CN111220487A - 材料涂层抗冲击性能检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种材料涂层抗冲击性能检测装置及方法，包括落锤式冲击装置及电流值检测装置，落锤式冲击装置的底座上设有下凹模，下凹模的上方的冲头座内设有冲头模芯，冲头座的上方设置落锤；所述的电流值检测装置包括机架及设置在机架上的电流检测架，电流检测架通过水平设置的转轴可翻转地设置在机架上，转轴的一侧设有电解液槽，电解液槽内设有电极，与电解液槽相对的转轴另一侧设有电极刀片及压紧机构；本发明可以真实有效地模拟实际罐头生产过程对易开罐盖涂层的要求，检测装置结构简单，测量方便且准确度高，降低了批量生产易开罐盖的质量风险，具有很高的实用价值。

Description

材料涂层抗冲击性能检测装置及方法

技术领域

本发明涉及金属包装材料检测技术领域，具体涉及一种材料涂层抗冲击性能检测装置及检测方法。

背景技术

用于制造食品金属包装容器的常见基体材料为镀锡铁、镀铬铁或铝材，为了保护金属基体的使用寿命和实物的保质期，需要在金属表面增加一层保护层，用于阻隔内容物和金属基体发生化学反应，这个保护层就是薄板料涂层。涂层是高分子材料组成，而且是通过印刷涂覆并烘烤的工艺附着在金属基材表面，所以涂覆后的原材料被用于冲压成型易开罐盖时，容易出现涂层抗冲击性能不足而导致的易开罐盖产品不合格的情况。为了预防批量生产过程中，由于原辅材料表面涂层抗冲击性能不足，而导致的大批量生产质量问题，易开罐盖生产企业会在生产前对原辅材料的抗冲击性能进行测试来判定原辅材料是否能满足生产过程的抗冲击要求。目前，易开罐盖行业常见的检测方法是采用抗冲击测试仪冲压原材料后，将冲压后的工件放入0.1-30%浓度的硫酸铜溶液中，浸泡1-30min时间后，观察工件的腐蚀情况，通过表面腐蚀区域面积判定材料的抗冲击性能。这种测试方法虽然简单易于实现，但是检测结果不够精准，无法进行量化判定，且容易出现误判。公开日为2018年8月14日，公开号为CN108398072A的中国专利文献公开了一种集成式多功能涂层检测机，包括载物台部分、涂层检测组件部分及检测组件切换部分，检测组件切换部分包括调节涂层检测组件位置及朝向的行走功能组件，高度调节组件及摆动调节组件，载物台部分设置有夹持待测样品的主夹具及翻转载物台部分的翻转组件，两者不同功能的组件相配合进行检测，使检测功能更多元化，涂层检测组件部分包括用于检测摩擦性能的静摩擦检测组件、用于结合力检测的划痕检测组件、用于多层涂层结构分析的动力摩擦检测组件及用于检测膜层厚度的厚度检测组件中的两种或者多种集成，可以按需安装。公开日为2016年5月4日，公开号为CN105548353A的专利文献公开了一种超声波涂层检测方法，用于对航空发动机的零部件的基体上的涂层进行检测，包括如下步骤：将基体上的涂层朝下水平放置于水槽中，调整探头的焦点位于基体底面上；通过预先拟合的超声波检测设备的反射回波信号高度与涂层和基体的结合缺陷的比率的函数曲线，插值获得扫描得到的反射回波信号高度所对应的涂层与基体的结合缺陷的比率，以判断结合质量是否合格。但上述涂层检测方法过程复杂，均不适合在易开罐盖行业生产中用于材料涂层抗冲击性能的检测。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的易开罐盖加工时其材料涂层抗冲击性能检测结果不够精准，无法进行量化判定且容易出现误判的问题，提供一种材料涂层抗冲击性能检测装置及检测方法，可以真实有效地模拟实际罐头生产过程对易开罐盖涂层的要求，检测装置结构简单，测量方便，将检测要求转化为电流值表示，易于实现且准确度高，降低了批量生产易开罐盖的质量风险。

