CN114305038A - 一种外壳具有弹性的钛保温杯及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种外壳具有弹性的钛保温杯及其制作工艺，属于保温杯技术领域。它解决了现有保温杯具有较厚的厚度而增加了制造成本。本外壳具有弹性的钛保温杯，包括均采用钛金属或钛合金材料制成的外壳和内胆，内胆插设在外壳内，外壳成型后的厚度为0.3mm～0.4mm，外壳成型后还经过800℃～1200℃的高温进行热处理使该外壳的杯身部分具有弹性记忆功能。本钛保温杯的制作工艺包括以下步骤：制作外壳；制作内胆；装配。本发明节省了制造成本。

Description

一种外壳具有弹性的钛保温杯及其制作工艺

技术领域

本发明属于保温杯技术领域，涉及一种钛保温杯；特别是一种外壳具有弹性的钛保温杯及其制作工艺。

背景技术

随着科技的不断发展，保温杯作为常见的生活用品，能对水或其他液体等进行保温储存，现有的保温杯通常是由陶瓷或不锈钢加上真空层作成的容器，顶部有保温盖，密封严实，真空层能起到延缓散热以达到保温的效果。现有的保温杯的内胆采用不锈钢材质，存在重金属析出现象，在长时间使用时，会影响饮品的口感，容易导致饮品变质，饮品也会逐渐腐蚀不锈钢导致其内胆破损，影响保温杯的使用寿命。针对上述存在的情况，人们研发出了各种各样的钛材料制成的保温杯。钛是一种很特别的金属,素有“太空金属”之称。用这种材质做成的保温杯不仅质地非常轻盈,而且十分坚韧,它还具有耐热、耐酸耐碱、强抗锈的特点，能够长期保持本身的色调，不会有重金属离子析出，卫生健康，得到了人们的普遍欢迎。

例如中国专利(公告号：CN206518417U，公告日：2017-09-26)公开了一种钛制保温杯，包括钛金属内胆和金属外壳，钛金属内胆的杯口向外设有弧形弯折沿，钛金属内胆和金属外壳的杯口朝向相同，金属外壳的杯口与钛金属内胆的弧形弯折沿匹配对应焊接固定，金属外壳采用钛金属和不锈钢材料复合构成，该钛金属和不锈钢材料为轴向紧密接触，且钛金属和不锈钢材料接触部位焊接有钛-不锈钢复合过渡环。

为了保证钛制保温杯的强度和使用寿命，通常具有较厚的厚度，而由于钛金属的成本较高，导致钛制保温杯的制造成本也比较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种外壳具有弹性的钛保温杯及其制作工艺，本发明所要解决的技术问题是：如何保证钛保温杯的使用寿命同时节省其制造成本。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种外壳具有弹性的钛保温杯，包括均采用钛金属或钛合金材料制成的外壳和内胆，所述内胆插设在所述外壳内，其特征在于，所述外壳成型后的厚度为0.3mm～0.4mm，所述外壳成型后还经过800℃～1200℃的高温进行热处理使该外壳的杯身部分具有弹性记忆功能。

