CN116372028B - 一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法及装置,可以有效的解决由于落料冲杯工序造成的破损和毛边的影响。随着加热温度的升高,薄膜变为流动变形的状态,这种状态下可以消除破损和毛边的缺陷,同时也消除了薄膜同金属结合面的应力,能够有效的抑制丝状腐蚀。当加热完成,温度降低后薄膜会重新固化,恢复覆膜铁的原有性能,且根据覆膜铁的厚度、薄膜的种类的不同,温度会有所不同,本申请还提供了每一种不同规格覆膜铁的具体加热温度。
Description
技术领域
本申请涉及覆膜铁两片罐生产质控技术领域,具体涉及一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法及装置。
背景技术
PET塑料是通过美国食品药物管理局认证可与食品接触的材料,具有价格低、无毒无味、阻隔性好等特点,其加工过程也比较环保。非常适用于包装材料。通过高温热压在镀铬马口铁板两面贴合上PET聚酯薄膜,可以成为一种兼有塑料和金属板材双重特点的金属功能材料—覆膜铁。目前,覆膜铁在冲压罐、冲拔罐等两片罐中有很好的应用,然而在制作两片罐时人们发现两片罐的罐口处会出现丝状腐蚀,如图1和图2就是两种比较典型的两片罐罐口处会丝状腐蚀的情况。
丝状腐蚀是一种线性的膜下腐蚀。国家标准GB/T10123《金属和合金的腐蚀基本术语和定义》将丝状腐蚀定义为:“在非金属涂层下面的金属表面发生的一种丝状腐蚀”。PET塑料覆膜铁虽然不是涂层钢板,但是情况同金属涂层情况一样。丝状腐蚀的形成原理是在氧浓差控制下的电化学腐蚀,是一种阳极破坏过程,对原理人们已经研究的非常清楚,但是如何避免或减少丝状腐蚀的产生,一直是金属包装的改进方向。
目前主要解决的方法是选择不同的涂料或PET塑料膜,通过提高涂层或膜的附着力来抑制丝状腐蚀。但是在两片罐制作时有落料冲杯和修边等工序,在这个工序中两片罐的罐口边缘部分的PET塑料膜会由于模具剪切的作用而产生一些细小的破损和毛边,这些破损和毛边位置,由于剪切过程的撕裂作用,使PET塑料膜和基层马口铁产生细微的破坏或分离,这样氧气就有机会进入PET塑料膜和基层马口铁之间的细微破损处,这种情况将会成为丝状腐蚀产生的诱因和起点,消除这些破损和毛边的影响是抑制丝状腐蚀的一个改进方向。同时,由于两片罐的制罐过程中,不可避免的会采用冲压落料、拉深等金属材料的变形工艺,在这些变形过程中,薄膜的变形量和金属板材的变形量存在微量的不一致现象,变形量的不一致会在薄膜和金属板两者之间的粘结面上会产生内应力,这种应力一般也是在变形最大的罐口翻边处最为严重,应力的存在不但降低了薄膜和金属的附着力,也是促进腐蚀产生的另一个条件,除了PET覆膜铁外,PE覆膜铁也存在同样的问题。
发明内容
本申请为了解决上述技术问题,提供一种消除落料冲杯工序造成的破损和毛边,同时减少应力的存在,以此来消除丝状腐蚀产生的诱因和起点的覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法及装置。
一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法,包括以下步骤:
S1、覆膜铁进料后,在制杯机上经模具剪切落料冲杯,将罐底拉伸后冲压底部,将拉伸后的罐体经切口机将罐口边缘修齐至指定高度,得两片罐半成品;
S2、将步骤S1所得的两片罐半成品的罐口部分在150-210℃的温度下,进行局部加热,即得,PE或PET塑料均为热塑性塑料,可以利用这个特点来实现上述方案,通过采用非接触加热的形式,对两片罐落料冲杯,并且完成修边后的罐口局部进行升温加热和降温,其中温升过程和降温过程均要求温度可控。在这种加热处理的过程中,利用热塑性塑料加热后产生流动变形的性质,使破损和毛边位置的PET塑料重新变为流动变形状态,由于是在条件可控的情况下对罐口部分进行的加热,只有局部少量的位置可以达到PET塑料软化的温度,这样软化后的PET塑料并不会任意变形,在钢板和周围固化PET塑料的限制情况下,基本上是重新粘附在钢板上,从而消除了PET塑料的破损和毛边,在重新软化黏附的过程中,加热至塑性变形的过程,也使PET塑料因变形而产生的应力得以释放,消除了应力的不良影响,这种情况下,丝状腐蚀产生的诱因得以消除。
