CN108888053A - 一种纯钛金属保温杯及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种纯钛金属保温杯及其制造工艺，属于日常生活用品技术领域。它解决了如何提高保温杯的保温使用寿命的问题。本制造工艺包括以下步骤：a、制作纯钛金属杯体；b、抽真空前对外杯体加强处理：制作外杯体时，在密封槽周围的杯底上冲压形成有用于防止外杯体变形的加强凸筋；c、抽真空：在密封槽内充入钛焊膏，将钛金属杯体放入超过钛焊膏熔点高温环境下进行抽真空，钛焊膏在抽真空的同时在高温下融化成熔融状态，完成抽真空后，熔融状态的钛焊膏封堵住出气孔，再冷却至常温直至熔融状态的钛焊膏固化并与密封槽的槽壁以及出气孔的孔壁粘接；d、成品下料。本制造工艺从根源上解决了出气孔密封不可靠的问题，大大提高了保温质量。
Description
技术领域
本发明属于日常生活用品技术领域，涉及一种纯钛金属保温杯及其制造工艺。
背景技术
随着人民生活水平的不断提高，对健康也越来越注重，保温杯的使用越来越多。相比于传统的不锈钢材质制成的保温杯，用钛作为保温杯材料，可以泡茶、泡咖啡、泡牛奶等，也可以装果汁、豆浆、碳酸饮料、炖汤、中药等，不会与杯中的茶叶等饮品产生反应，不会产生异味，也不会有任何重金属元素溶出，因此钛金属材料在保温杯领域被广泛应用。
如中国专利【申请号：201310315341.3】公开了一种铁金属的保温杯及其制造方法，该保温杯包括外杯体和内杯体，外杯体套接在内杯体的外部，外杯体和内杯体的杯口朝向相同，内杯体和外杯体两者在杯口处环形密封固定，内杯体与外杯体之间具有真空夹层，外杯体和内杯体均为铁金属件。其制造方法包括如下工序：a、准备胚料；b、扩张成型；C、安装杯底片；d、无尾抽真空；8、成品下料。
其中在工序d是钛金属保温杯的重要制造工艺中，真空保温层的密封问题将会决定钛金属保温杯的保温质量；在上述专利的抽真空工艺中，通过将内杯体装入外杯体内腔中，将内杯体的杯口处和外杯体的杯口处通过焊接进行环形密封固定，将内杯体的其余部位悬置在外杯体的内腔中，在杯底片二上开设通孔，在通孔处放置固态玻璃胶，在超过玻璃胶的熔点的高温环境下进行抽真空，使玻璃胶在抽真空的同时融化封住通孔，再冷却至常温使玻璃胶固化，使内杯体和外杯体之间形成真空夹层。但是，上述抽真空工艺中，通孔即真空夹层出气孔的密封是通过玻璃胶进行密封的，由于玻璃胶与钛金属两种材料的粘接性不是很好，导致导致固态玻璃胶容易脱落，使得真空保温层漏气，从而使保温杯的保温使用寿命大大降低。
为了解决上述存在的问题，本领域技术人员惯用的技术手段如下，例如中国专利公开了【申请号：201520895655.X】公开了一种真空保温杯，其中，包括杯体、内胆和杯盖，所述杯体与内胆之间设有夹层，夹层被抽真空形成真空保温层，所述杯体底部向内凹入形成凹槽，凹槽内底面上设有通孔，通孔边缘再向内弯折形成环形折边；所述凹槽内装入有底片，底片上设有配合插入通孔的凸台，凸台上设有出气孔，出气孔上熔接有玻璃胶封口，所述底片与凹槽的结合面上、凸台与通孔的结合面上熔融焊接有用于密封连接的钛焊膏层。该实用新型通过在杯底的底部设置不锈钢材料制成的底片，相较于钛金属，又不锈钢材料制成的底片与玻璃胶的粘接性更好，从而使得固态玻璃胶不容易脱落，同时，通过增大底片与杯体底部的结合面积，再在两者结合面上熔接钛焊膏层，进一步防止真空保温层漏气；进而提高了保温杯的保温使用寿命。但是，针对纯钛保温杯，即上述底片如果采用钛金属制成，那么上述存在的问题还是没有得到解决。
那么针对纯钛保温杯，为了提高纯钛保温杯的保温使用寿命，本领域技术人员惯用的技术手段如下，如中国专利【申请号：201710414724.4】公开了一种纯钛保温杯及其制作方法，其通过在钛杯气孔周边部进行喷砂酸蚀处理，增加其表面粗糙度，当高温将玻璃纤维球慢慢熔化，堵住气孔并与钛金属杯体熔为一体时，从而提高了玻璃胶与出气孔周边钛金属的结合力及粘连度，进而使得玻璃胶长时间不脱落，提高真空保温杯的保温使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种纯钛金属保温杯及其制造工艺，本发明解决的技术问题是如何提高纯钛金属保温杯的保温使用寿命。
