CN1093443C - 通过罐壁的减薄拉延制造罐的方法 - Google Patents

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Abstract

一种罐的制造方法，所述罐包括一个罐底以及一个由至少其一侧涂覆有一层塑料的金属薄板制成的筒状体，在该方法中，首先将金属薄板制成一个圆盘，接着将该圆盘深压延成一个至少其外侧上覆有塑料层的杯件，随后通过罐壁的减薄拉延使该杯件成形为一个罐，罐壁的减薄拉延是通过使该杯件接连地经过许多个罐壁减薄拉延环而在单个冲压行程中进行的，其中将一种任选地涂覆有金属的薄钢板用作上述金属薄板，并且至少三个连续的罐壁减薄拉延环中的每一个的入口角小于在前的那个罐壁减薄拉延环的入口角。

Description

通过罐壁的减薄拉延制造罐的方法
本发明涉及一种罐的制造方法，所述罐包括一个罐底以及一个由至少一侧涂覆有一层塑料的金属薄板制成的筒状体，在该制造方法中，首先将金属薄板制成圆盘，接着将该圆盘深压延成至少其外侧面覆有塑料层的杯件，随后通过罐壁的减薄拉延而使杯件变形成罐，罐壁的减薄拉延是通过接连地使杯件经过许多个罐壁减薄拉延环而在单个冲压行程中进行的。在欧州专利No.0,402,006 B1中描述了一种具有这种性质的方法，它是在一种包括薄铝板的层压件的基础上进行的。该专利文献提出可通过利用所提出的从罐壁减薄拉延环输出时的出口角以及其被选择为在1°和4°之间的入口角的组合方案来解决加工层压件时的问题。该专利文献还提出了罐壁减薄拉延环材料的具体选择。
美国专利US-A-3,765,206提出了利用入口角在4°和6°之间的单个罐壁减薄拉延环对由带涂层的钢板制成的罐进行减薄拉延。在这种情况下，入口角被理解为是指进入减薄拉延环时的平面相对该减薄拉延环的轴线所成的角度。但是，该文献只涉及带金属涂层的薄钢板。
欧州专利申请No.0298560 A2描述了一种在两个模区内进行罐壁的减薄拉延的方法，其中在一个模区内施加高压的流体动力润滑，而在另一个模区内没有润滑。
人们已经发现，对于由基于一种薄钢板与一层塑料的层压件制造罐的方法来说，罐壁的减薄拉延可能产生各种问题。其中的一些问题与塑料层有关。在深压延以形成杯件的过程中，这层塑料可能开始形成松动的部分并可能得到粗糙表面，或甚至可能完全破损。但是，问题也可能是由罐壁减薄拉延环中的扩张力过高而引起的，并且这可能导致这些环过度磨损，造成产品的尺寸不精确或者甚至导致罐壁减薄拉延环破裂。通常，罐壁减薄拉延环中的扩张力在所选择的入口角变小时增大。
我们发现，采用本发明就能够明显地解决这些问题。
因此，本发明的要点是包括以下事实，即当使用一种选自薄钢板、镀锡薄钢板和镀铬-氧化铬的薄钢板(ECCS)的金属薄板时，至少三个连续的罐壁减薄拉延环中的每一个的入口角小于在前的那个罐壁减薄拉延环的入口角。我们发现，第一罐壁减薄拉延环的入口角应该比较大，以便防止在该第一罐壁减薄拉延环中的扩张力变得过大。但是，在随后的罐壁减薄拉延环中，入口角应该变小，以防止塑料层表面变粗糙。
如果使用如下所述的三个罐壁减薄拉延环，则可以获得良好的结果，即第一罐壁减薄拉延环与第二罐壁减薄拉延环的入口角之比在1.3和3.0之间，而第二罐壁减薄拉延环与第三罐壁减薄拉延环的入口角之比在1.4和2.8之间。上述的入口角之间的比例最好被选择成分别为1.7-2.4和1.7-2.3。
试验已经证明，最佳的第一罐壁减薄拉延环的入口角部分取决于罐的成形速度。该速度通常以每分钟罐的生产冲程数来表示。于是，第一罐壁减薄拉延环的最佳入口角为A∶C°，其中A被选择成在560和1280之间，C代表每分钟罐的生产冲程数。
在罐壁的减薄拉延过程中，金属基材和塑料层同时承受显著的变形。重要的是，塑料层应连续地形成良好地附着在金属上的光滑连续的表面。在新方法中利用各种塑料进行的实验已表明，在承受了显著变形后，不同的塑料可能在其结晶程度方面显示出明显的差异。通过对该塑料进行X射线衍射测定而获得了聚合材料的结晶水平的指标。这种衍射测定方法测量聚合物的链型分子或者这些分子的一部分彼此间的相对取向的程度。这种测量技术是众所周知的并因而在此不需要过多的解释。对这种测量方法的描述在昆特.坎朴夫的“通过物理方法的塑料特性研究”(汉莎出版社，第101页)中给出了。已经发现，最好在新方法中将一种能够因变形而在相当大的程度上结晶的材料用作塑料层。这减少了塑料层在罐壁减薄拉延过程中受破坏或被剥离金属薄板的危险。尤其是，最好使用这样的塑料，即罐壁减薄拉延后其最大结晶度根据X射线衍射测定方法的测定至少为20％。
在本文中，如果按照15-30微米的层厚将塑料涂覆到薄钢板上的话，则一种已被证明是非常适用的塑料就是熔点高于240℃且特性粘度大于0.6的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
应该注意的是，可以按照以下方式来确定塑料层是否因变形而充分结晶以便适于作为根据新方法所制造的带塑料涂层的罐的外侧面涂层。
一层厚度约为30微米的无定形塑料通过多层贴合或挤出贴面被施加到ECCS带的一侧上，其适当的厚度例如为0.26毫米。所获得的涂覆带被用于分两步制造直径为73毫米的杯件，带塑料涂层的一侧形成了杯件的外侧。在第一步骤中，将直径为150毫米的圆盘深压延成直径为100毫米的杯件。在第二步骤中，通过进一步的深压延操作使该杯件变形成一个最终直径为73毫米的杯件。将该杯件送入罐壁减薄拉延机中，在这里，通过速度为每分钟70个冲程的罐壁减薄拉延并利用入口角为8°的单个罐壁减薄拉延环来减小杯件的壁厚，所述环使杯壁厚度至少减少了40％。在离杯底50毫米的高度从其壁厚已经由罐壁减薄拉延减薄的杯壁上切下一块样品，以便通过X射线衍射确定结晶度。在如此制备的样品中，所测得的结晶度水平必然如上所述地大于或等于20％。
上述的聚对苯二甲酸乙二醇酯应被认为是指一种包含高于99％的对苯二甲酸的酸和一种包含高于90％的乙二醇的醇的50-50摩尔百分比的混合物的聚合产物。
在附图中更详细地示出了新方法的过程，其中：
图1示出了在各加工阶段内的各种加工装置；
图2示出了罐壁减薄拉延减薄操作的细节。
图1示出了预制的深压延杯或烧杯形件3是如何被制成了最终的薄壁罐9的。杯件3被放在一个顺序的拉拔坯件夹持器2和一个顺序的拉模4之间，随后使顺序的拉拔坯件夹持器2和顺序的拉模4相互移近。与此同时，冲杆1向右运动，其结果是使杯件3具有最终的成品罐9的内径。
接着，冲杆1接连地迫使工件穿过三个罐壁减薄拉延环5、6、7并经过一个脱模环8。罐壁的减薄拉延使罐9具有了最终的壁厚和壁长。最后，通过使冲杆1移向底座10而使罐9的罐底成形。
回撤冲杆1，由此允许脱模环8使罐9脱离冲杆1，从而可以沿横向卸下成品罐9。
图2具体地示出了要成形的罐壁的一部分例如从罐壁减薄拉延环5通过。图中示意地示出了冲杆1。
罐壁减薄拉延环5的进入平面以入口角α指向罐壁减薄拉延环的轴线方向。要成形的罐壁的材料厚度在冲杆1和罐壁减薄拉延环5之间被减小。该材料包括在两侧都有塑料层12，13的实际为金属的罐壁。图2示出了这三层11，12，13的厚度是如何被减小的。
人们已经发现，如果罐壁减薄拉延环5，6，7的入口角α被设置成符合上述条件，则所形成的罐9具有良好的表面，而且没有在罐壁减薄拉延环中产生不允许的高扩张力。例如，如果罐壁减薄拉延环5，6，7的入口角α分别被选定为8°、4°和2°，则获得了这样的良好结果。如上所述地选择塑料涂层的材料导致形成了带有完整涂层的罐子并且涂层脱离金属基底的危险很小。