其原理如下：本技术方案中的保温杯内胆和外壳均采用钛金属或钛合金制成，具有很高的耐热性和耐腐蚀性，而且还具有抑菌作用，其与水直接接触，能够保证水的洁净度，健康卫生；由于钛超轻超硬的金属,其在同等容量下,钛保温杯是不锈钢保温杯重量的43％,重量轻，出门带着比较方便；由于钛作为惰性金属，在1000度以下是不会与其他物质发生反应的，因此可以喝茶、牛奶、饮料等，根据实验，牛奶倒入本钛保温杯后可以保持一周时间，牛奶味依然醇香扑鼻，本钛保温杯使用完之后不会有任何残留味。本钛保温杯的钛金属发出自然色泽，长时间不掉色、不褪色、不变色的效果，能够经得起时间的雕琢，历久而弥新。本钛保温杯外壳和内胆材质相同，也便于装配焊接。装配时将内胆放置在外壳内，然后将两者上端焊接固连，整个保温杯的结构简单，定位稳定可靠。本技术方案中相对于现有的钛制保温杯，大大减少了内胆和外壳的厚度，同时采用特别设计的温度对成型后的外壳进行热处理，通过改变外壳内的金相组织结构，并降低氢氧原子的含量，同时控制外壳表面氧化层厚度和污染层厚度，使得外壳超薄且具有弹性，按压变形后能够通过回弹记忆功能复位，敲不烂，减少了其使用过程中不可恢复的变形损坏。本技术方案中的外壳比以前做的更薄，节省钛金属或钛合金材料，从而节省成本；同时又能够提高其塑性，防止其严重变形后报废，进而延长了其使用寿命。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯中，所述内胆成型后的厚度为0.18mm～0.3mm；所述内胆和/或外壳采用钛元素重量百分比含量99.95％以上的钛金属制成。这样做成的保温杯不仅质地非常轻盈,而且十分坚韧,它还具有耐热、耐酸耐碱、强抗锈的特点，能够长期保持本身的色调，不会有重金属离子析出，健康卫生。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯中，所述内胆通过旋薄工艺使其厚度为0.2mm～0.28mm。这一尺寸既能够减少钛金属材料的使用，又能够使得保温杯外壳的塑性增强，起到了意料不到的作用效果，大大提高了保温杯的使用寿命。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯中，所述外壳通过旋薄工艺使其厚度为0.35mm～0.38mm；所述外壳在真空炉中进行热处理且热处理的温度为900℃～1100℃。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯中，所述内胆通过旋薄工艺使其厚度为0.25mm；所述外壳通过旋薄工艺使其厚度为0.36mm。这一优选方案使得保温杯具有足够的强度和塑性；同时尽可能的减少制作材料，节省成本，经过试验数据分析，这一方案能够产生最佳的性价比。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯中，所述外壳和内胆同轴设置，所述外壳与所述内胆之间具有真空层，所述外壳的上端杯口与所述内胆的上端杯口朝向同一方向，所述外壳的上端向内倾斜延伸后再向上延伸形成直筒状的缩口，所述缩口的内壁与所述内胆上端的外周面相贴靠且两者焊接固连。外壳的上端与内胆的上端便于贴靠，且具有较大的接触面积，焊接牢固稳定，密封性高。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯中，所述内胆靠近上端的外周面上向内凹陷形成防水颈，所述外壳靠近上端的外周面上具有凸筋，所述外壳的底部焊接有杯底片，所述杯底片上开设有用于抽真空的凹槽。内胆可以采用钛板经过若干道拉伸工艺形成一体式结构，也可以采用筒体与底片焊接的方式制造；外壳采用钛金属或钛合金板材或管材先制作外壳周身，装配时，将内胆从外壳周身的下端端口放置在外壳内，然后将两者上端焊接固连，再在外壳周身的下端焊接杯底片，最后通过杯底片上的凹槽抽真空使外壳和内胆之间形成真空层，整个保温杯的结构简单，定位稳定，整体制造成本低。

本发明还公开一种外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺，所述钛保温杯的结构与上述的钛保温杯结构相同；本钛保温杯的制作工艺包括以下步骤：

制作外壳：采用钛金属或钛合金材料制作外壳；并使得外壳周身的厚度为0.3mm～0.4mm，在真空炉中采用800℃～1200℃的高温对外壳进行热处理使该外壳的杯身部分具有弹性记忆功能；

制作内胆：采用钛金属或钛合金材料制作内胆；

装配：将内胆插入所述外壳中，将外壳的上端与内胆的上端进行焊接固连。

工作原理：本技术方案中外壳和内胆分开制造，然后组装在一起，方便快捷，节省成本，提高生产效率。内胆和外壳均采用钛金属或钛合金材料制作，健康卫生。装配时将内胆从外壳的下端端口放置在外壳内，然后将两者上端焊接固连，外壳的下端焊接杯底片，再在杯底片抽真空使外壳和内胆之间形成真空层，整个保温杯的结构简单，定位稳定，整体制造成本低。本技术方案中限定了外壳较小的厚度，并经过热处理，使其具有弹性记忆功能，经过试验，其按压回弹记忆可达5nm；相对于现有的钛制保温杯，本技术方案中大大减少了内胆和外壳的厚度，结合热处理产生了意料不到的技术效果，本保温杯比以前做的更薄，节省了钛材料，又提高了其塑性，防止其严重变形损坏，从而延长了其使用寿命。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺中，制作外壳中，采用钛板经过若干道拉伸形成外壳筒体，或者采用钛管经过割管和杯身涨型形成外壳筒体；之后依次进行缩口、拉伸整形、整肩、滚螺纹处理，然后通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.3mm～0.4mm；制作内胆中，采用钛板经过若干道拉伸形成内胆筒体，或者采用钛管经过割管和杯身涨型形成内胆筒体；之后依次进行缩口、割料头、平口、滚螺纹、反底边、压底边、抛焊缝处理，然后通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.18mm～0.3mm。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺中，制作外壳与制作内胆不分先后或同步进行，在装配前还需制作杯底片；装配时，将所述内胆从外壳下端插入所述外壳内，在外壳下端焊接所述杯底片。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺中，所述内胆采用钛元素重量百分比含量99.95％以上的钛金属制成；装配前，所述内胆通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.18mm～0.3mm；所述外壳通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.35mm～0.38mm；旋薄后的外壳在真空炉中热处理的处理温度为900℃～1100℃；热处理的时间为6～10小时。

