NO128102B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av trukne

hule gjenstander av platemateriale av aluminium.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt forbedrede form-

bare plater av aluminium, med spesielt fremstilling av trukne,

hule gjenstander av platemateriale av aluminium, nærmere bestemt plater forsynt med et harpiksholdig belegg som inneholder et smøre-middel for bearbeidingen.

Som det vil være velkjent under utformingen av trukne, hule artikler fra metallplater, som et stykke aluminium og legering på aluminiuiribasis, er et av de største problemer dannelsen av "ører" under trekkoperasjonen. Øredannelse er betegnelsen på dannelsen av partier av kammuslingsform eller øreform rundt toppen av den frie kant av en trukket hul artikkel som et resultat av forskjeller i retningsegenskapene hos det anvendte platemateriale. Øredannelse kan oppstå i. en rekke metaller og under utformingen av forskjellige former av trukne, hule artikler. Særlig er øredannelse hos aluminium og legeringer på aluminiumsbasis brysom, spesielt under trekking av sylinderformede hule artikler. Dette er fremhevet i "How to Determine Characteristics of Earing in Aluminium", Light Metal Age, December 1953, side 12, som omhandler de typer av øredannelse som utvikles under trekking av aluminiumplate og plater av legeringer på aluminiumbasis. 0-90 graders ører er et resultat av fremherskende glødningsstruktur, og 45 graders ører bevir-kes av fremherskende valsestruktur.

Trukne metallbeholdere brukes for pakking av en rekke forskjellige fødemidler, drikker og andre materialer. I mange tilfeller er det ønskelig å utstyre den indre overflate av slike beholdere med et motstandsdyktig overtrekk eller belegg for, å hindre kontakt mellom metallet og det ifylte produkt i beholderen. Slike belegg må klebe meget hårdt til den underliggende metall-overflate i beholderen. Videre må belegget ikke inneholde ska-delige, giftige eller smakspåvirkende bestanddeler og må være meget motstandsdyktige mot organiske syrer, fett og alkoholer, fortynnede uorganiske syrer, alkalier og andre bestanddeler som kan være tilstede i det pakkede produkt. I tillegg blir også den ytre overflate av de trukne beholdere belagt med et beskyttende eller dekorativt overtrekk. Vanlig brukte beleggmaterialer er av harpikstypen slik som epoksy, akryl og fenolharpikser, med eller uten andre komponenter slik som stabilisatorer, plastiserende bestanddeler og pigmenter. Det er vanlig praksis å fremstille beholdere ved trekking av materiale av platemetall som allerede har overtrekksbelegget påført.

Fremgangsmåter for påføririg av harpiksbelegg på metallplater er vel kjente og avhenger i noen grad av egenskapene hos den harpiks eller de harpikser som anvendes. I alminnelighet omfatter de rengjøring av platens overflate, belegging av den ren-gjorte overflate med en væske som inneholder harpiksen, og om-dannelsen av dette belegg til en tørr film. Eksempler på slike fremgangsmåter finnes i U.S.A.-patentene nr. 3 114 725 og 3 206 848.

Når belegget er tørt eller herdnet er stykket ferdig til formingsoperasjonen. Av den belagte plate kuttes det ut en skive eller et sirkelformet emne. Det sirkelformede emne blir derpå påført et ytre lag . av et hensiktsmessig smøremiddel, slik som en mineralolje og plassert i en holder over en sirkulær fordypning i en senke anbrakt i en hydraulisk eller mekanisk presse. Et stempel tvinger derpå emnet gjennom senkefordypningeh og former derved en hul artikkel med en sylindrisk sidevegg og med en endevegg. Et andre trekkoperasjonstrinn blir noen ganger foretatt for å få en dypere trukket artikkel eller gjenstand.

Imidlertid er øredannelse i platematerialet under trekkoperasjonen et problem, siden ørene må skaffes vekk fra den trukne artikkel, med tilhørende omkostninger og spill.

Det er tidligere kjent å belegge plater med en blanding av en harpiks og et smøremiddel, se eksempelvis britiske patentskrifter nr. 872 581, 1 001 855 og 1 004 836. Hensikten med de i disse patentskrifter omhandlede smøremiddel er imidlertid å redusere antall trekningstrinn for derved å kunne redusere eller eliminere antall varmebehandlingstrinn.

