CN1030727A - 增高强度的容器盖 - Google Patents

Abstract

一种容器金属盖，包含一个中心片，一个有凸弧 面的中片环，和一个内股。金属盖设有靠压痕形成的 一条带，以提高抗弯压力。该带为一交叉应变场。压 痕作业将总未压痕弧形段作冷加工，该弧段有中片环 的一部分，可接需要包括中心片的一部分，和/或内 股的一部分。在一个实施方案中，压痕产生两个截头 圆锥压痕表面。另一方案中压痕产生弧形压痕表面， 有大致恒定的压痕余料。

Description

本申请为1987年7月20日提交的待准申请案SN75，384号的部分继续申请。

本发明涉及饮料金属容器。具体涉及增高强度的容器盖。

仅在美国，饮料金属容器的年产量超过七百亿，所以在包装工业中，为一项极有竟争性的产品。即使制造容器盖的金属厚度稍微减小一些，每年便可节约亿万元。

容器盖一般包含有通常为平面形的中心片，环绕中心片布置并从中心片向下弯伸的中片环，从中心片环向下伸的内股，在远离中心片环一侧和内股连接的弯连接部，与弯连接部连接并向上伸的外股，用于和容器作二重卷封的外卷边。

这种容器强度的一个局限性，是使盖发生挠曲的内压。该内压的数值便是该盖的抗弯强度。挠曲所指是盖的有害永久变形，包括内股，外股和中心片的变形，这时盖的圆形的规则性被盖内灌入的流体的压力破坏。给定盖的抗弯强度，是盖抵抗挠曲所造成损坏的能力的尺度。

对于容器盖抗弯强度的提高已作各种试探;这些试探可以下面讨论的已颁发专利作代表：

格德（Gedde）在美国专利第3，774，801号中阐述了用一个复杂的中心片的拱顶，作为提高盖的抗弯强度的方法。

冠利（Khoury）在美国专利第3，441，170号中阐述在中片环的内部压痕，作为在加压下使中片呈拱形，而不使作拱形将全部挠曲力加在这盖的内外股上的方法，从而还可防止挠曲使容器盖和侧壁间的密封损坏。发明人称压痕区有铰链作用。

左顿（Joran）在美国专利第4，031，837号中阐述，将内股角度增大到接近直角，并将弯曲连接部从中心片向下移，以减小将内外股连接的弯曲连接部的半径，改变盖的形状，使抗弯强度提高。

克拉斯卡（Kraska）在美国专利第4，217，843号中阐述一种再成形操作，通过拉伸中片部的金属，将内外股更接近垂直放置，中片环内半径减小，在中片环的内半径上压痕，以产生中心片的拱形。

据发现，中心片的某些拱形，可提高容器的抗弯强度，因为可消除作拉环开罐件划线造成的多余金属。专利权人揭示，制拱形可消除全部多余的金属，实际伸长中片部的金属。

先有技艺包括吴言（Nguyen）的专利，即美国专利4，434，641号及4，577，774号，两者都和本发明为共同专利权人。在这两专利中，吴言说明在中片环的外凸表面上压痕，可提高容器盖的抗弯强度。

吴言称：压痕是在特定的有限区域，即预定的区域，一般用成形冲床（Conversion    press）在一次机械冲压过程中，在盖的外部减小金属厚度，作金属的局部变形或冷加工。

压痕产生中心片的压制拱形。如吴言在上述先有技艺领域的专利中所述，最好设置压紧垫限制拱形顶成形。

在本发明中，提高强度的容器盖的类型，有一个中心片和容器轴线垂直并有外周缘，一个中片环绕中心片的周缘，并有凸外表面，其弧形向下弯曲，又有一个无压痕的弧形段，一个内股从中片环向下伸，一个连接部向上弯，在盖的外侧有一个凹弧，一个外股从连接部向上伸，一个外弯卷向外下方卷曲，用于将盖和容器侧壁作二重卷封。

