CN111185539A - 一种异形拉伸成型的保温饭盒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异形拉伸成型的保温饭盒及其制备方法,属于保温饭盒技术领域,制备方法包括外壳异形恒温拉伸成型工艺、内胆异形恒温拉伸成型工艺、外壳内胆异形焊接工艺、夹层真空工艺、饭盒表面处理工艺,外壳异形恒温拉伸成型工艺包括以下步骤:三次拉伸、真空固溶去应力、整形、预切边、激光平口等工步;内胆异形恒温拉伸成型工艺包括以下步骤:三次拉伸、真空固溶去应力二、整形二、预切边二、激光平口二、异形旋转整口等工步,本发明通过多次异形拉伸成型来满足产品的工艺可量产加工性能,防止出现侧壁破裂,同时通过真空固溶去应力处理,改善材料多次成型后内部分子晶格粗大,无序分步,消除应力,提高产品的外形轮廓圆滑度和保温效力。
Description
技术领域
本发明涉及保温饭盒技术领域,尤其涉及一种异形拉伸成型的保温饭盒及其制备方法。
背景技术
现代生活中,生活节奏日益加快,出于节俭、卫生等多方面考虑,许多人都会选择携带饭盒自行带饭。其中保温饭盒的材质比较多样化,外观材料分为不锈钢保温材质、PP材质,内胆材质分为不锈钢材质、陶瓷材质、玻璃材质,就实用性而言,不锈钢材质的保温饭盒耐摔,使用寿命长,且安全性较高,所以成为保温饭盒的首选。
不锈钢保温饭盒一般采用拉伸成型的工艺制得,但为了丰富保温饭盒的样式,目前保温饭盒大多为圆异形结构,采用传统的拉伸工艺成型的异形保温饭盒容易出现瑕疵。在拉伸过程中,一次异形拉伸成型的保温饭盒的直边部和角部变形不均匀,保温饭盒的各部分受力存在差异,各边厚度不同,进而导致角部附近的侧壁破裂,造成异形保温饭盒加工质量低,瑕疵品较多。同时经过异形拉伸处理后,保温饭盒的角部和直角部受力不均匀,在后期加工过程中容易出现裂纹,为了解决上述问题,可以采用增加板材厚度、更换模具等手段,但是采用增加板材厚度的方法会增加保温饭盒的重量,不符合轻量化的要求,若经常更换模具会提高企业生产成本,改变压边力会造成板材起皱,进而造成拉伸过程中板材破裂,因此,目前急需一种异形拉伸成型的保温饭盒,用于解决拉伸时饭盒侧壁破裂的问题,同时消除拉伸过程中产生的应力,提高其加工性能,改善保温饭盒的晶间腐蚀。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的提供一种异形拉伸成型的保温饭盒及其制备方法,本发明通过多次异形拉伸成型来满足产品的工艺可量产加工性能,防止出现侧壁破裂,同时通过真空固溶去应力处理,改善材料多次成型后内部分子晶格粗大,无序分步,消除应力,提高产品的外形轮廓圆滑度和保温效力。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:
一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,所述制备方法包括外壳异形恒温拉伸成型工艺、内胆异形恒温拉伸成型工艺、外壳内胆异形焊接工艺、夹层真空工艺、饭盒表面处理工艺,所述外壳异形恒温拉伸成型工艺包括以下步骤:落料、第一次拉伸、第二次拉伸、第三次拉伸、真空固溶去应力、整形、预切边、激光平口、口部异形旋转成型、底部成型步骤;所述内胆异形恒温拉伸成型工艺包括以下步骤:落料二、第一道拉伸、第二道拉伸、第三道拉伸、真空固溶去应力二、整形二、预切边二、激光平口二、表面处理、外表面镀铜、异形旋转整口步骤。
进一步,所述外壳异形恒温拉伸成型工艺具体步骤如下:
落料:选取不锈钢母板,用落料机将不锈钢板制成圆形的不锈钢板;
第一次拉伸:将拉伸机加热圈加热至90-100℃,不锈钢板表面刷油后于主缸压力为15-20Mpa、下缸压力为10-12Mpa的压力条件下对不锈钢板进行第一次拉伸,得到呈椭圆柱的第一毛坯外壳,所述第一毛坯外壳包括含有第一壳口的第一壳身、以及与第一壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第一壳底;
第二次拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第一毛坯外壳表面刷油后于主缸压力为10-13Mpa、下缸压力为5-8MPa的压力条件下进行第二次拉伸,得到呈椭圆柱的第二毛坯外壳,所述第二毛坯外壳包括含有第二壳口的第二壳身、以及与第二壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第二壳底;
第三次拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第二毛坯外壳表面刷油后于主缸压力为9-11Mpa、下缸压力为5-8Mpa的压力条件下进行第三次拉伸,得到异形第三毛坯外壳,所述异形第三毛坯外壳包括含有第三壳口的第三壳身、以及与第三壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第三壳底;
真空固溶去应力:将异形第三毛坯外壳加热至965-1085℃,保温30min后冷却,得到异形第四毛坯外壳;
整形:将异形第四毛坯外壳刷油后于主缸压力15-20Mpa、下缸压力7-9Mpa的整形机内进行整形,得到异形第五毛坯外壳,所述异形第五毛坯外壳包括含有第五壳口的第五壳身、以及与第五壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第五壳底,所述第五壳口上还留有余边;
预切边:将异形第五毛坯外壳余边切除并同时整形,得到异形第六毛坯外壳,所述异形第六毛坯外壳包括含有第六壳口的第六壳身、以及与第六壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第六壳底;