在上述的外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺中，装配前，旋薄后的外壳杯身厚度为0.36mm；旋薄后的外壳在真空炉中热处理的处理温度为950℃～1050℃；热处理的时间为8小时。

通过上述处理后，其能够保留单一金相组织，并使得氧原子比较低，控制氧化和吸氧层厚度；再结晶后获得26μm以下的细小晶粒组织，从而改变其力学性能和氢氧原子的含量，提高塑性。并且在真空炉中热处理的环境洁净度高，能够减少其表面形成的污染层。

进一步的，步骤a中，外壳最后还进行割底、平口平底、压口、清洗、烘干、外观检查、敲凹坑、去氧化、酸洗及入库处理；步骤b中，内胆最后还进行割底、平底、拉伸整型、外观检查、去氧化、酸洗、烘干及入库。

与现有技术相比，本发明中的钛保温杯及其制作工艺通过降低内胆和外壳的厚度，能够减少钛金属或钛合金材料的使用，节省成本，同时结合热处理又能够提高其塑性，按压后能够恢复形变，防止其严重变形损坏，从而延长了其使用寿命。

附图说明

图1是本钛保温杯的剖视图。

图中，1、外壳；11、缩口；12、凸筋；2、内胆；21、防水颈；3、真空层；4、杯底片；41、凹槽。

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

如图1所示，本外壳具有弹性的钛保温杯包括均采用钛金属或钛合金材料制成的外壳1和内胆2，内胆2插设在外壳1内，外壳1与内胆2之间具有真空层3，内胆2成型后的厚度为0.18mm～0.3mm；外壳1成型后的厚度为0.3mm～0.4mm且外壳1成型后还经过800℃～1200℃的高温进行热处理使该外壳1的杯身部分具有弹性记忆功能；进一步的，内胆2和/或外壳1采用钛元素重量百分比含量99.95％以上的钛金属制成；外壳1和内胆2同轴设置，外壳1的上端杯口与内胆2的上端杯口朝向同一方向，外壳1的上端向内倾斜延伸后再向上延伸形成直筒状的缩口11，缩口11的内壁与内胆2上端的外周面相贴靠且两者焊接固连；内胆2靠近上端的外周面上向内凹陷形成防水颈21，外壳1靠近上端的外周面上具有凸筋12，外壳1的底部焊接有杯底片4，杯底片4上开设有用于抽真空的凹槽41。本实施例中的钛保温杯内胆2和外壳1均采用钛金属或钛合金制成，具有很高的耐热性和耐腐蚀性，而且还具有抑菌作用，其与水直接接触，能够保证水的洁净度，健康卫生；外壳1和内胆2材质相同，也便于装配焊接。装配时将内胆2放置在外壳1内，然后将两者上端焊接固连，整个钛保温杯的结构简单，定位稳定可靠。本实施例中相对于现有的钛制保温杯，大大减少了内胆2和外壳1的厚度，同时采用特别设计的温度对成型后的外壳1进行热处理，通过改变外壳1内的金相组织结构，并降低氢氧原子的含量，同时控制外壳1表面氧化层厚度和污染层厚度，使得外壳1超薄且具有弹性，按压变形后能够通过回弹记忆功能复位，敲不烂，减少了其使用过程中不可恢复的变形损坏。本实施例中的外壳1比以前做的更薄，节省钛金属或钛合金材料，从而节省成本；同时又能够提高其塑性，防止其严重变形后报废，进而延长了其使用寿命。

进一步的，本实施例中内胆2通过旋薄工艺使其厚度为0.2mm～0.28mm。外壳1通过旋薄工艺使其厚度为0.35mm～0.38mm；外壳1在真空炉中进行热处理且热处理的温度为900℃～1100℃。

