专利名称：无极非金属抗裂处理方法及器皿的制作方法
技术领域：
本发明涉及日用器皿，特别是无极非金属物与金属物结合为一体制作的用于盛装物品及用于烧、烤、炖、煮的器皿，属于日用器皿加工技术领域。
背景技术：
用岩石及陶瓷、泥、沙等无极非金属制作的器皿具有抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温等许多优点，因此，一直为人们所喜爱，如今，在日常生活中，日用器皿餐具使用量最大。炊具中，中国人使用的沙锅、陶锅。日本，韩国人用的石头锅、碗、烤盘等应用也很广泛。但目前常规技术生产的石、陶、泥、沙锅器皿，存在的最大问题是因上述非金属材料质脆，经不起冷热冲击，因此有易碰撞破碎，易开裂的缺点，特别是制成烧烤型锅(盘)时，开裂的现象尤为严重。
为了解决上述问题，韩国生产商用热溶化后的铝金属，将石锅、石烤盘的外体进行浇铸，使之成为一个由铝金属包合的石锅、石烤盘。虽然此技术方案可行，但存在的缺点是1.成本高。因为石锅、石烤盘的石体需要加热后方能浇铸，否则出现浇铸缺欠。因此部分石体在浇铸加热时出现了开裂现象。2.材料选择面窄。只能选择耐温、耐裂型石材方能使用，普通石料无法进行制作。国内专利号ZL03214643.4提出“在石头锅体(1)的外面套有一与锅体形状相吻合，并与之固为一体的金属外壳(2)”。该专利将溶化后的金属“在石头锅体外加上一定厚度的金属，再车成光滑美观的金属外壳”是可以实现的。若用“直接加工出金属外壳(2)再将它与加工出的石头锅体(1)结合为一体”这种提法仅是一种设想，因为它未能提出具体的实施方案，能做到石锅体与金属外壳二者相吻合，只能理解用普通技术实施这一方案，这样，在二者的公差配合及加工制作上有相当难度，加工成本也十分昂贵，特别是石头制品的加工，目前很难保证加工精度，若石头锅体尺寸大于金属外壳是无法进入到紧密贴合的金属外壳内，若石头锅体小于金属外壳，不能做到相吻合，二者也不可能做到固为一体。由于上述原因，国内外至今无法实现“直接加工出金属外壳(2)再将它与加工出的石头锅体(1)结合为一体。”本人在国内专利号ZL200420006208.6中提出“以石、陶、泥、沙制成的锅为内锅体(1)，在其外部用金属材料制成一个金属壳体作为外锅体(2)，其特征在于内锅体(1)与外锅体(2)之间留有平均距离为0.2mm-15mm的空隙，在这个空隙中装有填充物(3)。”该专利虽然实现一“直接加工出金属外壳(2)，再将它与加工出的石头锅体(1)结合为一体”的石、陶、泥、沙锅产品。该专利在一定程度上解决了无极非金属体防碰撞破碎问题，但缺乏对无极非金属体的紧固作用，该产品在热温条件下使用仍旧出现开裂现象。所以要求无极非金属外的金属外壳不仅仅是要吻合相贴还要求具有很大的紧合力，这样无极非金属体受到紧合力作用，当受热膨胀时没有向外扩张空间，只有这样无极非金属体在使用时才能保证不再产生开裂现象。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足而提出的一种可行的新技术方案。解决目前无极非金属材料制成的器皿遇热温开裂的技术难题。为了达到上述目的，本发明是这样实现的，在以石、陶、泥、沙等无极非金属材料制成的非金属体(1)在其外部制成一个金属紧固圈(2)，这个金属紧固圈(2)与非金属体(1)紧固处的尺寸，应小于等于零。将这个金属紧固圈(2)进行加热膨胀后套合在非金属体(1)的外部。金属紧固圈(2)冷却后将非金属体(1)紧紧地进行聚合为一体。金属紧固圈(2)热膨胀尺寸与加热温度有关，一般加热到300℃-800℃时，以200mm口径的金属紧固圈(2)为例在此温度下能向外扩张1-3mm左右，这对于非金属体(1)不需要十分精确的加工精度，对于陶瓷类制成的非金属体(1)略有烧制变形也能使用，金属紧固圈(2)加热软化后很容易将非金属体(1)压入在金属紧固圈(2)内。对于金属紧固圈(2)与非金属体(1)配合尺寸最好选用0--5mm之间，调节金属紧固圈(2)的加热温度就可以将金属紧固圈(2)套装在非金属体(1)的外部，冷却后的金属紧固圈(2)以非常大的紧合力固定套装在非金属体(1)外部。这种物理紧合力是一种强大聚合力，能使非金属体(1)在使用受热时产生的膨胀力不向外扩张，以保证非金属体(1)遇热时不再开裂。这样要求无极非金属体(1)与金属紧固圈(2)不仅仅是吻合相贴，而是要求金属紧固圈(2)还应具有一定的紧合力。