一方面，本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种纯钛金属保温杯的制造工艺，包括以下步骤：
a、制作纯钛金属杯体：制作由钛金属材料制成的外杯体和内胆，外杯体和内胆组成钛金属杯体，外杯体与内胆之间形成有空腔；制作外杯体时，在外杯体的的杯底中心处冲压形成向内凹陷的密封槽，在密封槽内开设有与空腔相通的出气孔；
b、抽真空前对外杯体加强处理：制作外杯体时，在密封槽周围的杯底上冲压形成有用于防止外杯体变形的加强凸筋；
c、抽真空：在密封槽内充入钛焊膏，将钛金属杯体放入超过钛焊膏熔点高温环境下进行抽真空，钛焊膏在抽真空的同时在高温下融化成熔融状态，完成抽真空后，熔融状态的钛焊膏封堵住出气孔，再冷却至常温直至熔融状态的钛焊膏固化并与密封槽的槽壁以及出气孔的孔壁粘接；
d、成品下料：将冷却后的钛金属杯体取出。
本发明提出了一种新的能够提高钛金属杯保温使用寿命的纯钛金属保温杯的制造工艺，其具体原理如下：在步骤c中，本制造工艺通过在密封槽内填充钛焊膏，在完成出气孔完成抽真空时，熔融状态的钛焊膏会由密封槽流入到出气孔内，而由于熔融的钛焊膏本身具有张力，且出气孔尺寸较小，在钛焊膏本身张力的作用下，钛焊膏不会跑到空腔中，流入出气孔的钛焊膏会停留在出去孔内，那么，熔融状态的钛焊膏固化后会与密封槽的槽壁以及出气孔的孔壁充分接触粘接，并且由于钛焊膏与钛金属的粘接性好，这样使得钛焊膏与出气孔周围的钛金属结合紧密牢固，使得钛焊膏不易脱落，从而保证空腔在抽真空后保持长时间的密封，进而提高了钛保温杯的保温使用寿命；同时，在步骤c中，由于钛焊膏熔点比较高，导致外杯体在抽真空时，处在高温环境下容易产生变形，为此制造工艺设计了步骤b，在制作外杯体阶段，即在抽真空前对外杯体进行加强处理，通过在密封槽周围冲压形成加强凸筋，从而增强了外杯体的强度，使得外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求，也就是说，通过工艺步骤b和工艺步骤c的配合，使得钛保温杯的出气孔能够利用钛焊膏进行密封的同时又不用担心因钛焊膏熔接所需高温而导致杯体发生变形的问题；因此，通过这样的新的工艺组合，能够制造出保温使用寿命较长的纯钛金属保温杯，大大提高了纯钛金属保温杯的保温质量。
在上述的纯钛金属保温杯的制造工艺中，所述步骤b中，所述加强凸筋包括若干沿出气孔周向分布在密封槽周围的筋条一，所述筋条一的一端向出气孔延伸，另一端向外杯体的外周延伸。通过以上筋条一的布置设计，能够有效加强外杯体的结构强度，保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求。
在上述的纯钛金属保温杯的制造工艺中，所述筋条一均布在出气孔的周围且沿外杯体的径向辐射延伸。通过以上设计，使得杯底各方向的拉伸强度得到加强，进一步保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求。
在上述的纯钛金属保温杯的制造工艺中，相邻两根所述筋条一之间至少具有一根筋条二，所述筋条二呈弧条状且沿着筋条一的长度排列。通过以上筋条二的设计，进一步加强了杯底的结构强度，进一步保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求。
在上述的纯钛金属保温杯的制造工艺中，所述步骤b中，在外杯体的杯身和直径小于杯身的连接端之间冲压形成有环状加强凸台。通过上述加强筋的设计提高了外杯体底部的结构强度，而通过以上设计，提高了外杯体上端的结构强度，也就是说，通过以上设计，外杯体上下两端的结构强度大大提高，这样能够进一步保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求，使得杯体在钛焊膏熔接所需高温下不会发生变形，从而保证步骤c中利用钛焊膏对出气孔进行密封的工艺可以实现，进而保证通过本制造工艺能够制造出保温使用寿命长的纯钛金属保温杯。
