(pán)的石體需要加熱后方能澆鑄，否則出現(xiàn)澆鑄缺欠。因此部分石體在澆鑄加熱時(shí)出現(xiàn)了開(kāi)裂現(xiàn)象。2.材料選擇面窄。只能選擇耐溫、耐裂型石材方能使用，普通石料無(wú)法進(jìn)行制作。國(guó)內(nèi)專(zhuān)利號(hào)ZL03214643.4提出“在石頭鍋體(1)的外面套有一與鍋體形狀相吻合，并與之固為一體的金屬外殼(2)”。該專(zhuān)利將溶化后的金屬“在石頭鍋體外加上一定厚度的金屬，再車(chē)成光滑美觀(guān)的金屬外殼”是可以實(shí)現(xiàn)的。若用“直接加工出金屬外殼(2)再將它與加工出的石頭鍋體(1)結(jié)合為一體”這種提法僅是一種設(shè)想，因?yàn)樗茨芴岢鼍唧w的實(shí)施方案，能做到石鍋體與金屬外殼二者相吻合，只能理解用普通技術(shù)實(shí)施這一方案，這樣，在二者的公差配合及加工制作上有相當(dāng)難度，加工成本也十分昂貴，特別是石頭制品的加工，目前很難保證加工精度，若石頭鍋體尺寸大于金屬外殼是無(wú)法進(jìn)入到緊密貼合的金屬外殼內(nèi)，若石頭鍋體小于金屬外殼，不能做到相吻合，二者也不可能做到固為一體。由于上述原因，國(guó)內(nèi)外至今無(wú)法實(shí)現(xiàn)“直接加工出金屬外殼(2)再將它與加工出的石頭鍋體(1)結(jié)合為一體。”本人在國(guó)內(nèi)專(zhuān)利號(hào)ZL200420006208.6中提出“以石、陶、泥、沙制成的鍋為內(nèi)鍋體(1)，在其外部用金屬材料制成一個(gè)金屬殼體作為外鍋體(2)，其特征在于內(nèi)鍋體(1)與外鍋體(2)之間留有平均距離為0.2mm-15mm的空隙，在這個(gè)空隙中裝有填充物(3)?！痹搶?zhuān)利雖然實(shí)現(xiàn)一“直接加工出金屬外殼(2)，再將它與加工出的石頭鍋體(1)結(jié)合為一體”的石、陶、泥、沙鍋產(chǎn)品。該專(zhuān)利在一定程度上解決了無(wú)極非金屬體防碰撞破碎問(wèn)題，但缺乏對(duì)無(wú)極非金屬體的緊固作用，該產(chǎn)品在熱溫條件下使用仍舊出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。所以要求無(wú)極非金屬外的金屬外殼不僅僅是要吻合相貼還要求具有很大的緊合力，這樣無(wú)極非金屬體受到緊合力作用，當(dāng)受熱膨脹時(shí)沒(méi)有向外擴(kuò)張空間，只有這樣無(wú)極非金屬體在使用時(shí)才能保證不再產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述已有技術(shù)的不足而提出的一種可行的新技術(shù)方案。解決目前無(wú)極非金屬材料制成的器皿遇熱溫開(kāi)裂的技術(shù)難題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，在以石、陶、泥、沙等無(wú)極非金屬材料制成的非金屬體(1)在其外部制成一個(gè)金屬緊固圈(2)，這個(gè)金屬緊固圈(2)與非金屬體(1)緊固處的尺寸，應(yīng)小于等于零。將這個(gè)金屬緊固圈(2)進(jìn)行加熱膨脹后套合在非金屬體(1)的外部。金屬緊固圈(2)冷卻后將非金屬體(1)緊緊地進(jìn)行聚合為一體。金屬緊固圈(2)熱膨脹尺寸與加熱溫度有關(guān)，一般加熱到300℃-800℃時(shí)，以200mm口徑的金屬緊固圈(2)為例在此溫度下能向外擴(kuò)張1-3mm左右，這對(duì)于非金屬體(1)不需要十分精確的加工精度，對(duì)于陶瓷類(lèi)制成的非金屬體(1)略有燒制變形也能使用，金屬緊固圈(2)加熱軟化后很容易將非金屬體(1)壓入在金屬緊固圈(2)內(nèi)。對(duì)于金屬緊固圈(2)與非金屬體(1)配合尺寸最好選用0--5mm之間，調(diào)節(jié)金屬緊固圈(2)的加熱溫度就可以將金屬緊固圈(2)套裝在非金屬體(1)的外部，冷卻后的金屬緊固圈(2)以非常大的緊合力固定套裝在非金屬體(1)外部。這種物理緊合力是一種強(qiáng)大聚合力，能使非金屬體(1)在使用受熱時(shí)產(chǎn)生的膨脹力不向外擴(kuò)張，以保證非金屬體(1)遇熱時(shí)不再開(kāi)裂。這樣要求無(wú)極非金屬體(1)與金屬緊固圈(2)不僅僅是吻合相貼，而是要求金屬緊固圈(2)還應(yīng)具有一定的緊合力。
