被构造为在深拉延过程中操纵工件与深拉延工具之间的摩擦的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制造金属产品的系统，其包括：用于将第一润滑剂(235)施加到片状金属坯料(205)的冲头侧上的润滑源(225)；用于施加不同量的电流的可控电流源(250)；以及用于将片状金属坯料(205)拉延成金属产品的冲头(215)和冲模(220)，其中可控电流源(250)电耦合到冲头(215)、冲模(220)或触点中的一者或多者，以便在片状金属坯料(205)被冲头(215)和冲模(220)拉延成金属产品的同时以及在金属产品从冲头(215)弹出的同时施加电流通过第一润滑剂(235)。本申请还涉及一种用此种系统制造金属产品的方法。本发明专利技术还涉及一种容器制造系统(700)，其包括：圆柱形压头(720)，其包括压头主体(722)和位于压头主体(722)的远端上的压头鼻部，该压头鼻部能够与容器预成型件的基部接合；冲模(730)，其包括与圆柱形压头(720)同心地对准的开口，该开口的尺寸和形状被设计成用于响应于压头鼻部与容器预成型件的基部接合并且圆柱形压头(720)驱动容器预成型件通过冲模开口而接收容器预成型件；以及与冲模(730)耦合的超声装置(740)，其中该超声装置使冲模(730)在圆柱形压头(720)驱动容器预成型件通过冲模开口的同时振动。本申请还涉及一种用此种系统形成铝容器的方法和一种用于形成铝容器的冲模(730)。器的冲模(730)。器的冲模(730)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被构造为在深拉延过程中操纵工件与深拉延工具之间的摩擦的装置和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年3月23日提交的美国临时申请号62/993,244和2020年3月23日提交的美国临时申请号62/993,239的权益和优先权，这两个临时申请据此全文以引用方式并入。


[0003]本公开总体上涉及冶金学，并且更具体地涉及用于将金属片材成型、冲压、拉延、再拉延和减薄拉伸加工为成型金属产品的技术和系统，并且涉及用于制造铝饮料容器的改进的系统和方法。

技术介绍

[0004]金属片材可以被冲压或拉延以使金属片材成型为适合于各种应用的所需形状。润滑剂或成型流体可被用于在成型过程中减小摩擦并控制材料的流动。润滑剂或成型流体可用作冷却剂，因为金属可能在成型过程中变热。有多种润滑剂或成型流体可供使用，并且不同的配方可能适用于不同的成型过程或最终成型产品。例如，一些水基润滑剂在清洁后可能易于除去或留下很少的残留物，但可能无法为一些成型过程提供足够的润滑。相比之下，一些油基润滑剂可以提供适当水平的润滑和良好的冷却能力，但可能会留下残留物或难以从成型金属表面除去，从而限制了它们在一些成型产品中的使用。在高速制造过程中，不正确的成型有时会导致金属产品损坏，这会堵塞成型设备，从而导致代价高昂的停机时间。
[0005]饮料容器通常使用此种高速制造过程来制造。例如，制造传统饮料容器的过程通常包括用金属材料诸如铝制造坯料。可以将坯料拉延成浅杯并再拉延以减小直径并将杯加深。可以通过使用冲头或压头驱动金属材料通过一个或多个减薄拉伸加工冲模来对该杯进行减薄拉伸加工以减小该杯的壁厚。现有的减薄拉伸加工冲模会在杯子侧壁与冲模之间产生过大的摩擦，从而导致杯壁撕裂或以其他方式弱化。另外，过大的摩擦可能会将金属颗粒从杯子上移出，这些金属颗粒会堆积在冲模上，从而导致频繁的冲模清洁或更换。

