罐身制造技術(shù)

一種適于卷封到罐蓋上的拉深減薄金屬罐身，所述罐身包括：減薄側(cè)壁、與所述側(cè)壁一體形成的包圍的非穹頂狀的底座，所述底座的底部面板具有至少大約64的平均洛氏硬度值。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本申請(qǐng)要求2010年2月4日提交的歐洲專利申請(qǐng)EP 10152593、2010年4月12日提交的歐洲專利申請(qǐng)EP 10159582、以及2010年4月12日提交的歐洲專利申請(qǐng)EP10159621的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此通過(guò)引用整體并入。本專利技術(shù)涉及一種容器，并且更具體地涉及用于食物、飲料、氣溶膠等的由金屬薄板形成的金屬容器。
技術(shù)介紹
用于食物和飲料的兩片金屬容器通常通過(guò)沖拔(DWI，也稱為拉深減薄(D&I))或者深沖(DRD)工藝來(lái)制造。術(shù)語(yǔ)“兩片”是指i)杯狀罐身以及ii)罩，其將隨后緊固到罐身的開口端以形成容器。在常規(guī)DWI (D&I)工藝中(例如美國(guó)專利號(hào)4，095，544的圖6至圖10中所示)，通過(guò)拉深模具拉深由金屬薄板卷沖壓出的平坦(通常)圓形坯體，從而在沖頭的作用下形成淺的第一階段杯。該初始拉深階段不產(chǎn)生坯體的任何有意變薄。此后，為了實(shí)現(xiàn)杯的側(cè)壁的厚度減小，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)環(huán)形罐壁減薄模具推動(dòng)通常安裝在密接沖頭或樁錘的端面上的杯，從而使杯的側(cè)壁的伸長(zhǎng)。減薄工藝單獨(dú)地將不產(chǎn)生第一階段杯的標(biāo)稱直徑的任何變化。圖I表示在由常規(guī)DWI (D&I)工藝產(chǎn)生的容器主體中的金屬的分布。圖I僅為例示性的，并非意在精確地定標(biāo)。在圖I中示出三個(gè)區(qū)域，其中 i.區(qū)域I代表底座的非減薄材料。這個(gè)區(qū)域保持與坯體的軋前厚度近似相同的厚度，即它不受常規(guī)DWI工藝的單獨(dú)制造操作的影響。ii、區(qū)域2代表側(cè)壁的減薄中段。其厚度(并且從而需要減薄的量)由容器主體需要的性能確定。iii、區(qū)域3代表側(cè)壁的減薄上段。通常在制罐中，該減薄上段是軋前厚度的大約50-75%。在DRD工藝中(如在US 4，095，544的圖I至圖5中所示)，使用相同的拉深技術(shù)來(lái)形成第一階段杯。然而，不是采用減薄工藝，第一階段杯然后經(jīng)歷一次或多次再拉深操作，其用來(lái)逐漸減小杯的直徑并且從而使杯的側(cè)壁伸長(zhǎng)。大多數(shù)常規(guī)再拉深操作單獨(dú)地不是意在產(chǎn)生杯材料的厚度的任何變化。然而，以由一般的DRD工藝制造的容器主體為例，在實(shí)踐中在最終容器主體的頂部通常會(huì)有一些變厚(10%的級(jí)別或者更多)。該變厚是再拉深工藝的自然效應(yīng)并且當(dāng)從較大直徑的杯再拉深到較小直徑的杯時(shí)由對(duì)材料的壓縮效應(yīng)來(lái)解釋。注意具有替代的已知DRD工藝，其通過(guò)使用小半徑或復(fù)合半徑的拉深模具，通過(guò)在拉深和再拉深階段中拉伸使側(cè)壁變薄，從而實(shí)現(xiàn)杯的側(cè)壁的厚度減小。替代地，減薄和再拉深的組合可以用于第一階段杯，從而減小杯的直徑和側(cè)壁厚度兩者。例如，在兩片金屬容器(罐)的制造領(lǐng)域中，容器主體通常這樣來(lái)生產(chǎn)，將坯體拉深為中間的第一階段杯并且使杯經(jīng)歷多個(gè)再拉深操作直到獲得具有期望標(biāo)稱直徑的容器主體，然后緊隨著減薄側(cè)壁以提供期望的側(cè)壁厚度和高度。然而，以大的商業(yè)規(guī)模使用的DWI (D&I)和DRD工藝不能用來(lái)減小杯的底座中的材料的厚度(并且因此重量)。具體地，拉深通常不會(huì)使被拉深的物體的厚度顯著減小，并且減薄僅對(duì)杯的側(cè)壁起作用。重要地，對(duì)于制造兩片容器用杯的已知DWI (D&I)和DRD工藝而言，底座的厚度與坯體的軋前厚度相比保持相對(duì)不變。這樣會(huì)導(dǎo)致底座比性能目的需要的厚得多。食品、飲料以及其他產(chǎn)品通常包裝在由鋁、馬口鐵鋼、或者鍍層鋼板形成的兩片罐中。兩片罐包括具有整體的底座和側(cè)壁的罐身和卷封到罐身的側(cè)壁頂部的蓋。通常在ASTM A623或者ASTM A624規(guī)格下提供用于制罐的馬口鐵。雖然大多數(shù)的商品馬口鐵被熱軋或者在制造工藝的后期退火，但是通常表面冷軋工藝提供可識(shí)別的晶粒方向。用于制罐的商品馬口鐵中的晶粒不是等軸的，而是在剖面樣本中限定縱向方向和橫向方向，所述縱向方向限定晶粒方向。