當(dāng)然，這種緊合力的大小，對(duì)于非金屬體(1)的抗裂性能有重要影響，緊合力過(guò)小起不到限制膨脹的作用，無(wú)極非金屬體(1)仍舊有開(kāi)裂現(xiàn)象。因此，對(duì)于金屬緊固圈(2)的材質(zhì)、厚度及套裝時(shí)的加熱溫度可根據(jù)非金屬體(1)的材質(zhì)、厚度作一定的調(diào)整。金屬緊固圈(2)選用的材料，如鋼、鐵、不銹鋼、鋁其厚度不低于0.2mm，套裝時(shí)所需要的加熱溫度應(yīng)在50℃-1200℃，只有這樣才能有效地保證加工的產(chǎn)品具有可靠的抗裂性能。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，由于采用了金屬緊固圈(2)加熱套裝在非金屬體(1)的工藝方法，使二者的公差配合空間很大，它能經(jīng)濟(jì)可靠地將金屬緊固圈(2)與非金屬體(1)結(jié)合為一體，并通過(guò)金屬緊固圈(2)有效地強(qiáng)化了非金屬體(1)抗裂、抗碰撞性能，極大地提高了傳統(tǒng)無(wú)極非金屬的質(zhì)脆、不耐熱沖擊性能，擴(kuò)展了其使用范圍。并且用該技術(shù)可以低成本生產(chǎn)出玻璃、陶瓷，石頭等非金屬材料制作的抗裂、耐冷熱沖擊的新型器皿。
四、附圖及圖面說(shuō)明

圖1.為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2.為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3.為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖面說(shuō)明如下1.非金屬體2.金屬緊固圈3.金屬壓板五.具體實(shí)施方式
實(shí)施例1.一種無(wú)極非金屬抗裂處理的燜燒鍋下面結(jié)合圖1.詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明提出的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及使用情況。
本實(shí)施例1.的非金屬體(1)是一個(gè)直徑為240mm，高度為100mm陶土材料燒制而成的燜燒鍋。這種鍋型主要是為了燉、煮食物用的。在其外部的金屬緊固圈(2)是用厚度為0.25-0.5mm冷軋鋼板拉伸成型，這個(gè)金屬緊固圈(2)的高度也在100mm左右，類(lèi)似一個(gè)金屬外殼，其直徑在239mm為宜。將這個(gè)金屬緊固圈(2)進(jìn)爐加熱溫度到800℃左右，金屬緊固圈(2)由于受熱膨脹，此時(shí)能將非金屬體(1)套入在金屬緊固圈(2)內(nèi)，由于金屬緊固圈(2)壁薄，雖然溫度很高，但熱溫蓄量不足以讓非金屬體(1)遇熱溫開(kāi)裂時(shí)，金屬緊固圈(2)已開(kāi)始冷卻收縮，對(duì)非金屬體(1)產(chǎn)生了緊固聚合作用。當(dāng)金屬緊固圈(2)完全冷卻后，它與非金屬體(1)緊固成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體結(jié)構(gòu)，這種利用材料的物理性能緊固的工藝方法，能產(chǎn)生很強(qiáng)的聚合力，比用機(jī)械緊固工藝方法簡(jiǎn)單可靠。較溶化金屬澆鑄工藝方法生產(chǎn)成本低。除此之外，本工藝方法還具有以下兩點(diǎn)突出的優(yōu)點(diǎn)1.