本发明为解决上述技术问题采用的具体技术方案是：一种材料涂层抗冲击性能检测装置，包括落锤式冲击装置及电流值检测装置，所述的落锤式冲击装置包括底座，底座上设有下凹模，下凹模的上方设有冲头座，冲头座内设有冲头模芯，冲头座的上方设置落锤；所述的电流值检测装置包括机架及设置在机架上的电流检测架，电流检测架通过水平设置的转轴可翻转地设置在机架上，转轴的一侧设有电解液槽，电解液槽内设有电极，与电解液槽相对的转轴另一侧设有电极刀片及压紧机构，电流值检测装置还包括控制盒，所述控制盒上设有控制按钮及用于显示电流值的显示器。本发明的材料涂层抗冲击性能检测装置包括落锤式冲击装置及电流值检测装置，利用落锤式冲击装置对待测材料样片进行冲击，模拟实际产品受到碰撞的情形，然后将受冲击后的样片放到电流值检测装置的电解液槽的槽口并通过压紧装置压紧，再翻转电解液槽，使电解液与受冲击后的样片一面接触，利用电解液槽内的电极及与样片另一面接触的电极刀片分别对样片的两面施加测试电压，同时检测流过样片的电流，根据电流大小来判断样片表面的涂层受损情况进而判断样片的抗冲击性能。这样，本发明真实地模拟了实际罐头生产过程中易开罐盖涂层的受冲击工况，检测装置结构简单，测量方便，将检测要求转化为电流值表示，易于实现且准确度高，降低了批量生产易开罐盖的质量风险。

作为优选，底座的一侧设有立柱，立柱上端设有横梁，横梁上竖直设有套筒，套筒通过螺套固定在横梁上，所述的落锤呈圆柱形，可滑动地设置在套筒内，套筒的一侧竖直设有贯穿套筒的长槽，长槽外侧的筒壁上设有刻度，长槽内设有与落锤固定的提手。套筒为落锤提供跌落滑道，筒壁上的刻度用于指示落锤的高度，而长槽与提手配合用于提升落锤，使其达到冲击所需的高度。

作为优选，冲头座通过横臂连接在立柱上，横臂与底座之间设有下弹簧，横臂与横梁之间设有顶杆，顶杆的上端与螺接在横梁上的调节螺栓抵接，顶杆上套设有上弹簧。调节螺钉和上弹簧的作用力通过横臂的传递给冲头座，用于提供样片材料冲压的压边力，冲压完成后，下弹簧力作为冲头座和横臂的复位力，方便冲压后的样片取出。

作为优选，冲头座的中央设有冲头模芯孔，所述的冲头模芯设置在冲头模芯孔内，所述冲头模芯呈圆柱状，冲头模芯的上端径向膨大构成撞击段，所述撞击段的直径大于冲头模芯的直径，撞击段与冲头座之间设有压簧，所述冲头模芯的下端呈半球形。

作为优选，底座上设有下凹模座，下凹模座上设有凹腔，所述的下凹模设置在凹腔内。将下凹模设置在下凹模座上，可以便于下凹模的更换。

作为优选，冲头座包括上冲头座与下冲头座，上、下冲头座之间设有高度调节装置，所述高度调节装置包括与上冲头座底面适配的楔形调节块，所述楔形调节块通过调节螺钉连接在下冲头左上，楔形调节块上设有冲头模芯避让孔及刻度尺。通过楔形调节块可以冲头模芯的最大伸出长度，进而控制样片的起泡高度。

作为优选，压紧机构包括一锁扣，锁扣上设有锁紧手柄。锁扣用于锁紧样片，使其紧贴电解液槽的口部。

作为优选，转轴的一端延伸出机架外，机架外的转轴上设有翻转臂。转动翻转臂可以使电流检测架翻转180度，从而使电解液槽内的电解液槽接触样片的受冲击部位，完成电流测量。

作为优选，材料涂层抗冲击性能检测装置还包括材料取样器及杀菌釜，所述材料取样器为悬臂式压杆取样器。材料取样器采用悬臂式压杆取样器可以方便人工随时裁取样片，杀菌釜可以对样片进行高温蒸煮，模拟实际罐头生产过程中易开罐盖涂层的实际工况。