在通過(guò)廣泛接受的技術(shù)放大時(shí)，晶粒邊界是可見的，例如在ASTM E 112中描述的那樣。 用于制罐的鋁通常以3104-H19或者3004-H19鋁合金板開始，其是具有用于強(qiáng)度和可成形性的大約1%的錳和1%的鎂的鋁。用來(lái)生產(chǎn)用于制罐的商品級(jí)鋁的冷軋工藝生產(chǎn)出具有非等軸晶粒結(jié)構(gòu)的金屬薄板。在這種情況下，鋁板晶粒限定縱向方向和橫向方向。因?yàn)槔滠埖牧浚沟门c用于制罐的商品馬口鐵中的晶粒相比，用于制罐的商品鋁板中的晶粒是細(xì)長(zhǎng)的。需要利用金屬供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)高效且有效地使用板材的改進(jìn)的罐技術(shù)和改進(jìn)的罐。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
一種罐身，由以下工藝形成該工藝包括在成為底座的至少一部分的金屬上進(jìn)行拉伸操作，并且然后將已拉伸的材料徑向向外優(yōu)選地拉深到側(cè)壁中。所述側(cè)壁的后續(xù)減薄從較薄的較為低廉的金屬薄板產(chǎn)生具有期望底座和壁厚的罐。在這方面，不需要在軋鋼機(jī)上在金屬薄板上執(zhí)行附加的軋制步驟，而是金屬可以在制罐工藝期間變薄以實(shí)現(xiàn)期望的屬性。由該方法形成的罐身可以具有與由較貴較薄的板制成的罐不同的屬性。例如，在由所公開的方法形成的罐身的底座中，因?yàn)槔觳僮魉a(chǎn)生的從原板的厚度減少和分布、硬度增加以及由于拉伸操作而使微晶粒結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變化可以是唯一的。這樣的適于卷封到罐蓋上的拉深和減薄金屬罐身包括減薄側(cè)壁和與所述側(cè)壁一體形成的包圍的非穹頂狀的底座。所述底座的底部面板(也就是，所述底座在外周埋頭孔內(nèi)的部分)優(yōu)選地可以具有至少大約64的平均洛氏硬度值。該平均值是穿過(guò)中心并且沿著軋制方向所取的點(diǎn)的數(shù)字平均值。平均洛氏硬度值可以在64與70之間。這些硬度值是以開始于具有58的起始硬度的常規(guī)連續(xù)退火T4板的工藝為基礎(chǔ)的。然而本專利技術(shù)并不限于以任何具體的板厚度或者硬度開始。優(yōu)選地，所述罐身側(cè)壁具有在大約O. 006英寸到O. 015英寸之間的平均厚度，并且所述側(cè)壁具有能夠二重卷封到罐蓋的卷邊上的凸緣。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例或方面，所述罐身底座可以具有(i )至少大約為65的洛氏硬度或者(ii)從原板的洛氏硬度值的至少5的平均硬度變化或者(iii)或者從原板的至少7%的洛氏硬度值的平均變化。優(yōu)選地，平均洛氏硬度值的增加在5到17之間，并且還可以在6到15之間、或者7到12之間、或者8到10之間。優(yōu)選地，與起始薄板無(wú)關(guān)，平均洛氏硬度值的增加在8%到21%之間，并且優(yōu)選地在10%到16%之間、或者在12%到15%之間。在概述部分中指出的所有罐的側(cè)壁優(yōu)選地具有大約O. 004到大約O. 015英寸之間的厚度，并且更優(yōu)選地具有大約O. 004英寸到大約O. 007英寸之間的厚度。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例或方面，所述罐身底座由至少O. 105英寸厚的薄板形成并且包括減薄側(cè)壁及與所述側(cè)壁一體形成的底座。所述底座包括外周埋頭孔和基本上平坦的底部面板，所述底部面板具有O. 006到O. 015英寸之間的平均厚度和從原板的至少2%的平均厚度減少。優(yōu)選地，從原板的平均厚度減少在5%到30%之間、或者在10%到25%之間。優(yōu)選地，平均底部面板厚度在O. 008到O. 012英寸之間、或者在O. 008到O. 010英寸之間。根據(jù)本專利技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例或方面，所述罐身底座為非穹頂狀的并且包括減薄側(cè) 壁和外周埋頭孔以及徑向地位于所述埋頭孔內(nèi)的底壁，底座馬口鐵中的晶粒具有至少1.4的平均縱橫比，優(yōu)選地在I. 5到2. 5之間、或者在I. 6到2. 2之間、或者大約為I. 8。優(yōu)選地，與起始薄板材料無(wú)關(guān)，所述平均縱橫比與形成所述罐身的原板的平均縱橫比相比大至少20%，并且優(yōu)選地在20%到1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A普雷斯塞特，S蒙羅，K溫森特，J賴?yán)?/a>，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：皇冠包裝技術(shù)公司，
類型：
國(guó)別省市：