在本发明的一个理想实施方案中，中片环凸表面的一个部分上，作和容器轴线倾斜的压痕，对有第一周缘区的截头圆锥形压痕表面作冷加工;凸表面的另一部分按与容器轴线的另一倾斜角度压痕，对有不同周缘区的另一截头圆锥形压痕表面冷加工。

通过控制压痕角度，控制第一及第二压痕的压痕的角度差异，并控制压痕余料的厚度，便可显著提高抗弯强度。据信抗弯强度的这种很大提高，是因为形成了一个交叉应变场带，并且由于冷加工而提高了材料的硬度和抗张强度。

本发明可取得比不压痕容器盖大的抗挠曲压力;并且本发明可取得大于先有技艺领域压痕方法取得的抗挠曲压力。

抗挠曲压力的这种提高，是通过在盖外表面上的径向总曲线段上作压痕而取得，这该抗挠曲压力比吴言在美国专利第4，434，641及4，577，774号所提出的压出单个截头圆锥压痕表面所取得的抗挠曲压力高。这较大的曲线段可包括中心片一部分和/或内股一部分，并包括中片环的大部或全部。

在吴言的专利中，冷加工的材料的截面是一个扇形，和中片环的内弧形有给定的距离。本发明对一个量的材料冷加工，其截面积大于上述扇形的截面积。

据信本发明通过在各冷作表面之间及下方的金属中，形成有相交应变场的窄地带，故可取得较大的抗弯强度。该窄地带造成环绕中心片的增强部。这地带本身的特点，是有分别的冷作工序，依次或同时进行，在与容器轴线一个以上的方向上倾斜、制作交叉的变形区域，使通过拉延或辊轧的金属料坯，区域和周围金属的机械纹理有不同的方向和形状。

机械纹理（或纤维纹理）可从夹杂物，空隙，次生相组成粒子的排列，和因为机械拉延或辊轧主方向中晶体滑移平面的排列可能造成的晶格弯曲或碎化等观察到。纹理或纤维是产生这种金属典型机械特性的重要因素。

据发现本发明的盖结构比先有技艺领域有出人意外的高抵抗挠曲的能力，虽然还没有令人满意的理由足以充分解释，但应设想本发明并不受其限制，本文假定造成上述地带的行动使之成为一个有重要作用的机械增强部，包括方向基本不同的变形搭接区域。在该地带中，机械纹理的对称，或和周围金属的连贯性已改变。参看图7，标志X的区域表示盖的未经压痕冷加工的一个部分中的机械纹理，区域Y表示仅经一个方向压痕冷加工（或仅一个与容器轴线倾斜角度）的盖的部分中的机械纹理，区域Z表示由于在一个以上方向上的压痕造成应变场，改变了纹理对称的地带。据信在承受流体压力时，这地带的特性不同于未压痕的金属及一方向冷加工的金属，因此，可通过阻止盖中的附加均匀变形而赋予抗弯强度。这效果可能是因为消除或减少了一般机械纹理的连贯性已有很大改变的地带中的金属的各向异性性质而取得。已发现本发明可应用于许多种类的金属，尤其有机械纹理的金属。

此外，据信包括该窄带，亦即有交叉应变场的区域的压痕区里的金属由于加工硬化的机理，其硬度及抗张强度高于未压痕的区域。据信强度的这种提高，抵销材料厚度的相应减小，并构成通过压痕取得的抗挠曲力。

因此，在应用于铝合金（例如美国制铝业协会规范AA5182号）盖的本发明最佳实施方案中，通过压痕减低的厚度，应在原材料厚度的25%至40%范围内。应该理解，有不同延性或不同加工硬化性质的其他合金，允许有不同的压痕量，以取得高强度而不导致不容许的副作用。

最好在分别的冷加工作业中，在盖外表的两个区域中压痕。在第一作业中，形成第一截头圆锥表面，其中包括中片环弧形段的一部分，和中心片或内股外表面一个部分。

在第二作业中，形成第二截头圆锥形表面，其中包括中片环弧形段的另一部分，并可包括另一相连部分外表面的一部分。就是说，如果第一作业包括中心片的一部分，则第二作业可包括内股的一部分。