激光平口:采用激光切割设备对第六壳口激光切边,进行平口处理;
口部异形旋转成型:对经过激光平口处理的异形第六毛坯外壳进行口部异形旋转成型,得到异形第七毛坯外壳,所述异形第七毛坯外壳包括含有第七壳口的第七壳身、以及与第七壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第七壳底,所述第七壳口的外轮廓成上大下小结构;
底部成型:于第七壳底中心位置冲直径为1mm±0.2mm的抽真空小孔后得到保温饭盒的外壳。
进一步,所述内胆异形恒温拉伸成型工艺具体步骤如下:
落料二:选取不锈钢母板,用落料机将不锈钢板圆形的不锈钢板;
第一道拉伸:将拉伸机加热圈加热至90-100℃,不锈钢板表面刷油后于主缸压力为15-20Mpa、下缸压力为10-12Mpa的压力条件下对不锈钢板进行第一道拉伸,得到呈椭圆柱的第一毛坯内胆,所述第一毛坯内胆包括含有第一内胆口的第一内胆壁、以及与第一内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第一内胆底;
第二道拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第一毛坯内胆表面刷油后于主缸压力为10-13Mpa、下缸压力为5-8Mpa的压力条件下进行第二道拉伸,得到呈椭圆柱的第二毛坯内胆,所述第二毛坯内胆包括含有第二内胆口的第二内胆壁、以及与第二内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第二内胆底;
第三道拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第二毛坯内胆表面刷油后于主缸压力为9-11Mpa、下缸压力为5-8Mpa的压力条件下进行第三道拉伸,得到异形第三毛坯内胆,所述异形第三毛坯内胆包括含有第三内胆口的第三内胆壁、以及与第三内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第三内胆底;
真空固溶去应力二:将异形第三毛坯内胆加热至965-1085℃,保温30min后冷却,得到异形第四毛坯内胆;
整形二:将异形第四毛坯内胆刷油后,于主缸压力为15-20Mpa、下缸压力为7-9Mpa的压力条件下进行整形,得到异形第五毛坯内胆,所述异形第五毛坯内胆包括含有第五内胆口的第五内胆壁、以及与第五内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第五内胆底,所述第五内胆底部的中心位置一体成型有向上凸起,所述第五内胆口上还留有余边二;
预切边二:将异形第五毛坯内胆切余边二,得到异形第六毛坯内胆,所述异形第六毛坯内胆包括含有第六内胆口的第五内胆壁、以及与第六内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第六内胆底;
激光平口二:采用激光切割设备对第六内胆口激光切边,进行平口处理;
口部异形旋转成型二:对经过激光平口处理的异形第六毛坯内胆进行口部异形旋转成型,得到异形第七毛坯内胆,所述异形第七毛坯内胆包括含有第七内胆口的第七内胆壁、以及与第七内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第七内胆底;
表面处理:用机械抛光设备将得到的异形第七毛坯内胆表面氧化层打磨干净,随后用温度为60℃的硝酸-氢氟酸混合溶液酸洗30s,再用清水清洗干净后烘干;
外表面镀铜:将经过表面处理的异形第七毛坯口放置于镀铜液中进行外表面镀铜,直至表面镀层厚度≥1μm,得到镀铜后的异形第七毛坯内胆;
异形旋转整口:将得到的镀铜后的异形第七毛坯内胆进行二次异形仿形整口,直至第七内胆口的外轮廓呈上大下小结构,得到内胆。
进一步,所述真空固溶去应力步骤与所述真空固溶去应力二步骤操作相同,具体操作如下:
于异形第三毛坯外壳或异形第三毛坯内胆表面喷洒一层厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为50-100nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至965-1000℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1050-1085℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯外壳或异形第四毛坯内胆。
进一步,所述外壳内胆异形焊接工艺包括以下步骤:外壳点焊吸气片、焊口;所述夹层真空工艺包括以下步骤:抽真空、测温;
进一步,所述饭盒表面处理工艺包括以下步骤:电解、点焊底片、外精砂、内外表面去污。
进一步,所述外壳内胆异形焊接工艺包括以下步骤:
外壳点焊吸气片:于焊接电流为75-95A的条件下将吸气片点焊于外壳底部内表面;
焊口:将内胆与外壳进行套合,内胆与外壳之间留有间隙,随后配备饭盒口,将饭盒口分别与内胆和外壳进行焊接,随后用机械抛光设备将毛坯保温饭盒的焊接口进行处理,去掉表面氧化层,得到毛坯保温饭盒。
进一步,所述焊口步骤中,焊接时焊接压力为0.4-0.6Mpa、焊接电流为100-130MA、焊接速度为6.6r/min、氩气流量为7-15cm3/min。
进一步,所述夹层真空工艺包括以下步骤:
抽真空:将毛坯保温饭盒放入抽真空机器,于350-550℃的条件下通过抽真空小孔对内胆与外壳之间的间隙抽真空,直至间隙内真空度为3-3.2×10-3Pa;