若陶瓷材料燒制的非金屬體(1)略有燒制變形時(shí)，可將金屬緊固圈(2)在800℃溫度下，使其材質(zhì)已呈現(xiàn)軟化狀態(tài)，再與非金屬體(1)自由套入，遇有困難時(shí)可輕壓非金屬體(1)，使軟化狀態(tài)的金屬緊固圈(2)能產(chǎn)生與非金屬體(1)相同變形狀，以便二者進(jìn)行順利密貼套合。2.金屬緊固圈(2)是在較高溫下如500-800℃溫度下自由套入或被壓入非金屬體(1)內(nèi)，因此該發(fā)明產(chǎn)品在燃?xì)饣螂姛嵩瓷鲜褂脮r(shí)，雖然非金屬體(1)及金屬緊固圈(2)均有受熱膨脹現(xiàn)象，但使用溫度超不過(guò)套合裝配時(shí)溫度，金屬緊固圈(2)仍具有相當(dāng)?shù)木o合力，使非金屬體(1)沒(méi)有向外開(kāi)裂的空間，具有了優(yōu)異的防開(kāi)裂性能。上述優(yōu)點(diǎn)均是采用機(jī)械和澆鑄工藝方法無(wú)法達(dá)到的。
本實(shí)施例1.的非金屬體(1)也可采用石材、陶瓷及玻璃進(jìn)行制作。上述材料制品自身的遇溫抗裂能力遠(yuǎn)不如陶土燒的陶制品，所以金屬緊固圈(2)的厚度應(yīng)增加，使其具有足夠的強(qiáng)度，以保證產(chǎn)品的抗裂性能。
實(shí)施例2.一種無(wú)極非金屬抗裂處理的玻璃碗。
下面結(jié)合圖2.詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明提出的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及使用情況。
本實(shí)施例2.的非金屬體(1)采用直徑為180mm高度為80mm的玻璃進(jìn)行制作。金屬緊固圈(2)采用厚度為2.5mm，寬度為6mm的鋼管制作三個(gè)圓圈狀的金屬緊固圈(2)，分別套在碗狀非金屬體(1)上、中、下三個(gè)部位上，金屬緊固圈(2)與非金屬體(1)相貼緊固處配合應(yīng)為-0.5mm--1.2mm之間為宜。將金屬緊固圈(2)進(jìn)行加熱，此時(shí)開(kāi)始遇熱膨脹，當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，金屬緊固圈(2)的內(nèi)徑尺寸比原尺寸增大2mm左右，此時(shí)分別可輕松地將金屬緊固圈(2)套在非金屬體(1)的被緊固處，為了減少金屬緊固圈(2)的熱溫量過(guò)大產(chǎn)生非金屬體(1)不利的影響(非金屬體(1)遇高溫開(kāi)裂)應(yīng)采用了濺水降溫的方法，用水澆注在金屬緊固圈(2)外使其迅速冷卻，金屬緊固圈(2)能在短時(shí)間內(nèi)將非金屬體(1)快速緊固，此方法對(duì)緊固玻璃、瓷器這些遇溫易開(kāi)裂、破碎的材料制成的非金屬體(1)十分有效。本實(shí)施例也可制成杯類(lèi)，壺類(lèi)等抗裂型硅酸鹽器皿。
實(shí)施例3.一種無(wú)極非金屬抗裂處理的石烤盤(pán)。
下面結(jié)合圖3.詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明提出的具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及使用情況。
本實(shí)施例3的非金屬體(1)采用的是花崗巖石板，其厚度在12mm，直徑為30mm的平面型圓盤(pán)。金屬緊固圈(2)采用金屬鋁壓鑄成一個(gè)無(wú)底鍋狀的體，其總高度為35mm，其厚度為3mm，在其內(nèi)徑下部帶有一個(gè)能裝入非金屬體(1)圓口，其內(nèi)徑尺寸小于非金屬體(1)外徑1mm為宜，先將這個(gè)無(wú)底鍋狀體的金屬緊固圈(2)進(jìn)爐進(jìn)行加熱400-500℃，此時(shí)金屬緊固圈(2)的圓口徑尺寸已膨脹至足以將非金屬體(1)裝入在圓口內(nèi)，迅速地將非金屬體(1)裝入在金屬緊固圈(2)后，注水冷卻，這個(gè)無(wú)底鍋狀的金屬緊固圈(2)緊緊地與石制圓盤(pán)狀的非金屬體(1)成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，再由金屬壓板(3)將非金屬體(1)的底端面與金屬緊固圈(2)進(jìn)行緊固，制成為一種新式抗裂型石烤盤(pán)。