选定某一压痕角度后，压痕表面重迭，因而第二压痕作业将第一截头圆锥形表面的一部分改变，成为第二截头圆锥形压痕表面的一部分。在下文中将第二截头圆锥形表面的再成形部分，称为二次冷作周边部。

如选择变化大的压痕角度，则两截头圆锥压痕表面之间，将有中片环的一个未压痕部分。虽然用这种压痕角不能取得二次冷作部分的最大优点，但仍可观察到在压痕表面下面的金属中有一个交叉的应变场，可取得在这种区域或地带中作增强的优点。并且，角度差异大的压痕，可对中心片及内股的一个较大的部分冷加工，取得强度效益。

在本发明的第二理想实施方案中，冷加工产生一个弧形表面，而不是两个截头圆锥形表面。在弧形实施方案中，弧形冷作表面的起伏形状和盖内侧的总的起伏形状一致，或和盖外侧的未压痕起伏形状一致，留出大致均匀的未压痕部分。

压痕剩余材料一定时，弧形压痕冷加工的材料的截面，大于先有技艺领域或本发明截头圆锥压痕方案的截面。

并且，未压痕材料的弧形段长度一定时，弧形压痕冷加工的材料截面，大于吴言或本发明截头圆锥形压痕方案的截面。

可以理解，本发明的这种弧形压痕，据信可造成有交叉应变场的区域。

本发明的弧形压痕可在一个或多个工序中进行，取得两倍的冷加工面积，或降低每一工序中要求的压力机容量。

本发明的一个主要目的，是使用的金属厚度一定时，提高容器盖中可能取得的抗弯强度，或者用较薄的材料或强度较低的材料，取得相同的抗弯强度。

本发明的一个目的，是对容器盖的部分进行冷加工，提高容器盖的抗弯强度。

本发明的一个目的，是对长度比过去大的弧形段的金属作冷加工。

本发明的一个目的，是压痕剩余部分一定时，可对比过去截面积大的材料作冷加工。

本发明还有一个目的，是使用过去主要作主体坯料用的坯料，并含有铝和钢的合金。

本发明又一目的，是金属的不压痕弧形段的长度一定时，可对比过去大的截面积作冷加工。

本发明的一个目的，是在第一及第二压痕工序中，将有中片环的端部，冷加工其凸表面弧形段的第一及第二部分，以提高盖的抗挠曲力。

本发明的一个目的，是在一次压痕作业中，对中片环弧形段的第一部，和中心片的一个相连部分作冷加工，在另一次压痕作业中，对中片环弧形段的另一部分，和内股的相连部分作冷加工，以提高端盖的抗挠曲力。

最后，本发明的目的是在一次压痕作业中对中片环弧形段的第一部分及中心片的一个相连部分作冷加工，在另一次压痕作业中对片环弧形段的其余部分，及内股的一个相连部分作冷加工，并在两次压痕作业中对中片环的一个弧形部分作冷加工，以很大提高金属盖的强度特性。

上述各目的之所以能取得，是通过在金属盖中设一个内盖部分，一个外盖部围绕该内盖部，并向外有一个间隔，一个弧形环围绕该内盖部，该弧形环放在内外盖部之间形成一体，形成该弧形环中的一个第一平表面作第一面的压痕，形成第二平表面与第一平表面的一个面积并列并与之搭接，作第二面的压痕。从外面的观点看，上述各目的之所以能取得，是通过在金属盖中设置了一个内盖部，一个环绕该内盖部的外盖部，由内盖部向外有一个间距，一个弧形环围绕该内盖部，该弧形环放在该内外盖部之间，形成一体，在该弧形环中形成有交叉应变场的地带，形成围绕该内盖部的增强件。

上述各目的之进一步取得，是通过金属盖的增强方法，该盖截面中有相当的纹理结构，该金属盖设有弧形环，该增强方法包括在一个以上的方向上对盖的弯曲环形圈作冷加工，形成有交叉变形的地带，从而改变结构的纹理及连贯性。