测温:将抽完真空的毛坯保温饭盒于温度为110-140℃测温台内保温98-102s。
进一步,所述饭盒表面处理工艺包括以下步骤:
电解:将抽真空后的毛坯保温饭盒进行常规电解,直至内表面亮度均匀粗糙度为Ra0.05;
点焊底片:将底片点焊于毛坯保温饭盒的外壳底部;
外精砂:用150#或180#的砂带将毛坯保温饭盒的表面、口部进行抛光;
内外表面去污:将保温饭盒内外清洗干净后静置5天,得到保温饭盒。
进一步,真空固溶去应力步骤或真空固溶去应力二步骤中所采用的18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末的制备方法如下:
将12重量份锌粉、10重量份双氧水加入蒸馏水中,用700rpm的搅拌速率搅拌2-3h后,于室温下静置36h,过滤后得到预处理后的锌粉,将锌粉、30重量份15wt%柠檬酸溶液、2重量份纳米18Cr-8Ni不锈钢粉末混合后,用500W的汞灯作为光源,辐照20min后,用氢氧化钠溶液调节pH=7.5-8,继续辐照40min后得到18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末。
内胆和外壳的制备过程中均进行了三次拉伸,缓慢的将内胆和外壳拉伸成型,防止一次性拉伸过长,导致内胆壁和壳身发生裂纹,进而造成保温饭盒表面破裂或变形不均匀。在多次异形拉伸过程中,内胆、外壳积累了较多的拉伸应力,所以需要立即进行真空固溶去应力处理。在真空固溶去应力处理中,将内胆或外壳先进行预热,表面晶型发生蠕变,随后于表面喷洒结构稳定、安全性高的18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,在965-1000℃的高温下,针状的氧化锌晶须粉末进入内胆和外壳的表面晶粒缝隙中,进而填补晶粒缝隙,降低了晶间腐蚀,而针状氧化锌晶须粉末中掺杂有纳米18Cr-8Ni粉末,纳米18Cr-8Ni粉末填补于因内部应力变化导致的表面微小缺陷,在高温作用下,纳米18Cr-8Ni粉末吸收应力能量,从而降低因多次异形拉伸积累的应力,提高内胆和外壳的加工性能。采用快速降温使内胆和外壳的表面晶粒快速收缩、形变强化表面硬度,进而提高内胆和外壳的稳定性。
按照上述异形拉伸成型保温饭盒的制备方法制备的保温饭盒,包括内胆和外壳,所述内胆和外壳均为不锈钢材质,所述不锈钢材质符合食品安全国家标准不锈钢制品的要求。
有益效果:
(1)采用多次异形拉伸防止保温饭盒的角部和直角部累积过多的应力,进而防止出现裂纹,提高加工性能。
(2)采用真空固溶去应力处理后可以降低保温饭盒的晶间腐蚀,改善不锈钢板多次成型后内部分子晶格粗大,无序分步消除应力,提高加工性能,提高成品率,同时也延长保温饭盒的使用寿命。
(3)内胆与外壳之间抽真空,不仅可以提高保温饭盒的保温性能,还可以减轻保温饭盒的重量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;
图2为实施例1第一毛坯外壳俯视图;
图3为实施例1第一毛坯外壳侧视图;
图4为实施例1异形第三毛坯外壳俯视图;
图5为实施例1异形第三毛坯外壳侧视图;
图6为实施例1异形第五毛坯外壳俯视图;
图7为实施例1异形第五毛坯外壳侧视图;
图8为实施例1异形第七毛坯外壳俯视图;
图9为实施例1异形第七毛坯外壳侧视图;
图10为实施例1外壳的俯视图;
图11为实施例1第一毛坯内胆俯视图;
图12为实施例1第一毛坯内胆侧视图;
图13为实施例1异形第三毛坯内胆俯视图;
图14为实施例1异形第三毛坯内胆侧视图;
图15为实施例1异形第五毛坯内胆俯视图;
图16为实施例1异形第五毛坯内胆侧视图;
图17为实施例1异形第七毛坯内胆俯视图;
图18为实施例1异形第七毛坯内胆侧视图;
图19为实施例1内胆的侧视图;
第一壳身1、第一壳口2、第三壳身3、第三壳口4、第五壳身5、第五壳口6、余边7、第七壳身8、第七壳口9、抽真空小孔10、第一内胆壁11、第一内胆口12、第三内胆壁13、第三内胆口14、第五内胆壁15、第五内胆口16、凸起17、余边二18、第七内胆壁19、第七内胆口20、内胆21。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明:
实施例1:保温饭盒制备一:
本实施例使用的18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末的制备方法如下:
将12g锌粉、10g双氧水加入蒸馏水中,用700rpm的搅拌速率搅拌2h后,于室温下静置36h,过滤后得到预处理后的锌粉,将锌粉、30g 15wt%柠檬酸溶液、2g纳米18Cr-8Ni不锈钢粉末混合后,用500W的汞灯作为光源,辐照20min后,用氢氧化钠溶液调节pH=7.7±0.3后继续辐照40min后得到18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末。
本实施例制备的保温饭盒如图1所示,包括以下工艺步骤:
外壳异形恒温拉伸成型工艺:
落料:选取厚度为1.0mm的18Cr-8Ni不锈钢母板,用落料机将不锈钢板制成直径为248mm的圆形不锈钢板;
第一次拉伸:将拉伸机加热圈加热至95℃,不锈钢板表面刷拉伸油后对不锈钢板进行拉伸,拉伸机的主缸压力18Mpa、下缸压力为11Mpa,第一次拉伸完成后得到呈椭圆柱的第一毛坯外壳,第一毛坯外壳包括含有第一壳口2的第一壳身1、以及与第一壳身1之间由过渡曲面光滑过渡连接的第一壳底,第一毛坯外壳的俯视图和侧视图分别如图2和图3所示,第一壳口2的长内径D为163mm±0.5mm,短内径d为124mm±0.5mm,第一壳底下底面至第一壳口2上表面的高度H为81mm±2mm;