Formålet for foreliggende oppfinnelse er å skaffe en fremgangsmåte til å redusere tendensen hos metallplater forsynt med et harpiksbelegg til å danne ører under trekkoperasjonen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er av den art hvor platematerialet før trekkingen belegges med en blanding av et harpiksaktig be-legningsmateriale samt et smøremiddel, hvoretter det belagte alu-miniumsplatemateriale trekkes for dannelse av hulgjenstanden, og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at som smøre-middel anvendes polyetylen, lanolin eller vaselin på mineralbasis, hvilket smøremiddel utgjør 2-6 vektprosent av belegget. Det er funnet at når platematerialet belegges på denne måten så vil hule gjenstander såsom beholdere og lignende som er trukket av slike belagte plater vise seg å bli i alt vesentlig fri for de omtalte ører og lignende. Innblandingen av smøremiddel i harpiksbeleggene vil her bli omtalt som "indre smøring". Det er videre unødvendig å følge den ovenfor nevnte tidligere praksis med å bruke et ytre belegg med smøremiddel på platen når den trekkes. Slik smøring ble anvendt på grunn av at den sterke friksjon som fulgte med en slik formeoperasjon ville resultere i at den sentrale del av det belagte emne ville bli ødelagt istedet for at det ble dannet en trukken gjenstand. Dette fenomen er omtalt som "utbrekk".

Det er funnet at i virkeligheten vil belegget av utvendig smøremiddel som hittil har vært anvéndt under trekking av metallplate, bidra til dannelsen av ører langs den frie kant eller åpne ende av trukne, hule gjenstander slik som beholdere, og ved eli-mineringen av den utvendige smøring mellom metallplaten og de formende verktøy ved innføring av en liten mengde smøremiddel i belegget, vil dannelsen av ører under trekkoperasjonen reduseres vesentlig. Det vil bemerkes at det vil være en liten mengde smøre-middel på den ytre flate av belegget selv om smøremidlet er innblandet i belegget. Denne lille mengde smøremiddel er tilstrekkelig til å tillate tilfredsstillende trekking av emnet uten utbrekk.

I sin alminnelighet bør det smøremiddel som innblandes i harpiksbelegget være et som ikke vesentlig påvirkes av oppvarming, brenning eller andre operasjoner som anvendes under fremskaffelsen civ harpiksfilmen på metallplaten, og som ikke er skadelig eller på andre måter uønsket ved den bruk som skal .gjøres av den trukkede gjenstand. Lanolin, polyetylen og vaselin er eksempler på smøre-midler som gir tilfredsstillende resultater.

Smøremidlet i harpiksbelegget bør utgjøre 2-6% i vekt av belegget. For optimalt resultat er den foretrukne mengde smøre-middel funnet å være fra 3% til 5% i vekt av belegget. Med. over 6% smøremiddel i belegget oppnås det ønskede resultat i minsking av øredannelsen, men ingen merkbar forbedring følger en bruk som overskrider 6%. Mengden av tilført smøremiddel for oppnåelse av det beste resultat avhenger noe av den smørende evne av det spe-r sielle smøremiddel som er anvendt såvel som av forenligheten mellom smøremidlet og det anvendte harpiksmateriale i belegget. Videre må mengden av smøremiddel ikke være slik at det skadelig påvirker den trukne gjenstand under bruk, slik som tilføring av en uønsket smak, lukt eller utseende på det materiale som er pakket i gjen-standen .

Den riktige mengde smøremiddel kan innblandes i harpiksen før platematerialet belegges. Blandeprosessen. bør være slik at smøremidlet dispergerer i alt beleggmateriale før blandingen på-føres metallplaten. Sagt i sin alminnelighet jo mer fullkomment smøremidlet er dispergert,i beleggmaterialet desto bedre. I til-; felle polyetylen brukes som indre smøring for eksempel, er det funnet at et ganske tilfredsstillende resultat kan oppnås ved lang-som tilførsel av harpiksmaterialet til smøremidlet under omrøring av blandingen. Når en tilstrekkelig mengde smøremiddel med det harpiksmateriale som skal brukes som belegg og slik at det endelige belegg vil inneholde i seg den ønskede prosent smøremiddel, er det ønskelig å røre blandingen kraftig i omkring 30 minutter f.eks. i et høyhastighets blandeapparat. Dette sikrer at fint fordelte smøremiddelpartikler blir godt blandet i hele beleggmaterialet.