技术实现思路

[0006]术语实施方案和类似术语意图广义地指本公开和所附权利要求的所有主题。含有这些术语的陈述应被理解为不限制本文所述的主题或限制下面的权利要求的含义或范围。本文所涵盖的本公开的实施方案由下面的权利要求而非本
技术实现思路
限定。本
技术实现思路
是本公开的各方面的高度概述，并且介绍了在下面的具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并不意图确认要求保护的主题的关键或必要特征，也不意图孤立地用于确定要求保护的主题的范围。应通过参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解所述主题。
[0007]在一些方面，公开了制造金属产品诸如铝合金产品如饮料容器和其他产品的方
法。所公开的方法可以采用这样的技术，其中金属产品与冲压或拉延设备(诸如冲头、冲模或印模)之间的摩擦被修改以改进成型操作。在一个方面，可以施加电流到冲压或冲孔过程期间使用的润滑剂或通过该润滑剂，以修改金属产品与冲压表面之间的摩擦系数。通过施加合适的电流到该润滑剂或通过该润滑剂，可以优化冲压或冲孔过程以增强冲压或冲孔性能以及成型金属产品从冲压或冲孔设备中的移除或弹出。在另一方面，可以将超声振动施加到冲压或拉延设备或金属产品的部件，以修改摩擦力。
[0008]一种制造金属产品的示例性方法包括：将第一润滑剂施加在片状金属坯料的冲头侧上；将第二润滑剂施加在片状金属坯料的冲模侧上；在控制该片状金属坯料的冲头侧与冲头之间的第一摩擦系数或该片状金属坯料的冲模侧与冲模之间的第二摩擦系数中的一者或两者以使得第一摩擦系数大于第二摩擦系数的同时，使用冲头和冲模拉延该片状金属坯料以使该片状金属坯料成型为金属产品；以及在将金属产品与冲头之间的第三摩擦系数控制为小于第一摩擦系数的同时将金属产品从冲模弹出。尽管上面提到了将润滑剂施加到片状金属坯料的表面上，但是这可以包括将润滑剂施加到冲头或冲模的相应表面上，而不是将润滑剂直接施加到片状金属坯料上。
[0009]由于可能希望第一摩擦系数在相对意义上大于第二摩擦系数，控制第一摩擦系数可以包括通过第一润滑剂施加第一电流或者通过第二润滑剂施加第一电流。金属产品与冲头之间的摩擦系数可以是用于使弹出问题最小化的有用方面，因此控制第三摩擦系数可以包括通过第一润滑剂施加第二电流。
[0010]第一电流或第二电流或两者的示例性幅值可以独立地为约0.01mA至约12A，诸如0.01mA至0.1mA、0.01mA至1mA、0.01mA至10mA、0.01mA至100mA、0.01mA至1A、0.01mA至10A、0.01mA至12A、0.1mA至1mA、0.1mA至10mA、0.1mA至100mA、0.1mA至1A、0.1mA至10A、0.1mA至12A、1mA至10mA、1mA至100mA、1mA至1A、1mA至10A、1mA至12A、10mA至100mA、10mA至1A、10mA至10A、10mA至12A、100mA至1A、100mA至10A、100mA至12A、1A至10A、1A至12A或10A至12A。在一些情况下，第一电流或第二电流，但不是两者，具有0A的幅值。用于施加第一电流或第二电流或两者的示例性电压可以独立地为约0.05V至约6V，诸如0.05V至0.1V、0.05V至0.5V、0.05V至1V、0.05V至5V、0.05V至6V、0.1V至0.5V、0.1V至1V、0.1V至5V、0.1V至6V、0.5V至1V、0.5V至5V、0.5V至6V、1V至5V、1V至6V或5V至6V。
[0011]施加到第一润滑剂的第一电流和第二电流可以以任何方便的方式施加。例如，第一电流可以施加在冲头与冲模之间。第一电流可以施加在冲头与片状金属坯料之间。第二电流可以施加在冲头与冲模之间或冲头与金属产品之间。第一电流可以通过至少第一润滑剂从冲头流到冲模。第一电流可以通过至少第一润滑剂从冲模流到冲头。第一电流可以通过至少第一润滑剂从冲头流到片状金属坯料。第一电流可以通过至少第一润滑剂从片状金属坯料流到冲头。第一电流可以通过至少第二润滑剂从冲头流到冲模。第一电流可以通过至少第二润滑剂从冲模流到冲头。第一电流可以通过至少第二润滑剂从冲模流到片状金属坯料。第一电流可以通过至少第二润滑剂从片状金属坯料流到冲模。第二电流可以通过至少第一润滑剂从冲头流到冲模。第二电流可以通过至少第一润滑剂从冲模流到冲头。第二电流可以通过至少第一润滑剂从冲头流到金属产品。第二电流可以通过至少第一润滑剂从金属产品流到冲头。
[0012]多种润滑剂和润滑剂构造可用于与所公开的方法一起使用。例如，第一润滑剂和