第二次拉伸:将拉伸机加热圈加热至80℃,第一毛坯外壳刷拉伸油后对第一毛坯外壳进行第二次拉伸,拉伸机的主缸压力12Mpa、下缸压力为6Mpa,第二次拉伸完成后得到呈椭圆柱的第二毛坯外壳,第二毛坯外壳包括含有第二壳口的第二壳身、以及与第二壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第二壳底,第二壳口的长内径为151mm±0.5mm,短内径为120mm±0.5mm,第二壳底下底面至第二壳口上表面的高度为90mm±2mm;
第三次拉伸:将拉伸机加热圈加热至80℃,第二毛坯外壳刷拉伸油后进行第三次拉伸,拉伸机的主缸压力10Mpa、下缸压力为6Mpa,第三次拉伸完成后得到异形第三毛坯外壳,异形第三毛坯外壳包括含有第三壳口4的第三壳身3、以及与第三壳身3之间由过渡曲面光滑过渡连接的第三壳底,异形第三毛坯外壳的俯视图和侧视图分别如图4和图5所示,第三壳口4的长内径D1为138mm±0.5mm,短内径d1为86mm±0.5mm,第三壳底下底面至第三壳口4上表面的高度H1为106mm±2mm;
清洗:将异形第三毛坯外壳用清水清洗干净;
真空固溶去应力:于异形第三毛坯外壳表面喷洒一层按照上述方法制备的、厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为80nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至965℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1085℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯外壳;
整形:将异形第四毛坯外壳刷拉伸油后放入整形机进行整形,整形机主缸压力18Mpa、下缸压力8Mpa、加热圈温度为常温,整形后得到异形第五毛坯外壳,异形第五毛坯外壳包括含有第五壳口6的第五壳身5、以及与第五壳身5之间由过渡曲面光滑过渡连接的第五壳底,异形第五毛坯外壳的俯视图和侧视图分别如图6和图7所示,第五壳口6的长内径D3为124mm±0.5mm,短内径d3为64mm±0.5mm,第五壳口6上还留有宽度L为22mm的余边7,第五壳底下底面至第五壳口6上表面的高度为106mm±2mm;
清洗:将整形完成的异形第五毛坯外壳用清水清洗干净;
预切边:将异形第五毛坯外壳切余边并同时整形,得到异形第六毛坯外壳,异形第六毛坯外壳包括含有第六壳口的第六壳身、以及与第六壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第六壳底,第六壳口的长外径为150mm±0.5mm,短外径为90mm±0.5mm,高度不变;
激光平口:采用转速为50r/min、激光功率为900W的激光切割设备对第六壳口激光切边,进行平口处理提高第六壳口的平整度及光洁度;
口部异形旋转成型:对经过激光平口处理的异形第六毛坯外壳进行口部异形旋转成型,得到异形第七毛坯外壳,异形第七毛坯外壳包括含有第七壳口9的第七壳身8、以及与第七壳身8之间由过渡曲面光滑过渡连接的第七壳底,第七壳口9的外轮廓成上大下小结构,异形第六毛坯外壳的俯视图和侧视图分别如图8和图9所示,第七壳口9与竖直方向的夹角α为3°,第七壳口9的长内径D4为145mm±0.5mm,短内径d4为85mm±0.5mm,第七壳底下底面至第七壳口9上表面的高度H4为101mm±2mm;
底部成型:于第七壳底中心位置冲直径Ф1为1mm±0.2mm的抽真空小孔10后得保温饭盒的外壳,其俯视图如图10所示。
内胆异形恒温拉伸成型工艺:
落料二:选取厚度为0.6mm的18Cr-8Ni不锈钢母板,用落料机将不锈钢板制成直径为235mm的圆形不锈钢板;
第一道拉伸:将拉伸机加热圈加热至95℃,不锈钢板表面刷拉伸油后对不锈钢板进行拉伸,拉伸机的主缸压力18Mpa、下缸压力为11Mpa,第一道拉伸完成后得到呈椭圆柱的第一毛坯内胆,第一毛坯内胆包括含有第一内胆口12的第一内胆壁11、以及与第一内胆壁11之间由过渡曲面光滑过渡连接的第一内胆底,第一毛坯内胆的俯视图和侧视图分别如图11和图12所示,第一内胆口12的长内径D5为163mm±0.5mm,短内径d5为124mm±0.5mm,第一内胆底下底面至第一内胆口12上表面的高度H5为68.5mm±2mm;
第二道拉伸:将拉伸机加热圈加热至80℃,第一毛坯内胆刷拉伸油后进行第二道拉伸,拉伸机的主缸压力12Mpa、下缸压力为6Mpa,第二道拉伸完成后得到呈椭圆柱的第二毛坯内胆,第二毛坯内胆包括含有第二内胆口的第二内胆壁、以及与第二内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第二内胆底,第二内胆口的长内径为151mm±0.5mm,短内径为120mm±0.5mm,第二壳底下底面至第二壳口上表面的高度为74mm±2mm;
第三道拉伸:将拉伸机加热圈加热至80℃,第二毛坯内胆刷拉伸油后进行第三道拉伸,拉伸机的主缸压力10Mpa、下缸压力为6Mpa,第三道拉伸完成后得到异形第三毛坯内胆,异形第三毛坯内胆包括含有第三内胆口14的第三内胆壁13、以及与第三内胆壁13之间由过渡曲面光滑过渡连接的第三内胆底,异形第三毛坯内胆的俯视图和侧视图分别如图13和图14所示,第三内胆口14的长内径D6为133mm±0.5mm,短内径d6为73mm±0.5mm,第三内胆底下底面至第三内胆口14上表面的高度H6为88mm±2mm;