一种材料涂层抗冲击性能检测装置的材料涂层抗冲击性能检测方法，包括以下步骤：

a.待检测薄板材料取样：采用悬臂式压杆取样器，将待检测薄板裁剪后放入取样器中，按压取样器的悬臂杆，在取样器上下刀口的作用下，剪取直径为30-100mm的薄板圆片作为样片。

b.抗冲击测试：采用落锤式冲击装置，其中落锤重量1000g，落锤高度1000mm，将样片放入落锤式冲击装置的下凹模上，将落锤提高至标准刻度1000mm处，松开落锤使其自由下落，落锤自由落下后冲击冲头模芯，冲头模芯在落锤冲击力的作用下对待测样片进行冲击起泡，样片受冲击处的起泡高度为2-8mm。

c.高温蒸煮：将经过落锤冲击的样片送入杀菌釜中进行蒸煮杀菌，蒸煮温度按照罐头的内容物需要选用90-130℃，蒸煮时间控制在30-60分钟。

d.涂膜检测：将高温蒸煮后的样片取出并进行干燥，在电流值检测装置的电解液槽内注入电解液，所述电解液为1%的氯化钠溶液或1%的硫酸钠溶液，将样片放入电流值检测装置的电解液槽口并利用压紧装置压紧，通过翻转臂转动转轴180度使电流检测架翻转，电流检测架翻转后电解液接触样片表面，开启电源，按下测试按钮，经4秒等待后读取显示器的电流值。

e.合格品判定：根据电流值的大小和对应的标准判定被检测样片是否满足抗冲击性能要求，在6.3伏的直流测试电压下，合格标准为单个样片的电流最大值≤8mA，批量测试样片的电流平均值≤2mA。

本发明的有益效果是：它有效地解决了现有技术的易开罐盖加工时其材料涂层抗冲击性能检测结果不够精准，无法进行量化判定且容易出现误判的问题，本发明的材料涂层抗冲击性能检测装置及检测方法，可以真实有效地模拟实际罐头生产过程对易开罐盖涂层的要求，检测装置结构简单，测量方便，将检测要求转化为电流值表示，易于实现且准确度高，降低了批量生产易开罐盖的质量风险，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本发明电流值检测装置的一种结构示意图；

图2是本发明落锤式冲击装置的一种结构示意图；

图3是本发明悬臂式压杆取样器的一种结构示意图。

图中：1.落锤式冲击装置，2.电流值检测装置，3.底座，4.下凹模，5.冲头模芯，6.落锤，7.机架，8.电流检测架，9.电解液槽，10.电极，11.电极刀片，12.压紧机构，13.控制盒，14.显示器，15.立柱，16横梁,17，套筒，18.螺套，19.长槽，20.提手，21.横臂,22.下弹簧,23.顶杆,24.调节螺栓,25.上弹簧,26.撞击段,27.压簧,28.下凹模座,29.上冲头座,30.下冲头座,31.楔形调节块32.调节螺钉,33.锁扣,34锁紧手柄,35.翻转臂,36.悬臂式压杆取样器,37.上刀口，38.下刀口，39.杠杆悬臂，40.样片。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

实施例1

在如图1图2所示的实施例1中，一种材料涂层抗冲击性能检测装置，包括落锤式冲击装置1及电流值检测装置2，所述的落锤式冲击装置包括底座3，底座上设有下凹模座28，下凹模座上设有凹腔，下凹模4设置在凹腔内，下凹模的上方设有冲头座，冲头座内设有冲头模芯5，冲头座的上方设置落锤6；所述的电流值检测装置包括机架7及设置在机架上的电流检测架8，电流检测架通过水平设置的转轴可翻转地设置在机架上，转轴的一端延伸出机架外，机架外的转轴上设有翻转臂35。转轴的一侧设有电解液槽9，电解液槽内设有电极10，与电解液槽相对的转轴另一侧设有电极刀片11及压紧机构12，压紧机构包括一锁扣33，锁扣上设有锁紧手柄34。电流值检测装置还包括控制盒13，所述控制盒上设有控制按钮及用于显示电流值的显示器14。