還應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是由于鋁金屬材質(zhì)較軟，在這種物理緊縮作用下，二者之間接觸面形成密貼結(jié)構(gòu)不需要任何密封物，能形成一個(gè)不漏油，不漏水的緊固整體。這種工藝就其二者之間的接觸面的密貼程度優(yōu)于用傳統(tǒng)金屬鋁澆鑄的方法1.非金屬體(1)及金屬緊固圈(2)在冷態(tài)時(shí)，金屬緊固圈(2)尺寸小于非金屬體(1)，當(dāng)二者熱膨脹裝合后，金屬緊固圈(2)內(nèi)部仍具有很強(qiáng)的緊合力，以調(diào)節(jié)二者因使用受熱時(shí)因膨脹系數(shù)不同造成的接觸面開(kāi)縫現(xiàn)象。2.生產(chǎn)成本低于傳統(tǒng)金屬鋁澆鑄工藝，因?yàn)楹笳咝枰獙⒎墙饘袤w(1)加熱后方能燒濤，非金屬體(1)加熱時(shí)將產(chǎn)生許多廢品(加熱時(shí)開(kāi)裂)。3.選材廣泛。選材不需要苛求耐溫、耐熱的非金屬材料，即可生產(chǎn)出高品質(zhì)的抗裂型非金屬器皿。4.因?yàn)楸井a(chǎn)品具有很強(qiáng)的堅(jiān)固及抗裂性，非金屬體的壁可以采用薄壁型，因而重量輕，節(jié)約材料，制作成鍋類(lèi)器皿時(shí)還具有升溫快，節(jié)約時(shí)間能源的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.日用器皿，特別是無(wú)極非金屬與金屬材料結(jié)合為一體制作的用于盛裝及燒、烤、燉、煮食品的器皿，該器皿有無(wú)極非金屬物制作的非金屬體(1)，在其外部有與其結(jié)合為一體的金屬緊固圈(2)，其特征在于金屬緊固圈(2)在制作時(shí)緊固處的內(nèi)尺寸要等于小于非金屬體(1)被緊固處的外尺寸，將金屬緊固圈(2)加熱、使其膨脹后套壓在非金屬體(1)的外部，金屬緊固圈(2)冷卻后緊合在非金屬體(1)的外部，二者形成一緊固的整體結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利需求1.所述的無(wú)極非金屬抗裂處理方法及器皿，其特征是金屬緊固圈(2)制作時(shí)的緊固處內(nèi)徑尺寸與非金屬體(1)被緊固處的外徑尺寸的差值數(shù)為0--5mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的無(wú)極非金屬抗裂處理方法及器皿，其特征是金屬緊固圈(2)的厚度為0.2mm-15mm之間圓形圈狀體，加熱50℃-1200℃后套壓在非金屬體(1)的外部面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的無(wú)極非金屬抗裂處理方法及器皿，其特征是非金屬體(1)是指用硅酸鹽材料燒制的陶、瓷、玻璃及巖石制作的鍋、碗、盤(pán)，杯圓形器皿。
全文摘要
本發(fā)明涉及日用器皿加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是無(wú)極非金屬物與金屬物結(jié)合為一體制作的用于盛裝物品及用于燒、烤、燉，煮食品的器皿。該器皿在無(wú)極非金屬體(1)的外部由金屬制作的金屬緊固圈(2)經(jīng)加熱進(jìn)行密貼緊固。因此具有很強(qiáng)的緊固效果，改善了無(wú)極非金屬制作的器皿易破碎，遇溫開(kāi)裂的物理特性，因而極大地?cái)U(kuò)展了陶瓷、玻璃、巖石等無(wú)極非金屬產(chǎn)品的使用空間及產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)A47J36/02GK1860968SQ200510072590
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月15日
發(fā)明者范圣太 申請(qǐng)人:范圣太