真空固溶去应力二:将异形第三毛坯内胆喷洒一层按照上述方法制备的、厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为80nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至965℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1085℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯内胆;
整形二:将异形第四毛坯内胆刷拉伸油后进行放入整形机进行整形,整形机主缸压力为10Mpa、下缸压力为8Mpa,整形完成后得到异形第五毛坯内胆,异形第五毛坯内胆包括含有第五内胆口16的第五内胆壁15、以及与第五内胆壁15之间由过渡曲面光滑过渡连接的第五内胆底,第五内胆底部中心位置一体成型有向上凸起17,异形第五毛坯内胆的俯视图和侧视图分别如图15和图16所示,凸起高度h为2.5mm±0.5mm,凸起最大直径Ф2为33±0.5mm,第五内胆口16的长内径D7为139.9mm±0.5mm,短内径d7为79.9mm±0.5mm,第五内胆口16上还留有宽度L1为10mm的余边二18,第五内胆底下底面至第五内胆口16上表面的高度为97mm±2mm,第五内胆口16高度为10mm;
预切边二:将异形第五毛坯内胆余边二18切除,得到异形第六毛坯内胆,异形第六毛坯内胆包括含有第六内胆口的第五内胆壁、以及与第六内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第六内胆底,第六壳口的长外径为150mm±0.5mm,短外径为90mm±0.5mm,高度不变;
激光平口二:采用转速为50r/min、激光功率为900W的激光切割设备对第六内胆口激光切边,进行平口处理提高第六内胆口的平整度及光洁度;
口部异形旋转成型二:对经过激光平口处理的异形第六毛坯内胆进行口部异形旋转成型,其参数条件与整形二步骤的参数条件相同,得到异形第七毛坯内胆,得到异形第七毛坯内胆,异形第七毛坯内胆包括含有第七内胆口20的第七内胆壁19、以及与第七内胆壁19之间由过渡曲面光滑过渡连接的第七内胆底,异形第七毛坯内胆的俯视图和侧视图分别如图17和图18所示,第七内胆口20的长外径D8为145.3mm±0.5mm,短外径d8为85.3mm±0.5mm,第七内胆底下底面至第七内胆口上表面的高度H8为91mm±2mm,第七内胆口的高度h2为5.6mm;
表面处理:用机械抛光设备将得到的异形第七毛坯内胆表面氧化层打磨干净,随后用温度为60℃的硝酸-氢氟酸混合溶液酸洗30s,再用清水清洗干净后烘干;
外表面镀铜:将经过表面处理的异形第七毛坯口放置于镀铜液中进行外表面镀铜,直至表面镀层厚度≥1μm,得到镀铜后的异形第七毛坯内胆,镀铜液为本领域常规镀铜液;
异形旋转整口:将得到的镀铜后的异形第七毛坯内胆进行异形旋转整口,其参数条件与整形二步骤的参数条件相同,直至第七内胆口的外轮廓呈上大下小结构,侧视图如图19所示,第七内胆口与竖直方向的夹角α1为3°,得到内胆21。
外壳内胆异形焊接工艺:
外壳点焊吸气片:于焊接电流为90A的条件下将吸气片点焊于外壳底部内表面;
焊口:将内胆与外壳进行套合,内胆与外壳之间留有间隙,随后配备饭盒口,将饭盒口分别与内胆和外壳进行焊接,焊接时焊接压力为0.5Mpa、焊接电流为120MA、焊接速度为6.6r/min、氩气流量为12cm3/min,焊接完后用160#砂带将毛坯保温饭盒的焊接口进行处理,去掉表面氧化层,得到毛坯保温饭盒。
夹层真空工艺:
抽真空:将毛坯保温饭盒放入抽真空机器,先于350℃的条件下通过抽真空小孔对内胆与外壳之间的间隙抽真空20min,随后加热至450℃,抽真空30min直至间隙内真空度为6×10-3Pa,再次将毛坯保温饭盒加热至450℃,抽真空20min直至间隙内真空度为3×10- 3Pa;
测温:将抽完真空的毛坯保温饭盒于温度为110-140℃测温台内保温100s,触摸从底部往杯口1/3处是否有明显烫手,不烫手即可。
饭盒表面处理工艺:
电解:将抽真空后的毛坯保温饭盒进行常规电解,直至内表面亮度均匀粗糙度Ra0.05;
点焊底片:将底片点焊于毛坯保温饭盒外壳底部;
外精砂:用180#的砂带将毛坯保温饭盒的表面、口部进行抛光,直至盒体表面无凹点、划痕、裂纹、凸起,无拉丝、毛刺,焊接顶部边缘光滑,无明显的肿块或不匀,口部没有任何毛刺或尖锐拉丝,整体抛光丝路均匀、亮度一致;
内外表面去污:将保温饭盒内外清洗干净后,得到保温饭盒一。
实施例2:保温饭盒制备二:
本实施例使用的18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末的制备方法与实施例1相同;
外壳异形恒温拉伸成型工艺:
落料与实施例1操作相同;
第一次拉伸:将拉伸机加热圈加热至100℃,拉伸机的主缸压力20Mpa、下缸压力为12Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第二次拉伸:将拉伸机加热圈加热至90℃,拉伸机的主缸压力13Mpa、下缸压力为8Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第三次拉伸:将拉伸机加热圈加热至90℃,拉伸机的主缸压力11Mpa、下缸压力为8Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
清洗:将异形第三毛坯外壳用清水清洗干净;