优选的,步骤S2中,所述加热的方式为电磁感应加热或红外线辐照加热,对两片罐的罐口部分的加热,可以看做为薄壁零件的局部加热,通过试验检验,发现采用电磁感应加热或红外线辐照加热是比较合适的加热工艺。首先这两种加热工艺的温度和加热时间都比较容易控制和调整,适用于各种不同罐形的罐口加热;其次可以相对精确的控制加热深度和加热区域;第三,加热的设备投资和成本都不高,容易在产线上实现应用。
优选的,所述电磁感应加热的频率>200KHz,更优选的,可采用超高频感应加热方式,频率范围在200KHZ或以上,这样的加热方式可以尽可能的加热罐口部分金属的表面部分,减少加热温度对罐体的影响。
优选的,所述红外线辐照加热的红外线波长为5-20μm之间,采用红外线辐照加热方式,根据匹配吸收的原则,针对PET塑料这种高分子化合物,可采用红外线波长范围大在5-20μm之间的红外加热器进行加热,同时红外发生器的位置应该可调,一方面红外发生器以适应不同高度的罐形,另一方面可以使红外发生器尽可能的接近罐口部分,避免红外加热对罐体部分的影响。
优选的,步骤S2中,所述加热的时间为55-220s,加热工艺针对的加热目标是罐口部分,但是由于热传递的影响,加热时整个两片罐温度都会升高,工艺主要是控制罐口部分的温度。一般来说对罐口部分的加热范围为150-210℃,加热时间范围为55-220s。
优选的,所述两片罐的材料包括:PET覆膜铁和改性PET覆膜铁,根据覆膜铁的厚度、薄膜的种类的不同,温度会有所不同。每一种不同规格覆膜铁的具体加热温度,可以通过试验获得。对于加热工艺的选择,主要是考虑适合薄板加热的工艺方法,采用这样的加热方式改进后的覆膜铁两片罐制造工艺,可以有效的解决由于落料冲杯工序造成的破损和毛边的影响。随着加热温度的升高,薄膜变为流动变形的状态,这种状态下可以消除破损和毛边的缺陷,同时也消除了薄膜同金属结合面的应力,能够有效的抑制丝状腐蚀。当加热完成,温度降低后薄膜会重新固化,恢复覆膜铁的原有性能。
优选的,所述PET覆膜铁的加热温度为180-210℃;所述改性PET覆膜铁的加热温度为150-180℃。
如上所述的覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理装置,包括工作平台,设于所述工作平台两端用于输送两片罐半成品的输送机构,设于所述工作平台上的加热装置以及用于将所述两片罐半成品移动至所述加热装置上的传送机构;
所述传送机构包括设于所述工作平台上侧可沿所述工作平台长度方向滑动的滑动座,设于所述滑动座上用于带动所述滑动座运动的摇杆以及设于所述摇杆中部用于驱动所述摇杆移动的曲柄连杆机构。
优选的,所述滑动座上还设有伸缩模组,当所述两片罐半成品经所述输送机构输送至所述工作平台上时,所述伸缩模组朝罐体方向伸出,所述曲柄连杆机构驱动所述摇杆带动所述滑动座连同所述两片罐半成品朝所述加热装置方向移动,所述两片罐半成品到达所述加热装置上侧后,所述曲柄连杆机构复位至起始位置。
优选的,所述摇杆一端与所述滑动座连接,另一端与铰接座铰接,所述摇杆可绕所述铰接座朝输送方向往复摆动,所述曲柄连杆机构包括可绕转动轴旋转的曲柄,以及一端设于所述摇杆中部另一端设于所述曲柄的转动的连杆,当所述曲柄旋转时,可驱动所述连杆带动所述摇杆做往复运动,以将所述两片罐半成品推动至所述加热装置上侧。
与现有技术相比,本申请的有益效果如下:
本申请提供一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法,可以有效的解决由于落料冲杯工序造成的破损和毛边的影响,随着加热温度的升高,薄膜变为流动变形的状态,这种状态下可以消除破损和毛边的缺陷,同时也消除了薄膜同金属结合面的应力,能够有效的抑制丝状腐蚀。当加热完成,温度降低后薄膜会重新固化,恢复覆膜铁的原有性能,且根据覆膜铁的厚度、薄膜的种类的不同,温度会有所不同,本申请还提供了每一种不同规格覆膜铁的具体加热温度。
