CN101032727A

CN101032727A - 金属瓶热压吹制法

Info

Publication number: CN101032727A
Application number: CNA2006100243969A
Authority: CN
Inventors: 谢靖佳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-03-06
Publication date: 2007-09-12

Abstract

金属瓶热压吹制法是一金属容器成型法。利用金属材料在高温下，屈服应力降低，可塑性增强原理，采用高压使加热金属瓶坯在封闭模具中成型的工艺。成型机由模具座、左右侧模、底模、压力导管及加热装置所组成。成型前，瓶坯被固定于左右侧模和底模所形成的腔体中，并被压力导管所密闭。加热装置将瓶坯加热致成型温度后，压力气体通过导管进入瓶坯，使瓶坯受压膨胀，形成所需形状。成型时，模具腔体保持压力对瓶坯形成背压，以防止瓶坯爆裂。腔体压力小于成型压力。成型时，导管抵住瓶坯底部，防止瓶坯底部抬升失去与底模接触而爆瓶。此法可运用于各种金属容器成型。形成的容器具有壁厚均匀，过渡流畅的特点。适用于复杂容器成型，便于大规模生产。

Description

金属瓶热压吹制法

所属技术领域

金属瓶热压吹制法是一种金属容器成型法。它利用金属材料在高温下，屈服应力降低，可塑性增强原理，采用高压使加热金属瓶坯在封闭模具中一次成型的工艺。该发明确保金属瓶坯在适当的温度与压力下，顺利成型，防止爆瓶。所形成的金属容器可广泛应用于饮料、酒类、化妆品等民用及工业包装。具有耐压、抗压、易回收再利用的特点。

背景技术

目前双片式金属容器(容器和容器盖)的制造主要是采用冲压成型的工艺，所形成的容器限于圆柱状的外型，外形单一(如易拉罐)，外型更新工艺复杂。

发明内容

本发明采用新的热压吹瓶工艺，能够生产各种形状复杂的金属容器，并使非圆柱体外型的金属容器成为可能，如正方体或不规则形状的金属瓶。

本发明所采用的技术方案是：利用金属材料在高温下，屈服应力降低，可塑性增强原理，采用高压使加热金属瓶坯在封闭模具中一次成型的工艺。成型机由模具座、左右侧模、底模、压力导管及加热装置所组成。成型前，瓶坯被固定于左右侧模和底模所形成的腔体中，并被压力导管所密闭。加热装置将瓶坯加热致成型要求温度后，压力气体通过导管进入瓶坯，使瓶坯受压膨胀，形成所需形状。成型时，模具腔体保持压力，使瓶坯形成背压，以防止瓶坯爆裂。腔体压力应小于成型压力。同时，成型时，导管应抵住瓶坯底部，防止瓶坯底部因瓶胚膨胀而抬升，失去与底模接触而爆瓶。在金属瓶成型后，左右侧模分开，以取出成型瓶。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明工艺结构及工艺过程进行进一步的说明。

图1是工艺结构图

图2是瓶坯的形状

图3是工艺剖视图(A-A剖视图)

图4是瓶坯受压膨胀图(B-B剖视图)

图5是瓶坯膨胀扩展图(B-B剖视图)

图6是瓶坯膨胀扩展底部细节图

图7是瓶坯最后成型图

图1至图7中，1是侧模；2是瓶坯；3是底模；4是模具座；5是压力导管；6是加热捧。

具体实施方式

1.工艺结构

金属瓶热压吹制法的工艺结构图如图1所示，它由模具座、左右侧模、底模、压力导管及加热装置所组成。

1)瓶坯

瓶坯是形成金属容器前的坯子，它可以通过传统的冲压拉拔工艺形成。瓶坯的长度应该和容器的长度相当或略长，其直径是根据容器最后形状而决定。瓶坯通常是缩颈的瓶坯(如图2)。

2)侧模(左右侧模)和底模

侧模和底模用来形成封闭的腔体，其形状决定金属容器的最终形状。将封闭的腔体分成左右侧模和底模是便于瓶坯的放置和成型容器的取出。左右侧模之间，侧模和底模之间均有定位销，便于锁定整个腔体。侧模和底模上可以加装加热棒，使模具变成预热模，可以适用不同的金属瓶坯的加热需要。

3)模具座

模具座是各种模具安装的基础，它配有气动、液动或机械的传动装置，用于趋动侧模和座模的分合。

4).压力气体导管和内置加热棒

气体导管是将高压气体引入瓶坯的装置，它使瓶坯内部形成密封的高压，而强迫瓶坯膨胀成型，气体导管同时兼有另外二项重要功能。

a)导管受气动或液动传动形成向下预压力，封闭瓶坯，使瓶坯内形成封闭腔体，有利于形成高压。

b)在金属瓶成型时，导管底部始终抵住瓶坯底部，以保持瓶坯底部与底模始终接触，防止爆瓶。如果没有导管，瓶坯由于侧向膨胀变形，形成抬升，和底模失去接触，于容器成型的最后阶段，形成爆瓶。