本发明制造的物件是一个金属盖，其中有一个内盖部，一个环绕该内盖部的一个外盖部，由内盖部向外有间距，一个弧形环围绕该内盖部，该环放在该内外盖部之间形成一体，该弧形环有一个有交叉应变场的地带。

图1为按本发明第一实施方案制造的金属盖的透视图;

图2为图1中金属盖的放大局部侧剖视图，显示两截头圆锥形压痕表面的断面;

图3为图2中片环的局部放大剖视图，基本与图2相同，用虚线表示压痕表面;

图4为图2视图的重复视图，以便于对本发明各特征进行标号和叙述;

图5为图2中片环的另一个重复视图，目的是为便于对本发明进行标号和叙述;

图6为对图2的中片环的再一次重复视图，以便对本发明标号并作叙述;

图7为图1所示实施方案的放大侧剖视图，简示金属的纹理和尺寸，供本说明书说明数学计算用;

图8为本发明一个实施方案的放大剖视图，方案中有弧线形的冷加工;

图9为抗弯强度相对于拱顶深度的曲线图，A斜线代表双压痕金属盖，B斜线代表单压痕曲线;

图10为抗弯强度（磅/平方英寸）相对于冷加工量（平方英寸）的曲线图，曲线C表示双压痕金属盖（本发明），曲线D表示单压痕。

参看附图，尤其如图1及2所示，一个容器盖或金属盖10，有一个中心片或内盖部12，垂直于容器轴线14而放置，有一个圆周边16，一个中片环或弧形环18，和中心片2成为一体，从圆周边16向下弯，一个圆内股或外盖部20，和中片环18成为一体，从上面向下伸，一个弯曲连接部22，和内股20成为一体，有内圆弧23，一个圆外股24，和连接部22成为一体，从其上向上伸，并有一个外弯卷26，和外股24成一体，有外周缘28。

由于容器盖10的互相结成一体的各部分都予定名并标号，图中在上述定名的部分的尽头，和相邻上述定名的部分连接处加虚线30分隔。

参看图2及3，有中片环18的金属盖10其无压痕厚度为32;中片环18有无压痕弧形段34，包括无压痕凸弧面36的全部。

截头圆锥表面37及38在图3-6中用虚线30表示。在图3的实例中，两个截头圆锥压痕表面的阶面37及38有一个总的不压痕弧形段39，大于中片环18的不压痕弧形段34，然而并非所有的压痕角组合都如此。

参看图6，截头圆锥压痕表面37包含一个周边部分或中片环18的不压痕弧形段40，和周边部分或中片12的不压痕段41。

截头圆锥压痕表面38包含中片环18的周边部分或不压痕弧形段42，和内股20的周边部分或不压痕段43。

参看图1及2，金属盖10有中心片12，中片环18，内股20，弧形连接部22，外股24，和外弯卷26，在全部上述定名部分外还有公开侧或外侧44和产品侧或内侧45。

截头圆锥表面37有相对于平行轴线48和容器轴线14的锥角46;截头圆锥表面38有相对于平行轴线48及容器轴线14的锥角50。从图2可见，锥角46及锥角50在盖10的外侧44和轴线14相交。

再参看图3，中片环18加压痕，达到压痕余料52，压痕余料为中片环18的截头圆锥压痕表面37，和凹弧面54之间的金属厚度;中片环18作压痕，取得压痕余料56，即压痕表面38和凹弧面54之间的金属厚度。

参看图2-4，特别是图4，将盖10的总无压痕弧形段39加压痕，成为表面37及38，有第一周边部58，第二周边部60，在所示实例中还有第三周边部，即两次冷加工部62。可以理解，两次冷加工表面确定两次冷加工部之间和下面的金属中的一个有交叉应变场的地带。

参看图5，为作解说起见，首先产生截头圆锥压痕表面37，然而压痕步骤的实际顺序可根据选择而定，于是在第一压痕工序的冷加工的材料中，包括一个冷加工周边区，或周边部64，及两次冷加工周边部66，共同形成一个周边区，或周边部67。