Claims (7)

1.一种用于制造罐(9)的方法，所述罐包括一个罐底以及一个由至少其一侧涂覆有一层塑料(12；13)的金属薄板制成的筒状体，在该方法中，首先将金属薄板制成一个圆盘，接着将该圆盘深压延成一个至少其外侧覆有塑料层的杯件(3)，随后通过罐壁的减薄拉延使该杯件变形成一个罐(9)，罐壁的减薄拉延是通过使该杯件(3)接连地经过许多个罐壁减薄拉延环(5；6；7)而在单个冲压行程中进行的，其特征在于，所使用的金属薄板选自包括薄钢板、镀锡薄钢板或镀铬-氧化铬的薄钢板(ECCS)的组中，并且至少三个连续的罐壁减薄拉延环中的每一个的入口角(α)小于在前的那个罐壁减薄拉延环的入口角。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用三个罐壁减薄拉延环(5；6；7)，第一罐壁减薄拉延环(5)与第二罐壁减薄拉延环(6)的入口角(α)之比在1.3和3.0之间，而第二罐壁减薄拉延环(6)与第三罐壁减薄拉延环(7)的入口角(α)之比在1.4和2.8之间。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，上述的入口角之比分别在1.7和2.4之间以及在1.7和2.3之间。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，第一罐壁减薄拉延环的入口角为A∶C°，其中A被选择为在800和1280之间，C代表每分钟罐的生产冲程数。
5.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，一种因变形而在相当大的程度上结晶的材料被用于塑料层。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，罐壁的减薄拉延之后的最大结晶度根据X射线衍射测量方法的测定至少为20％。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，熔点高于240℃且特性粘度大于0.6的聚对苯二甲酸乙二醇酯被用作所述塑料，按照15微米-30微米的层厚将塑料涂覆到薄钢板上。
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