作为最优选择，内胆2的厚度为0.25mm；外壳1通过旋薄工艺使其厚度为0.36mm。这一尺寸既能够减少钛金属材料的使用，又能够使得保温杯外壳1的塑性增强，起到了意料不到的作用效果，大大提高了保温杯的使用寿命。这一优选方案使得保温杯具有足够的强度和塑性；同时尽可能的减少制作材料，节省成本，经过试验数据分析，这一方案能够产生最佳的性价比。

实施例二

本实施例公开一种外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺，本实施例中钛保温杯的结构与上述实施例一中的钛保温杯结构相同，本钛保温杯的制作工艺包括以下步骤：

制作外壳1：采用钛金属或钛合金材料制作外壳1；并使得外壳1周身的厚度为0.3mm～0.4mm，在真空炉中采用800℃～1200℃的高温对外壳1进行热处理使该外壳1的杯身部分具有弹性记忆功能；

制作内胆2：采用钛金属或钛合金材料制作内胆2；内胆2成型后的厚度为0.18mm～0.3mm；内胆2采用钛元素重量百分比含量99.95％以上的钛金属制成；

装配：将内胆2插入外壳1中，将外壳1的上端与内胆2的上端进行焊接固连，从外壳1的底部对外壳1和内胆2之间抽真空使两者之间形成真空层3。

本实施例中外壳1和内胆2分开制造，然后组装在一起，方便快捷，节省成本，提高生产效率。内胆2和外壳1均采用钛金属或钛合金材料制作，健康卫生。装配时将内胆2从外壳1的下端端口放置在外壳1内，然后将两者上端焊接固连，外壳1的下端焊接杯底片4，再在杯底片4抽真空使外壳1和内胆2之间形成真空层3，整个保温杯的结构简单，定位稳定，整体制造成本低。本实施例中限定了外壳1较小的厚度，并经过热处理，使其具有弹性记忆功能，经过试验，其按压回弹记忆可达5nm；相对于现有的钛制保温杯，本实施例中大大减少了内胆2和外壳1的厚度，结合热处理产生了意料不到的技术效果，本保温杯比以前做的更薄，节省了钛材料，又提高了其塑性，防止其严重变形损坏，从而延长了其使用寿命。

进一步的，制作外壳1中，采用钛板经过若干道拉伸形成外壳筒体，或者采用钛管经过割管和杯身涨型形成外壳筒体，本实施例优选第二种方案，之后依次进行缩口、拉伸整形、整肩、滚螺纹处理，然后通过旋薄工艺使其周身厚度为0.3mm～0.4mm；制作内胆2中，采用钛板经过若干道拉伸形成内胆筒体，或者采用钛管经过割管和杯身涨型形成内胆筒体，本实施例优选第二种方案，之后依次进行缩口、割料头、平口、滚螺纹、反底边、压底边、抛焊缝处理，然后通过旋薄工艺使其周身厚度为0.18mm～0.3mm。上述制作外壳与制作内胆不分先后或同步进行，在装配前还需制作杯底片4；装配时，将内胆2从外壳1下端插入外壳1内，在外壳1下端焊接杯底片4。

进一步的，本实施例中装配前，旋薄后的外壳1周身厚度为0.35mm～0.38mm；旋薄后的外壳1在真空炉中热处理的处理温度为900℃～1100℃；热处理的时间为6～10小时。

更进一步的，作为最优方案，装配前，旋薄后的外壳1周身厚度为0.36mm；旋薄后的外壳1在真空炉中热处理的处理温度为950℃～1050℃；热处理的时间为8小时。通过上述处理后，其能够保留单一金相组织，并使得氧原子比较低，控制氧化和吸氧层厚度；再结晶后获得26μm以下的细小晶粒组织，从而改变其力学性能和氢氧原子的含量，提高塑性。并且在真空炉中热处理的环境洁净度高，能够减少其表面形成的污染层。

进一步的，本实施例制作外壳1中，外壳1最后还进行割底、平口平底、压口、清洗、烘干、外观检查、敲凹坑、去氧化、酸洗及入库处理；步骤b中，内胆2最后还进行割底、平底、拉伸整型、外观检查、去氧化、酸洗、烘干及入库。

本实施例中的旋薄是通过压轮与主芯模配合滚压外壳1或内胆2的外周面，形成符合要求厚度且均匀的壁厚。例如可以采用我国专利文献公告号：CN109047551A；公开日：2018-12-21中的一种保温杯内胆旋薄工艺方法进行。