真空固溶去应力:于异形第三毛坯外壳表面喷洒一层按照上述方法制备的、厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为80nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至1000℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1050℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯外壳;
整形:将异形第四毛坯外壳刷拉伸油后放入整形机进行整形,整形机主缸压力20Mpa、下缸压力9Mpa、加热圈温度为常温,其余操作与实施例1操作相同;
清洗、预切边、激光平口、口部异形旋转成型、底部成型与实施例1操作相同。
内胆异形恒温拉伸成型工艺:
落料二与实施例1操作相同;
第一道拉伸:将拉伸机加热圈加热至100℃,拉伸机的主缸压力20Mpa、下缸压力为12Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第二道拉伸:将拉伸机加热圈加热至90℃,拉伸机的主缸压力13Mpa、下缸压力为8Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第三道拉伸:将拉伸机加热圈加热至90℃,拉伸机的主缸压力11Mpa、下缸压力为8Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
真空固溶去应力二:将异形第三毛坯内胆喷洒一层按照上述方法制备的、厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为80nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至1000℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1050℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯内胆;
整形二:将异形第四毛坯内胆刷拉伸油后进行放入整形机进行整形,整形机主缸压力为20Mpa、下缸压力为9Mpa,加热圈温度为常温,其余操作与实施例1操作相同;
预切边二、激光平口二、口部异形旋转成型二、表面处理、外表面镀铜与实施例1操作相同;
异形旋转整口:将得到的镀铜后的异形第七毛坯内胆进行二次异形仿形整口,其参数条件与整形二步骤的参数条件相同,直至第七内胆口的外轮廓呈上大下小结构,得到内胆。
外壳内胆异形焊接工艺:
外壳点焊吸气片:于焊接电流为95A的条件下将吸气片点焊于外壳底部内表面;
焊口:将内胆与外壳进行套合,内胆与外壳之间留有间隙,随后配备饭盒口,将饭盒口分别与内胆和外壳进行焊接,焊接时焊接压力为0.6Mpa、焊接电流为130MA、焊接速度为6.6r/min、氩气流量为15cm3/min,焊接完后用180#砂带将毛坯保温饭盒的焊接口进行处理,去掉表面氧化层,得到毛坯保温饭盒。
夹层真空工艺、饭盒表面处理工艺与实施例1操作相同,得到保温饭盒二。
实施例3:保温饭盒制备三:
本实施例使用的18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末的制备方法与实施例1相同;
外壳异形恒温拉伸成型工艺:
落料与实施例1操作相同;
第一次拉伸:将拉伸机加热圈加热至90℃,拉伸机的主缸压力15Mpa、下缸压力为10Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第二次拉伸:将拉伸机加热圈加热至70℃,拉伸机的主缸压力10Mpa、下缸压力为5Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第三次拉伸:将拉伸机加热圈加热至70℃,拉伸机的主缸压力9Mpa、下缸压力为5Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
清洗:将异形第三毛坯外壳用清水清洗干净;
真空固溶去应力:于异形第三毛坯外壳表面喷洒一层按照上述方法制备的、厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为80nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至980℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1085℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯外壳;
整形:将异形第四毛坯外壳刷拉伸油后放入整形机进行整形,整形机主缸压力15Mpa、下缸压力7Mpa、加热圈温度为常温,其余操作与实施例1操作相同;
清洗、预切边、激光平口、口部异形旋转成型、底部成型与实施例1操作相同。
内胆异形恒温拉伸成型工艺:
落料二与实施例1操作相同;
第一道拉伸:将拉伸机加热圈加热至90℃,拉伸机的主缸压力15Mpa、下缸压力为10Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第二道拉伸:将拉伸机加热圈加热至70℃,拉伸机的主缸压力10Mpa、下缸压力为5Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
第三道拉伸:将拉伸机加热圈加热至70℃,拉伸机的主缸压力9Mpa、下缸压力为5Mpa,其余操作与实施例1操作相同;