第二冷加工工序中包括对一个周边部68压痕或冷加工，将周边部66再成形或再压痕，成为截头圆锥形压痕表面38的一部分，形成冷加工周边区，即周边部70，其中包括周边部68和周边部66。

因此，假如先产生截头圆锥压痕表面37，则将原为截头圆锥压痕表面37的一部分，和再成形成为截头圆锥压痕表面38的一部分的周边66作两次冷加工。

但是，由于锥角46及50的差值增大，周边部67及70之间的搭接部分减小，两次冷加工部66也减小。从图2及5的观察可了解，假如锥角46及50的差值有足够的增大，在边部67及70之间的一个图中未示的部分无压痕。可以理解，虽然各部可分别压痕，虽然分开的距离增大时交叉区的面积减小，但相关的应变场向外伸，并且也确然交叉。

本发明的试验，包括将截头圆锥压痕表面37的锥角46从90度变到52度，或将压痕角72从零度变到38度，角度是从中心片12的外侧44测量。

并且，试验还包括将截头圆锥压痕表面38的锥角50从30度变到75度，或将压痕角74从60度变到15度，从外侧44测量角度。

试验使用的金属（AA5182铝合金），厚度32为0.0113英寸（0.287mm）;压痕余料52及56在0.0045英寸（0.114mm）和0.0095英寸（0.241mm）之间变化。

试验使用的壳78，或盖10，不带拉环开罐器76，用上述金属坯料（0.0113英寸）在一台压机中一次完成;这些无压痕的壳78的平均抗弯强度（用雷诺抗弯试验仪测量），每平方英寸为100.8磅（6.950巴），标准偏差1.95磅每平方英寸（0.135巴）。

根据吴言（用上述壳）的说明制作的单压痕，产生平均抗弯压力112.3磅每平方英寸（7.74巴）标准偏差为1.85磅每平方英寸（0.127巴）。

双截头圆锥压痕（用上述壳），压痕角72为10至17.5度之间，压痕角74在25至60度之间，在10个容器的36次试验中，各产生平均抗弯强度119.4磅每平方英寸（8.230巴），平均标准偏差为1.95磅每平方英寸（0.134磅）。

这样，双截头圆锥压痕容器的平均抗弯强度的增高，比不压痕壳高18.6磅每平方英寸（1，28巴），比按吴言教导的压痕的壳提高7.1磅每平方英寸（0.490巴）。

这些结果还表明，与使用单压痕相比，通过使用双压痕，可能取得抗弯强度的较大幅的增高，而减少冷加工材料。据知通过压痕提高的抗弯强度，和冷加工量成正比。通过估计形成压痕表面时移动金属的截面积，可对这种冷加工进行定量。

图10为按上述在盖10上加单压痕（斜线D）或加双压痕（斜线C）时，抗弯强度作为金属冷加工近似量的函数的最小二乘线性回归计算结果的曲线。业已发现，对于相等的冷加工量，用双截头圆锥压痕，比用单压痕可提高抗弯强度43%，这结果在置信水平为95%时是很有意义的。

对上述盖的一个抽样用相同压痕角72进行两压痕处理。这种盖和用有相同压痕角及最终压痕余料52的单压痕处理的相同盖比较，抗弯强度并没有增高。

上述结果表明，双压痕提高强度的机理，和先有技艺领域有不同的基础，压痕有一个以上的角度（即一个以上的方向），在抗弯强度方面有叠加的有利效果。

本发明取得的另一个显著提高强度的方面，可从中心片12的抗弯强度相对于拱顶深度的提高中看出。

已知增大圆顶深度可提高抗弯强度。但是，拱顶的容许深度受到拉环高过桶边问题的限制。就是说，为使接环开罐件76不向上伸到容器其余部分上方，存在有拱顶最大容许深度。因此，给自动化带来问题。

有两个截头圆锥压痕表面的容器，抗弯强度增高和拱顶深度增大的比例，比吴言提出的冷加工容器提高26.7%。

这种关系在图9中示出，该图是按吴言教导处理的盖、和用双截头圆锥压痕处理的盖的经验数据、用最小二乘线性回归分析结果的曲线表示。这两组数据的差值表明：使用双截头圆锥压痕的优点，超过吴言理论取得的优点的置信水平为97.5%。