在上述的纯钛金属保温杯的制造工艺中，所述步骤a中，将外杯体和内胆分别放入旋薄机中进行旋薄处理，旋薄处理后，外杯体的壁厚为0.6mm～0.9mm，内胆的壁厚为0.4mm～0.6mm。通过以上对于外杯体和内胆的旋薄处理，增加了钛金属的密度，一方面能够进一步提高了钛金属杯体的本身结构强度；另一方面能够提高本钛金属杯的真空度；从而保证通过本制造工艺能够制造出保温使用寿命长的纯钛金属保温杯。
在上述的纯钛金属保温杯的制造工艺中，所述步骤c中，将钛金属杯体放入真空炉内进行抽真空，真空炉的炉温为800℃～1200℃。将钛金属杯体放入真空炉内，由真空炉提供超过钛焊膏熔点高温环境下，使得钛焊膏能够在高温下融化成熔融状态，完成抽真空后，熔融状态的钛焊膏封堵住出气孔进行密封，从而使得通过本制造工艺能够制造出保温使用寿命长的纯钛金属保温杯。
在上述的纯钛金属保温杯的制造工艺中，所述钛焊膏的组分及含量以重量计为异丙醇0.3％～0.5％；丙二醇3％～3.5％；高镍合金粉44％～45％；铜钛合金粉51.5％～52.5％。钛焊膏由以上组分混合制成，使得钛焊膏具备与钛金属有较好的粘接性，利用这一特性，使得钛焊膏对出气孔进行密封后不易脱落，从而提高保温杯的保温使用寿命。
另一方面，本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种纯钛金属保温杯，包括外杯体和内胆，所述外杯体和内胆之间形成有真空腔，所述外杯体的底部具有与真空腔相通的出气孔，其特征在于，所述出气孔周围的外杯体的杯底上分布有加强凸筋，所述出气孔通过钛焊膏封堵密封。
区别于现有技术，本纯钛金属保温杯通过钛焊膏对出气孔进行密封，由于钛焊膏与钛金属的粘接性好，这样使得钛焊膏与出气孔周围的钛金属结合牢固，使得钛焊膏不易脱落，从而保证空腔在抽真空后保持长时间的密封，进而提高了钛保温杯的保温使用寿命；并且，由于钛焊膏熔点比较高，导致外杯体在抽真空时，处在高温环境下容易产生变形，为此，在制作外杯体阶段，即在抽真空前对外杯体进行加强处理，通过在出气孔周围冲压形成加强凸筋，从而增强了外杯体的强度，使得外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求，不用担心因钛焊膏熔接所需高温而导致杯体发生变形的问题。
在上述的纯钛金属保温杯中，所述外杯体的中心处具有密封槽，所述出气孔位于密封槽内，所述钛焊膏填充在密封槽内并使出气孔封堵密封，所述加强凸筋分布在密封槽的周围。通过以上密封槽的设计，一方面便于对出气孔抽真空时使熔融状态的钛焊膏有个存放空间；另一方面，密封槽的设计能够增加钛焊膏与出气孔周围钛金属的结合面积，从而使得钛焊膏与钛金属的连接更加牢固，进而有利于提高钛保温杯的保温使用寿命。
在上述的纯钛金属保温杯中，所述加强凸筋包括若干沿出气孔周向分布在出气孔周围的筋条一，所述筋条一的一端向出气孔延伸，另一端向外杯体的外周延伸。通过以上筋条一的布置设计，能够有效加强外杯体的结构强度，保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求。
在上述的纯钛金属保温杯中，所述筋条一均布在出气孔的周围且沿外杯体的径向辐射延伸。通过以上设计，使得杯底各方向的拉伸强度得到加强，进一步保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求。
在上述的纯钛金属保温杯中，相邻两根所述筋条一之间至少具有一根筋条二，所述筋条二呈弧条状且沿着筋条一的长度排列。通过以上筋条二的设计，进一步加强了杯底的结构强度，进一步保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求。
在上述的纯钛金属保温杯中，所述外杯体包括杯身和直径小于杯身的连接端，所述杯身和连接端之间具有呈环状的加强凸台。通过以上设计，外杯体上下两端的结构强度大大提高，这样能够进一步保证外杯体的强度能够满足上述钛焊膏的高温熔接要求。
与现有技术相比，本纯钛金属保温杯的制造工艺具有以下优点：本制造工艺从根源上解决了出气孔密封不可靠的问题，即通过在抽真空前对外杯体加强处理和利用钛焊膏对出气孔进行密封处理的工艺组合，由于钛焊膏与钛金属的粘接性好，这样使得钛焊膏与出气孔周围的钛金属结合牢固，使得钛焊膏不易脱落，从而使得出气孔密封可靠，进而能够制造出保温使用寿命较长的纯钛金属保温杯，大大提高了纯钛金属保温杯的保温质量。