内置式加热棒可以迅速加热瓶坯以形成一定的温度梯度，便于瓶坯成型。

2.金属瓶热压吹制法工艺过程

金属瓶热压吹制法工艺过程主要包括：瓶坯的残余应力的去除和预热，瓶坯加入模具腔体，瓶坯成型和脱模。

1)瓶坯的残余应力的去除和预热

瓶坯在成型之前须去除残余应力，这样可以使金属获得最大的塑性变形，便于瓶坯的成型。瓶坯的预热通常有二种方法，一种是腔体外预热，形成一定的温度和温度梯度，然后进入模具中成型。另一种是腔体中加热，达到一定的成型温度和温度梯度之后加压成型。

瓶坯的温度和温度梯度的大小是由容器的材料，形状所决定的。在瓶坯上形成不同温度梯度是为了控制瓶坯加压后初始膨胀的部位，以利于控制容器的形状。因为瓶坯温度高的部位，屈服应力低，在加压后将最先膨胀。

2)瓶坯加入模具腔体

被加热的/未被加热的瓶坯(内部加热)置于底模上，左右侧模合拢，底模抬升，形成一个密闭的腔体(如图3)。然后，压力导管深入瓶坯，产生向下预压，封闭瓶坯口并产生向下预压，便于压力加载(如果是腔体加热，加热棒及预热的侧模及底模将加热瓶坯，使其达到成型温度后，再加载成型)。

3)瓶坯成型

被加热的瓶坯有较大的塑性。高压气体通过气体导管进入封闭的加热瓶坯，将迫使瓶坯向外膨胀(如图3)。其间，成型的过程可分为三个步骤：

a)瓶坯受压膨胀

为了防止初始加载压力过大而造成爆瓶，初始压力应线性增加。当成型压力P1达到材料屈服应力时，将迫使瓶坯温度高的部位向外膨胀。同时当成型压力P1线性加载时，模具腔体压力P2也同时加载，腔体压力P2是通过底模上的压力孔导入腔体。腔体压力的作用是对瓶坯形成背压，防止成型压力P1过大而爆瓶。在成型过程中，腔体压力P2应小于成型压力P1。(如图3、图4所示)

b)成型压力升高膨胀扩展

随着成型压力P1的升高，瓶坯的膨胀将扩展。为了防止瓶坯的膨胀而造成瓶坯底部抬升，与底模失去接触所引起的爆瓶，气体导管应始终抵住瓶坯底部，使瓶坯底部保持和底模接触。这样也利于形成均匀的壁厚。(如图5、图6所示)

c)最后成型

在瓶坯成型的最后阶段，压力可以突然加大，形成容器的底部。(如图7所示)

4)脱模

成型后的瓶坯(容器)，通过缷压，导管抬升，左右模分离而取出容器，成型后的容器是高温的，可以通过风冷或气冷，冷却至常温。

3.金属瓶热压吹制法的特点

1)由于侧模和底模决定瓶坯的最后形状，而侧模和底模可以是任何形状的组合，所以最后容器可以是任何复杂形状。

2)变形的极限是由金属材料、成型温度，成型压力和时间所共同决定的。

3)成型容器的是一体式的，可用于各种民用及工业用途，压力容器或非压力容器。

4)工艺过程简单，便于规模生产。

5)可以成型细小的特征，如浮雕等效果。

Claims

1.金属瓶热压吹制法是一种金属容器成型法。它利用金属材料在高温下，屈服应力降低，可塑性增强原理，采用高压使加热金属瓶坯在封闭模具中一次成型的工艺。成型机由模具座、左右侧模、底模、压力导管及加热装置所组成。成型前，瓶坯被固定于左右侧模和底模所形成的腔体中，并被压力导管所密闭。加热装置将瓶坯加热致成型要求温度后，压力气体通过导管进入瓶坯，使瓶坯受压膨胀，形成所需形状。成型时，模具腔体保持压力，使瓶坯形成背压，以防止瓶坯爆裂。腔体压力应小于成型压力。成型时，导管抵住瓶坯底部，防止瓶坯底部因瓶坯膨胀而抬升，失去与底模接触而爆瓶。

金属瓶热压吹制法是适用于金属瓶坯在一定的温度和压力条件下吹制而形成一体式金属容器的工艺方法。

2.金属瓶坯成型时，模具腔体需保持一定压力，使瓶坯外部形成背压，背压须小于瓶坯成型压力，用于防止瓶坯迅速膨胀时，而形成的爆瓶现象。腔体背压和瓶坯成型压力通过压力调节器进行控制。

3.金属瓶坯成型前，压力导管必须向下形成预压，抵住瓶坯底部，以防止瓶坯膨胀时而引起的底部抬升，失去与底模接触而形成爆瓶。