当盖承受罐内流体压力时，中心片区的鼓突量的限制，也和拉环高于桶边的问题相关。将盖在典型金属容器上二重卷封，在该容器中加压，测量作为内压函数的拉环开罐件76的移动量，便可对鼓突定量。为避免运输中存在的问题，最好尽量提高临界鼓突量。

在对用5182铝合金制造的有拉环开罐件76和其他开罐件的盖进行的试验中，已发现双截头圆锥压痕可取得比先有技术好的防止鼓突的能力。例如，假使选定0.100英寸为拉环的最大容许移动量，则发现按吴言的上述专利的说明处理的盖，比用双截头圆锥压痕处理的相同的盖的表压力低10磅/英寸²时便已超过这数值。

此外，用厚度分别为0.0100英寸和0.0104英寸的两种5182金属料坯制造，有拉环开罐件76和另一种开罐件，用标准生产压力机将开罐件安装。一部分盖用本发明的双截头圆锥压痕处理，其一锥角为80°，即一压痕角度为10°，另一锥角为52°，即压痕角度38°，每个压痕余料52及56约为0.0070英寸。另一部分盖不用压痕处理。用上述双截头圆锥压痕处理的盖的平均抗弯强度，比用相同度材料制造的盖高15.6磅/英寸²g（标准偏差2.2磅/英寸²g）。用吴言的方法的单压痕处理，抗弯强度比不压痕盖高5至7磅/英寸²g。

因此，虽然试验还未足以使抗弯压力的提高最佳化，但已取得的提高，加以标准偏差小，已足以说明本发明可显著改善抗弯压力，并且/或减小金属厚度。

制造金属饮料容器盖最常用的材料，是美国制铝业协会规范AA5XXX系列的铝合金（X代表零至九的整数）。这系列的合金的特点是都属合金元素的固溶体（主要为镁），强度高于非合金铝。AAXXX系列合金是高强度合金，有高加工硬化率。

最常用于制造拉延成形和烙边的饮料容器的铝合金是AA3XXX系列。这类合金含锰，主要依靠形成次生相沉淀粒子而增强。这系列的合金一般强度较低，但比AA5XXX系列成形性好，并一般有较低的加工硬化速率。

有许多种合金钢用于制造拉延成形和烙边的容器及盖。钢是固溶体，通过在铁中加碳增强，有机械性广的特点，决定于合金的成分和承受的热处理和机械处理的类型。

上面的试验结果既涉及固溶体又涉及沉淀增强合金，说明本发明适用于这些合金种类。

参看图7，为更好了解涉及的各种数学关系，与截头圆锥冷加工表面相对的角80或82是：

α＝2 Cos^-1（[R_o-h]/R_o）

其中 R_o＝中片环不压痕外圆弧半径

h＝冷加工最大深度，即弦高86或88

双截头圆锥冷加工表面37及38的搭接角，即双压痕90为：

αd＝θ₁-θ₂+α₁/2+α₂/2

其中θ₁＝小压痕角72

θ₂＝大压痕角74

α₁＝压痕角72的对角

α₂＝压痕角74的对角

如α₁及α₂搭接，则和截头圆锥压痕表面37及38相对的总角92约为：

α_t＝θ₂-θ₁+α₂/2+α₁/2

盖10的冷加工的不压痕弧形段39的总长非常接近于：

L＝R_oαt

其中αt为与冷加工面相对的总角92的弧度。

单截头圆锥冷加工表面37或38的截面积94或96为：

Af＝Ro²Cos^-1（[Ro-h]/Ro）-（Ro-h） $\sqrt{{\mathrm{2R}}_O\mathrm{h-h}{}^2}$

其中反余弦角为弧度。

截面94及96的搭接区，即双压痕区98为：

Ad＝RoCos^-1（Ro-ho/Ro）-（Ro-ho） $\sqrt{{\mathrm{2R}}_O\mathrm{h-h}{}^2{}_o}$ +[（RSin αd/2）][2tan（θ2/2-θ1/2）]

