專利名稱：形狀記憶合金碎石器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種形狀記憶合金碎石器，由兩半園錐金屬塊，形狀記憶合金、銷釘、由加熱器組成，適用于不易使用爆破碎石、水泥的場合，屬碎石機械裝置類。
現有的巖石、水泥構件的破碎方法有炸藥爆破、機械沖擊破碎、膨脹水泥脹裂等方法，爆破方法雖是一種快速的破碎方法，但操作人員作業時存著被炸傷的危險。對一些不能使用明火或爆破會造成人員、財產損失的場合的巖石、水泥的破碎問題則成為一個難題，(如城市舊水泥結構的房屋拆除等)。現有一種使用膨脹水泥破碎水泥的方法，但由于其從水泥注入到使水泥結構產生龜裂需5～22小時，同時由于膨脹水泥膨脹力較小不能破碎巖石、礦石等，故急需一種無聲、對環境的人或物造不成危險的礦石來滿足要求。
本發明的目的就是提出一種無聲的形狀記憶合金碎石器，該碎石器使用時無噪音，對周圍環境的人或物不造成傷害，同時操作簡單，速度快，不對廢水泥結構可以破裂，而且對巖石、礦石均可進行破碎，并可多次反復使用。
本發明提出的碎石是由兩塊金屬半園錐體、形狀記憶合金、銷釘、電加熱器組成，半園錐金屬塊外部為光滑的錐形，內部鉆有1～20個位置保持孔以保持形狀記憶合金的位置，也可用塑料或金屬支架保持形狀記合金。兩塊金屬半園錐體可以采用鑄鐵或鑄鋼的方式制成粗制坯，然后采用銑床銑出保持孔、平槽、鉆出定位銷孔，二半園結合面應采用磨床加工，使表面達到7以上，亦可采用鋼棒加工，二半錐體外部一定要合到一塊加工，使表面光潔度達到5以上，加工好的半園錐體需進行熱處理，使其硬度在HRC35以上。定位銷與一半園錐體積保持靜配合，另一半保持動配合，動配合的銷及孔的光潔度一定要為7以上。形狀記憶合金為Ti-Ni、Fe、Cu基之一均可，考慮變形力要求較大時可采用Ti-Ni型形狀記憶合金，Ti-Ni形狀記憶合金成分為49at%Ti-51at%Ni，經真空感應爐冶煉后，扒皮、鍛造，鑄造溫度為800～950℃，鍛造變形率一度要大于80%，鍛造后的合金經1000℃固溶處理，而后加加工成柱狀，再經冷壓，在有保持力的情況下經400～500℃進行形狀記憶處理即可獲得具有雙程記憶的形狀記憶合金。Fe基、Cu基亦采用各自相應的工藝處理成具有雙程記憶效應的合金。也可將鍛造好的棒料進行拔絲，同樣經固溶處理、冷變形成彈簧、形狀記憶處理。電加熱采用Ni-Cr電阻絲繞制，其加熱器放在金屬半園錐體與形狀記憶合金之間，也可將電阻絲繞制成彈簧狀，放置在每一形狀記憶合金的位置。
為使加工、使用更方便也可制成金屬或塑料的形狀記憶合金保持架，同樣電阻絲可繞在支架保持形狀記憶合金的位置，這時的半園錐體就不必加工孔，只須加工一個槽來放置形狀記憶合金保持架即可。為使加熱更方便，也可將定位銷用工程塑料制成，并且二半園錐體留有一定縫隙，同時在半園錐體連有電纜直接通過形狀記憶合金本身的電阻加熱。
以下結合附圖對本發明提出的形狀記憶合金碎石器進行詳細描述
圖1.碎石器裝配
圖1、半園錐體 2.形狀記憶合金 3.銷釘 4.加熱器圖2.半園錐體主、左視3.柱狀形狀記憶合金圖4.螺旋狀形狀記憶合金圖5.銷釘圖6.同時加熱加熱器1.封皮 2.耐火材料 3.電阻絲圖7.分立式加熱裝配
圖1.半園錐體 2.形狀記憶合金 3.銷釘4.分立式加熱器圖8.分立式加熱器1.封皮 2.耐火材料 3.電阻絲 4.連線圖9.無孔園錐體主、左視10.形狀記憶合金支持架主、左視11.電阻直接加熱碎石器裝配
圖1.半園錐體 2.形狀記憶合金 3.電纜由
圖1中1的兩半塊金屬園錐體構成碎石器主體，在2的位置放置1～20塊形狀記憶合金柱或彈簧，通過銷釘定位、加熱器4加熱即可完成碎石的目的。圖7中示出的分方式加熱方式可使加熱更均勻，采用
圖10的支持架使加工更方便，
圖11示出的電阻加熱方式使碎石工作更迅速。
權利要求
1.一種形狀記憶合金碎石器，由兩塊金屬半園錐(1)和放在內部的形狀記憶合金(2)銷釘(3)及加熱器(4)構成。
2.根據權利要求1所述的碎石器的兩塊半錐金屬塊由硬度大于HRC35以上的金屬制造而成。
3.根據權利要求2所述的金屬半園錐體外部為光滑的圓錐形，內部加工一定數量的平底園孔，兩塊半園錐金屬配合后內部的平底孔底的為平行度小于0.1mm，亦可加工成平行的槽，并通過塑料或飪以架保持形狀記憶合金的位置。
4.根據權利要求1所述的碎石中的形狀記憶合金為Ti-Ni、Cu基、鐵基之一，但必須具備雙程記憶效應，該合金按要求制一定尺寸的園柱狀、條狀，亦可制成螺旋狀，其數量為1～20塊。
5.權利要求4所述的形狀記憶合金柱或彈簧外形長度不小于20mm，以保證加熱時伸長量不小于1.5mm。
6.權利要求3所述的兩半園錐內部放置形狀記憶合金時配合公差應小于0.2mm。
7.根據權利要求1所述的銷釘應與一半園錐體靜配合，另一半動配合。
8.根據權利要求1所述的加熱器可使形狀記憶合金同時加熱，亦可各個加熱，但必須保持加熱均勻，迅速。
全文摘要
一種形狀記憶合金碎石器，由兩塊金屬半圓錐體和1～20塊形狀記憶合金組成，金屬半圓錐體塊外部為光滑的錐形，內部鉆有1—20個平底孔，以保持形狀記憶合金位置，也可用塑料或金屬支架保持形狀記憶合金的位置，兩半金屬圓錐體合并要留有放入加熱器的縫隙，也可在每個形狀記憶合金保持位置用電阻線繞制成加熱圈。使用時將該碎石器放入打好的巖石孔中，通電加熱形狀記憶合金伸長并將變形力傳給巖石，這樣垂直于合金柱方向產生龜裂，從而達到碎石的目的。它適用于巖石、礦石、水泥等脆性材料的破碎。
文檔編號B02C19/00GK1071352SQ92109529
公開日1993年4月28日 申請日期1992年8月20日 優先權日1992年8月20日
發明者王緒, 楊弟, 韓其勇 申請人:北京科技大學