附图说明
图1是本纯钛金属保温杯的剖视结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大结构示意图。
图3是本纯钛金属保温杯底部的结构示意图。
图中，1、外杯体；11、杯身；12、连接端；13、加强凸台；2、内胆；3、空腔；4、出气孔；5、加强凸筋；51、筋条一；52、筋条二；6、钛焊膏；7、密封槽。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
具体来说，如图1至图3所示，本纯钛金属保温杯的制造工艺，包括以下步骤：
a、制作纯钛金属杯体：制作由钛金属材料制成的外杯体1和内胆2，将外杯体1和内胆2分别放入旋薄机中进行旋薄处理，旋薄处理后，外杯体1的壁厚为0.6mm～0.9mm，内胆2的壁厚为0.4mm～0.6mm。外杯体1和内胆2组成钛金属杯体，外杯体1与内胆2之间形成有空腔3；制作外杯体1时，在外杯体1的杯底中心处冲压形成向内凹陷的密封槽7，在密封槽7内开设有与空腔3相通的出气孔4；
b、抽真空前对外杯体1加强处理：制作外杯体1时，在密封槽7周围的杯底上冲压形成有用于防止外杯体1变形的加强凸筋5；其中，加强凸筋5包括若干沿出气孔4周向均匀分布在出气孔4周围的筋条一51，筋条一51的一端沿外杯体1的径向向出气孔4辐射延伸，另一端沿外杯体1的径向向外杯体1的外周辐射延伸。相邻两根筋条一51之间至少具有一根筋条二52，筋条二52呈弧条状且沿着筋条一51的长度排列。在外杯体1的杯身11和直径小于杯身11的连接端12之间冲压形成有环状加强凸台13。
c、抽真空：在密封槽7内充入钛焊膏6，钛焊膏6的组分及含量以重量计为异丙醇0.3％～0.5％；丙二醇3％～3.5％；高镍合金粉44％～45％；铜钛合金粉51.5％～52.5％。将钛金属杯体放入真空炉内进行抽真空，真空炉的炉温为800℃～1200℃，钛焊膏6在抽真空的同时在高温下融化成熔融状态，完成抽真空后，熔融状态的钛焊膏6封堵住出气孔4，再冷却至常温直至熔融状态的钛焊膏6固化并与密封槽7的槽壁以及出气孔4的孔壁粘接；
d、成品下料：将冷却后的钛金属杯体取出。
实施例二：
本实施例中，本纯钛金属保温杯采用实施例一中的制造工艺制成，具体来说，如图1和图2所示，其结构包括外杯体1和内胆2，外杯体1包括呈筒状的杯身11、焊接在杯身11下端的杯底以及直径小于杯身11的连接端12，杯身11和连接端12之间具有呈环状的加强凸台13。外杯体1和内胆2之间形成有空腔3，该空腔3为真空腔3。外杯体1的底部具有与空腔3相通的出气孔4，外杯体1的中心处具有密封槽7，出气孔4位于密封槽7内，钛焊膏6填充在密封槽7内并使出气孔4封堵密封，
如图3所示，出气孔4周围的外杯体1的杯底上分布有加强凸筋5，加强凸筋5分布在密封槽7的周围。加强凸筋5包括若干沿出气孔4周向均匀分布在出气孔4周围的筋条一51，筋条一51的一端沿外杯体1的径向向出气孔4辐射延伸，另一端沿外杯体1的径向向外杯体1的外周辐射延伸。相邻两根筋条一51之间至少具有一根筋条二52，筋条二52呈弧条状且沿着筋条一51的长度排列。
实施例三：
本实施例中，外杯体1的壁厚为0.7mm，内胆2的壁厚为0.5mm。真空炉的炉温为950℃。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了外杯体1、杯身11、连接端12、加强凸台13、内胆2、空腔3、出气孔4、加强凸筋5、筋条一51、筋条二52、钛焊膏6、密封槽7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (11)
1.一种纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、制作纯钛金属杯体：制作由钛金属材料制成的外杯体(1)和内胆(2)，外杯体(1)和内胆(2)组成钛金属杯体，外杯体(1)与内胆(2)之间形成有空腔(3)；制作外杯体(1)时，在外杯体(1)的杯底中心处冲压形成向内凹陷的密封槽(7)，在密封槽(7)内开设有与空腔(3)相通的出气孔(4)；