其中ho＝Ro（1-Cos    αd/2），反余弦角为弧度。

从图7可见，压痕截面积94及96的总的或净截面积100，等于截面94及96的和，减去搭接区面积98。

根据上面公式，给定压痕余料52或56，当压痕角72及74相差仅15度时由两截头圆锥压痕表面37及38产生的总不压痕弧形段39，比单截头圆锥压痕表面37或38产生的总不压痕弧形段39大23.9%。因此，即使压痕角72及74的差别如此小，然而在一个单截头圆锥压痕中，可冷加工较多的材料。

更重要的是：当压痕角72及74仅相差15°时，两截头圆锥压痕表面37及38冷加工的总截面积100，比单截头圆锥压痕表面37或38产生的总截面积大33.9%。

最后见图7，内股20下弯角度为角102，角104示内股20的被压痕材料，角106示中心片12的被压痕材料。

参看图8，在本发明的第二理想方案中，在金属盖或容器盖109的外侧44上，形成弧形压痕表面，即冷加工表面108。可用一个或多个压痕工具，例如压痕工具110，112及114，形成弧形压痕表面108。应注意本文所指的弧形压痕，是用于压在金属盖的弧形环部分上的压模表面为弧形。

弧形压痕表面108产生基本恒定的压痕余料116。弧形压痕表面108的总不压痕弧形段118，包括中心片12的弧形不压痕段或径向部分120，内股20的弧形不压痕段或径向部122，以及中片环18的弧形段或部分124。

弧形压痕表面108包括总冷加工截面区126，这区中有中心片12的第一冷加工边界部或第一边缘区128，内股20的第二冷加工边界部或第二边缘区130，和中片环18的第三冷加工边界部或第三边缘区132。

由弧形压痕表面108移动的总冷加工截面积126，可用下式近似计算：

A＝1/2θt（Ro²-Rr²）

其θt为与弧形压痕相对的总角134，

Rr为弧形压痕表面108的半径136。

使用上式计算，当压痕余料116和前一计算中的压痕余料52及56相同时，弧形压痕的总截面积，比单截头圆锥压痕表面37或38大61%，当表面37及38有和前一计算相同的角距离时，则双截圆锥压痕表面37及38的总截面积大49%。

总之，图1至7的第一实施方案提出用表面冷加工，形成第一及第二压痕表面37及38。压痕深度变化，从86及88处的最大深度，达到弦148及150和外侧44的相交处的有径向间距的位置138，140，142及144上的零深度。

从上可见，本发明的第一实施方案可使抗弯压力增高很多，因而很大提高抗弯强度相对于拱顶高度的增高比率。

在第一实施方案中，其截头圆锥压痕表面37及38，在金属盖10上形成的总未压痕弧形段39，大于单截头圆锥压痕表面37或38的由弦148或150界定的部分，这两弦与内侧45有间隔，而和外侧44的有径向间距的位置138及140，或142及144相交。

最后，在本发明的第一实施方案中，压痕余料52或56给定时，压痕的截面积100，大于单截头圆锥压痕表面37或38的截面积94或96很多。

在将弧形环部分初步变形后，或在其同时，进行第二变形与第一次变形大致搭接，或略有距离。举例而言，上压痕角可在0°至超过45°之间，下压痕在50°以上到90°，都从水平面测量。两压痕面之间的搭接量或接触量，可约在0至95%之间，最好约20到40%。

图8的第二实施方案作一个弧形压痕表面108冷加工，表面108的弧形段118大于单截头圆锥压痕表面37或38可取得的弧形段，有大致恒定的压痕余料116，有大致恒定的冷作深度152，冷加工总截面积126，比单截头圆锥压痕表面37或38产生的截面积94或96大很多，总的冷加工截面积126，比两个截头圆锥压痕表面37及38冷加工产生的总截面积100大。更重要的是弧形压痕冷加工的弧形环部，形成宽的交叉应变场。