当然，这种紧合力的大小，对于非金属体(1)的抗裂性能有重要影响，紧合力过小起不到限制膨胀的作用，无极非金属体(1)仍旧有开裂现象。因此，对于金属紧固圈(2)的材质、厚度及套装时的加热温度可根据非金属体(1)的材质、厚度作一定的调整。金属紧固圈(2)选用的材料，如钢、铁、不锈钢、铝其厚度不低于0.2mm，套装时所需要的加热温度应在50℃-1200℃，只有这样才能有效地保证加工的产品具有可靠的抗裂性能。
本发明与已有技术相比，由于采用了金属紧固圈(2)加热套装在非金属体(1)的工艺方法，使二者的公差配合空间很大，它能经济可靠地将金属紧固圈(2)与非金属体(1)结合为一体，并通过金属紧固圈(2)有效地强化了非金属体(1)抗裂、抗碰撞性能，极大地提高了传统无极非金属的质脆、不耐热冲击性能，扩展了其使用范围。并且用该技术可以低成本生产出玻璃、陶瓷，石头等非金属材料制作的抗裂、耐冷热冲击的新型器皿。
四、附图及图面说明
图1.为本发明实施例1的结构示意图。
图2.为本发明实施例2的结构示意图。
图3.为本发明实施例3的结构示意图。
图面说明如下1.非金属体2.金属紧固圈3.金属压板五.具体实施方式
实施例1.一种无极非金属抗裂处理的焖烧锅下面结合图1.详细说明依据本发明提出的具体结构细节及使用情况。
本实施例1.的非金属体(1)是一个直径为240mm，高度为100mm陶土材料烧制而成的焖烧锅。这种锅型主要是为了炖、煮食物用的。在其外部的金属紧固圈(2)是用厚度为0.25-0.5mm冷轧钢板拉伸成型，这个金属紧固圈(2)的高度也在100mm左右，类似一个金属外壳，其直径在239mm为宜。将这个金属紧固圈(2)进炉加热温度到800℃左右，金属紧固圈(2)由于受热膨胀，此时能将非金属体(1)套入在金属紧固圈(2)内，由于金属紧固圈(2)壁薄，虽然温度很高，但热温蓄量不足以让非金属体(1)遇热温开裂时，金属紧固圈(2)已开始冷却收缩，对非金属体(1)产生了紧固聚合作用。当金属紧固圈(2)完全冷却后，它与非金属体(1)紧固成一个坚实的整体结构，这种利用材料的物理性能紧固的工艺方法，能产生很强的聚合力，比用机械紧固工艺方法简单可靠。较溶化金属浇铸工艺方法生产成本低。除此之外，本工艺方法还具有以下两点突出的优点1.若陶瓷材料烧制的非金属体(1)略有烧制变形时，可将金属紧固圈(2)在800℃温度下，使其材质已呈现软化状态，再与非金属体(1)自由套入，遇有困难时可轻压非金属体(1)，使软化状态的金属紧固圈(2)能产生与非金属体(1)相同变形状，以便二者进行顺利密贴套合。2.金属紧固圈(2)是在较高温下如500-800℃温度下自由套入或被压入非金属体(1)内，因此该发明产品在燃气或电热源上使用时，虽然非金属体(1)及金属紧固圈(2)均有受热膨胀现象，但使用温度超不过套合装配时温度，金属紧固圈(2)仍具有相当的紧合力，使非金属体(1)没有向外开裂的空间，具有了优异的防开裂性能。上述优点均是采用机械和浇铸工艺方法无法达到的。
本实施例1.的非金属体(1)也可采用石材、陶瓷及玻璃进行制作。上述材料制品自身的遇温抗裂能力远不如陶土烧的陶制品，所以金属紧固圈(2)的厚度应增加，使其具有足够的强度，以保证产品的抗裂性能。
实施例2.一种无极非金属抗裂处理的玻璃碗。
下面结合图2.详细说明依据本发明提出的具体结构细节及使用情况。