本申请提供一种覆膜铁两片罐罐口局部加热装置,通过设置工作平台,工作平台既可以用来放置罐体,同时又是制罐时罐体向下一道工序运输的通道,且罐体为倒立放置,工作平台为绝缘并耐热的材料,加热装置既可以是红外加热又可以是电磁感应加热,,控制感应线圈中电流的大小或红外辐照的波长就可以方便的控制罐口部分的加热温度,控制罐体在工作平台上面的放置时间,进而控制加热时间,通过可控制的曲柄摇杆,可控制曲柄的转速,从而控制其做往复运动的时间,进而实现控制加热时间,不仅提高了生产效率,更是大大降低了生产的成本,实现自动化生产,可以消除破损和毛边的缺陷,同时也消除了薄膜同金属结合面的应力,能够有效的抑制丝状腐蚀的现象的产生。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是现有技术中覆膜铁两片罐罐口部分易产生的丝状腐蚀图;
图2是现有技术中覆膜铁两片罐罐口边缘易产生的丝状腐蚀图;
图3本申请一种覆膜铁两片罐罐口局部加热装置的所述电磁感应加热示意图;
图4是本申请一种覆膜铁两片罐罐口局部加热装置的所述电磁感应加热使用状态示意图;
图5是本申请一种覆膜铁两片罐罐口局部加热装置的所述红外线辐照加热示意图;
图6是本申请一种覆膜铁两片罐罐口局部加热装置的所述红外线辐照加热使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法,包括以下步骤:
S1、覆膜铁进料后,在制杯机上经模具剪切落料冲杯,将罐底拉伸后冲压底部,将拉伸后的罐体经切口机将罐口边缘修齐至指定高度,得两片罐半成品;
S2、将步骤S1所得的两片罐半成品的罐口部分在150-210℃的温度下,进行电磁感应局部加热或红外线辐照局部加热55-220s,即得;所述电磁感应加热的频率>200KHz;所述红外线辐照加热的红外线波长为5-20μm;所述PET覆膜铁的加热温度为180-210℃;所述改性PET覆膜铁的加热温度为150-180℃。
如图1-6所示,一种覆膜铁两片罐罐口局部加热装置,包括工作平台1、输送机构2、加热装置3、传送机构4、滑动座40、摇杆41、曲柄连杆机构5、转动轴50、曲柄51、连杆52和伸缩模组6。
一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理装置,包括工作平台1,设于所述工作平台1两端用于输送两片罐半成品的输送机构2,设于所述工作平台1上的加热装置3以及用于将所述两片罐半成品移动至所述加热装置3上的传送机构4;
如图3和4所示,所述加热装置3为电池感应加热装置,设于所述工作平台1的下侧,即工作平台1既可以用来放置罐体,同时又是制罐时罐体向下一道工序运输的通道,且罐体为倒立放置,工作平台为绝缘并耐热的材料,由于存在电磁感应现象,工作平台下侧对应罐体的位置下设有感应线圈,距离感应线圈比较近的罐口部分中,会在金属板中产生感应电流,电流在金属板中传导,因为电阻效应而发热。由于罐体是倒立放置的,罐口部分距离感应线圈比较近,感应电流也主要产生在罐口部分,控制感应线圈中电流的大小就可以方便的控制罐口部分的加热温度,控制罐体在工作平台上面的放置时间,进而控制加热时间;
如图5和6所示,所述加热装置3为红外线辐照加热装置,设于所述工作平台1的上侧,罐体在经过冲杯落料和拉伸冲底工序后,在罐口部分形成了带有一定变形量或翻边的罐口部分;罐体直立放置在工作平台上面;工作平台既可以用来放置罐体,同时又是制罐时罐体向下一道工序运输的通道;在工作平台的上侧,同罐体放置位置对应的部位,安装有红外线辐照加热装置;红外线辐照加热装置中设有红外加热管;由于罐体直立放置,罐口部分距离红外线辐照加热装置比较近,加热温度会明显高于其他部分;控制红外线辐照加热装置中红外线强度的大小,就可以方便的控制罐口部分的加热温度,控制罐体在工作平台上面的放置时间,进而控制加热时间。
所述传送机构4包括设于所述工作平台1上侧可沿所述工作平台1长度方向滑动的滑动座40,设于所述滑动座40上用于带动所述滑动座40运动的摇杆41以及设于所述摇杆41中部用于驱动所述摇杆41移动的曲柄连杆机构5。
优选的,所述滑动座40上还设有伸缩模组6,当所述两片罐半成品经所述输送机构2输送至所述工作平台1上时,所述伸缩模组6朝罐体方向伸出,所述曲柄连杆机构5驱动所述摇杆41带动所述滑动座40连同所述两片罐半成品朝所述加热装置3方向移动,所述两片罐半成品到达所述加热装置3上侧后,所述曲柄连杆机构5复位至起始位置,通过设置伸缩模组,可以向入口运料通道的方向伸出,用于推动罐体到工作平台上的加热区域上。