真空固溶去应力二:将异形第三毛坯内胆喷洒一层按照上述方法制备的、厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为80nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至980℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1085℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯内胆;
整形二:将异形第四毛坯内胆刷拉伸油后进行放入整形机进行整形,整形机主缸压力为15Mpa、下缸压力为7Mpa,加热圈温度为常温,其余操作与实施例1操作相同;
预切边二、激光平口二、口部异形旋转成型二、表面处理、外表面镀铜与实施例1操作相同;
异形旋转整口:将得到的镀铜后的异形第七毛坯内胆进行异形旋转整口,其参数条件与整形二步骤的参数条件相同,直至第七内胆口的外轮廓呈上大下小结构,得到内胆。
外壳内胆异形焊接工艺:
外壳点焊吸气片:于焊接电流为75A的条件下将吸气片点焊于外壳底部内表面;
焊口:将内胆与外壳进行套合,内胆与外壳之间留有间隙,随后配备饭盒口,将饭盒口分别与内胆和外壳进行焊接,焊接时焊接压力为0.4Mpa、焊接电流为100MA、焊接速度为6.6r/min、氩气流量为7cm3/min,焊接完后用180#砂带将毛坯保温饭盒的焊接口进行处理,去掉表面氧化层,得到毛坯保温饭盒。
夹层真空工艺、饭盒表面处理工艺与实施例1操作相同,得到保温饭盒三。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (9)
1.一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括外壳异形恒温拉伸成型工艺、内胆异形恒温拉伸成型工艺、外壳内胆异形焊接工艺、夹层真空工艺、饭盒表面处理工艺,所述外壳异形恒温拉伸成型工艺包括以下步骤:落料、第一次拉伸、第二次拉伸、第三次拉伸、真空固溶去应力、整形、预切边、激光平口、口部异形旋转成型、底部成型步骤;所述内胆异形恒温拉伸成型工艺包括以下步骤:落料二、第一道拉伸、第二道拉伸、第三道拉伸、真空固溶去应力二、整形二、预切边二、激光平口二、表面处理、外表面镀铜、异形旋转整口步骤。
2.根据权利要求1所述的一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述外壳异形恒温拉伸成型工艺具体步骤如下:
落料:选取不锈钢母板,用落料机将不锈钢板制成圆形的不锈钢片;
第一次拉伸:将拉伸模加热至90-100℃,不锈钢板表面刷油后于主缸压力为15-20Mpa、下缸压力为10-12Mpa的压力条件下对不锈钢片进行第一次拉伸,得到呈椭圆柱的第一毛坯外壳,所述第一毛坯外壳包括含有第一壳口的第一壳身、以及与第一壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第一壳底;
第二次拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第一毛坯外壳表面刷油后于主缸压力为10-13Mpa、下缸压力为5-8MPa的压力条件下进行第二次拉伸,得到呈椭圆柱的第二毛坯外壳,所述第二毛坯外壳包括含有第二壳口的第二壳身、以及与第二壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第二壳底;
第三次拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第二毛坯外壳表面刷油后于主缸压力为10-13Mpa、下缸压力为5-8MPa的压力条件下进行第三次拉伸,得到异形第三毛坯外壳,所述异形第三毛坯外壳包括含有第三壳口的第三壳身、以及与第三壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第三壳底;
真空固溶去应力:将异形第三毛坯外壳加热至965-1085℃,保温30min后冷却,得到异形第四毛坯外壳;
整形:将异形第四毛坯外壳刷油后于主缸压力15-20Mpa、下缸压力7-9Mpa的整形机内进行整形,得到异形第五毛坯外壳,所述异形第五毛坯外壳包括含有第五壳口的第五壳身、以及与第五壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第五壳底,所述第五壳口上还留有余边;
预切边:将异形第五毛坯外壳余边切除并同时整形,得到异形第六毛坯外壳,所述异形第六毛坯外壳包括含有第六壳口的第六壳身、以及与第六壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第六壳底;
激光平口:采用激光切割设备对第六壳口激光切边,进行平口处理;
口部异形旋转成型:对经过激光平口处理的异形第六毛坯外壳进行口部异形旋转成型,得到异形第七毛坯外壳,所述异形第七毛坯外壳包括含有第七壳口的第七壳身、以及与第七壳身之间由过渡曲面光滑过渡连接的第七壳底,所述第七壳口的外轮廓成上大下小结构;
底部成型:于第七壳底中心位置冲直径为1mm±0.2mm的抽真空小孔后得到保温饭盒的外壳。
3.根据权利要求1所述的一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述内胆异形恒温拉伸成型工艺具体步骤如下:
落料二:选取不锈钢母板,用落料机将不锈钢板圆形的不锈钢板;