b、抽真空前对外杯体(1)加强处理：制作外杯体(1)时，在密封槽(7)周围的杯底上冲压形成有用于防止外杯体(1)变形的加强凸筋(5)；
c、抽真空：在密封槽(7)内充入钛焊膏(6)，将钛金属杯体放入超过钛焊膏(6)熔点高温环境下进行抽真空，钛焊膏(6)在抽真空的同时在高温下融化成熔融状态，完成抽真空后，熔融状态的钛焊膏(6)封堵住出气孔(4)，再冷却至常温直至熔融状态的钛焊膏(6)固化并与密封槽(7)的槽壁以及出气孔(4)的孔壁粘接；
d、成品下料：将冷却后的钛金属杯体取出。
2.根据权利要求1所述的纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，所述步骤b中，所述加强凸筋(5)包括若干沿出气孔(4)周向分布在密封槽(7)周围的筋条一(51)，所述筋条一(51)的一端向出气孔(4)延伸，另一端向外杯体(1)的外周延伸。
3.根据权利要求2所述的纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，所述筋条一(51)均布在出气孔(4)的周围且沿外杯体(1)的径向辐射延伸。
4.根据权利要求2或3所述的纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，相邻两根所述筋条一(51)之间至少具有一根筋条二(52)，所述筋条二(52)呈弧条状且沿着筋条一(51)的长度排列。
5.根据权利要求1所述的纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，所述步骤b中，在外杯体(1)的杯身(11)和直径小于杯身(11)的连接端(12)之间冲压形成有环状加强凸台(13)。
6.根据权利要求1所述的纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，所述步骤a中，将外杯体(1)和内胆(2)分别放入旋薄机中进行旋薄处理，旋薄处理后，外杯体(1)的壁厚为0.6mm～0.9mm，内胆(2)的壁厚为0.4mm～0.6mm。
7.根据权利要求1所述的纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，所述步骤c中，将钛金属杯体放入真空炉内进行抽真空，真空炉的炉温为800℃～1200℃。
8.根据权利要求1所述的纯钛金属保温杯的制造工艺，其特征在于，所述钛焊膏(6)的组分及含量以重量计为异丙醇0.3％～0.5％；丙二醇3％～3.5％；高镍合金粉44％～45％；铜钛合金粉51.5％～52.5％。
9.一种纯钛金属保温杯，包括外杯体(1)和内胆(2)，所述外杯体(1)和内胆(2)之间形成有空腔(3)，所述外杯体(1)的底部具有与空腔(3)相通的出气孔(4)，其特征在于，所述出气孔(4)周围的外杯体(1)的杯底上分布有加强凸筋(5)，所述出气孔(4)通过钛焊膏(6)封堵密封。
10.根据权利要求9所述的纯钛金属保温杯，其特征在于，所述外杯体(1)包括杯身(11)和直径小于杯身(11)的连接端(12)，所述杯身(11)和连接端(12)之间具有呈环状的加强凸台(13)。
11.根据权利要求9所述的纯钛金属保温杯，其特征在于，所述外杯体(1)的中心处具有密封槽(7)，所述出气孔(4)位于密封槽(7)内，所述钛焊膏(6)填充在密封槽(7)内并使出气孔(4)封堵密封，所述加强凸筋(5)分布在密封槽(7)的周围；所述加强凸筋(5)包括若干沿出气孔(4)周向分布在出气孔(4)周围的筋条一(51)，所述筋条一(51)的一端向出气孔(4)延伸，另一端向外杯体(1)的外周延伸；所述筋条一(51)均布在出气孔(4)的周围且沿外杯体(1)的径向辐射延伸；相邻两根所述筋条一(51)之间至少具有一根筋条二(52)，所述筋条二(52)呈弧条状且沿着筋条一(51)的长度排列。
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