优选的,所述摇杆41一端与所述滑动座40连接,另一端与铰接座6铰接,所述摇杆41可绕所述铰接座6朝输送方向往复摆动,所述曲柄连杆机构5包括可绕转动轴50旋转的曲柄51,以及一端设于所述摇杆41中部另一端设于所述曲柄51的转动的连杆52,当所述曲柄51旋转时,可驱动所述连杆52带动所述摇杆41做往复运动,以将所述两片罐半成品推动至所述加热装置3上侧,通过设置曲柄连杆与摇杆的配合结构,当罐体到达入口运料通道时,伸缩模组向罐体方向伸出,伸缩模组和滑动座在摇杆的带动下,可以推动罐体向前运行,直到当罐体到达电磁感应加热装置处,开始加热。这套曲柄-摇杆机构中的曲柄在转动时转速随角度可变,从而保证伸缩模组在推动罐体向前运动时,速度均匀且可调,可通过控制曲柄的转动速度来控制罐体的加热时间。
本申请提供一种覆膜铁两片罐罐口局部加热装置,通过设置工作平台,工作平台既可以用来放置罐体,同时又是制罐时罐体向下一道工序运输的通道,且罐体为倒立放置,工作平台为绝缘并耐热的材料,加热装置既可以是红外加热又可以是电磁感应加热,,控制感应线圈中电流的大小或红外辐照的波长就可以方便的控制罐口部分的加热温度,控制罐体在工作平台上面的放置时间,进而控制加热时间,通过可控制的曲柄摇杆,可控制曲柄的转速,从而控制其做往复运动的时间,进而实现控制加热时间,不仅提高了生产效率,更是大大降低了生产的成本,实现自动化生产,可以消除破损和毛边的缺陷,同时也消除了薄膜同金属结合面的应力,能够有效的抑制丝状腐蚀的现象的产生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、覆膜铁进料后,在制杯机上经模具剪切落料冲杯,将罐底拉伸后冲压底部,将拉伸后的罐体经切口机将罐口边缘修齐至指定高度,得两片罐半成品;
S2、将步骤S1所得的两片罐半成品的罐口部分在150-210℃的温度下,进行局部加热,即得;
步骤S2中,所述加热的方式为电磁感应加热或红外线辐照加热;
所述电磁感应加热的频率>200KHz;
所述红外线辐照加热的红外线波长为5-20μm;
步骤S2中,所述加热的时间为55-220s;
所述两片罐的材料包括:PET覆膜铁和改性PET覆膜铁;
所述PET覆膜铁的加热温度为180-210℃;所述改性PET覆膜铁的加热温度为150-180℃。
2.如权利要求1所述的覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法的处理装置,其特征在于:包括工作平台(1),设于所述工作平台(1)两端用于输送两片罐半成品的输送机构(2),设于所述工作平台(1)上的加热装置(3)以及用于将所述两片罐半成品移动至所述加热装置(3)上的传送机构(4);
所述传送机构(4)包括设于所述工作平台(1)上侧可沿所述工作平台(1)长度方向滑动的滑动座(40),设于所述滑动座(40)上用于带动所述滑动座(40)运动的摇杆(41)以及设于所述摇杆(41)中部用于驱动所述摇杆(41)移动的曲柄连杆机构(5)。
3.根据权利要求2所述的覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法的处理装置,其特征在于:所述滑动座(40)上还设有伸缩模组(6),当所述两片罐半成品经所述输送机构(2)输送至所述工作平台(1)上时,所述伸缩模组(6)朝罐体方向伸出,所述曲柄连杆机构(5)驱动所述摇杆(41)带动所述滑动座(40)连同所述两片罐半成品朝所述加热装置(3)方向移动,所述两片罐半成品到达所述加热装置(3)上侧后,所述曲柄连杆机构(5)复位至起始位置。
4.根据权利要求3所述的覆膜铁两片罐罐口局部加热的处理方法的处理装置,其特征在于:所述摇杆(41)一端与所述滑动座(40)连接,另一端与铰接座(7)铰接,所述摇杆(41)可绕所述铰接座(7)朝输送方向往复摆动,所述曲柄连杆机构(5)包括可绕转动轴(50)旋转的曲柄(51),以及一端设于所述摇杆(41)中部另一端设于所述曲柄(51)的转动的连杆(52),当所述曲柄(51)旋转时,可驱动所述连杆(52)带动所述摇杆(41)做往复运动,以将所述两片罐半成品推动至所述加热装置(3)上侧。
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