Blandingen av indre smøring og beleggmaterialet kan på-

føres flate metallplatematerialer på hvilken som helst konvensjonell måte, slik som ved sprøyting, dypping eller pårulling.

Betegnelsen v flatt metallplatemateriale" som her er brukt omfatter både enkelte stykker og sammenrullede strimler av metallplate hvorfra emner kan kappes. Bortsett fra mindre forskjeller i den mekaniske håndtering, er fremgangsmåten for enkelte stykker eller sammenrullede strimler den samme. Det er imidlertid' i alminnelighet billigere og mer hensiktsmessig å bruke strimler. På-føringen av blandingen av indre smøring og beleggmaterialet på begge sider av den flate metallplate er funnet å være heldig for å oppnå trukne artikler eller gjenstander med minimal øredannelse.

De emner som er kuttet av belagt flatt platemateriale trekkes til hule gjenstander slik som i konvensjonelle trekkapparater, men uten påføring av et utvendig smøremiddel på emnene. De trukne produkter kan trimmes om dette er nødvendig, men ved anvendelsen av denne oppfinnelsen kan trimmeoperasjonen i mange tilfeller helt utelates.

Fordelene oppnådd med denne oppfinnelse illustreres i det følgende eksempel. I eksemplet ble prosenten av øredannelse kalku-lert nå basis av formelen?

I denne formel er h-^ lik den målte rettlinjede avstand fra den lukkede bunn i den trukne gjenstand til tuppen av det lengste øre på den åpne enden, og h2 er lik den målte rettlinjede avstand fra den lukkede bunn i den trukne gjenstand til den laveste dal mellom ørene.

Eksempel

Tretten 0,25 mm tykke platestykker av 5052 aluminium legering i den ekstra store hårdhet (-H19) ble belagt med harpiksmateriale slik som nedenfor angitt, og ble trukket til en tilstand hvor de dannet en hul gjenstand med diameter på 51 mm og en høyde på 50,5 mm, idet hver enkelt hadde sylindrisk sidevegg og en endevegg. Alle stykkene ble kjemisk rengjort før beleggene ble påført, og beleggene ble påført stykkene ved pårulling. Når det her tales

om belegging av innsiden av platestykket, så menes det her den side av stykket som når dette er trukket/er innsiden i den hule gjén-stand. Når det tales om utsiden av stykket så menes det den siden som danner utsiden av den trukne gjenstand.

Platestykke nr. 1 (for sammenligning) ble belagt på utsiden med en klar epoksyaminharpiks. Epoicsyaminharpiksbelegget

ble bestilt fra Midland Industrial Finishing Company, som deres produkt benevnt V683. Innsiden ble belagt med en epoksyfenolalde-hyd, og et belegg av vinylklorid copolymervinyl oppløsning som ble bestilt fra det ovenfor nevnte firma og solgt under deres vare-merke "Mark II". Det ble ikke innblandet noe smøremiddel hverken i det ytre eller det indre belegg.

Platestykke nr. 2 (for sammenligning) ble belagt på utsiden og innsiden akkurat slik som platestykke nr. 1.

Platestykke nr. 3 ble belagt på utsiden med en blanding

av Midlands V683 klar epoksyaminharpiks og 2% lanolin. Innsiden ble belagt med Midlands "Mark II" vinyldispersjons harpiks. Ingen indre smøring ble blandet med dette "Mark II" innvendige beleggmateriale.

Platestykke nr. 4 ble belagt på utsiden med en blanding

av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 2% lanolin. Innsiden ble belagt med ovenfor nevnte Midland "Mark II" uten noen indre smøring blandet inn i dette.

Platestykke nr. 5 ble belagt på utsiden med en blanding

av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 2% lanolin. Innsiden ble belagt med en blanding av Midlands "Mark II" vinyldispersjonsharpiks og 2% polyetylen smøremiddel.

Platestykke nr. 6 ble belagt på utsiden med en blanding av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 2% lanolin. Innsiden ble belagt med en blanding av Midlands "Mark II" vinyldispersjonsharpiks og 5% polyetylen smøremiddel.

Plat.estykke nr. 7 (for sammenligning) ble belagt på utsiden med Midlands V683 epoksyaminharpiks. Innsiden ble belagt med en acrylharpiks fra Glidden Company og som blir solgt under produkt-betegnelsen "Glidden 66225".

Platestykke nr. 8 (for sammenligning) ble belagt på utsiden og på innsiden nøyaktig som stykke nr. 7.