本实施例中的平口平底是将外壳1或内胆2的杯口部分及底部整体平整，形成符合要求的齐边。滚螺纹是用于螺旋安装内塞。

本实施例中的杯身涨型是利用水压和模具配合让产品产生变形,达到想要的效果,例如采用我国专利文献公告号：CN110732847A；公开日：2020-01-31中的一种保温杯大宽口内胆的制作工艺来进行。

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。

Claims (10)

1.一种外壳具有弹性的钛保温杯，包括均采用钛金属或钛合金材料制成的外壳(1)和内胆(2)，所述内胆(2)插设在所述外壳(1)内，其特征在于，所述外壳(1)成型后还经过800℃～1200℃的高温进行热处理使该外壳(1)的杯身部分具有弹性记忆功能。

2.根据权利要求1所述的外壳具有弹性的钛保温杯，其特征在于，所述内胆(2)成型后的厚度为0.18mm～0.3mm；所述内胆和/或外壳(1)采用钛元素重量百分比含量99.95％以上的钛金属制成。

3.根据权利要求1或2所述的外壳具有弹性的钛保温杯，其特征在于，所述外壳(1)通过旋薄工艺使其厚度为0.35mm～0.38mm；所述外壳(1)在真空炉中进行热处理且热处理的温度为900℃～1100℃。

4.根据权利要求3所述的外壳具有弹性的钛保温杯，其特征在于，所述内胆(2)通过旋薄工艺使其厚度为0.25mm；所述外壳(1)通过旋薄工艺使其厚度为0.36mm。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的外壳具有弹性的钛保温杯，其特征在于，所述外壳(1)和内胆(2)同轴设置，所述外壳(1)与所述内胆(2)之间具有真空层(3)，所述外壳(1)的上端杯口与所述内胆(2)的上端杯口朝向同一方向，所述外壳(1)的上端向内倾斜延伸后再向上延伸形成直筒状的缩口(11)，所述缩口(11)的内壁与所述内胆(2)上端的外周面相贴靠且两者焊接固连。

6.根据权利要求5所述的外壳具有弹性的钛保温杯，其特征在于，所述内胆(2)靠近上端的外周面上向内凹陷形成防水颈(21)，所述外壳(1)靠近上端的外周面上具有凸筋(12)，所述外壳(1)的底部焊接有杯底片(4)，所述杯底片(4)上开设有用于抽真空的凹槽(41)。

7.一种外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺，其特征在于，本钛保温杯的制作工艺包括以下步骤：

制作外壳(1)：采用钛金属或钛合金材料制作外壳(1)；在真空炉中采用800～1200℃的高温对外壳(1)进行热处理使该外壳(1)的杯身部分具有弹性记忆功能；

制作内胆(2)：采用钛金属或钛合金材料制作内胆(2)；

装配：将内胆(2)插入所述外壳(1)中，将外壳(1)的上端与内胆(2)的上端进行焊接固连。

8.根据权利要求7所述的外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺，其特征在于，制作外壳(1)中，采用钛板经过若干道拉伸形成外壳筒体，或者采用钛管经过割管和杯身涨型形成外壳筒体；之后依次进行缩口、拉伸整形、整肩、滚螺纹处理，然后通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.3mm～0.4mm；制作内胆(2)中，采用钛板经过若干道拉伸形成内胆筒体，或者采用钛管经过割管和杯身涨型形成内胆筒体；之后依次进行缩口、割料头、平口、滚螺纹、反底边、压底边、抛焊缝处理，然后通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.18mm～0.3mm。

9.根据权利要求7所述的外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺，其特征在于，制作外壳(1)与制作内胆(2)不分先后或同步进行，在装配前还需制作杯底片(4)；装配时，将所述内胆(2)从外壳(1)下端插入所述外壳(1)内，在外壳(1)下端焊接所述杯底片(4)。

10.根据权利要求7所述的外壳具有弹性的钛保温杯的制作工艺，其特征在于，所述内胆(2)采用钛元素重量百分比含量99.95％以上的钛金属制成；装配前，所述内胆(2)通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.18mm～0.3mm；所述外壳(1)通过旋薄工艺使其杯身厚度为0.35mm～0.38mm；旋薄后的外壳(1)在真空炉中热处理的处理温度为900℃～1100℃；热处理的时间为6～10小时。

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