底座的一侧设有立柱15，立柱上端设有横梁16，横梁上竖直设有套筒17，套筒通过螺套18固定在横梁上，所述的落锤呈圆柱形，可滑动地设置在套筒内；套筒的一侧竖直设有贯穿套筒的长槽19，长槽外侧的筒壁上设有刻度，长槽内设有与落锤固定的提手20。冲头座通过横臂21连接在立柱上，横臂与底座之间设有下弹簧22，横臂与横梁之间设有顶杆23，顶杆的上端与螺接在横梁上的调节螺栓24抵接，顶杆上套设有上弹簧25。冲头座的中央设有冲头模芯孔，所述的冲头模芯设置在冲头模芯孔内，所述冲头模芯呈圆柱状，冲头模芯的上端径向膨大构成撞击段26，所述撞击段的直径大于冲头模芯的直径，撞击段与冲头座之间设有压簧27，所述冲头模芯的下端呈半球形。

冲头座包括上冲头座29与下冲头座30，上、下冲头座之间设有高度调节装置，所述高度调节装置包括与上冲头座底面适配的楔形调节块31，所述楔形调节块通过调节螺钉32连接在下冲头左上，楔形调节块上设有冲头模芯避让孔及刻度尺。

材料涂层抗冲击性能检测装置还包括材料取样器及杀菌釜，所述材料取样器为悬臂式压杆取样器36（见图3），悬臂式压杆取样器包括上刀口37、下刀口38及用于为冲切提供动力的杠杆悬臂39。

材料涂层抗冲击性能检测装置的检测方法，包括以下步骤：

a.待检测薄板材料取样：采用悬臂式压杆取样器，将待检测薄板裁剪后放入取样器中，按压取样器的悬臂杆，在取样器上下刀口的作用下，剪取直径为30-100mm的薄板圆片作为样片40。

b.抗冲击测试：采用落锤式冲击装置，其中落锤重量1000g，落锤高度1000mm，将样片放入落锤式冲击装置的下凹模上，将落锤提高至标准刻度1000mm处，松开落锤使其自由下落，落锤自由落下后冲击冲头模芯，冲头模芯在落锤冲击力的作用下对待测样片进行冲击起泡，样片受冲击处的起泡高度为2-8mm。

c.高温蒸煮：将经过落锤冲击的样片送入杀菌釜中进行蒸煮杀菌，蒸煮温度按照罐头的内容物需要选用90-130℃，蒸煮时间控制在30-60分钟（本实施例为121℃，蒸煮时间为30分钟）。

d.涂膜检测：将高温蒸煮后的样片取出并进行干燥，在电流值检测装置的电解液槽内注入电解液，所述电解液为1%的氯化钠溶液或1%的硫酸钠溶液，将样片放入电流值检测装置的电解液槽口并利用压紧装置压紧，通过翻转臂转动转轴180度使电流检测架翻转，电流检测架翻转后电解液接触样片表面，开启电源，按下测试按钮，经4秒等待后读取显示器的电流值。

e.合格品判定：根据电流值的大小和对应的标准判定被检测样片是否满足抗冲击性能要求，在6.3伏的直流测试电压下，合格标准为单个样片的电流最大值≤8mA，批量测试样片的电流平均值≤2mA。

本发明的材料涂层抗冲击性能检测装置包括落锤式冲击装置及电流值检测装置，利用落锤式冲击装置对待测材料样片进行冲击，模拟实际产品受到碰撞的情形，然后将受冲击后的样片放到电流值检测装置的电解液槽的槽口并通过压紧装置压紧，再翻转电解液槽，使电解液与受冲击的样片一面接触，利用电解液槽内的电极及与样片另一面接触的电极刀片分别对样片的两面施加测试电压，同时检测流过样片的电流，根据电流大小来判断样片表面的涂层受损情况进而判断样片的抗冲击性能。这样，本发明真实地模拟了实际罐头生产过程中易开罐盖涂层的受冲击工况，检测装置结构简单，测量方便，将检测要求转化为电流值表示，易于实现且准确度高，降低了批量生产的质量风险。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本发明没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施方式也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，包括落锤式冲击装置（1）及电流值检测装置（2），所述的落锤式冲击装置包括底座（3），底座上设有下凹模（4），下凹模的上方设有冲头座，冲头座内设有冲头模芯（5），冲头座的上方设置落锤（6）；所述的电流值检测装置包括机架（7）及设置在机架上的电流检测架（8），电流检测架通过水平设置的转轴可翻转地设置在机架上，转轴的一侧设有电解液槽（9），电解液槽内设有电极（10），与电解液槽相对的转轴另一侧设有电极刀片（11）及压紧机构（12），电流值检测装置还包括控制盒（13），所述控制盒上设有控制按钮及用于显示电流值的显示器（14）。