Platestykke nr. 9 ble belagt på utsiden med en blanding

av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 3% polyetylen smøremiddel. Innsiden ble belagt med en blanding av Gliddens 6622 5 acrylharpiks og 3% polyetylen smøremiddel.

Platestykke nr. 10 ble belagt på utsiden med en blanding av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 2% lanolin smøremiddel. Innsiden ble belagt med en blanding av Midlands "Mark II" vinyl-dispers jonsharpiks og 2% polyetylen.

Platestykke nr. 11 ble belagt på utsiden med en blanding av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 3% polyetylen smøremiddel. Innsiden ble belagt med en blanding av Midlands "Mark II" vinyl-dispers jonsharpiks og 3% polyetylen smøremiddel.

Platestykke nr. 12 ble belagt på utsiden med en blanding av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 2% lanolin. Innsiden ble belagt med en blanding av Midlands "Mark II" vinyldispersjonsharpiks og 3% polyetylen smøremiddel.

Platestykke nr. 13 ble belagt på utsiden med en blanding av Midlands V683 epoksyaminharpiks og 3% polyetylen smøremiddel. Innsiden ble belagt med en blanding av vinylharpiks fra Pittsburgh Plate Glass Company og ble solgt under deres produktbetegneIse "PPG X786", og 4% % vaselin.

Beleggenes løsningsvæsker ble drevet bort fra alle plate-stykkene ved hjelp av en ovn med middelhastighets luftstrøm for å frembringe en tørr beleggfilm. Ovnstemperaturene ble valgt slik at normal tørking av beleggsmaterialene ble oppnådd.

Mengden av tørt belegg på alle de ovenfor nevnte prøve-stykker var omtrent 3 milligram pr.kvadrattomme på utsiden og fra 8.til 10 milligram på innsiden.

I alle tilfellene hvor polyetylen smøremiddel var innbefattet i beleggmaterialet, ble polyetylen smøremiddel blandet i ved til-føring av beleggmaterialet til smøremidlet ved smøring. Blandingen ble blandet i 30 minutter ved hjelp av et høyhastighets Eppenbach dispersjonsblandeapparat.

Alle tretten av de belagte stykker ble kuttet til runde emner med en størrelse på 144 mm diameter. Hvert av emnene ble innført i en konvensjonell presse og først formet til et grunt skjell på 77,5 mm x 26,5 mm og som derpå ble trukket om i en annen presse til endelig dimensjon 52,7 mm x 52,5 mm. Under den første trekkoperasjon var klaringen mellom den stasjonære del og stemplet omtrent platetykkelsen pluss 25% av tykkelsen pr. side. I den cindre pressen ble den samme klaringen øket til platetykkelsen pluss omtrent 35% av tykkelsen pr. side. Utvendig smøremiddel slik som tidligere ble brukt ble påført i en mengde av mellom 4 og 8 milligram pr. kvadratfot på begge sider av emnene fra stykkene nr. 2, 3,8 og 10. Emnene som ble kuttet av resten av stykkene ble ikke påført noe ytre smøremiddel eller til overflatene på formeverk-tøyet før eller under trekkingen.

I den følgende tabell er prøveresultatene oppsummert:

(a) Prosent tørr film i vekt

x Utbrekk av emnet, ikke trekkbart

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av trukne hule gjenstander av platemateriale av aluminium, hvorved aluminiumplatematerialet før trekningen belegges med en blanding av et harpiksaktig be-legningsmateriale samt et smøremiddel, hvoretter det belagte aluminiumplatemateriale trekkes for dannelse av hulgjenstanden, karakterisert ved at som smøremiddel anvendes polyetylen, lanolin eller vaselin på mineralbasis, hvilket smøre-middel utgjør 2-6 vektprosent av belegget.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at smøremidlet utgjør 3-5 vektprosent av belegget.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at harpiksbelegget består av en vinyl organosol eller en epoksy-harpiks.

4. Flatt aluminiumplatemateriale for utførelse av fremgangsmåten som angitt i hvilket som helst av foregående krav, hvilket materiale er belagt i det minste på den ene Biden med et harpiks-inneholdende belegg med et metalltrekkingssmøremiddel dispersert gjennom hele belegget, karakterisert ved at smøre-midlet utgjør 2-6 vektprosent av belegget og utgjøres av polyetylen, lanolin, eller vaselin på mineralbasis.