本实施例2.的非金属体(1)采用直径为180mm高度为80mm的玻璃进行制作。金属紧固圈(2)采用厚度为2.5mm，宽度为6mm的钢管制作三个圆圈状的金属紧固圈(2)，分别套在碗状非金属体(1)上、中、下三个部位上，金属紧固圈(2)与非金属体(1)相贴紧固处配合应为-0.5mm--1.2mm之间为宜。将金属紧固圈(2)进行加热，此时开始遇热膨胀，当温度达到600℃时，金属紧固圈(2)的内径尺寸比原尺寸增大2mm左右，此时分别可轻松地将金属紧固圈(2)套在非金属体(1)的被紧固处，为了减少金属紧固圈(2)的热温量过大产生非金属体(1)不利的影响(非金属体(1)遇高温开裂)应采用了溅水降温的方法，用水浇注在金属紧固圈(2)外使其迅速冷却，金属紧固圈(2)能在短时间内将非金属体(1)快速紧固，此方法对紧固玻璃、瓷器这些遇温易开裂、破碎的材料制成的非金属体(1)十分有效。本实施例也可制成杯类，壶类等抗裂型硅酸盐器皿。
实施例3.一种无极非金属抗裂处理的石烤盘。
下面结合图3.详细说明依据本发明提出的具体结构细节及使用情况。
本实施例3的非金属体(1)采用的是花岗岩石板，其厚度在12mm，直径为30mm的平面型圆盘。金属紧固圈(2)采用金属铝压铸成一个无底锅状的体，其总高度为35mm，其厚度为3mm，在其内径下部带有一个能装入非金属体(1)圆口，其内径尺寸小于非金属体(1)外径1mm为宜，先将这个无底锅状体的金属紧固圈(2)进炉进行加热400-500℃，此时金属紧固圈(2)的圆口径尺寸已膨胀至足以将非金属体(1)装入在圆口内，迅速地将非金属体(1)装入在金属紧固圈(2)后，注水冷却，这个无底锅状的金属紧固圈(2)紧紧地与石制圆盘状的非金属体(1)成为一个整体结构，再由金属压板(3)将非金属体(1)的底端面与金属紧固圈(2)进行紧固，制成为一种新式抗裂型石烤盘。还应当说明的是由于铝金属材质较软，在这种物理紧缩作用下，二者之间接触面形成密贴结构不需要任何密封物，能形成一个不漏油，不漏水的紧固整体。这种工艺就其二者之间的接触面的密贴程度优于用传统金属铝浇铸的方法1.非金属体(1)及金属紧固圈(2)在冷态时，金属紧固圈(2)尺寸小于非金属体(1)，当二者热膨胀装合后，金属紧固圈(2)内部仍具有很强的紧合力，以调节二者因使用受热时因膨胀系数不同造成的接触面开缝现象。2.生产成本低于传统金属铝浇铸工艺，因为后者需要将非金属体(1)加热后方能烧涛，非金属体(1)加热时将产生许多废品(加热时开裂)。3.选材广泛。选材不需要苛求耐温、耐热的非金属材料，即可生产出高品质的抗裂型非金属器皿。4.因为本产品具有很强的坚固及抗裂性，非金属体的壁可以采用薄壁型，因而重量轻，节约材料，制作成锅类器皿时还具有升温快，节约时间能源的优点。
权利要求
1.日用器皿，特别是无极非金属与金属材料结合为一体制作的用于盛装及烧、烤、炖、煮食品的器皿，该器皿有无极非金属物制作的非金属体(1)，在其外部有与其结合为一体的金属紧固圈(2)，其特征在于金属紧固圈(2)在制作时紧固处的内尺寸要等于小于非金属体(1)被紧固处的外尺寸，将金属紧固圈(2)加热、使其膨胀后套压在非金属体(1)的外部，金属紧固圈(2)冷却后紧合在非金属体(1)的外部，二者形成一紧固的整体结构。
2.根据权利需求1.所述的无极非金属抗裂处理方法及器皿，其特征是金属紧固圈(2)制作时的紧固处内径尺寸与非金属体(1)被紧固处的外径尺寸的差值数为0--5mm之间。
3.根据权利要求1.所述的无极非金属抗裂处理方法及器皿，其特征是金属紧固圈(2)的厚度为0.2mm-15mm之间圆形圈状体，加热50℃-1200℃后套压在非金属体(1)的外部面上。
4.根据权利要求1.所述的无极非金属抗裂处理方法及器皿，其特征是非金属体(1)是指用硅酸盐材料烧制的陶、瓷、玻璃及岩石制作的锅、碗、盘，杯圆形器皿。
全文摘要
本发明涉及日用器皿加工技术领域，特别是无极非金属物与金属物结合为一体制作的用于盛装物品及用于烧、烤、炖，煮食品的器皿。该器皿在无极非金属体(1)的外部由金属制作的金属紧固圈(2)经加热进行密贴紧固。因此具有很强的紧固效果，改善了无极非金属制作的器皿易破碎，遇温开裂的物理特性，因而极大地扩展了陶瓷、玻璃、岩石等无极非金属产品的使用空间及产品质量。
文档编号A47J36/02GK1860968SQ200510072590
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月15日 优先权日2005年5月15日
发明者范圣太 申请人:范圣太