2.根据权利要求1所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，所述底座的一侧设有立柱（15），立柱上端设有横梁（16），横梁上竖直设有套筒（17），套筒通过螺套（18）固定在横梁上，所述的落锤呈圆柱形，可滑动地设置在套筒内；套筒的一侧竖直设有贯穿套筒的长槽（19），长槽外侧的筒壁上设有刻度，长槽内设有与落锤固定的提手（20）。

3.根据权利要求2所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，所述冲头座通过横臂（21）连接在立柱上，横臂与底座之间设有下弹簧（22），横臂与横梁之间设有顶杆（23），顶杆的上端与螺接在横梁上的调节螺栓（24）抵接，顶杆上套设有上弹簧（25）。

4.根据权利要求1所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，所述冲头座的中央设有冲头模芯孔，所述的冲头模芯设置在冲头模芯孔内，所述冲头模芯呈圆柱状，冲头模芯的上端径向膨大构成撞击段（26），所述撞击段的直径大于冲头模芯的直径，撞击段与冲头座之间设有压簧（27），所述冲头模芯的下端呈半球形。

5.根据权利要求1所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，所述的底座上设有下凹模座（28），下凹模座上设有凹腔，所述的下凹模设置在凹腔内。

6.根据权利要求1所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，所述冲头座包括上冲头座（29）与下冲头座（30），上、下冲头座之间设有高度调节装置，所述高度调节装置包括与上冲头座底面适配的楔形调节块（31），所述楔形调节块通过调节螺钉（32）连接在下冲头左上，楔形调节块上设有冲头模芯避让孔及刻度尺。

7.根据权利要求1所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，所述压紧机构包括一锁扣（33），锁扣上设有锁紧手柄（34）。

8.根据权利要求1所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，所述转轴的一端延伸出机架外，机架外的转轴上设有翻转臂（35）。

9.根据权利要求1-8任一项所述的材料涂层抗冲击性能检测装置，其特征在于，材料涂层抗冲击性能检测装置还包括材料取样器及杀菌釜，所述材料取样器为悬臂式压杆取样器（36），悬臂式压杆取样器包括上刀口（37）、下刀口（38）及用于为冲切提供动力的杠杆悬臂（39）。

10.一种权利要求1所述的材料涂层抗冲击性能检测装置的检测方法，其特征是包括以下步骤：

a.待检测薄板材料取样：采用悬臂式压杆取样器，将待检测薄板裁剪后放入取样器中，按压取样器的悬臂杆，在取样器上下刀口的作用下，剪取直径为30-100mm的薄板圆片作为样片（40）；

b.抗冲击测试：采用落锤式冲击装置，其中落锤重量1000g，落锤高度1000mm，将样片放入落锤式冲击装置的下凹模上，将落锤提高至标准刻度1000mm处，松开落锤使其自由下落，落锤自由落下后冲击冲头模芯，冲头模芯在落锤冲击力的作用下对待测样片进行冲击起泡，样片受冲击处的起泡高度为2-8mm；

c.高温蒸煮：将经过落锤冲击的样片送入杀菌釜中进行蒸煮杀菌，蒸煮温度按照罐头的内容物需要选用90-130℃，蒸煮时间控制在30-60分钟；

d.涂膜检测：将高温蒸煮后的样片取出并进行干燥，在电流值检测装置的电解液槽内注入电解液，所述电解液为1%的氯化钠溶液或1%的硫酸钠溶液，将样片放入电流值检测装置的电解液槽口并利用压紧装置压紧，通过翻转臂转动转轴180度使电流检测架翻转，电流检测架翻转后电解液接触样片表面，开启电源，按下测试按钮，经4秒等待后读取显示器的电流值；

e.合格品判定：根据电流值的大小和对应的标准判定被检测样片是否满足抗冲击性能要求，在6.3伏的直流测试电压下，合格标准为单个样片的电流最大值≤8mA，批量测试样片的电流平均值≤2mA。

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