第二润滑剂可以是相同的润滑剂或不同的润滑剂。在一些实例中，第一润滑剂包含离子液体。在一些实例中，第一润滑剂可以包含或还包含以下中的一种或多种：水性润滑剂、油基润滑剂、蜡基润滑剂、石油基润滑剂、合成酯、多元醇酯、多元醇基润滑剂、聚α烯烃、聚乙二醇、魅力蜡(glamour wax)、流化石蜡、合成石蜡、石蜡油、矿物油、白凡士林、棕榈油、天然蜡、聚乙烯蜡、氢化蓖麻蜡、蜂蜡、聚异丁烯、聚乙二醇二油酸酯、脂肪酸、硬脂酸、油酸、妥尔油、蓖麻油酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造金属产品的方法，其包括：将第一润滑剂施加在片状金属坯料的冲头侧上；将第二润滑剂施加在所述片状金属坯料的冲模侧上；在控制所述片状金属坯料的所述冲头侧与所述冲头之间的第一摩擦系数或所述片状金属坯料的所述冲模侧与所述冲模之间的第二摩擦系数中的一者或两者以使得所述第一摩擦系数大于所述第二摩擦系数的同时，使用冲头和冲模拉延所述片状金属坯料以使所述片状金属坯料成型为金属产品；以及在将所述金属产品与所述冲头之间的第三摩擦系数控制为小于所述第一摩擦系数的同时将所述金属产品从所述冲模弹出。2.如权利要求1所述的方法，其中控制所述第一摩擦系数包括施加第一电流通过所述第一润滑剂或施加所述第一电流通过所述第二润滑剂，并且其中控制所述第三摩擦系数包括施加第二电流通过所述第一润滑剂。3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一电流具有0.01mA至12A的幅值。4.如权利要求2所述的方法，其中所述第二电流具有0.01mA至12A的幅值。5.如权利要求2所述的方法，其中所述第一电流或所述第二电流，但不是两者，具有0A的幅值。6.如权利要求2所述的方法，其中使用0.05V至6V的电压施加所述第一电流，或者其中使用0.05V至6V的电压施加所述第二电流。7.如权利要求2所述的方法，其中所述第一电流施加在所述冲头与所述冲模之间或所述冲头与所述片状金属坯料之间，或者其中所述第二电流施加在所述冲头与所述冲模之间或所述冲头与所述金属产品之间。8.如权利要求2所述的方法，其中所述第一电流通过至少所述第一润滑剂从所述冲头流到所述冲模，通过至少所述第一润滑剂从所述冲模流到所述冲头，通过至少所述第一润滑剂从所述冲头流到所述片状金属坯料，通过至少所述第一润滑剂从所述片状金属坯料流到所述冲头，通过至少所述第二润滑剂从所述冲头流到所述冲模，通过至少所述第二润滑剂从所述冲模流到所述冲头，通过至少所述第二润滑剂从所述冲模流到所述片状金属坯料，或者通过至少所述第二润滑剂从所述片状金属坯料流到所述冲模。9.如权利要求2所述的方法，其中所述第二电流通过至少所述第一润滑剂从所述冲头流到所述冲模，通过至少所述第一润滑剂从所述冲模流到所述冲头，通过至少所述第一润滑剂从所述冲头流到所述金属产品，或者通过至少所述第一润滑剂从所述金属产品流到所述冲头。10.如权利要求1所述的方法，其中所述第一润滑剂和所述第二润滑剂是不同的润滑剂。11.如权利要求1所述的方法，其中所述第一润滑剂和所述第二润滑剂是相同的润滑剂。12.如权利要求1所述的方法，其中所述第一润滑剂包含离子液体。13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一润滑剂还包含以下中的一种或多种：水性润滑剂、油基润滑剂、蜡基润滑剂、石油基润滑剂、合成酯、多元醇酯、多元醇基润滑剂、聚α烯烃、聚乙二醇、魅力蜡、流化石蜡、合成石蜡、石蜡油、矿物油、白凡士林、棕榈油、天然蜡、
聚乙烯蜡、氢化蓖麻蜡、蜂蜡、聚异丁烯、聚乙二醇二油酸酯、脂肪酸、硬脂酸、油酸、妥尔油、蓖麻油酸、棕榈酸、肉豆蔻酸、月桂酸、异硬脂酸、非离子表面活性剂、胺、吗啉、二乙基氨基乙醇胺或水。14.如权利要求12所述的方法，其中所述离子液体包含咪唑鎓阳离子、铵阳离子、吡咯烷鎓阳离子、鏻阳离子、三己基(十四烷基)鏻阳离子、四氟硼酸根阴离子、六氟磷酸根阴离子、磷酸根阴离子、双(三氟甲基磺酰基)酰胺阴离子、双(草酸根)硼酸根阴离子、全氟烷基磷酸根阴离子、1
‑
n
‑3‑
甲基咪唑鎓、1
‑
n
‑
2,3
‑
甲基咪唑鎓、1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑鎓、[C4C1IM][PF6]或[C2C1IM][BF4]。15.如权利要求1所述的方法，其中所述第二润滑剂包含以下中的一种或多种：离子液体、水性润滑剂、油基润滑剂、蜡基润滑剂、石油基润滑剂或导电润滑剂。16.如权利要求1所述的方法，其中施加所述第一润滑剂包括在所述片状金属坯料的所述冲头侧上建立0.1g/m2至1g/m2的所述第一润滑剂的负载；或者其中施加所述第二润滑剂包括在所述片状金属坯料的所述冲模侧上建立0.1g/m2至1g/m2的所述第二润滑剂的负载。17.如权利要求1所述的方法，其中所述第一摩擦系数对应于在所述片状金属坯料与所述冲头之间使用所述第一润滑剂的0.02至0.27的标准摩擦系数；或者其中所述第三摩擦系数对应于在所述金属产品与所述冲头之间使用所述第一润滑剂的0.02至0.27的标准摩擦系数。18.如权利要求1所述的方法，其中所述第一润滑剂在所述拉延期间表现出2.5mPas至190mPas的粘度；或者其中所述第一润滑剂在所述弹出期间表现出2.5mPas至190mPas的粘度。19.如权利要求1所述的方法，其中所述片状金属坯料包含铝合金。20.如权利要求1所述的方法，其中所述片状金属坯料包含3xxx系列铝合金、AA3003合金、AA3004合金、AA3104合金或AA3105合金。21.如权利要求1所述的方法，其中所述冲头或所述冲模中的一者或两者包含钢。22.如权利要求1所述的方法，其中所述金属产品包括金属杯、再拉延金属杯、金属瓶预成型件。23...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：诺维尔里斯公司，
类型：发明
国别省市：