图8显示的实施例的弧形压痕的冷加工总截面积126，比介于不压痕凸弧面36和弦148之间的截面积154大61%，弦148和不压痕弧面36，在径向上有间距的位置138及140上相交。

常用的方法是用压坯机，从金属薄板坯料上下料，切成基本形状，形成坯壳78。然后将半成品坯壳78转移到一个成形压机中，形成开罐件和固定拉环开罐件76的铆钉。

成形压力机（conversion    press）是多工位压力机。每一坯壳78逐步向下一工序前进，每进一步增加一次加工。如图8所示，考虑在中片环18的总面积上，可进行多达三次压痕工序，总强度可大于仅有两道压痕工序的试验结果。

盖10的理想材料是铝合金AA5182;虽然在本文所述的方法中，也可使用其他铝合金，诸如AA3004和其他的如钢之类的金属。

最好该方法在向有侧壁的容器上固定的盖10上进行，但是也同样适合于容器的整体端部。

虽然前面的说明已揭示特定装置，应该理解，这些细节说明的目的，是揭示发明的原理，熟悉本行业者可认识到对发明可作许多变化。因此，本发明的范围应以后附的权利要求书为定。

本发明可应用于容器金属盖，尤其可应用于诸如饮料容器的容器金属盖。

Claims (16)

1、一种金属盖，包括有一个内盖部，一个环绕该内盖部并向外间隔一定距离的外盖部，一个弧形环圈围该内盖部，该弧形环配置在该内外盖部之间，形成一体，该弧形环有交叉应变场的地带。

2、如权利要求1所述的金属盖，其特征为交叉应变场地带由若干单独的压痕表面定界。

3、如权利要求2所述的金属盖，其特征为分隔的搭接压痕表面形成一个两次冷加工金属区。

4、如权利要求1所述的金属盖，其特征为该金属是铝合金。

5、一种金属盖，包括有下列各项：

一个内盖部;

一个圈围该内盖部并向外间隔一定距离的外盖部;

一个圈围该内盖部的弧形环，在该内外盖部之间放置，与该内外盖部形成一体;

该金属盖的一个第一冷加工周边区，其中包含该弧形环的第一边界部;

该金属盖的一个第二冷加工周边区，其中包含该弧形环的第二边界部;

该周边区的其中一个包含两次冷加工周边部。

6、如权利要求5所述的金属盖，其特征为该冷加工周边区之一包含有该盖一个部分的周边部。

7、如权利要求5所述的金属盖，其特征为该第一冷加工周边区中有该内盖部的一个周边部。

8、如权利要求5所述的金属盖，其特征为该第二冷加工周边区有该第二盖部的一个周边部。

9、如权利要求5所述的金属盖，其特征为该盖有第一及第二侧;

该弧形环有在该盖的该第二侧上的一个凹弧面;

该冷加工周边区的一个，在该盖的该第一侧上。

10、如权利要求5所述的金属盖，其特征为该盖有第一及第二侧;

该弧形环有该盖的该第二侧上的一个凹弧面;

该冷加工周边区在该盖的该第一侧上。

11、如权利要求9所述的金属盖，其特征为该冷加工周边区包含该盖部之一的一个周边部。

12、如权利要求11所述金属盖，其特征为第一冷加工周边区，其中有一个大致为截头圆锥形的表面，按第一压痕角放置;该第二冷加工周边区有一个大致为截头圆锥形状的表面，按第二压痕角度放置。

13、一种制造增强金属盖的方法，包括将金属盖设置内盖部、圈围该内盖部并向外有一定间隔的外盖部、围绕该内盖部的弧形环，将弧形环配置在该内外盖部之间并形成整体，在该弧形环中形成一个交叉应变场的地带，形成圈围该内盖部的一个增强件。

14、如权利要求13所述的方法，其特征通过分别压痕操作形成该成形工序中的地带。

15、如权利要求13所述的方法，其特征为进行分别的压痕操作使压痕搭接。

16、如权利要求13中所述的方法，其特征为金属盖用（美国）制铝协会规范AA3XXX或AA5XXX系列金属制成。

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