第一道拉伸:将拉伸模加热至90-100℃,不锈钢板表面刷油后于主缸压力为15-20Mpa、下缸压力为10-12Mpa的压力条件下对不锈钢片进行第一道拉伸,得到呈椭圆柱的第一毛坯内胆,所述第一毛坯内胆包括含有第一内胆口的第一内胆壁、以及与第一内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第一内胆底;
第二道拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第一毛坯内胆表面刷油后于主缸压力为10-13Mpa、下缸压力为5-8MPa的压力条件下进行第二道拉伸,得到呈椭圆柱的第二毛坯内胆,所述第二毛坯内胆包括含有第二内胆口的第二内胆壁、以及与第二内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第二内胆底;
第三道拉伸:将拉伸机加热圈加热至70-90℃,第二毛坯内胆表面刷油后于主缸压力为10-13Mpa、下缸压力为5-8MPa的压力条件下进行第三道拉伸,得到异形第三毛坯内胆,所述异形第三毛坯内胆包括含有第三内胆口的第三内胆壁、以及与第三内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第三内胆底;
真空固溶去应力二:将异形第三毛坯内胆加热至965-1085℃,保温30min后冷却,得到异形第四毛坯内胆;
整形二:将异形第四毛坯内胆刷油后,于主缸压力为15-20Mpa、下缸压力7-9Mpa的压力条件下进行整形,得到异形第五毛坯内胆,所述异形第五毛坯内胆包括含有第五内胆口的第五内胆壁、以及与第五内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第五内胆底,所述第五内胆底部的中心位置一体成型有向上凸起,所述第五内胆口上还留有余边二;
预切边二:将异形第五毛坯内胆切余边二,得到异形第六毛坯内胆,所述异形第六毛坯内胆包括含有第六内胆口的第五内胆壁、以及与第六内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第六内胆底;
激光平口二:采用激光切割设备对第六内胆口激光切边,进行平口处理;
口部异形旋转成型二:对经过激光平口处理的异形第六毛坯内胆进行口部异形旋转成型,得到异形第七毛坯内胆,所述异形第七毛坯内胆包括含有第七内胆口的第七内胆壁、以及与第七内胆壁之间由过渡曲面光滑过渡连接的第七内胆底;
表面处理:用机械抛光设备将得到的异形第七毛坯内胆表面氧化层打磨干净,随后用温度为60℃的硝酸-氢氟酸混合溶液酸洗30s,再用清水清洗干净后烘干;
外表面镀铜:将经过表面处理的异形第七毛坯口放置于镀铜液中进行外表面镀铜,直至表面镀层厚度≥1μm,得到镀铜后的异形第七毛坯内胆;
异形旋转整口:将得到的镀铜后的异形第七毛坯内胆进行二次异形仿形整口,直至第七内胆口的外轮廓呈上大下小结构,得到内胆。
4.根据权利要求2或3任一权利要求所述的一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述真空固溶去应力步骤与所述真空固溶去应力二步骤操作相同,具体操作如下:
于异形第三毛坯外壳或异形第三毛坯内胆表面喷洒一层厚度为0.1mm18Cr-8Ni不锈钢掺杂针状氧化锌晶须粉末,预热至300℃后再喷洒一层厚度为0.01mm粒径为50-100nm的18Cr-8Ni不锈钢粉末,在氮气氛围下以50℃/min的速率升温至965-1000℃,保温10min,随后10s内快速降温至300℃,再以50℃/min的速率升温至1050-1085℃,保温20min后,于10s内快速降温至400℃,取出自然冷却,得到异形第四毛坯外壳或异形第四毛坯内胆。
5.根据权利要求1所述的一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述外壳内胆异形焊接工艺包括以下步骤:
外壳点焊吸气片:于焊接电流为75-95A的条件下将吸气片点焊于外壳底部内表面;
焊口:将内胆与外壳进行套合,内胆与外壳之间留有间隙,随后配备饭盒口,将饭盒口分别与内胆和外壳进行焊接,随后用机械抛光设备将毛坯保温饭盒的焊接口进行处理,去掉表面氧化层,得到毛坯保温饭盒。
6.根据权利要求5所述的一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述焊口步骤中,焊接时焊接压力为0.4-0.6Mpa、焊接电流为100-130MA、焊接速度为6.6r/min、氩气流量为7-15cm3/min。
7.根据权利要求1所述的一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述夹层真空工艺包括以下步骤:
抽真空:将毛坯保温饭盒放入抽真空机器,于350-550℃的条件下通过抽真空小孔对内胆与外壳之间的间隙抽真空,直至间隙内真空度为3-3.2×10-3Pa;
测温:将抽完真空的毛坯保温饭盒置于温度为110-140℃测温台内保温98-102s。
8.根据权利要求1所述的一种异形拉伸成型的保温饭盒的制备方法,其特征在于,所述饭盒表面处理工艺包括以下步骤:
电解:将抽真空后的毛坯保温饭盒进行电解,直至内表面亮度均匀粗糙度为Ra0.05;
点焊底片:将底片点焊于毛坯保温饭盒的外壳底部;
外精砂:用150#或180#的砂带将毛坯保温饭盒的表面、口部进行抛光;
内外表面去污:将保温饭盒内外清洗干净后,得到保温饭盒。
9.一种异形拉伸成型的保温饭盒,其特征在于,所述保温饭盒采用如权利要求1-8任一项的制备方法制备得到,所述保温饭盒包括内胆和外壳,所述内胆和外壳均为不锈钢材质。
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